LiBr—H2O吸收—喷射复合制冷循环流程的性能研究

由单效吸收式制冷循环和喷射制冷循环组合而成的新型吸收喷射复合制冷循环流程,其性能系数接近双效吸收式制冷机的性能系数,但流程和结构有较大简化,有较好的工程应用价值．文中以溴化锂水为工质对,进一步分析了吸收喷射复合制冷循环流程的性能．     

采用R1234ze(E)/离子液体工质对的吸收式制冷循环性能分析

针对传统吸收式制冷工质对H_2O/LiBr和NH_3/H_2O等存在的问题,且含离子液体的工质对是一类有潜力的新型吸收式制冷工质对,选取烯烃类制冷剂R1234ze(E)与3种离子液体[Bmim][PF_6]、[Hmim][PF_6]和[Omim][PF_6]组成的工质对在单效吸收式制冷循环中的性能展开了研究。首先,运用NRTL活度系数模型关联了3种工质对的相平衡数据,建立了相关的热力学模型;其次,通过建立的热力学模型分析了不同发生温度、蒸发温度和冷凝温度时工质对的循环倍率、稀溶液与浓溶液的浓度差、系统性能系数以及■效率等的变化规律;最后,通过与文献中的R1234ze(E)以及其他离子液体(包括[Hmim][Tf_2N]、[Omim][BF_4]、[Hmim][BF_4]和[Emim][BF_4]等)组成的工质对在吸收式制冷循环中的性能进行了对比。研究结果表明:在冷凝温度为30℃时,3种工质对的性能在发生温度70℃时达到最大值,循环的■效率在65℃时达到最大,且工质对R1234ze(E)/[Omim][PF_6]的性能系数最大,可达到0.21,其■效率为0.089;R1234ze(E)/[Hmim][Tf_2N]系统性能最优,R1234ze(E)/[Emim][BF_4]的性能最低。研究结果可为后续新型制冷工质对在吸收制冷循环中的实际应用提供一定的参考。     

水-溴化锂-硝酸锂单效吸收式制冷循环研究

比较了水-溴化锂-硝酸锂三元工质与传统的水-溴化锂工质的单效吸收式制冷循环,分析了发生温度、冷凝温度和蒸发温度对系统性能的影响。结果表明:采用新工质后,系统的热力系数COP有了明显的提高,其它表征系统热力性能的经济指标也均有不同程度的改善。因此,该新工质与传统的水-溴化锂工质相比,具有较好的热力性能。     

先进吸收式制冷循环构建理论及其应用研究

该研究提出了制冷能力的新概念,并将其用于吸收式制冷循环性能的分析及其新循环的构建。针对中低温大温降余热利用不充分的技术难题,该报告创建了一种结构形式简单、能高效利用该类热源的先进吸收式制冷循环,理论研究结果显示,在所研究的工况范围内,新循环单位质量热源流体的制冷量比传统单效循环高20%以上。针对低温余热难以高效利用的技术难题,该报告通过合理利用或者改变溶液的现实扩散制冷能力,根据不同工况的需求,分别构建了3个新的先进吸收式制冷循环。理论研究表明:新构建的循环比传统循环具有更高的效率。针对中温余热难以高效利用的技术难题,该报告分别构建了两个1.x效吸收式制冷循环。理论研究表明,在所研究工况范围内,新提出的1.x效吸收式制冷循环的COP比传统单效循环可以提高20%左右。为了验证所提出的新循环及其所采用的理论模型,该课题设计并搭建了1.x效吸收式制冷循环实验装置。实验研究表明,当蒸发温度为5℃、吸收温度和冷凝温度为40℃、发生温度为135.3℃的时候,新循环的COP比传统单效循环的COP提高20%左右,当发生温度为127℃、冷凝温度和吸收温度为40℃、蒸发温度为10℃时,新循环的COP能达到1左右,比传统单效循环COP高30%左右,从而在实验上验证了新循环具有比传统循环高得多的效率。     

