三元工质吸收式制冷系统的性能模拟与优化

为了分析加入溴化锂与硝酸锂等物质后对三元工质氨吸收式制冷系统性能的影响,本文建立了氨-水二元、氨-水-溴化锂和氨-水-硝酸锂两种三元工质吸收式制冷系统模型并模拟其不同盐浓度下的运行特性,结果表明,在相同工况下,三元工质吸收式制冷系统的COP高于传统氨-水二元系统。同时为解决添加盐后吸收终了氨含量降低的问题,建立了新型含电渗析分离的三元工质吸收式制冷系统并进行模拟,氨-水-溴化锂吸收式制冷系统增加电渗析装置后,COP提高了36.0%,氨-水-硝酸锂吸收式制冷系统增加电渗析装置后COP提高了28.1%。     

基于三元工质扩散吸收式制冷系统的浓度研究

文中建立以氨-水-氦为工质的扩散吸收式制冷系统。采用对比试验,在三种工质浓度下,对比由于工质浓度不同而对系统温度造成的不同影响,用温度曲线的方式描述了系统各参数的变化,对扩散吸收式制冷系统的浓度设计具有一定的参考价值。     

不同类型的添加剂对制冷效能的影响分析

为了提高溴化锂吸收式制冷系统的制冷效率,通常在制冷剂中添加表面活性剂,以提高制冷系统中溶液蒸发、吸收和冷凝过程中热量传递效率.通过研究溴化锂吸收式制冷系统的工作原理和工作过程,得到了活性剂对制冷性能影响关系式.在此基础上,对戊基甲醇、正六醇和1-羟基己烷这三种添加剂的制冷性能进行对比测试,实验表明添加浓度为150ppm...     

NH3-H2O-LiBr吸收式制冷系统的可行性研究

针对目前氨水吸收式制冷系统的缺点由于高压侧(发生器和冷凝器)的工作压力过高带来的不安全隐患以及发生出来的气体中还有较多的水蒸汽而带来的系统过于庞大等问题,提出了相应的改进方案,在氨水系统中加入溴化锂,期望能够降低其工作压力以及气相中水蒸汽的含量。为了对该三元混合工质的可行性进行研究,在自行搭建的实验平台上,对其压力及温度进行了测试,测试温度范围从20℃到90℃,压力最高到2MPa,测试用溴化锂质量浓度范围从5%到60%。实验结果表明,与相同浓度下的氨水溶液相比,三元溶液的气液平衡压力降低了近30%～50%,气相中水蒸汽的含量最低可降到2.5%。实验结果为工业上的推广使用提供了理论依据。     

3363/3364离子膜在NH_3-H_2O-LiBr吸收式制冷系统中的应用研究

由于NH3-H20-LiBr三元溶液中溴化锂的存在会使溶液性质发生改变,易于发生过程的进行,但阻碍了吸收氨的传质过程,对吸收性能不利.对此提出了一种膜分离技术,可将溴化锂从进入吸收器的溶液中分离出来,进而改善吸收性能.为检验对溴化锂的分离效果,采用装有3363/3364异相离子交换膜堆的膜分离装置进行实验。实验结果表明NH3-H20-LiBr三元溶液在膜分离器中一次循环后分离溴化锂的效率达90%,两次循环后分离效率达95%以上。基于上述实验中的分离效率,利用Aspen Plus模拟器,进一步模拟分析了带有这种膜分离装置的NH3-H20-LiBr三元吸收式制冷系统,并计算其性能系数.结果表明,与普通三元吸收式制冷系统相比,采用膜分离技术后,NH3-H20-LiBr吸收式制冷系统的性能系数可提高近10%.     

CO2-离子液体压缩-吸收式制冷系统熵产分析

具有优良环保特性的CO_2制冷系统在全球范围内正成为研究的热点,但是其跨临界制冷循环中高系统运行压力带来的安全性和成本较高等问题目前仍是应用过程存在的技术挑战。采用CO_2压缩吸收式耦合制冷循环可以降低CO_2制冷系统运行压力。为了研究CO_2压缩-吸收式耦合制冷循环中各个部件在系统参数变化时对于系统不可逆损失(熵产)分布的影响,针对课题组之前提出的CO_2-离子液体压缩-吸收式耦合制冷系统,采用熵分析法建立了熵产分析模型,基于实验数据分析了冷却水进水温度与载冷剂进口温度对系统各部件熵产分布情况的影响。结果表明:系统熵产主要来源于冷凝吸收器与压缩机;冷却水进水温度从30℃上升至36℃时,系统各部件熵产与系统总熵产均有降低,其中系统总熵产从1.38 W·K~(-1)下降至1.18 W·K~(-1);载冷剂进口温度从21℃上升至27℃时,系统总熵产从1.23 W·K~(-1)上升至1.31 W·K~(-1);冷凝吸收器中熵产为系统总熵产的40%以上。研究结果为新型CO_2-离子液体压缩-吸收式耦合制冷系统的后续改进指明了方向。     

