双效并联溴化锂吸收式制冷系统双热源工作模式的理论研究

　　0 引言

　　溴化锂吸收式制冷系统以水为制冷剂,溴化锂溶液为吸收剂,由蒸汽、热水或燃气/燃油燃烧释放的热量驱动,具有节能、环保、不破坏臭氧层等优点.目前应用较多的溴化锂吸收式制冷机主要有单效型和双效型两种.

　　单效溴化锂吸收式制冷系统结构简单,COP可达0.7,但热源的可利用温差较小,一般不超过10°C[1].针对单效系统热源可利用温差小的缺点,许多学者提出了改进方案:如中国科学院广州能源研究所李戬洪和马伟斌等[2]主张的双级吸收式制冷循环、华中科技大学陈滢和朱玉群等[3]提出的单效/双级吸收式制冷循环、东南大学陈亚平等[4]提出的11x级制冷循环以及华中科技大学万忠民和舒水明[5]提出的混合吸收式制冷循环等.与单效循环相比,上述循环的热源可利用温差大,但COP低,结构复杂.双效溴化锂吸收式制冷系统COP高,可达1.2[6],但对热源要求高,高压发生器溶液发生温度的设计值一般在160°C左右[7].在双效循环中,低压发生器内溶液的发生温度一般在90°C以下[8],一些相对低品味的热源,如工业余热和太阳能热水(平板型或真空管型太阳能集热器制得)等,可以通过加热低压发生器中的溶液得以利用[6],因此有学者提出了双效溴化锂吸收式制冷系统的双热源工作模式,即高压发生器由燃油/燃气燃烧释放的热量驱动,低压发生器利用工业余热或太阳能热水的工作模式.该模式有效地利用了工业余热和太阳能热水,有较好的节能效果.Arun等[6,9]分析了双效并联流程和串联流程的溴化锂吸收式制冷循环双热源工作模式的热性能,并把两者进行了比较;Liu等[8]对燃气/太阳能热水驱动的双效吸收式制冷系统的年性能进行了理论研究,并对其经济性进行了评估;文柏通等[10]对双热源驱动的双效吸收式制冷系统的控制策略进行了研究.

　　双效并联溴化锂吸收式制冷系统运行时,对于溶液流量的调节控制有一定的要求,本文重点研究了双效并联溴化锂吸收式制冷系统在双热源工作模式下,溶液流量的调节对系统热性能的影响.

　　1 双效并联溴化锂吸收式制冷系统的结构

　　如图1所示,双效并联溴化锂吸收式制冷系统的主要部件有高压发生器、低压发生器、高温热交换器、低温热交换器、冷凝器、蒸发器、吸收器、节流装置、溶液泵和冷剂泵等,其最主要的特点是:稀溶液流出吸收器后分流,平行地进入两个发生器.而在串联流程中,稀溶液流出吸收器后,先后进入两个发生器.在双热源工作模式下,高压发生器由燃油/燃气燃烧释放的热量加热(QHG),产生的冷剂蒸气进入低压发生器,作为热源加热浓缩低压发生器中的溶液;工业余热或太阳能热水等低温热源直接加热低压发生器(QLG, ext);吸收器和冷凝器由水或空气冷却(QA和QC).