-
目
录
用于吸收式制冷剂组解吸塔上的板壳式换热器中的压降的研究
....................................... 1
摘要
.........................
..................................................
..................................................
.............. 1
1
引言
.............
..................................................
..................................................
....................... 1
2
循环吸收式没有压降的发电机的描述
...........
..................................................
.................. 2
3
换热器中的沸点和压降
.................
..................................................
.................................... 3
3.1
溴化锂
-
水
-
发生器
.........
..................................................
........................................... 4
3.1.1
板式换热器的温度分布
..................................................
................................. 5
3.2
氨—水
蒸发器
........................
..................................................
................................. 6
3.3
实验注意事项
.....................
..................................................
...................................... 7
4
板式换热器用作蒸汽发生器
..
..................................................
........................................... 8
5
结论
............
..................................................
..................................................
....................... 8
致谢
..................................................
..................................................
....................................... 9
参考文献
.......................
..................................................
..................................................
........ 9
I
用于吸收式制冷剂组解吸塔上的板壳式换热器中的压降的研究
í
a-Hernando
a,*
,ros-Ibá
?
ez
b,c
,G
.ruiz
d
, Vega
a
a
能源系统工程
(ISE),
Ingenier
í
a Departamento de
T
é
rmica y Fluidos
大学
,
马德里卡洛斯三
Industr
iales
非政府
Escuela de
Albacete
的
能原效率和可再
生能源部门，
Reunidas
、
S.
A.
、
C / Arapiles
第
13
号、
10
?
,28015
年
世
< br>Avda
?
Legan
é
s
、第
30
条、第
28911
大学
,
马德里
,
西班牙
< br>
b
c
可再生能源研究所，第<
/p>
02071
期，阿尔瓦塞特省，西班牙
d
马德里
,
西班牙
文章信息：
摘要
<
/p>
我们对板式换热器中的压降对
LiBr
–
H
2
O
（苯<
/p>
文章历史条：
丙氨酸）和
NH
-H
0
溶液沸点的影响进行了研
究。
2009
年
6
月
17
日收到原文
3
2
0
溶液，
压
降和温度饱和之间的关系说
2010
年
2
月
2
日收到修订表
< br>
对于
NH
3
-H
2
2010
年
10
月
6
日
审核通过
明，在饱和温度变化很小的情况下，可以存在很大
2010
年
10
月
30
日在网上发布
的压力降。另外，在使用
LiBr
–
H
时，由于工作
O
2
关键词：
吸收系统
解吸
板式换热器
压力降
板式换热器
压力通常比较低，
为了将板式换热器作蒸汽发生器
之用，因此，必须将压降作为一个主要
限制参数。
在这种情况下，
压降会显著改变进入换热器的溶液<
/p>
的沸点，
因此，
也就需要一个更高的加热
流体温度。
由此，我们提出了一个设计这种系统的大纲。
2010
年教育部博士点基金有限公司版权所有
1
引言
吸收式制冷机，与机械制
冷系统相比，在外形尺寸上普遍比较大，也因此限制
了它们在低等和中等电力系统上的进
行更广泛的使用。例如，一个典型的价值制冷
功率比体积在单身对机组的影响是为了吸收
达
0.04
米
3
/
千瓦
(
没有考虑到冷却统所占
的体积
)-
制冷能力在
10
到
30
千瓦
< br>,
而机械压缩机系统可以有一个制冷功率比等于
0.02
米
3
/
千瓦的