余热深度利用除湿降温系统中溶液工质研究

基于一种吸收式制冷与溶液除湿有机耦合的除湿降温空调系统,选择LiBr-H₂O、LiCl-H₂O、LiCl-CaCl₂-H₂O等溶液作为工质对,对吸收式制冷系统进行实验研究,测试系统性能与影响因素。实验结果表明,在热水温度80℃,输出17℃冷冻水的条件下,LiCl-CaCl₂混合溶液作为工质对的制冷量为10.72 kW,COP为0.59,比LiBr溶液和LiCl溶液低6%左右,其单位立方米成本仅为LiBr的36%,在性能相差不大的前提下具有成本优势,因此有替代LiBr的可能。同时,系统运行存在最佳制冷效果的溶液循环量;热水温度越高,制冷量越大;冷却水温度越低,流量越大;系统制冷量越大,能效越高。     

吸附-吸收复叠式多效制冷循环研究

本文提出一种以吸附式制冷单元为高温级、以双效溴化锂吸收式制冷单元为低温级的复叠式多效制冷循环.通过热能在系统中的分级与多效利用,可提高制冷系统COP.在该循环中,吸附式单元工质对的温度高于200℃时,也不会产生腐蚀作用,因而是一种工艺上易于实现的新型制冷循环.     

烟气余热型溴化锂制冷系统的可视化设计

对于溴化锂吸收式制冷系统所采用的工质,建立了热物性数学模型和相应的自定义函数;对制冷系统原理进行分析,建立了系统控制方程和计算机程序设计流程,并以Borland C++ Builder6.0为平台,开发了可视化且人机互动良好的烟气余热型溴化锂吸收式制冷系统设计软件,为工程设计提供参考依据。     

不同换热时间对旋转式磁制冷性能影响

为分析不同换热时间对旋转式室温磁制冷系统制冷性能的影响,设计了一套以Gd颗粒钆(粒径：0.3-0.5 mm)为磁工质的双永磁旋转式室温磁制冷系统。通过对该系统制冷性能的试验研究,绘制出了不同工况下系统冷端温度的变化曲线,计算出其理想COP和实际COP。试验得出：在换热时间为2 s时冷端保温箱与环境温差最大为10℃,系统制冷系数最高,性能最好。     

吸收式制冷用氨-硝酸锂工质对及循环系统的研究

氨-硝酸锂作为新型吸收式制冷工质对有很多突出优点,但有关其热物理性质及循环系统的研究资料比较少。文中详细介绍了氨-硝酸锂吸收式制冷工质对的特点、热力学性质以及目前国内外对此工质对的研究进展,并提出利用此工质对的一种吸收压缩混合循环系统。利用此系统,可将总效率提高10%,具有较好的经济性。     

一种水冷式扩散吸收式制冷机实验研究

介绍了氨水扩散-吸收式制冷系统的制冷原理及其特点,并通过实验的方法,搭建了水冷式扩散-吸收式制冷样机实验平台,分析了特定工况条件下输入功率对制冷性能的影响。测试结果表明:实验样机(40W)最优输入功率是220W,此时的制冷系数为0.248;样机正常运行存在最小启动功率和最小运行功率两个临界功率,随输入功率的不同,样机启动的时间也不同。     

不同实验条件下氯化钙-氨吸附制冷管的性能分析

作为一种低品位热能驱动的绿色制冷技术,吸附式制冷吻合了当前能源环境协调发展的总趋势.文中对所设计的氯化钙-氨吸附制冷管在不同热源温度和冷却方式下分四种情况进行了性能试验:200℃热源温度水冷、200℃热源温度空冷、350℃热源温度水冷和350℃热源温度空冷.按照制冷的速率、可获得的最低制冷温度和制冷温度在0℃以下可维持...     

