基於雙工質對的低位太陽能驅動吸收式製冷循環研究

《基於雙工質對的低位太陽能驅動吸收式製冷循環研究》是依託東南大學，由殷勇高擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於雙工質對的低位太陽能驅動吸收式製冷循環研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：殷勇高
• 依託單位：東南大學

中文摘要

溴化鋰吸收式製冷在利用太陽能等低品位熱能上具有獨特的優勢，但存在太陽能利用率不高（利用溫區通常局限在75～85℃）和白天驅動製冷時間短等問題。項目從增大太陽能利用溫區、增加驅動製冷時間的角度，提出採用具有高蒸汽壓、低運行濃度、大放氣範圍的LiCl水溶液作為高壓級工質對，較低蒸汽壓力的傳統您店LiBr水溶液作為低壓級工質對，探索基於雙工質對的低位太陽能驅動吸收式製冷循環新模式，實現更低位熱能驅動製冷，擴大驅動熱源溫區範圍。採用逆流型內熱源降膜發生模型，盼才酷研究小傳熱溫差與傳質勢差熱質傳遞過程特性，實現驅動熱能大溫區利用，減小溶液循環倍率，提升該熱力循環綜合熱力性能和製冷能力。探尋該循環熱力特性、關鍵熱力參數間的耦合關係及對製冷循環熱力性能、低位熱能利用能力的影響規律，建立基於雙工質對的高、低壓級耦合吸收-發生動態模型，為雙工質對吸收式製冷循環參數最佳化及系統能效提升提供理論支撐。

結題摘要

溴化鋰吸收式製冷在利用太陽能等低品位熱能上具有優勢，但存在太陽能利用率不高和白天驅動製冷時間短等問題，本項目提出了雙工質對吸收式製冷循環以提升循環效率和降低驅動熱源溫度。項目揭示了該熱力循環中高低壓工質對運行濃度、熱源溫度、中間壓力等關鍵參數對系統熱力性能的影響，獲得了中間壓力對雙工質對吸收式製冷循環熱力學性能的影響機制與確定方法，定量分析並驗證了雙工質對吸收式製冷循環的提升作用，為LiCl溶液套用於吸收式製冷領域提供理論指導。建立了內熱（冷）源逆流降膜式發生（吸收）實驗測試平台，對影響溶液降膜發生（吸收）過程關鍵參數：溶液流量、溶液濃度、壓力進行了實驗研究，揭示了內熱源降膜LiBr溶只船府旬液發生傳熱傳質性能的強化機制。實驗研究了溶液降膜發生（吸收）過程的耦合傳熱傳質特性，獲得了高壓級LiCl溶液降膜發生和吸收傳熱傳質性能經驗關聯式。在相同傳質勢差的進口條件下，在降膜吸收的對比實驗研究中發現燥虹櫃LiCl溶液熱質傳遞性能強於LiBr溶液。以南京地區過渡季為例，對太陽能驅動雙工質對幾才凶趨吸收式製冷系統進行動態模擬，分析了低品位太陽能驅動匹配特性及熱力性能提升與最佳化方法。重要結論如下：中間壓力對於雙工質對吸收式製冷循環的熱力性能具有顯著影響，對於不同的工況，存在不同最佳中間壓力使循環的熱力係數最大。熱力分析表明，在相同工況條件下，雙工質對（LiCl+LiBr）吸收式製冷循環的熱力係數高於雙級LiBr吸收式製冷循環。內熱源溶液降膜發生實驗結果表明溶液流量對降膜溶液傳熱傳質係數的影響最大，但當溶液流量繼續增大，液膜厚度的增加成為阻礙傳熱傳質係數繼續殃灑紙增加的主要因素。在降膜吸收對比實驗研究，LiCl溶液的傳質係數較LiBr溶液平均提高56%，LiCl溶液吸收能力明顯強於LiBr溶液。因此在相同的製冷需求下，使用LiCl溶液作為循環工質可以大大縮小吸收器的體積。在相同的集熱面積和譽譽寒系統配置下，雙工質對吸收式製冷系統的製冷量較雙級LiBr吸收式製冷系統平均提高21%，雙工質對吸收式製冷系統在製冷量上優勢明顯。