扩散-吸收式热泵系统的性能分析

《扩散-吸收式热泵系统的性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2004年第32卷第3期流体机械39文章编号:1005)0329(2004)03)0039)05扩散-吸收式热泵系统的性能分析武永强,周兴禧,夏,邵渊(上海交通大学,上海200030)摘要:对扩散-吸收式热泵的物性参数及热力系统建立了仿真程序,并分析了发生温度、蒸发温度、系统压力和溶液浓度对系统性能的影响。结果表明,该热泵性能优于压缩式热泵和单级氨吸收式热泵。关键词:扩散-吸收式;热泵;仿真;性能分析中图分类号:TQ05115文献标识码:APerformanceAnalysisoftheDiffusion-absorptionHeatPumpWUYong-qiang,ZHOUXing-xi,

2、XIAQing,SHAOYuan(ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)Abstract:Thesimulationprogramtoevaluatethesystemisestablished.Theperformanceofthesystemindifferentconditionswasstud-ied.Generatortemperature,evaporatortemperature,systempressureandconcentrationofstrongsolutionarevariedtoanalyzethesyst

3、emperformance.Resultsindicatethattheperformanceofthediffusion-absorptionheatpumpisbetterthanthoseofcompressionandsingle-stageabsorptionheatpump.Keywords:diffusion-absorption;heatpump;simulation;performanceanalysis1前言暖要求。特别是扩散-吸收式热泵可采用天然气作为动力,其效率远远高于一般锅炉和电加热采[3]扩散-吸收式循环是一种三元工质(氨、水和暖,一般可达125%~155%左右。

4、目前,扩散-惰性气体)自然对流循环的吸收式制冷系统。利吸收式热泵已引起了许多国外学者和厂商的关[3,5]用惰性气体来平衡压力,用气泡泵使系统连续运注,而我国在这方面还没有起步。其中主要转,因此该系统无运动部件、无噪声,适合在宾馆、原因是:该系统自身的特点使扩散-吸收式循环与医院、家用厅房等需要安静的环境使用。此外,该一般氨水吸收循环相比,变量更多,计算更复杂。系统可使用电、气(煤气、天然气、液化气、沼气)、本文利用计算机对扩散-吸收式热泵建模,寻求简[1,2]煤油、太阳能、工业废热等多种能源。便的热力计算方法,并对其性能作出相应分析。扩散-吸收式系统由于其结构紧凑、无噪声等独特特点,可作为热

5、泵为家庭居室提供热量。对2系统结构于压缩式热泵,当室外温度降到0e时,其供热循环效率变得很低,在气温降到-7e或更低时,就扩散-吸收式热泵系统的结构及流程如图1[3,4]会出现问题,故不适用于寒冷地区;传统吸收所示。氨浓溶液被加热后,进入发生器中的气泡式热泵在小容量下([30kW),溶液泵效率很低且泵。在气泡泵作用下,液体被加热、汽化、提升,并有发生气蚀的可能,从而造成系统COP下降,且在发生器内进一步汽化。其中氨蒸汽上升进入精控制复杂;而扩散-吸收式热泵,不使用溶液泵,熘器,稀溶液从发生器底部通过溶液换热器,进入利用惰性气体来平衡压力,在较低的蒸发温度下吸收器。从精熘器出来的汽态氨在冷凝器

6、内冷凝仍具有较高的循环效率,因此适应寒冷地区的采至液氨,过冷后进入蒸发器。在蒸发器中由于氦收稿日期:2003)05)2040FLUIDMACHINERYVol132,No13,2004的扩散作用,促成了氨迅速蒸发制冷。由蒸发器流动;出来的氨、氦混合气经气体换热器,进入吸收器。(2)液相中无氦气,即氦不溶于氨水;在吸收器中,混合气中的氨被稀溶液吸收,余下的(3)进入冷凝器的氨气视为纯氨气;氦气重新进入蒸发器顶部。吸收终了的浓溶液经(4)循环中气(汽)相视为理想气体;溶液换热器预热后,又流入发生器。如此周而复(5)吸收完全和蒸发完全;[1]始,构成循环。(6)蒸发器内的氨处于相平衡状态。辅助气体

7、(氦气)在热泵中具有十分重要的作用,主要用来平衡压力、提供氨蒸发和吸收的分压差,但氦气量过大会使其从吸收器中带走的热量[1,2,9]及从蒸发器中带走的冷量增大。因此在初步分析热泵性能时,本文假设蒸发器内氨气沿程均处于对应温度下的饱和状态,即管内蒸发温度由进口温度逐渐上升至设计出口温度,此时,氦气[1]循环量即为最佳循环量,从而可以改善系统的性能。根据以上假设可得出各单元设备的质量守恒、组分守恒和能量平衡方程。