双效氨吸收式制冷循环的性能

双效氨水吸收式制冷循环（东南大学动力工程系，南京210096，江苏）的性能摘要: 双效氨水吸收式制冷循环是一种新型的用于加热低温段的高温吸收热. 通过数学建模，分析计算了在热源温度、冷却水温度、蒸发温度和放气系数变化情况下，双效氨水吸收循环的cop. 比较了双效氨水吸收循环与传统的单效循环和双级循环的cop. 结果表明，在冷却水温度低于30，蒸发温度高于-15的条件下，双效循环cop的热源温度高于其它两个控制循环. 关键词: 氨水；吸收循环；双效；性能系数分类号: tb61文件标识码: 货号: 0438-1157ＴｈｅｄｏｕｂｌｅｅｆｆｅｃｔＮＨ３Ｈ２Ｏａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃｙｃｌｅｉｓａｎｏｖｅｌｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｃｏｍｐａｃｔｃｏｕｐｌｅｄｃｙｃｌｅｔｈａｔｕｓｅｓｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｈｅａｔｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ ｅｃｙｃｌｅｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｈｅａｔｆｏｒｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｙｃｌｅＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｉｃｅｓａｔｖａｒｙｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｈｅａｔｓｏｕｒｃｅ ａｓｗｅｌｌａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｌｕｔｉｏｎＡｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆｔｈｅｎｅｗｄｏｕｂｌｅｅｆｆｅｃｔＮＨ３Ｈ２Ｏａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃｙｃｌｅｗａｓｍａｄｅｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｆｏｒｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｉｎｇｌｅｅｆｆｅｃｔａｎｄ ｄｏｕｂｌｅｓｔａｇｅｃｙｃｌｅｓＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｏｕｂｌｅｅｆｆｅｃｔＮＨ３Ｈ２ＯａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃｙｃｌｅｈａｄｈｉｇｈｅｒＣＯＰ 冷却水温度低于30℃和蒸发温度高于15℃时的值. 然而，性能初稿于2006年3月28日收到，修订草案于2006年6月15日收到

联系人及第一作者: 张宝怀1962-，男，硕士，副教授. 基金项目: 国家自然科学基金项目50176008；国家重点基础研究开发计划项目G2000263003；东南大学以下冷却能力，但蒸馏过程中不可逆传热传质损失大双效吸收式制冷，冷却效率低. 目前，世界各国都在积极研究新型氨吸收式制冷循环[114]，以提高氨吸收式制冷循环的热力学完善性. 双效氨吸收式制冷循环是较简单的形式之一[2，14]，吸收式制冷循环采用吸收式制冷循环，吸收式制冷循环采用吸收式制冷循环高压阶段的冷凝热用于加热低压阶段. 双效氨水吸收式制冷循环利用高压级的吸收热量对低压级进行加热. 然而，目前对这种新型吸收式制冷循环的流动特性的研究还不够. 因此，有必要通过数学建模来研究影响新型吸收式制冷循环的因素，并与目前成熟应用的循环进行综合比较分析，为合理选择循环提供理论依据

它是以氨水为工质对的双效吸收式制冷循环的流程图及其在图上的表示. 循环系统由高温段和低温段组成. 高温级吸收器也是低温级的发生器. 低温阶段依靠高温阶段释放吸收的热量，提供发电所需的能量. 在高温发生器G1中加入热源时，氨浓溶液产生氨和水蒸汽的混合蒸汽，经精馏净化后的氨蒸汽进入冷凝器冷凝成氨水. 冷凝氨水通过节流减压进入蒸发器，吸收低温环境的热量蒸发. 蒸发的氨气被高温吸收器A1的水溶液吸收. 吸收过程释放的热量加入低温发生器G2，从浓氨溶液中产生混合蒸汽. 净化后的氨气进入冷凝器冷凝成氨水，再进入蒸发器吸热蒸发. 蒸发的氨气被低温吸收器A2中的稀氨溶液吸收，产生的热量被冷却水带走. 双效NH3氨双效吸收式制冷循环Fig1方案的优点是高温级吸收过程释放的热量被低温级回路利用，降低了高温级与低温级叠加后向外界排放的总热量，提高了循环性能系数COP）；二是高温级工作压力不高，与低温级相同，因此又称为中压双效吸收循环，有利于压力设备的制造和安全运行；此外，该循环还具有高温级和低温级可共用冷凝器和蒸发器的特点，这样循环流程更简单，系统也更简单

图2双效NH3H2O吸收式制冷循环在杜林图上的热力计算结果分析氨双效吸收式制冷循环的热力计算程序包括工质的物理性质计算子程序和循环参数的热力计算子程序该模型比较复杂，只要根据能量和质量守恒定律进行推导，并注意到传热节点的温差是设定的，就不是特别困难，见参考文献14]. 为了节省空间，下面将直接讨论计算结果. 给出了cop与热源温度（假设为蒸汽）之间的关系. 随着热源温度的升高，cop随热源温度的升高而降低. 假设低温级排气范围随热源温度的升高而减小双效吸收式制冷，并趋于一个恒定值. 随着蒸馏净化过程消耗热量的增加，热源温度的不断升高对cop的变化没有改善作用，可以看出cop冷却水的性能系数随着温度的升高而迅速降低，但与热源温度关系不大. 本循环对热源最低温度有限制，低于最低温度的循环不能继续；冷却水温度越高，要求热源温度越高

性能系数COP随热源温度的变化而变化. 可见，双效循环制冷的性能系数COP与蒸发温度和热源温度的关系并不密切. 还必须注意的是，热源的最低温度是有限度的，低于最低温度的循环不会继续；蒸发温度越低，所需热源的温度就越高. 在蒸发温度和冷却水温度不变的情况下，加热源温度对单效氨水吸收式制冷循环的影响及评价，性能系数随排气范围的增大而减小. 对于双效氨水吸收式制冷循环，前面的讨论还表明，热源温度呈现循环性能系数cop曲线、高温阶段放气范围和循环速率的变化. 在设定的计算条件下，当该值先减小后略有增大时，cop先变化后减小. 原因是当它是

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