1、PDF外文：http:/ 3237 字 中文翻译 低温热驱动双级 LiBr/H2O吸收式制冷系统的理论分析 W. B. Ma广州能源研究所、中国科学院、中央大道 81号 ,中国广州 S. M. Deng屋宇设备工程系 ,香港理工大学九龙区 ,香港 1994年 12月 19日收到 ；修改于 1995年 6月 6日 摘要： 一份详细的理论分析提出了两级 libr/h20吸收制冷系统 ,它 是由一个蒸发器、低压吸收器、低压发生器、高压吸收器、高压
2、发生器、冷凝器、低压热交换器和高压热交换器组成 的，并且是 通过低温热源驱动的 。 由理论分析和初步实验比较结论表明 ,发展理论分析体系可以合理准确地描述一个实际系统 ,并且 在 今后有广阔的发展前途 。 关键字 :吸收 ； 溴化锂 -水 溶液；双 级 文献著作上的吸收式制冷系统是由低品位的能量驱动的 ,例如 :太阳能 ,工业废热 .图1-5说明这些系统按照不同的工质一般分为两种类型 :吸收式制冷系统 ,利用水和溴化锂工质对 ,氨水工质对 ,水 -氯化锂工质对 ；吸附系统 ,使用氯化物和氨吸附剂 ,水 -硅胶 ,水合物 ,活性炭 -甲醇 .但是 ,只有吸收式制冷系统利用
3、水合溴化物作为工质对得以成功运作并已投入商业使用中。 单级溴化锂吸收式制冷系统通常是由一个蒸发器 ,一个吸收器 ,一个发生器 ,一个冷凝器和一个热交换器组成 .这个系统的运作中 ,水作为制冷剂 ,溴化锂作为吸收剂 ,并且热源要求至少要在摄氏 86度以上 ,为了达到一个合理的制冷系数 (COP)。然而 ,存在大量小于 86摄氏度的低温热源 ,例如 :工业废热 ,太阳能和地热 .如果这些低温热源能被利用或再利用 ,它不但可以提高能源系统的整体效率 ,而且还可以减少对环境的热污染。 双级溴化锂制冷系统 ,以水作为制冷剂 ,溴化锂作为吸附剂 ,然而它的运行要求 75到 86摄氏
4、度的热源即可并且它的制冷系数 (COP)在 0.38以上 ,这样的系统可以达到当冷凝水是32摄氏度并且得到 9摄氏度的冷冻水的制冷过程 ,尤其是低温热源的出口温度可以降到 64摄氏度以下 .因此 ,双效溴化锂吸收式制冷系统在工业废热的回收 ,太阳能 ,地热能利用方面有重要意义和用途 .双效溴化锂制冷系统的研究是通过模拟单级溴化锂制冷系统进行的 .双效溴化锂吸收式制冷系统和吸收式热泵已经报道过一些研究其中包括马龙 ,Vliet森 Al、格罗斯曼森等 ,但到目前为止很少研究双级溴化锂吸收式制冷系统 . 本文的理论分析阐明了双级吸收制冷系统在不同的工况条件下的性能 ,并对理论分析和初步实验结果进行比
5、较。 术语表 COP 制冷系数 c 冷凝器 h 焓 (kj/kg) ch 冷冻水 m 表面张力 (kg/s) E 蒸发器 P 压力 (pa) G 发生器 Q 热量 (kw) H 高压 q 热导率 (kj/kg) I 入口 T 温度 (C ) L 低压 X 吸收率（ %） O 出口 T 流体传热温差（ C ） r 浓溶液 下面是设备 a 吸收器；稀溶液 1-9 状
6、态点 w 冷却水 1,， 3,， m 相对蒸发压力Pc,Pc,Pm 下列是假设过程中所作的假设分析 : 1. 溴化锂溶液的浓度和温度都在溴化锂溶液饱和压力下。 2. 系统热损失忽略不记。 3. 溴化锂溶液的压力忽略 ,即 :在容器的压力等于饱和水蒸汽的压力。 系统过程介绍： 双级溴化锂吸收式制冷系统通过大略显示在图表 1是由一个蒸发器 ,低压 (LP)吸收器、低压发生器 ,低压溶液热交换器 ,高压吸收器 ,高压发生器 ,高压热交换器 ,冷凝器和两个溶液泵组成 .蒸发器中的压力与低压吸收器中的压力相等 (Pe),低压发生器中
