小型風(fēng)冷絕熱吸收制冷關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、能源和環(huán)境問題已成為全人類共同關(guān)注焦點。電驅(qū)動制冷空調(diào)設(shè)備廣泛使用不但導(dǎo)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(yīng)”等嚴(yán)重環(huán)境問題。而風(fēng)冷燃?xì)饪照{(diào)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(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整，在普通家庭、別墅或辦公樓等建筑中具有廣闊應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)風(fēng)冷燃?xì)饪照{(diào)卻因系統(tǒng)工作溫度、濃度、壓力過高，結(jié)果導(dǎo)致結(jié)晶問題、腐蝕問題和效率嚴(yán)重下降等問題。更為嚴(yán)重的是，傳統(tǒng)風(fēng)冷管內(nèi)降膜

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

3、卻器內(nèi)溶液與空氣側(cè)換熱容易被強(qiáng)化，這樣有效解決傳統(tǒng)風(fēng)冷降膜吸收器傳熱和傳質(zhì)過程難于同時強(qiáng)化等問題，縮小吸收器的體積。此外，本課題還提出在低溫?fù)Q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?xì)饨^熱吸收制冷新流程特性進(jìn)行理論研究。在闡述新流程工作原理的基礎(chǔ)上，建立組成新流程各部件數(shù)學(xué)模型，并對新流程在最佳工況點進(jìn)行熱力學(xué)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計和部件換熱面積優(yōu)化設(shè)計。提出熱力學(xué)循環(huán)數(shù)值計算方法并編寫程序進(jìn)行數(shù)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(xué)性能影響。 風(fēng)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(guān)鍵技術(shù)。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(jìn)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(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式。 風(fēng)冷絕熱吸收制冷的關(guān)

5、鍵部件絕熱吸收器結(jié)構(gòu)與吸收性能是最重要的關(guān)鍵技術(shù)。本文對它們進(jìn)行了深入的理論研究。綜述了溴化鋰溶液降膜吸收過程數(shù)值計算研究進(jìn)展，在分析吸收傳質(zhì)機(jī)理和對流傳質(zhì)模型基礎(chǔ)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(zhì)過程進(jìn)行強(qiáng)化，分析討論填料的幾何特性與填料吸收器的流體力學(xué)特性，基于液膜的質(zhì)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(shù)學(xué)模型，在對動量方程簡化處理后，對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散化處理，采用TDMA算法和二分法，

6、數(shù)值計算噴淋溶液溫度場、濃度場以及傳質(zhì)系數(shù)等參數(shù)隨吸收器高度變化規(guī)律。此外，設(shè)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(nèi)噴淋溶液溫度隨高度變化關(guān)系，分析噴淋溶液流量、溫度、濃度和吸收壓力變化對傳質(zhì)系數(shù)、Sh數(shù)和水蒸汽吸收量影響，比較在設(shè)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(jié)理論和實驗研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，對今后進(jìn)一步研究工作提出了一些意