工质对的过量焓对吸收式制冷系数的影响

针对高效吸收式制冷工质对的筛选问题,为了寻求一个新的突破口来提高吸收式制冷系数,对单级吸收式制冷系统中工质对的循环和能量转移过程进行了理论分析。通过将溶液焓"拆分"为溶质焓、溶剂焓和过量焓,发现过量焓可以影响吸收式制冷的制冷系数,并且既可以有利于亦可以抑制吸收式制冷的制冷系数;通过对比分析100%和0%两种极端回热换热器工况下的制冷系数,发现过量焓对吸收式制冷的影响与回热换热器的效率相关。为定量分析过量焓对制冷系数的影响,对H₂O/LiBr、R134a/[HMIM][Tf₂N]和R1234yf/[HMIM][BF₄]3种工质对的吸收式制冷系统进行热力学模拟,结果表明:回热换热器效率较高时,由于过量焓的作用,R1234yf/[HMIM][BF₄]的制冷系数将反高于H₂O/LiBr。     

R600a/CO2一级分凝和二级分凝自复叠制冷循环的性能研究

基于天然工质应用于自复叠制冷循环的研究，对一级分凝和二级分凝自复叠制冷循环进行了理论分析，讨论了使用天然工质R600a／CO2作为非共沸制冷剂时制冷剂的配比、冷凝温度、蒸发温度和冷凝蒸发器冷凝侧出口过冷度对2种循环系统性能的影响．结果表明：2种循环均存在最佳的制冷剂配比，其中二级分凝循环还存在最佳中间温度；在一定的冷凝温度和蒸发温度下，二级分凝自复叠制冷循环与一级分凝自复叠制冷循环相比，性能系数大，单位质量制冷量大，压力比高；随着冷凝温度和蒸发温度的升高，二级分凝循环的性能系数提高得更多．     

氨水吸收式制冷GAX循环中临界热源温度的理论分析

对氨水吸收式制冷GAX循环进行了理论分析,阐述了GAX循环存在临界热源温度的原因,编制了计算机模拟程序,分别对氨水吸收式制冷GAX循环与一般循环系统进行了理论计算与比较.得出了GAX循环性能与热源温度之间的变化关系:在蒸发温度为3 ℃、冷却水为32 ℃的条件下, GAX循环系统最低临界热源温度为110 ℃;在蒸发温度为3 ℃时, GAX循环系统最低临界热源温度值随冷却水温度的提高而升高;只有热源温度高于临界温度值时, GAX循环性能系数才能得到提高.所得结论为在实际氨水吸收式制冷系统中是否采用GAX循环提供了决策依据.     

一种新型蒸气压缩／喷射混合制冷循环的探讨

提出一种压缩／喷射混合制冷循环，该循环相对蒸气压缩制冷循环改动较小，易于实现，钍对此循环进行了理论分析和计算，并与相同工况下的简单蒸气压缩制冷循环作了比较，对７种不同制冷工质讨论了喷射器喷射系数及其效率对循环性能的影响，分析了变工况条件下循环性能系数ＣＯＰ的变化，计算结果表明，新循环能有效地提高循环性能系数。     

新型高效太阳能吸收式制冷循环

提出了一种新型高效太阳能LiBr吸收式制冷循环．在传统的两级吸收式循环的基础上,将高压发生器发生出的LiBr溶液与低压吸收器吸收后的溶液混合,在发生温度与压力允许的范围内,使高压吸收器的吸收剂浓度较两级吸收式循环高,从而在相同的冷凝条件下减小了其压力．分析了新型循环的性能,并与传统的两级吸收式制冷循环进行比较,结果表明影响系统性能的主要因素是溶液浓度及低压发生器压力,新型吸收式循环的发生热源温度在75～85℃,系统的热力系数最高可达0．605,其热源可利用温差最大可达33．5℃,其性能在传统循环基础上有较大提高,效果较明显．     

