小型風冷絕熱吸收制冷關鍵技術研究.pdf

1、能源和環(huán)境問題已成為全人類共同關注焦點。電驅動制冷空調設備廣泛使用不但導致冬夏季電力峰谷問題，而且直接或間接引起諸如臭氧層破壞和“溫室效應”等嚴重環(huán)境問題。而風冷燃氣空調具有清潔、環(huán)保、耗電少等優(yōu)點，可消除城市電力峰谷問題，有利于能源消費結構的優(yōu)化和調整，在普通家庭、別墅或辦公樓等建筑中具有廣闊應用前景。然而，傳統(tǒng)風冷燃氣空調卻因系統(tǒng)工作溫度、濃度、壓力過高，結果導致結晶問題、腐蝕問題和效率嚴重下降等問題。更為嚴重的是，傳統(tǒng)風冷管內降膜

2、吸收效果很差從而導致吸收器體積過大，給機組小型化帶來很大困難。 針對傳統(tǒng)風冷管內降膜吸收制冷的諸多問題，本課題提出一種新型風冷節(jié)能絕熱吸收制冷新流程，該新流程以風冷冷卻器和絕熱吸收器代替?zhèn)鹘y(tǒng)風冷管內降膜吸收器，將傳統(tǒng)降膜吸收器中同時發(fā)生傳熱傳質過程分階段進行，吸收傳質過程在絕熱吸收器內進行，而傳熱過程在風冷冷卻器內進行，絕熱吸收器內設置填料層增大水蒸汽與噴淋溶液間接觸面積，為傳質提供足夠空間與時間，可有效強化傳質過程，在風冷冷

3、卻器內溶液與空氣側換熱容易被強化，這樣有效解決傳統(tǒng)風冷降膜吸收器傳熱和傳質過程難于同時強化等問題，縮小吸收器的體積。此外，本課題還提出在低溫換熱器中回收利用冷劑水余熱，節(jié)能效果明顯。 對小型空冷燃氣絕熱吸收制冷新流程特性進行理論研究。在闡述新流程工作原理的基礎上，建立組成新流程各部件數學模型，并對新流程在最佳工況點進行熱力學參數優(yōu)化設計和部件換熱面積優(yōu)化設計。提出熱力學循環(huán)數值計算方法并編寫程序進行數值計算，計算冷劑水余熱回收量

4、，并分析了高壓發(fā)生器流量比、室外空氣溫度和蒸發(fā)器冷凍水入口溫度對循環(huán)熱力學性能影響。 風冷絕熱吸收制冷重要部件溶液熱交換器小型化和冷劑水余熱回收是這一制冷方法成功與否的關鍵技術。本文專門搭建溴化鋰溶液熱交換器傳熱和壓降性能實驗臺，對多套管式換熱器和板式換熱器在小流量、大溫差條件下進行傳熱和壓降實驗研究，實驗驗證了冷劑水余熱回收效果。采用修正WilsOn法擬合出溴化鋰溶液在板式換熱器中Nu準則關聯式。 風冷絕熱吸收制冷的關

5、鍵部件絕熱吸收器結構與吸收性能是最重要的關鍵技術。本文對它們進行了深入的理論研究。綜述了溴化鋰溶液降膜吸收過程數值計算研究進展，在分析吸收傳質機理和對流傳質模型基礎上，提出采用壓降小、比表面積大的不銹鋼規(guī)整填料對絕熱吸收傳質過程進行強化，分析討論填料的幾何特性與填料吸收器的流體力學特性，基于液膜的質量守恒、動量守恒、能量守恒控制方程，建立規(guī)整填料吸收器數學模型，在對動量方程簡化處理后，對數學模型進行離散化處理，采用TDMA算法和二分法，

6、數值計算噴淋溶液溫度場、濃度場以及傳質系數等參數隨吸收器高度變化規(guī)律。此外，設計并搭建溴化鋰溶液絕熱吸收水蒸汽實驗臺，實驗研究在不同噴淋溶液流量、溫度、濃度和吸收壓力時，填料絕熱吸收器內噴淋溶液溫度隨高度變化關系，分析噴淋溶液流量、溫度、濃度和吸收壓力變化對傳質系數、Sh數和水蒸汽吸收量影響，比較在設置填料和無填料兩種情況下，絕熱吸收器吸收性能變化情況。 最后，在總結理論和實驗研究結果的基礎上，對今后進一步研究工作提出了一些意