运行工况对双效空冷吸收式制冷循环性能的影响

　　引言

　　空冷化研究是实现循环小型化,扩大吸收式机组应用领域的重要手段叶2。对此,前人已进行了富有成效的研究工作。Izquierdo等通过模拟研究认为溶液结晶是以太阳能为驱动热源的空冷澳化锉吸收式系统面临的主要问题,同时模拟比较分析了单效、双效并联(溶液在低温溶液热交换器后分流)空冷、水冷澳化锉吸收式系统嫡产及有用功损失;Alva等[5J模拟研究了特定地区某建筑物中采用太阳能的单效空冷澳化铿吸收式制冷系统,结果表明,当室外温度低于31℃时,空冷机组COP大于水冷机组,同时认为当太阳辐射较强时,空冷机组热力学特性与水冷机组相近;Gilchrist等困提出并实验研究了采用旋转吸收器的双效倒串联空冷嗅化铿吸收式制冷机组,结果表明,当热源温度为180℃、蒸发温度为5℃、室外空气温度为35℃时,机组COP为0.75;王林等[lj提出了建立在传热传质分离基础上的小型空冷嗅化铿双效并联吸收式循环,在吸收器中设置了填料,与传统空腔绝热喷雾器相比,吸收效果提高了30%,同时在冷凝器和蒸发器之间设置了冷剂水热回收装置,使循环COP提高0.051左右。

　　前人提出的新型空冷吸收式制冷循环或进行的相关研究一般是基于单效、双效、两级等基本的吸收式循环,但对于上述基本循环方式,目前还没有通过系统的比较来分析何种循环更适合进行空冷化改进的研究。因此,本文建立了以嗅化锉一水为工质的从吸收器出来的稀溶液按先后顺序进人高、低压发生器的串联循环,稀溶液按先后顺序进低、高压发生器的逆串联循环,稀溶液在低温溶液热交换器前分流的并联循环(以下简称前并联循环),稀溶液在低温溶液热交换器后分流的并联循环(以下简称后并联循环),共4种空冷双效循环的数学模型,分析比较了不同外界条件下双效循环热力系数和换热面积的变化规律,为空冷循环的进一步研究改进提供了依据。

　　1热力学模型

　　与基本的双效吸收式制冷循环相比,本文所涉及的4种双效循环在循环流程上没有做任何变动,只是将传统的水冷冷凝器、吸收器改为空冷,故其循环流程图及原理与传统循环一样,在此不再赘述。吸收式系统各部件均采用集中参数模型,为简化计算,作如下假设:

　　(1)高压发生器、低压发生器、吸收器出口溶液处于对应溶液温度和压力下的相平衡状态;

　　(2)忽略系统内部压力损失、热损失、泵功以及冷却风机耗功;

　　(3)低压发生器中高温加热蒸汽出口状态处于对应压力下的饱和液体状态,冷凝器出口冷剂水、蒸发器出口冷剂蒸汽均处于对应压力下的饱和状态;

　　(4)发生器出口冷剂蒸汽温度为溶液开始发生温度与发生终了温度(浓溶液出口温度)的算术平均值;