基于吸收式热泵循环的工质对研究
发布时间：2021-06-24 13:52
利用低品位的工业余热、废热或太阳能等可再生能源驱动吸收式热泵来获得满足用户需要的冷量和热量,是实现节能减排的一个有效途径。可是,现有的吸收式热泵通常以LiBr/H20为工质对,存在吸收溶液易结晶、腐蚀性强、制冷吸收特性差、由于腐蚀性强且制冷吸收特性差而难以实现三效制冷、以及无法制取零摄氏度以下冷量等缺点,从而使吸收式热泵的应用受到了限制。因此,解决上述问题对于拓展吸收式热泵的应用领域具有重要意义。本文针对不同的应用场景提出了相应的新工质对,通过系统测定新工质对的结晶温度、饱和蒸气压、比热容等热物性和腐蚀性,分析基于新工质对的吸收式热泵循环的性能并与LiBr/H20进行了对比。研究结果表明,CaCl2-LiCl（2:1）/H20具有良好的吸收式制冷特性和较小的腐蚀性。与LiBr/H2O相比,在相同的制冷工况下基于CaCl2-LiCl（2:1）/H20的单效吸收式制冷循环所需的发生温度降低了 5.8℃,制冷COP提高了 0.041,（?）效率提高了 0.052,作为结构材料的碳钢和作为换热材料的紫铜在80℃的CaCl2-LiCl（2:1）/H20溶液中的腐蚀速率分别为18.5μm·y-1和...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２第二类吸收式热泵的工作原理图??
?基于吸收式热泵循环的工质对研宄???２．２．１结晶温度??物质从液体转变为晶体的过程叫做结晶。每一种物质都有一定的平衡结??晶温度或者成为结晶的理论温度。但实际上，液体温度达到理论结晶温度时??并不一定能进行结晶，而必须在它温度以下的某一温度（称为实际结晶温度）??才开始结晶。??吸收式热泵循环运行中若发生溶液结晶，轻则影响热泵的正常效率，重??则导致停机。因此，对于吸收式热泵循环中应尽量避免结晶现象的发生，而??不是等发生结晶后通过溶解方法去除晶体。所以准确测定结晶温度是十分重??要的。??测定结晶温度一般常用变温法，指通过降温和升温过程，分别测量有结??晶开始析出时刻的温度和最后一粒晶粒消失时刻的温度，只有两温度基本保??持一致时，数据才可信。但是实际升温过程操作中，观察并确定溶液的最后??一粒晶粒消失是非常困难的；而对冷却结晶而言，在降温过程中测量结晶温??度，相当于在一定程度上考虑了过冷度的影响，更具有实际意义。因此，本??文采用在降温过程中测定结晶温度的方法。??１．实验仪器及设备??测定结晶温度的实验所需主要仪器和设备如表２－２所示。实验装置图如??图２－１所示。实验在最低设定温度为－２０?°Ｃ的恒温循环器中进行，恒温循环??器中充入冰点很低的防冻液作为保温介质。??３，?Ａ??－Ａ?１??＿Ｔ１?－器－??防冻－待测液??１°?°?°?ｙ??１?Ｏ?Ｏ?Ｏ?１?口??图２－１结晶温度测定装置图??－２４?－??
