扩散吸收式热泵热工模型与实验研究

作     者：李智虎 

作者单位：安徽工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈光

授予年度：2011年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：扩散 吸收 热泵 能效系数(COP) 气泡泵 

摘      要：氨水扩散-吸收式热泵系统结构简单、无运动部件,可以利用直接燃气、余热或者太阳能驱动,对其性能研究有重要意义。 本文的研究主要集中在以下四个方面: 第一、通过实验的方法,研究热虹吸泵提升量VL与蒸汽量VG的关系,利用数据回归拟合的方法,求得VL与VG的关系模型VL=0.0205VG +0.0691,相关度为0.9707;基于质量守恒、能量守恒,并结合氨-水物性模型,构建扩散吸收式热泵系统热工模型。 第二、搭建了水冷式扩散吸收式热泵实验平台,结合系统热工模型,分析研究了特定工况条件下输入功率、灌装浓度、吸收温度、充注压力、冷凝温度对系统制冷、制热性能的影响;结果表明:样机最优的输入功率是240W,此时制冷系数0.253、制热系数1.19;最适宜灌装浓度受吸收温度影响较大,吸收温度为36℃、45℃、51℃,最适宜的浓度分别为:0.40、0.35和0.28;充注压力从1.8MPa提升至2.4MPa时,样机启动时间增加了39.3%;研究表明存在一临界吸收温度值,吸收温度提高对性能影响较小,灌装浓度为0.30和0.40时,其临界温度在45℃左右;冷凝温度升高、系统效率下降,冷凝温度从47℃上升至53℃时,制冷量下降10W、下降幅度为16%。 第三、结合实际应用在4台结构相同的XCD-120扩散吸收式热泵制冷机上,研究了不同环境温度下,工艺参数对系统的影响;年平均温度在20℃以下的地区,最优的灌装浓度、输入功率、灌装压力分别为:0.35、120W、1.6MPa;年平均温度在在20℃～25℃之间时,三者的最优值分别为:0.30、150W、2.0 MPa;,而对于环境温度超过30℃的地区:最优值分别为0.25、150W、2.2 MPa。 第四、设计、加工了一1200W扩散吸收式热泵制热机,通过实验的方法初步研究了其制热性能,输入功率在750W至1500W之间时,制热效率为1.05 1.11。