小型太阳能吸收式空调系统吸收过程的研究与模拟

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1、文章编号：CAR122小型太阳能吸收式空调系统吸收过程的研究与模拟黄超何国庚黄亮肖凯（华中科技大学能源与动力工程学院，武汉，430074）摘要为满足小型太阳能空调对制冷系统的要求，对一种新型的增压式、绝热吸收制冷系统进行了研究，介绍了该制冷系统及其吸收器的方案，并运用流程模拟软件对吸收器中的吸收过程进行模拟，分析了吸收过程的传热传质，实现了对吸收器和填料参数的优化。关键词太阳能绝热吸收过程模拟THERESEARCHANDSIMULATIONOFASMALLSOLARABSORPTIONAIRCONDITIONINGSYSTEMANDITSABSORBERHuangChaoHeGu

2、ogengHuangLiangXiaoKai(SchoolofEnergyandPowerEngineering,HUST,Wuhan430074)AbstractTheresearchonanoveltypeofsupercharger,adiabaticabsorptionrefrigerationsystemisdone,inordertomeettherequirementofsmallsolar-poweredair-conditioningsystem.Introducestheprojectsoftherefrigerationsystemandtheabsorpt

3、ion.Simulatestheprocessoftheabsorptionwithprocesssimulationsoftware,analysestheheatandmasstransferintheabsorption,andachievestheoptimizationoftheabsorberandpackingparameters.KeywordsSolarAdiabaticabsorptionProcesssimulation备体积和成本都使其无法满足户式空调的要求。在单级系统中，双效和三效系统需要较高的集热温1前言度，并且其体积比较庞大。因此户式的小型太阳能在太

4、阳能制冷技术中，吸收式制冷是目前最成空调系统宜选用单级单效系统。功的方式之一，效容易实现。与传统电动压缩式制在吸收式机组的主要构成部件中,吸收器部分冷相比，太阳能吸收式制冷不仅节约能源，而且对体积最大。因此,在满足需求的前提下,还应设法[1]环境友好。我国已建成大型太阳能制冷示范系统。减小吸收器的尺寸以实现机组外形上的小型化。但市场对于户式小型的太阳能空调有更大的需求，（3）提高吸收器吸收效率而目前世界上还没有实现商业化的可以跟传统压在尽量减小吸收器体积的同时，由于小型系统缩式制冷系统竞争的户式太阳能系统。太阳能空调中溴化锂溶液循环喷淋量较小，对吸收器的吸收效系统的小型化会遇到以

5、下难题：率提出了很高的要求。如何利用较小体积的吸收器（1）热源驱动温度有限，系统COP较低进行较高效率的吸收是太阳能吸收式机组小型化小型太阳能系统不能像大型系统那样通过增的重要难题。大集热面积来提高热源温度，而对于能获得较高温因此，在吸收式太阳能制冷系统中，能够满足度的集热器，如真空管集热器、CPC聚光集热器，其要求的新型吸收器是其中的关键。本文提出了一[2]其成本又居高不下。较低的驱动热源温度又会导种适用于太阳能热源的制冷系统及其吸收器，并对致系统COP更加低下。该系统流程及吸收器中的吸收过程进行了模拟分（2）限制系统各部件的体积和成本析。对于能够利用低温热源的两级吸收机组，其

6、设[4][5]吸收、循环冷却的方法来提高吸收效率。系统2系统方案的冷凝器、蒸发器和吸收器的散热器均采用喷淋式国内外研究者为改进吸收式太阳能空调系统换热器。由于发生压力较低，在发生器和冷凝器之作了许多理论和实验的尝试，本文在这些尝试的基间带有罗茨真空泵作为增压机。系统的流程如图1础上，提出了一种新型增压式、绝热吸收制冷循环。所示：该系统的吸收器采用了传热传质分离强化的绝热图1系统流程图该制冷系统由一定温度的热水驱动，模拟太阳能集热器驱动下的运行情况。系统的设计加热热水温度为80℃，蒸发温度10℃，冷凝温度38℃，制冷量为3.2kW。通过热力计算得到该系统的COP约为0.78。3吸收

7、器方案传统的降膜吸收器中的吸收过程是传热传质同时进行的过程。90年代国外研究者们提出了传热[3~4]传质分离的吸收过程，通过对分离的传热和传质过程分别进行强化，最终达到强化吸收的目的。图2吸收系统示意国内浙江大学的陈光明及天津商学院的申江等将这种吸收方法用于了燃气驱动的溴化锂吸收式制整个制冷系统的溶液循环倍率为40左右。为[5~6]冷系统，并进行了理论和实验的研究。本文的了使吸收过程保持较低的温度，用于吸收过程再循小型太阳能吸收式制冷系统也采用了这种吸收方环冷却的溶液量很大（约为