一种基于正逆循环耦合的低温制冷系统

以能的梯级利用原理为指导原则,基于正逆循环耦合方法,本文提出了一种利用中温显热热源制取较低温度冷量的复合式制冷系统,该系统由动力子循环、吸收式制冷子循环与压缩式制冷子循环有机耦合而成。通过模拟计算,对系统热力性能进行了评估,系统制冷性能系数(COP)达到了0.277,与常规余热双级吸收式制冷系统相比,提高了50%左右。通过(火用)平衡和t-Q图分析,发现热源利用过程不可逆损失大幅降低是系统性能提升的主要原因。本文还研究了热源烟气温度T_H和冷却水温度T_(CW)对系统性能的影响,为指导系统设计提供了依据。     

太阳能溴化锂吸收制冷系统的优化模拟分析

基于溴化锂吸收制冷循环的效率受太阳能热源温度较低的影响,文中对太阳能溴化锂吸收制冷系统的循环进行了改进,提出了改进型太阳能溴化锂增压抽气吸收制冷循环,以充分利用太阳能低温热源。新循环不仅克服了传统循环的缺点,降低了驱动热源温度,而且制冷循环相对稳定即使热源温度有波动时,新循环与传统循环的制冷系数也基本相当。     

150K温区混合工质采用带预冷的林德制冷机的实验研究

提出了利用带预冷的林德制冷系统获得了150K温区的制冷方案。建立了实验装置,进行了不同配比的三元混合工质(R23/R14/Ar)的制冷循环的性能实验。实验结果表明:三元混合工质(R23/R14/Ar)的最佳配比为0.46:0.39:0.15,在无热负荷时,制冷温度为150K时,降温时间为85m in。     

中间温度对混合工质双级分离式喷射制冷循环特性影响研究

提出了一种低品位热驱动的混合工质双级分离式喷射制冷循环,将混合工质两级分凝分离原理引入喷射制冷循环,大大降低系统压比,实现在喷射制冷中获得较低的制冷温度的同时保证系统有较高制冷效率。建立组成循环各部件热力学数学模型,在系统稳定运行的条件下,分析中间温度对循环主流率、最低蒸发温度、喷射系数和系统性能系数的影响,并得到不同冷凝温度下系统性能系数随中间温度的变化规律。研究表明:新循环采用混合工质R600/R290可获得低于-20℃的制冷温度,中间温度对新循环的工作性能影响显著,合理选择中间温度有利于使该循环获得最低制冷温度和最高制冷效率。     

低品位余热氨水吸收式制冷机理论与实验研究

利用工业企业300℃以下烟气余热实现工作区域供冷,解决企业生活区域供冷的同时实现节能减排。建立了余热式氨水吸收式制冷的热力学模型,在此基础上通过实验验证了不同操作条件下制冷系统运行的状态。针对实验样机得到余热烟气温度为280℃时系统存在最优的能源利用效率,冷却水进口温度升高5℃,制冷系数COP下降了0.047,实验样机COP不低于0.42,为优化利用低品位余热资源的制冷系统提供一定的理论基础。     

氨水工质浓度可调型功冷联供循环

本文提出一个新型氨水工质功冷联供循环,由氨水Rankine子循环和氨吸收式制冷子循环通过吸收、分离及换热过程耦合而成,可采用燃气轮机排烟等中低温热源驱动.通过设置分流、吸收式冷凝实现系统内氨水工质浓度变换,兼顾动力子循环加热蒸发和冷凝过程不同的浓度需求,达到改善换热过程匹配和提高透平作功能力的目的.计算表明,当透平进气温度为450℃时,循环热效率达25%～28%,??效率达45%～53%;且存在最佳分流比使热效率及??效率达到最佳.     

一种二氧化碳-离子液体吸收式制冷系统性能的分析研究

吸收式制冷利用低品位热源为驱动,具有结构简单、运转安静、节能环保等特点,有很大的发展空间。适当的离子液体和CO2可以构成吸收式制冷的工质对,这类吸收制冷工质对可以工作在较高压力,有利于吸收制冷系统的小型化,具有潜在的应用前景。以1-丁基-3-甲基咪挫六氟硼酸盐[bmim][PF6]为例,计算分析了一种离子液体-CO2跨临界吸收式制冷循环的性能,发现该循环的热力性能还并不理想,然后从工质对溶解度和反应热方面分析了原因,给出了进一步研究的方向。