?基于吸收式热泵循环的工质对研宄???真空。恒温油槽用于为实验提供稳定的温度环境，檜内加入适量二甲基硅油??作为保温介质。Ｐｔ－１００铂电阻用于测量釜内待测溶液的实时温度。绝压表则??可显示待测溶液的实时蒸气压力值，，实验测定蒸气压时有三块量程不同的绝??压表供选择使用，根据不同压力段数据，测量时选择相对应的压力表。??表２－３饱和蒸气压测定实验主要仪器设备??设备仪器?ｉｉ?主要参数?生产厂商??＂ＴＴ７Ｔ?＂?最大量程２１００?ｇ?梅特勒－托利多??电子天平?ＰＬ２００２??精度±０．１?ｇ??绝压表丨?ＡＸ－１丨０?绝压０￣１１０ｋＰａ?奥信仪表??绝压表２?ＡＸ－０２０?绝压０？２０ｋＰａ?奥信仪表??绝压表３?ＢＬＤ－００７０?绝压０？１．５?ＭＰａ?布莱迪仪器仪表??控温范围２０。（：？３０ＣＴＣ??热电恒温油槽?ＤＫＵ－３０?上海精宏??温度波动±０．５?°Ｃ??反应爸?—?双相不镑钢?自制??绝?ＨＳｇ??汽－丨〇＝电阻真空栗??°°°丨??ｒ?磁力搅拌器??－ｖｊ—－?－?［ｓｊ??高压釜??Ｖ?Ｊ?油???恒温循环器???图３－２饱和蒸气压测定实验装置图??２．实验步骤??测定饱和蒸气压的具体实验步骤如下：??（１）配制一定质量分数的待测溶液约５００ｍｌ，转移至反应釜内并封上法??￣￣？？?〇??－２６?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业余热氨水吸收式制冷系统研究现状与发展趋势[J]. 栗鹏飞. 节能. 2018(09)
[2]CaCl2-LiBr-LiNO3-KNO3/H2O工质对的热物性和腐蚀性[J]. 李娜,罗春欢,苏庆泉. 过程工程学报. 2018(04)
[3]我国能源现状分析及其发展策略[J]. 郑悦红,郭汉丁,吴思材,陈思敏. 城市. 2018(01)
[4]CaCl2-LiBr（1.35∶1）/H2O工质对的热物性及应用[J]. 李娜,罗春欢,苏庆泉. 工程科学学报. 2018(02)
[5]世界能源格局走势分析[J]. 林卫斌,陈丽娜. 开放导报. 2016(05)
[6]吸收式热泵回收电厂循环水余热分析[J]. 张志刚,王树国,曾荣鹏. 华电技术. 2016(04)
[7]氨水空气源吸收式热泵供热方案分析[J]. 吴伟,王宝龙,石文星,李先庭. 供热制冷. 2016(04)
[8]我国地热能开发利用现状与发展[J]. 马伟斌,龚宇烈,赵黛青,徐琼辉,秦汉时,陈勇. 中国科学院院刊. 2016(02)
[9]LiBr-[BMIM]Cl/H2O工质对的饱和蒸气压、结晶温度和腐蚀性[J]. 罗春欢,张渊,苏庆泉. 化工学报. 2016(04)
[10]溴化锂Ⅰ类吸收式热泵在热电厂中的应用[J]. 刘启军. 吉林电力. 2015(01)
博士论文
[1]太阳能吸收式制冷循环新型工质对的热物性及其应用研究[D]. 李娜.北京科技大学 2018
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[3]新型吸收式热泵循环理论及实验的研究[D]. 钟理.华南理工大学 1990
硕士论文
[1]吸收式热泵在余热回收中的应用研究[D]. 刘晓琳.河北工程大学 2016
[2]离子液体型新工质-［EMIM］［DEP］+水/醇的研究[D]. 晏双华.大连理工大学 2009
[3]溴化锂第二类吸收式热泵的设计与仿真研究[D]. 刘国强.天津大学 2007
[4]氨水吸收式制冷GAX循环性能分析[D]. 廖健敏.东南大学 2004
本文编号：3247220
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２第二类吸收式热泵的工作原理图??
?基于吸收式热泵循环的工质对研宄???２．２．１结晶温度??物质从液体转变为晶体的过程叫做结晶。每一种物质都有一定的平衡结??晶温度或者成为结晶的理论温度。但实际上，液体温度达到理论结晶温度时??并不一定能进行结晶，而必须在它温度以下的某一温度（称为实际结晶温度）??才开始结晶。??吸收式热泵循环运行中若发生溶液结晶，轻则影响热泵的正常效率，重??则导致停机。因此，对于吸收式热泵循环中应尽量避免结晶现象的发生，而??不是等发生结晶后通过溶解方法去除晶体。所以准确测定结晶温度是十分重??要的。??测定结晶温度一般常用变温法，指通过降温和升温过程，分别测量有结??晶开始析出时刻的温度和最后一粒晶粒消失时刻的温度，只有两温度基本保??持一致时，数据才可信。但是实际升温过程操作中，观察并确定溶液的最后??一粒晶粒消失是非常困难的；而对冷却结晶而言，在降温过程中测量结晶温??度，相当于在一定程度上考虑了过冷度的影响，更具有实际意义。因此，本??文采用在降温过程中测定结晶温度的方法。??１．实验仪器及设备??测定结晶温度的实验所需主要仪器和设备如表２－２所示。实验装置图如??图２－１所示。实验在最低设定温度为－２０?°Ｃ的恒温循环器中进行，恒温循环??器中充入冰点很低的防冻液作为保温介质。??３，?Ａ??－Ａ?１??＿Ｔ１?－器－??防冻－待测液??１°?°?°?ｙ??１?Ｏ?Ｏ?Ｏ?１?口??图２－１结晶温度测定装置图??－２４?－??