以溴化锂溶液为工质的吸收式热转换器热力学分析

以溴化锂溶液为工质的吸收式热转换器为对象,对不同操作温度下的可逆性能系数、基于焓的性能系数、基于有效能的性能系数和循环比与操作温度之间的关系进行了计算和分析．另外,分析了溶液换热器的换热效率对吸收式热转换器系统性能系数的影响．所得结论对于吸收式热转换器的设计和实际操作具有指导意义．     

高温双再生器型吸收式热变换器热力循环分析

提出一种新型以溴化锂溶液为工质的高温双再生器型吸收式热变换器（HDAHT）循环系统,该系统在高温单级吸收式热变换器循环中再生器和冷凝器之间增加了第二级再生器.HDAHT系统可以将高温废热源的温度进一步提高至有用温位.对HDAHT内各参数对系统性能系数COP的影响进行了模拟计算.计算结果表明,系统性能系数COP随着蒸发温度、低压再生器温度和溴化锂溶液中间浓度的升高而增大,随着吸收温度、高压再生器温度和溴化锂稀溶液浓度的升高而减小.在适合的操作条件下,本循环的系统性能系数COP达到了0.61,是高温单级吸收式热变换器的1.2倍.所得到的这些规律将为高温吸收式热变换器设计系统优化提供必要的理论依据.     

以R1234yf为替代工质的喷射制冷循环特性

R134a作为喷射制冷循环的工质可获得较高循环性能,但因其具有较高全球变暖潜能值(global warming potential,GWP),所以将逐步被限制使用或被新型绿色环保制冷剂所替代。本文提出以低GWP值的R1234yf作为喷射制冷循环工质,建立了喷射制冷循环热力学数学模型。分析了以R1234yf、R134a和R600a为工质的喷射制冷循环喷射器的喷射因数、制冷量和性能因数随着蒸发温度、冷凝温度和发生器出口温度的变化关系。研究结果表明:相同的工况下,采用R1234yf为工质喷射制冷循环可获得最高喷射器喷射因数和最大制冷量,但以R1234yf为工质喷射制冷循环所获得性能因数(coefficient of performance,COP)较R134a低7.0%,比R600a高20.2%。综合评价认为:R1234yf为工质的喷射制冷循环性能优于R600a,且与采用R134a为工质的喷射制冷循环性能相当。     

CaCl2--LiBr(1.35:1)/H2O工质对的热物性及应用

围绕以LiBr/H2O为工质对的单级太阳能吸收式制冷循环因对太阳能集热温度要求高而难以实现应用的问题,提出了CaCl2-LiBr(1.35:1)/H2O(CaCl2与LiBr的质量比为1.35:1)新型工质对,系统地测定了其结晶温度、饱和蒸气压、密度和黏度,并与LiBr/H2 O进行了比较.结果表明,采用CaCl2-LiBr(1.35:1)/H2 O作为太阳能单级吸收式制冷循环的工质对,在同一制冷工况条件下,其发生温度,即太阳能集热温度比采用LiBr/H2 O的情况低6.2℃.另外,采用浸泡法测试了碳钢、316L不锈钢和紫铜在CaCl2-LiBr(1.35:1)/H2 O中的腐蚀速率,结果表明316L不锈钢和紫铜的腐蚀性非常小,可满足实际工程应用的要求.     

一种水溶性离子液体作为吸收工质的热工特性研究

 在能源及制冷技术领域,高性能的吸收式能量转换系统的开发有待在循环介质方面寻求突破。离子液体因具有“零”蒸汽压、呈液态的温度区间大、稳定、不易燃、室温下可流动等特性,有可能成为优于目前常规的金属盐类（如LiBr等）吸收剂,并与水构成新一代性能优良的吸收工质对。文中采用水溶性离子液体［BMIM］BF₄和［BMIM］₂SO₄作为研究对象,对它们的热稳定性、流动性、水溶液蒸汽压等进行了实验测试和分析,初步研究了这两类离子液体热工特性,为进一步研究用离子液体作为吸收工质的吸收式热泵和制冷循环提供基础。     

