引射吸收式制冷循环

    0 引言

    吸收式制冷在把热量从低温物体传到高温物体时消耗的是低品位的热能,在有热源尤其是有余热的地方利用吸收式制冷可以实现节能。吸收过程是个放热过程,吸收进行的同时必须放出大量的热以保证吸收。传统的吸收式制冷方式是利用喷啉强化吸收,喷淋吸收借助于大容器完成,需要较大的喷淋空间和良好的冷却条件,这使得传统的吸收式制冷方式存在吸收器体积过大且局限于水冷的特点,这些特点在限制制冷装置体积和无法实现水冷的场合(例如利用废热的车用空调上)就成为缺点。针对这种情况,本文提出了引射吸收式制冷循环。这种循环把原来吸收、放热同时进行的过程分成吸收和放热两个独立的过程,放热过程在吸收预冷器中进行,吸收过程在引射吸收器中完成,吸收预冷器中放热形成溶液的过冷状态,引射吸收器中形成溶液的过压状态,这两个过程都增大吸收势差,促进吸收过程的进行。放热过程单独进行便于采用合理的强化传热手段,从而可实现风冷且制冷装置体积较小。本文对引射吸收制冷循环进行了定性和定量的分析并与传统吸收制冷循环的吸收过程作了比较。本文均以溴化锂-水工质对为例进行分析。

    1 引射吸收式制冷系统及循环

    引射吸收制冷系统如图1所示,工质循环过程在焓-浓度(h-N)图上的表示如图2所示。

    经过预冷的稀溶液1处于过冷状态(溶液温度低于溶液所处压力和浓度下的平衡温度,吸收水蒸气的能力强),由溶液泵加压到过压态1c,其浓度、焓值不变,所以点1与点1c在h-N图上重合。一部分状态1c的稀溶液m1经溶液热交换器吸热到状态2,再进入发生器,在发生器中吸热Qh,蒸发出的蒸气状态用开始发生时的状态2d和发生终了时的状态3d的平均状态k表示。发生出的高压蒸气在冷凝器中放热Qk凝结,节流降压到状态a,再进入蒸发器,吸收冷室或冷冻水的热量Q0到状态ad。发生器出来的浓溶液3在溶液热交换器中放热降温到状态4。另一部分状态1c的稀溶液m2直接进入溶液引射器,引射浓溶液4并与之混合扩压到状态5。状态5的溶液进入引射吸收器,引射由蒸发器出来的制冷剂蒸气ad并将其吸收扩压到状态6,状态6的稀溶液在预冷器中放热Qa,预冷到状态1,完成循环。

    2 循环工作参数的选定

    在给定室外环境温度th及冷媒温度tc以后,引射吸收式制冷循环工作参数可按如下步骤选定:

    2.1 取蒸发器传热温差为$t,则制冷剂蒸发温度to为tc-$t,$t可取10bC左右,制冷剂蒸发压力po为to对应的饱和水压力。

    2.2 冷凝温度tk要选择高于环境温度,温度差在10bC左右,冷凝压力pk为th对应的饱和水压力。