三效吸收式制冷循环系统性能分析

　　1 前言

　　溴化锂双效系统代表了商业化吸收制冷系统的特点。这些系统的循环制冷效率(COPs)在1.2左右。但是,直燃式系统与离心式制冷器比,其性能并不高。能量消耗和经济上的竞争都需要对COP作进一步的改进。三效吸收式制冷系统与传统的双效制冷系统相比,其性能理论上可以提升50%左右。但是,为了将这个潜在的性能在具体的实际设备应用系统上实现,还需要进行大量的研究。研究工作的第一步就是确定具有高COP且可以使用高性价比配置构建的三效循环系统。

　　2 吸收式制冷循环系统评测现状

　　单效循环系统可以通过耦合部件构成一个多阶段循环系统。/耦合0是指在两个循环系统之间共享部件,从而构成一个单密闭回路,或者是在属于两个密闭、但相互独立的循环系统之间进行热量交换,这两个独立的循环系统需要在相同的温度条件下工作。一些形式上不同的多效循环系统可以通过改变耦合的循环或部件的数目来进行合成。

　　Alefeld和Radermacher在形式上评测了12个通用三效循环系统。这些系统中的任何一个都可以由一至三个独立的密闭回路构成。将一个循环划分成独立的密闭回路后就可以在每个密闭回路中使用不同的流体进行工作。因此,可以根据需要将一个具有腐蚀性或者温度提高很多的吸收剂限制在一个回路中,而在其他回路中使用传统的吸收剂,这样可以明显减少系统成本。基于这种密闭回路系统, 12种通用的三效循环系统可以合成超过76种不同的配置。根据吸收剂的流动模式(如串行或并行),吸附工质对的选择以及不同的硬件细节、每种密闭回路配置都可以有更进

　　一步的变化,因此,理论上有数千种不同的三效循环系统变化形式。

　　Ouimette和Herold对部分三效循环系统变化形式已经进行了分析研究。Alefeld研究了一些可以应用在户外温度和不同的热量条件下的增压-浓缩式三效循环系统。其中的一个循环系统已经用于太阳能热交换系统中。在这个循环系统中,沸石-水被用作高温循环系统中的吸收-制冷对,而溴化物-水则用于低温循环。当高温需要达到250e的温度时,COP可以达到1. 3左右。

　　DeVault研究了一个基于流体吸收剂的双回路的三效循环系统。这是双回路通用循环系统的变型,由两个独立的密闭回路构成。这个循环系统在使用250e高温发生器以及5e和10e蒸发器的情况下,预测COP在1. 56到1. 8之间。低温回路中的溶液对可以是用在传统单效吸收式循环系统中的任何已知吸附工质对。用于高温回路的吸附工质对包括氨水和水,使用溴化锂的氨水和水,氨水和不同的硫氰酸盐混合物,氢氧化钠和水,三氟乙醇和一些吸收剂,以及其他有吸收作用的流体溶液混合物。