带节能器的CO2跨临界循环制冷系统

为避免CO2跨临界循环运行因高低压差增大而导致压缩过程偏离等熵过程太远，减小CO2跨临界循环系统损失，提高系统性能并降低系统成本，采用带节能器的CO2跨临界制冷循环，对其热力学模型进行计算分析，并与基本带膨胀机循环进行对比．结果表明，不同于传统工质带节能器制冷循环的补气压力介于系统高压和低压之间，带节能器CO2跨临界制冷循环的补气压力应介于临界压力和低压之间；其制冷系数与膨胀机效率为0．6的系统性能相当；制冷性能随蒸发温度的升高而提升，随气体冷却器出口温度的升高而降低；相对补气压力对系统性能的影响较大，当相对补气压力为0．9～1．1时制冷性能较高，在较低蒸发温度下降低压缩机排气温度的优势明显．     

TFE-TEGDME吸收式制冷/热泵工质热物性参数表达式

根据所收集到的有关TFE－TEGDME（三氟乙醇－二甲醚四甘醇）各种热物性参数实验数据，以及已拟合出的各热物性关联式，通过整理，归纳，拟合和比较，得到了采用该工质的吸收式制冷／热泵循环分析计算所需的各种热力参数值计算式，并绘制出吸收式制冷／热泵循环分析常用到的p-t-ξ，h-ξ和y-x图，为研究，开发以TFE－TEGDME为工质的吸收式制冷／热泵系统奠定了基础。     

空气/水混合工质制冷循环理论计算

介绍一种混合工质制冷循环,以空气和水两种自然物质的混合物为工质,实现绝佳的环保性能.水的相变改善了空气的压缩和膨胀过程,同时又增加了制冷量,使循环具有很高的经济性.对循环进行了简单的热力分析,并在不同的给定条件下,对各点的状态参数和循环性能参数进行了理论计算.结果表明,在膨胀功充分利用的前提下,环保制冷循环的制冷系数COP=6~7.     

以铁磁材料为工质的不可逆斯特林制冷机的优化性能

建立以铁磁材料为工质的不可逆磁斯特林制冷循环新模型,探索有限热源、热阻、回热损失和回热时间等对制冷循环性能的影响,应用有限时间热力学方法,导出制冷率与制冷系数间的优化关系解析表式,进而获得最大制冷率及其它优化性能参数.     

溶液加冷剂回热双吸收式热变换器循环性能分析

基于溶液回热双吸收式热变换器循环,提出了一种溶液加冷剂回热双吸收式热变换器循环方案,即在溶液回热双吸收式热变换器的吸收蒸发器稀溶液出口增加了一个溶液与冷剂间的热交换器.计算并比较了吸收蒸发器稀溶液出口溶液无回热、有溶液回热以及同时有溶液和冷剂回热3种双吸收式热变换器循环的性能系数和效率.结果表明,溶液加冷剂回热双吸收式热变换器循环不仅具有较宽的吸收蒸发温度变化范围,而且在整个吸收蒸发器操作范围内可使循环性能系数和效率进一步提升,当吸收温度、发生温度、冷凝温度和吸收蒸发温度分别为120~150,70,25和80~115℃时,性能系数和效率较有溶液回热双吸收式热变换器循环增加约2.5%~3.5%.同时分析了吸收温度、冷凝温度、发生温度和吸收蒸发温度变化时吸收蒸发器稀溶液出口无回热、有溶液回热以及同时有溶液和冷剂回热3种循环的性能系数和效率的变化趋势.     

新型循环直燃机研究

为了提高直燃型溴化锂吸收式制冷机能源总利用率和吸收式制冷机组的性能系数,对其原有循环进行了改进,利用排烟热回收发生器对烟气中的余热进行了回收,以此作为吸收式制冷机的热源,通过制冷循环达到制冷的目的．进行了热力计算和样机设计并进行了初步实验研究．通过热回收,一次能源效率提高近3%．循环模拟和初步实验研究表明,采用热回收循环的直燃机取得了较好的节能效果．