7、的压力和高压吸收器中压力相同 (Pm)也正如高压发生器中压力与冷凝器中压力相等 (Pc).这些压力的关系是 Pe<Pm<Pc.制冷过程描述如下 : 冷冻水循环是通过蒸发器 ,低压吸收器 ,低压发生器 ,高压吸收器 ,高压发生器和冷凝器进行的 .之后水蒸气在冷凝器中凝结 ,然后通过一个膨胀阀节流后进入蒸发器 .而吸收剂溴化锂溶液是通过内部两个独立的循环 :一个是低压循环在低压吸收器和低压发生器之间进行 ；另一个是高压循环在高压吸收器和高压发生器之间进行。 图 2是双级溴化锂吸收制冷循环 P-T图上的表示 .其中 21-71-51-41-81 91-21循环是低压阶段 ,而
8、 2h-7h-5h-4h-8h-9h-2h是高压阶段的循环 ,相当于图形 1上的各点 .与单级溴化锂吸收制冷系统相比 ,双级溴化锂吸收制冷系统存在两个额外部件 ,即高压吸收器和低压发生器 .它们是用来在低压循环阶段收集溴化锂稀溶液以至于在蒸发器制得 7-9的冷冻水。 吸收循环的理论分析 低压循环 蒸发器中吸热汽化的水蒸汽被通过低压热交换器来自低压发生器的溴化锂浓溶液吸收之后 ,溴化锂浓溶液变为溴化锂稀溶液 .溴化锂溶液出口的温度 (T12)和浓度 (X1)是根据冷却水的压力 (Pe)和温度 (Twi)测定的。 TTTT WWi 12 (1) 0)
9、,( 112 ae XTPf (2) 溴化锂稀溶液通过泵的作用进入低压发生器然后通过低压热交换器 ,通过低压发生器稀溶液和浓溶液进行热交换 .在低压发生器中稀溶液被加热到 T14和浓度为 X1r.温度 T14和浓度X1r处于压力 Pm下的平衡状态。 0),( 114 mr PXTf (3) 然后浓溶液以低压循环的形式回到低压发生器。 高压循环： 高压吸收器中浓度为 Xhr浓溶液通过高压热交换器来自于高压发生器吸收低压发生器中产生的水蒸气 .浓度为 Xha的稀溶液通过泵的作用再经过高压热交换器进入高压发生器 .同样 ,浓度 Xh和温度 Th2是通过冷却水的温度
10、 Twi和压力 Pm测定的。 TTTT wwih 2 (4) 0),( 2 hahm XTPf (5) 高压发生器中的稀溶液通过热源被加热到 Th4并且浓度为 Xhr。温度 Th4和浓度 Xhr处于压力Pm下的平衡状态。 0),( 4 chhr PTXf (6) TTTT hhih 4 (7) TTTT wwic (8) )( cc TfP (9) 浓溶液以高压循环的形式通过高压发生器回到高压吸收器。 质量和能量守恒 蒸发器 : 质量守恒 : 013 mm (10) 能量守恒 :
11、; 33'11 hmhmq e (11) 低压吸收器 : 质量守恒 : 12181 mmm (12) 能量守恒 : 818'1112121 hmhmhmq a (13) 低压发生器 : 质量守恒 : mmmm 1417 (14) 能量守恒 : 141417171 hmhmhmq mmg (15) 质量守恒 : &nb
12、sp; 1218 mmm m (16) 低压热交换器 : 质量守恒 : 1814 mm
13、 （ 17) 1712 mm （ 18) 能量守恒 : 1212171718181414 hmhmhmhm （ 19) 高压吸收器 : 质量守恒 : 28 hhm mmm (20) 能量守恒 : 8822 hhmmhha hmhmhmq (21) 高压发生器 : 质量守恒 : '347 mmm hh (22)
