工质对的过量焓对吸收式制冷系数的影响
发布时间：2022-01-09 05:30
针对高效吸收式制冷工质对的筛选问题,为了寻求一个新的突破口来提高吸收式制冷系数,对单级吸收式制冷系统中工质对的循环和能量转移过程进行了理论分析。通过将溶液焓"拆分"为溶质焓、溶剂焓和过量焓,发现过量焓可以影响吸收式制冷的制冷系数,并且既可以有利于亦可以抑制吸收式制冷的制冷系数;通过对比分析100%和0%两种极端回热换热器工况下的制冷系数,发现过量焓对吸收式制冷的影响与回热换热器的效率相关。为定量分析过量焓对制冷系数的影响,对H2O/LiBr、R134a/[HMIM][Tf2N]和R1234yf/[HMIM][BF4]3种工质对的吸收式制冷系统进行热力学模拟,结果表明:回热换热器效率较高时,由于过量焓的作用,R1234yf/[HMIM][BF4]的制冷系数将反高于H2O/LiBr。
【文章来源】：西安交通大学学报. 2020,54(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
单级吸收式制冷系统图
吸收式制冷系统工作时，能量变化如图2所示。溶液的焓由制冷剂焓、吸收剂焓和过量焓组成。在循环中，溶液中的制冷剂只有部分（r1）参与制冷的循环，另一部分（r2）则始终保持在溶液中，仅仅被加热冷却。图中3点和4点分别为发生器的进出口，温度压力相等；1点和6点分别为吸收器的进出口，温度压力相等。所以得到当回热换热器的效率为100%时，可以得到系统的制冷系数为
当发生器的温度为350 K、蒸发器温度为278K、吸收器和冷凝器温度均为298K时，系统的制冷系数随换热器的效率变化规律如图3和表1所示。当换热器效率很低时，无论是实际情况还是忽略过量焓的作用，H2O/LiBr的效率都最高。当换热器效率接近100%时，R134a/[HMIM][Tf2N]和R1234yf/[HMIM][BF4]的制冷系数随回热换热器效率增高而迅速提高。当回热换热器效率为100%时，由于过量焓的作用，R1234yf/[HMIM][BF4]的制冷系数最高，可以达到0.97，高于H2O/LiBr的制冷系数。通过图3可以发现：(1)过量焓可以提高制冷系数，也可以抑制制冷系数；(2)对于R1234yf/[HMIM][BF4]和R134a/[HMIM][Tf2N]系统，过量焓起到积极作用；(3)对于H2O/LiBr系统，过量焓却是抑制作用。在回热换热器效率为100%时，式（14）证明吸收剂热容将不再影响系统的制冷系数。为更直观研究过量焓的作用，图4给出了系统中不同位置的制冷剂摩尔焓。当考虑过量焓时，过量焓的作用已经被折合到制冷剂的摩尔焓中。单位摩尔制冷剂的制冷量Δhe=h9-h8。忽略过量焓的作用时，加热所需要的热量为Δhg=h7-h1（参考式（14）），制冷系数ηCOP=(h9-h8）/（h7-h1）。此时，图3和图4一致，ηCOP由大到小的顺序为H2O/LiBr、R134a/[HMIM][Tf2N]、R1234yf/[HMIM][BF4]。但是，由于过量焓的作用，制冷剂从吸收器到发生器的实际加热过程从原过程1-3-7变化为1*-3*-7。对于H2O/LiBr，过量焓使吸收器出口的总焓降低（h1*<h1），因此实际需要更多的热量加热溶液（（h7-h1*)>(h7-h1））。对于R134a/[HMIM][Tf2N]和R1234yf/[HMIM][BF4]，过量焓使吸收器出口处溶液的总焓增大（h1*>h1），因此溶液在发生器加热时实际所需要的热量减少（（h7-h1*)<(h7-h1）），从而制冷系数得到提升。R1234yf/[HMIM][BF4]的过量焓的作用最大，实际制冷系数最高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子液体型新工质对吸收式制冷循环[J]. 梁世强,赵杰,王立,淮秀兰. 工程热物理学报. 2010(10)
博士论文
[1]离子液体吸收式制冷工质对基础物性与循环特性研究[D]. 陈伟.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
本文编号：3578057
【文章来源】：西安交通大学学报. 2020,54(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
单级吸收式制冷系统图
吸收式制冷系统工作时，能量变化如图2所示。溶液的焓由制冷剂焓、吸收剂焓和过量焓组成。在循环中，溶液中的制冷剂只有部分（r1）参与制冷的循环，另一部分（r2）则始终保持在溶液中，仅仅被加热冷却。图中3点和4点分别为发生器的进出口，温度压力相等；1点和6点分别为吸收器的进出口，温度压力相等。所以得到当回热换热器的效率为100%时，可以得到系统的制冷系数为
当发生器的温度为350 K、蒸发器温度为278K、吸收器和冷凝器温度均为298K时，系统的制冷系数随换热器的效率变化规律如图3和表1所示。当换热器效率很低时，无论是实际情况还是忽略过量焓的作用，H2O/LiBr的效率都最高。当换热器效率接近100%时，R134a/[HMIM][Tf2N]和R1234yf/[HMIM][BF4]的制冷系数随回热换热器效率增高而迅速提高。当回热换热器效率为100%时，由于过量焓的作用，R1234yf/[HMIM][BF4]的制冷系数最高，可以达到0.97，高于H2O/LiBr的制冷系数。通过图3可以发现：(1)过量焓可以提高制冷系数，也可以抑制制冷系数；(2)对于R1234yf/[HMIM][BF4]和R134a/[HMIM][Tf2N]系统，过量焓起到积极作用；(3)对于H2O/LiBr系统，过量焓却是抑制作用。在回热换热器效率为100%时，式（14）证明吸收剂热容将不再影响系统的制冷系数。为更直观研究过量焓的作用，图4给出了系统中不同位置的制冷剂摩尔焓。当考虑过量焓时，过量焓的作用已经被折合到制冷剂的摩尔焓中。单位摩尔制冷剂的制冷量Δhe=h9-h8。忽略过量焓的作用时，加热所需要的热量为Δhg=h7-h1（参考式（14）），制冷系数ηCOP=(h9-h8）/（h7-h1）。此时，图3和图4一致，ηCOP由大到小的顺序为H2O/LiBr、R134a/[HMIM][Tf2N]、R1234yf/[HMIM][BF4]。但是，由于过量焓的作用，制冷剂从吸收器到发生器的实际加热过程从原过程1-3-7变化为1*-3*-7。对于H2O/LiBr，过量焓使吸收器出口的总焓降低（h1*<h1），因此实际需要更多的热量加热溶液（（h7-h1*)>(h7-h1））。对于R134a/[HMIM][Tf2N]和R1234yf/[HMIM][BF4]，过量焓使吸收器出口处溶液的总焓增大（h1*>h1），因此溶液在发生器加热时实际所需要的热量减少（（h7-h1*)<(h7-h1）），从而制冷系数得到提升。R1234yf/[HMIM][BF4]的过量焓的作用最大，实际制冷系数最高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子液体型新工质对吸收式制冷循环[J]. 梁世强,赵杰,王立,淮秀兰. 工程热物理学报. 2010(10)
博士论文
[1]离子液体吸收式制冷工质对基础物性与循环特性研究[D]. 陈伟.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
本文编号：3578057
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