同样范围的制冷能力。作为吸收技术的推广使用，这显然很不方便，并
且减少了它在减少
二氧化碳排放方面的功效，该系统可以使用低温能源，尤其是在
1
使用
LiBr
< br>–
H 2 O
溶液时，就像太阳能电池板一样
[1,2]
。
为了打消
这种担忧，我们正在试图减小它的尺寸，其中一个减小尺寸的方法就
是使用紧凑型换热器
。板式换热器已经不仅用于溶解热量的回收
[3]
，还用作吸收
器
[4,5]
或发电机
[6]
。在这里，我们研究了改进措施。
目前，我们
比较关注压力降和饱和温度之间的关系，以及对吸收式制冷机上所
使用的板式换热器的温
度分布的影响。这
新的考虑必须慎重对待，因为吸收式制冷机
上所使用的板式换热器的压降相对来说
还是很重要的。这种情况一直持续到现在，因为沸
腾池的压降不是很令人满意。在
专业术语
Ch
冷却水
希腊字母
CW
冷水
ρ
密度
D
h
水力直径
μ
动力粘度
DP
压力降
U
m
汽液混合物的相当量
f
摩擦系数
G
流体质量流量
标注
Hf
热流体
eq
相当量
L
管道长度
g
蒸汽
m
质量流速
i
入口
Pc
凝结气压
l
流体
T
温度
m
平均
V
平均速度
o
出口
x
质量分数
REF
制冷剂
y
蒸汽质量分数
DIS
溶液
<
/p>
这些学者的知识体系里，尽管有测量过这些压降值，但压降对换热器设计和效率的
影响
[6]
，他们从来就没有研究过。为此，我
们在这就解决这两个方面。
2
循环吸收式没有压降的发电机的描述
在大多数情况下，
吸收系统只是在理论上做过研究，
并且忽略了
换热器中德压力降
[7]
。在这种情况下，理想的热力循环很容
易就实现了，因此
,
了解蒸发和冷凝温度、不
< br>同换热器的进出口流体的温度就可以计算出来了。在目前的研究中，
LiBr
–
H2O
和
NH3
–
H2O
的理想循环被看做是个案，对
应于蒸发温度为
70
℃，冷凝温度为
4
0
℃。计算
的过程和
de
Vegaet
al
的很相似
[8]
，相应的设备如图
1
。在
NH
3
–
H
2
O
体系的情况下，蒸
2
汽分离，还应该
包括作为最终
NH3
蒸馏的整流器。
在解吸塔的进口（
7
：
T
进气通道）和
出口（
8
：
T
出气通道）的溶液计算温
度，并且，图
2
中给出了相对应的原始沸
点，图
3
为不同的蒸汽分离解吸过程中的
质量分数。在这些数据中，质量分数
y
是
制冷剂进入冷凝器时与解吸塔的质量通
量之间的比例。就进出口浓度而
言，它可
以表示为：
错
误
！
未
找
< br>到
引
用
源
。
图
2
没有压降的解吸塔使用
NH3
–
H2O
溶液时
(1)
的估计温度分布图，对于不同的制冷剂的
7
℃，冷凝温
错
误
！
未
找
到
引
用
源
。
< br>
蒸汽质量分数：蒸汽温度为
度为<
/p>
40
℃。
（氨气进口质量分数为
52.4%
，
(2)
出口质量分数为
42.9%
，
46.9%
，
48.
9%
）
公式中
X
7
和
X
8
分别为
NH
3
和
LiBr
的质量分
数。这些温度在理
想情况下会随着溶解过
程而增加，在解析过程中产生的蒸汽经过
换热器进行循环。事实上，对于一个给定
压力的发生器，初始温度条件下的沸腾
条件是一样的。独立的水蒸气制冷质量分
数<
/p>
y
如图
2
和
3.
在这些数据，以及其他人的
报告中，温
度分布图也只是估计的。例如
在
Gabrielii and
Vamling [9]
的研究报告中，
非常有意思的是，在所
有情况下，对于溶
液来说都是进口温度小于沸点，沸点小于
出口
温度，这在原则上允许使用带流量计
的板式换热器配置热流体。
不考虑压降，循环中的最大温度是在
发生器的出口，因此，热流
体的温度不得
不和此数据一致。在使用
NH3
< br>–
H2O
的情
况下，温度要比<
/p>
100
℃高才可以达到水蒸
气分离时的质
量分数的
16%
，而在使用
LiB
r
–
H2O
时，水蒸气分离时的质量分
数
为
7%
时，
温度就可以达到
95
℃左右，
这样
就可以使用收藏的太阳能作为热源。
图
1
冷却吸收塔的组成图
3
换热器中的沸点和压降
忽略压降的假设是和使用费腾池做蒸
汽发生器一样的。可是，
3
图
3
没有
压降的解吸塔使用
LiBr
–
H
2
O
溶液时的
估计温
度分布图，对于不同的制冷剂蒸汽
质量分数：蒸汽温度为
7
℃，冷凝温度为
40
℃。
< br>（氨气进口质量分数为
56.9%
，出口
质量分数为
61.4%
，
59
.4%
，
57.9%
）
图
4
< br>蒸汽发生器在操作压力
Pc
p
c
=7.4Kpa
时，
LiBr
–
H2O
溶液的沸点随压降
DP
和进口浓
度的变化
当考虑用换热器作为解吸塔的可能性
时，我们就要估计压力降的大小，分
离所
需要的可能的温度变化也必须算出来。这
个温度实际比理想
情况下要高，因为它对
应于发生器的压力加上压降时的饱和温
因为沸点是压力的函数。出口操作压力和
理想情况一样，
LiBr
–
H
2
O
溶液是
7.4Kpa,
NH
3
–
H
< br>2
O
溶液是
1.6Kpa
。
沸点对于蒸汽发生器压降的敏感性
如图
4
和图
5
，这表明它对于
LiBr
–
H
2
O
溶
液是非常重要的，原因是使用这种溶液的
系统的工作压力很低。由于压力降小于
10
Kpa<
/p>
，因此需要沸点温度提高
15
℃
.
这与使
用
NH
3
–
H
2
O
溶
液
时
不
同
，
在
使
用
NH
3
–
H
2
O
溶
液时，
10%
的压降对应于沸点
升高<
/p>
3
℃。
接下来，我们将计算发生器上所使用
的传统换热器的合理压降值，以此来预测
真正初始沸点温度。
图
5
蒸汽发生器在操作压力
p
c
=1.6Mpa
时
，
NH3
–
H2O
溶液的沸点随压降
DP
的变化
3.1
溴化锂
-
水
-
发生器
我们已经研究了功率为
5Kw
的制冷
机组的应用，
并且为解吸塔上使用的板式
换热器提出了一个设
计方案。
我们首先来
看使用
LiBr<
/p>
–
H
2
O
溶液的情况，最初是
度。图
4
和
5
表示初始的沸点，这个温度对
于使不同浓度的溶液混合发生沸腾很有
必要，
4