5kW太阳能溴化锂吸收式制冷机的优化设计

论文摘要

本文针对目前对太阳能吸收式制冷系统的开发研究和市场需求,设计了一台小型（5kW）的单效太阳能溴化锂吸收式制冷机,采用了传热传质分离形式的吸收器,并对机组的其他换热器也进行了优化设计。论文首先根据设计工况,做了整个系统的设计计算,设计了太阳能吸收式制冷系统的各个部件:发生器、汽液分离器、冷凝器、蒸发器、吸收器以及节流装置等,并绘制出了其设计图纸。编制了5kW制冷量的单效溴化锂吸收式制冷机组的设计计算程序,对发生温度、吸收温度、冷凝温度、蒸发温度及外界条件（冷冻水出口温度、加热热源的温度、冷却水进口温度及各流量等）的变化对机组COP的影响进行了数值模拟分析,得出发生温度越高、冷凝温度越低、蒸发温度越高,机组的性能系数就越高。机组制冷量在一定范围内随热水流量、冷却水流量的增加而增加,冷冻水流量变化对机组制冷量没有太大的影响。其次,建立了吸收器的计算模型,对吸收器内溶液喷淋后的微粒分布状态做了模拟分析,从而找出最佳的喷淋孔径和溶液喷淋量。最后对制冷机组进行了实验测试,主要研究了机组的加热热水、冷却水、冷冻水的温度及制冷剂的蒸发温度、冷凝温度和发生器、吸收器溶液温度随时间的变化关系,从而得出机组制冷量和COP的变化状况。通过实验得到,热水温度在85-90℃之间时机组制冷量达到最高值,适用于太阳能热水型单效吸收式制冷机,但其COP值不高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 吸收式制冷的原理
• 1.3 太阳能吸收式制冷的国内外研究现状
• 1.3.1 太阳能吸收式制冷机的研究
• 1.3.2 太阳能吸收式制冷机的吸收器的研究
• 1.3.3 太阳能吸收式制冷的其他方面的研究
• 1.4 本文的主要研究内容
• 1.5 论文的创新点
• 第二章 5KW 太阳能溴化锂吸收式制冷机的设计
• 2.1 引言
• 2.2 h-ξ图上的吸收式制冷循环
• 2.3 热水型溴化锂吸收式制冷机的热力计算
• 2.3.1 参数选择
• 2.3.2 各状态点数值计算
• 2.3.3 各状态点参数值的选取
• 2.3.4 各设备单位热负荷的计算
• 2.3.5 热平衡的计算
• 2.3.6 热力系数计算
• 2.3.7 各换热设备总热负荷计算
• 2.3.8 各工作介质流量的计算
• 2.4 发生器的设计
• 2.5 冷凝器的设计
• 2.6 吸收器的设计
• 2.6.1 吸收预冷器的设计
• 2.6.2 吸收器的设计
• 2.7 蒸发器的设计
• 2.8 溶液热交换器的设计
• 2.9 汽液分离器的设计
• 2.10 节流部分计算
• 2.11 连接管道（配管）流速计算和管径选择
• 2.12 机组所需要溶液量的计算
• 2.13 系统中泵的选择
• 2.14 本章小结
• 第三章 吸收式制冷机系统的程序编制和数值模拟分析
• 3.1 引言
• 3.2 物性计算和数值模型
• 3.2.1 基本假设
• 3.2.2 基本方程
• 3.2.3 系统模型的建立
• 3.3 计算程序
• 3.4 计算结果和分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 对吸收器内溴化锂溶液喷淋状态的数值模拟
• 4.1 吸收器结构的设计
• 4.2 计算模型的建立
• 4.2.1 计算模型
• 4.2.2 计算方法
• 4.3 数值模拟结果及其分析
• 4.3.1 单喷射孔模拟结果的分析
• 4.3.2 双喷射孔模拟结果的分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 太阳能吸收式制冷机的实验测试
• 5.1 实验研究目的及实验装置的设计原则
• 5.2 实验装置简介
• 5.3 实验主要测试仪表装置
• 5.4 实验步骤
• 5.5 实验数据处理和结果分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 对研究工作的总结
• 6.2 对研究工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录1 5KW 吸收式制冷机结构布置图
• 附录2 5KW 吸收式制冷机发生器图
• 附录3 5KW 吸收式制冷机冷凝器图
• 附录4 5KW 吸收式制冷机吸收预冷却器图
• 附录5 5KW 吸收式制冷机吸收器图
• 附录6 5KW 吸收式制冷机蒸发器图
• 附录7 5KW 吸收式制冷机汽液分离器图