?基于吸收式热泵循环的工质对研宄???真空。恒温油槽用于为实验提供稳定的温度环境，檜内加入适量二甲基硅油??作为保温介质。Ｐｔ－１００铂电阻用于测量釜内待测溶液的实时温度。绝压表则??可显示待测溶液的实时蒸气压力值，，实验测定蒸气压时有三块量程不同的绝??压表供选择使用，根据不同压力段数据，测量时选择相对应的压力表。??表２－３饱和蒸气压测定实验主要仪器设备??设备仪器?ｉｉ?主要参数?生产厂商??＂ＴＴ７Ｔ?＂?最大量程２１００?ｇ?梅特勒－托利多??电子天平?ＰＬ２００２??精度±０．１?ｇ??绝压表丨?ＡＸ－１丨０?绝压０￣１１０ｋＰａ?奥信仪表??绝压表２?ＡＸ－０２０?绝压０？２０ｋＰａ?奥信仪表??绝压表３?ＢＬＤ－００７０?绝压０？１．５?ＭＰａ?布莱迪仪器仪表??控温范围２０。（：？３０ＣＴＣ??热电恒温油槽?ＤＫＵ－３０?上海精宏??温度波动±０．５?°Ｃ??反应爸?—?双相不镑钢?自制??绝?ＨＳｇ??汽－丨〇＝电阻真空栗??°°°丨??ｒ?磁力搅拌器??－ｖｊ—－?－?［ｓｊ??高压釜??Ｖ?Ｊ?油???恒温循环器???图３－２饱和蒸气压测定实验装置图??２．实验步骤??测定饱和蒸气压的具体实验步骤如下：??（１）配制一定质量分数的待测溶液约５００ｍｌ，转移至反应釜内并封上法??￣￣？？?〇??－２６?－??
【参考文献】：
期刊论文
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[2]CaCl2-LiBr-LiNO3-KNO3/H2O工质对的热物性和腐蚀性[J]. 李娜,罗春欢,苏庆泉. 过程工程学报. 2018(04)
[3]我国能源现状分析及其发展策略[J]. 郑悦红,郭汉丁,吴思材,陈思敏. 城市. 2018(01)
[4]CaCl2-LiBr（1.35∶1）/H2O工质对的热物性及应用[J]. 李娜,罗春欢,苏庆泉. 工程科学学报. 2018(02)
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[6]吸收式热泵回收电厂循环水余热分析[J]. 张志刚,王树国,曾荣鹏. 华电技术. 2016(04)
[7]氨水空气源吸收式热泵供热方案分析[J]. 吴伟,王宝龙,石文星,李先庭. 供热制冷. 2016(04)
[8]我国地热能开发利用现状与发展[J]. 马伟斌,龚宇烈,赵黛青,徐琼辉,秦汉时,陈勇. 中国科学院院刊. 2016(02)
[9]LiBr-[BMIM]Cl/H2O工质对的饱和蒸气压、结晶温度和腐蚀性[J]. 罗春欢,张渊,苏庆泉. 化工学报. 2016(04)
[10]溴化锂Ⅰ类吸收式热泵在热电厂中的应用[J]. 刘启军. 吉林电力. 2015(01)
博士论文
[1]太阳能吸收式制冷循环新型工质对的热物性及其应用研究[D]. 李娜.北京科技大学 2018
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[3]新型吸收式热泵循环理论及实验的研究[D]. 钟理.华南理工大学 1990
硕士论文
[1]吸收式热泵在余热回收中的应用研究[D]. 刘晓琳.河北工程大学 2016
[2]离子液体型新工质-［EMIM］［DEP］+水/醇的研究[D]. 晏双华.大连理工大学 2009
[3]溴化锂第二类吸收式热泵的设计与仿真研究[D]. 刘国强.天津大学 2007
[4]氨水吸收式制冷GAX循环性能分析[D]. 廖健敏.东南大学 2004
本文编号：3247220
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