PAGEPAGE5小型太陽能氣泡泵吸收式制冷機(jī)研究摘要：本文確定了設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)下小型太陽能氣泡泵吸收式制冷機(jī)制冷循環(huán)中各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)，進(jìn)行了發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器的熱負(fù)荷計(jì)算和加熱熱水、冷水、冷卻水、稀溶液等循環(huán)介質(zhì)的流量計(jì)算。進(jìn)行了發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器等換熱設(shè)備所需的傳熱面積計(jì)算。根據(jù)求得的傳熱面積確定了各換熱設(shè)備的傳熱管數(shù)，計(jì)算了熱水進(jìn)出口配管、冷卻水進(jìn)口配管、冷媒水進(jìn)口配管的內(nèi)徑尺寸，為開發(fā)小型吸收式制冷機(jī)提供了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：太陽能氣泡泵吸收式制冷機(jī)傳熱計(jì)算1簡(jiǎn)介太陽能吸收式空調(diào)在我國目前應(yīng)用很廣泛。它將常規(guī)的溴化鋰或氨水吸收式空調(diào)與太陽能熱水相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)夏季空調(diào)、冬季供熱或全年供熱水功能。雖然吸收式空調(diào)采用溴化鋰制冷機(jī)方案技術(shù)已相對(duì)成熟，但系統(tǒng)成本若不能大幅度降低，推廣前景并不樂觀。日本矢崎株式會(huì)社已商品化生產(chǎn)小型無泵循環(huán)溴化鋰制冷機(jī)，有制冷量4000W到174000W系列產(chǎn)品。我國尚未實(shí)現(xiàn)小功率溴化鋰制冷機(jī)生產(chǎn)，現(xiàn)有的廠家生產(chǎn)成本過高，功率偏大，同時(shí)輔助熱源又不可缺少，管理難度大。因此，開發(fā)生產(chǎn)低成本的系列制冷機(jī)，如無泵溴化鋰制冷機(jī)、小型氨水制冷機(jī)及其循環(huán)泵等，并實(shí)現(xiàn)其商品化生產(chǎn)已成為當(dāng)務(wù)之急。圖1是小型太陽能吸收式制冷機(jī)組成的太陽能空調(diào)和供熱系統(tǒng)的原理圖。本系統(tǒng)主要有太陽能集熱器、蓄熱槽、輔助熱源、熱水型吸收式制冷機(jī)、冷卻塔、空調(diào)器和控制系統(tǒng)等組成。圖1小型太陽能空調(diào)、供熱系統(tǒng)太陽能吸收式制冷機(jī)的加熱熱源是75～95℃的熱水。熱水在發(fā)生器管中作強(qiáng)制對(duì)流換熱，加熱溶液產(chǎn)生蒸汽，一般設(shè)計(jì)成單效。該機(jī)無溶液泵與冷劑泵，溶液的循環(huán)靠氣泡泵來實(shí)現(xiàn)。2熱力計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)：吸收式制冷機(jī)額定制冷量為2.0；經(jīng)蒸發(fā)器的冷凍水進(jìn)口溫度12.0～15.0℃、出口溫度9.0～11.0℃；經(jīng)吸收器或冷凝器的冷卻水進(jìn)口溫度30.0～32.0℃，出口溫度34.0～38.0℃；加熱熱水溫度75.0～90.0℃。2.1設(shè)計(jì)工況計(jì)算取冷凍水進(jìn)口溫度＝14℃，冷凍水出口溫度＝9℃；冷卻水進(jìn)口溫度＝29.5℃，冷卻水出口溫度＝34.5℃；加熱熱水進(jìn)口溫度℃，加熱熱水出口溫度℃。2.2選定設(shè)計(jì)參數(shù)圖2單效吸收式制冷循環(huán)h-ξ假定不考慮的影響。①蒸發(fā)溫度＝7℃，則蒸發(fā)壓力＝1001pa；②吸收器壓力，取＝80pa，則＝920pa；③冷凝器和吸收23000.268發(fā)生器13000.476吸收器12000.237溶液熱交換器5800.0484結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)太陽能吸收式制冷機(jī)，還要進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。結(jié)構(gòu)計(jì)算的內(nèi)容包括：各換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸，配管大小，傳熱管的數(shù)量，工作介質(zhì)在系統(tǒng)中的流速，阻力損失，主要零部件強(qiáng)度剛度和溫差熱力計(jì)算以及溴化鋰溶液需要量的估算等。4.1各換熱設(shè)備傳熱管數(shù)n的計(jì)算根據(jù)求得的傳熱面積用下式確定傳熱管數(shù)：式中：——換熱設(shè)備所需總管子數(shù)；——換熱設(shè)備傳熱面積；——傳熱管的有效長度(m)；——傳熱管外徑（m）。各換熱設(shè)備傳熱管數(shù)計(jì)算結(jié)果見表4。表4各換熱設(shè)備傳熱管數(shù)計(jì)算設(shè)備傳熱管外徑（m）傳熱管有效長度（m）所需總管子根數(shù)冷凝器0.0160.434蒸發(fā)器0.0160.4412發(fā)生器0.0160.8012吸收器0.0160.4012溶液熱交換器0.0100.3844.2配管尺寸計(jì)算配管尺寸由下式計(jì)算：式中：——配管內(nèi)徑（m）；——配管中介質(zhì)流速。水在配管中的流速一般為1.5～3.0m/s。由于熱水流量較小，可以取更小值。這里取加熱熱水配管流速1.0m/s.則熱水進(jìn)出口配管內(nèi)徑為0.012m。取冷卻水進(jìn)口配管流速1.5m/s。計(jì)算得配管內(nèi)徑為0.013m。取冷媒水進(jìn)口配管流速1m/s。計(jì)算得冷媒水進(jìn)口配管內(nèi)徑為0.011m。5總結(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)在不同的熱源溫度下工作。隨著熱水溫度的降低，發(fā)生器溫度和溶液循環(huán)量隨之減少，熱水溫度對(duì)制冷量的影響較大，因此存在最適宜的集熱溫度，目前該溫度一般為80～90℃。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)酌情考慮提高冷媒水出口溫度，降低冷去水進(jìn)出口溫度。優(yōu)化設(shè)計(jì)及變工況條件下最佳運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整越來越要求利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。本文旨在為小型太陽能氣泡泵吸收式制冷機(jī)的設(shè)計(jì)提供一定的理論基礎(chǔ)和初步的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)于新機(jī)型的開發(fā)還需要計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算以及更廣大科技人員和廠家的大力合作。參