以TFE/NMP为工质的GAX循环计算与分析

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如果按照冷柜的外部制冷方式,想必大家都知道,目前市场上有三种,一种是风冷、一种是直冷,还有一种是风直冷。这些都是我们可以从外边感觉到的,那么冷柜系列内制冷方式,大家知道哪些呢?今天冷柜价格就来给大家说一说,冷柜内部系列的一种制冷-吸收式制冷,目前市场上也叫吸收式冷柜。它的最大特点是利用热源作为制冷原动力,没有电动机,所以无噪声,寿命长,且不易发生故障。吸收式冷柜的制冷系统是以液体吸收气体和加入扩散剂(氢气)所组成的“气冷连续吸收扩散式制冷系统”(连续吸收一扩散式制冷系统)。在不断地加热下,它能连续制冷。吸收式冷柜若以电能转换成热能,再用热能来作为热源,其效率不如压缩式冷柜效率高。但是,它可以使用其他热源,如天然气、煤气等。

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Calculation and Analysis of GAX Cycle with TFE/NMP as Working Fluids

   
在吸收式冷柜的制冷系统中,注有制冷剂氨(NH3)、吸收剂水(H20)、扩散剂氢气(H2)。在较低的温度下,氨能够大量地溶于水,形成氨液。但在受热升温后,氨又要从水中逸出。其工作原理简述如下:若对系统的发生器进行加热,发生器的浓氨液就产生氨一水混合蒸气,其中存留液化温度高,故先凝结成水,沿管道流回到发生器的上部:氨蒸气则继续上升直至冷凝器中,并放热冷凝为液态氨。液氨由斜管流入储液器(储液器为一段U形管,其中存留液氨,以防止氢气从蒸发器进入冷凝器),然后流入蒸发器液氨进入蒸发器吸热后,有部分液氨汽化,并与蒸发器中的氢气混合。氨向氢气中扩散(蒸发)并强烈吸热,实现制冷的目的。吸收器中有从发生器上端流来的水,水便吸收(溶解)氨氢混合气体中的氨气,形成浓氨液流入发生器的下部。而氢气因其比重轻,又升回到蒸发器中。这样就实现了连续吸收一扩散式的制冷循环。是不是和我们感觉中的不一样吧,其实除了这种方式之外,冷柜还有其他几种,以后再给大家细细分享吧。

Zhang Lisong et al

Thermal calculations of GAX cycle with TFE/NMP as working fluids are
conducted on the base of a brief account on the cycle,a comparison and
analysis between the results of calculation and results previously
reported in the literature are made. Keywords:GAX cycle,absorption
refrigeration,working fluid

符 号

a——溶液循环倍率 r——精馏塔的回流比 h——焓值,kJ/kg x——溶液中制冷剂质量浓度
g——循环的加热量,kJ/kg

下 标

f——液相 g——气相 G——单效循环 GGAX——GAX循环

1 引言

虽然以TFE/NMP为工质的吸收式制冷系统具有工作温度范围广、安全性能好、使用场合不受限制等优点,但该工质的物理特性决定了采用常规单效制冷循环其COP值偏低这一不利因素[1],即使在热源温度较高的条件下,也无法采用象水/溴化锂吸收式制冷循环那样的多效蒸发方式使COP值提高。
但是TFE/NMP工作特点类似于氨/水,当冷却水温度较低而热源温度较高时,具有较大的放气范围。利用这一特点,可以采用GAX循环来提高以TFE/NMP为工质的吸收式制冷循环热力系数。
GAX概念最早由Altenkirch于1913年提出,直至80年代才逐步受到重视。随着人们对吸收式制冷循环的深入研究,GAX循环也出现了不同的结构形式,其中Phillips于1990年提出了较为成熟的GAX循环方式,称为基本GAX循环[2]。它是利用某些在制冷循环中可具有较大放气范围的吸收式制冷工质对,在吸收式制冷机组中发生器和吸收器之间进行内部回热,回收吸收热以提高循环的性能系数。
为了充分发挥以TFE/NMP为工质的吸收式制冷系统的优势,提高其循环COP值,降低能耗,扩大其使用范围,本文对采用TFE/NMP工质的GAX循环进行了计算和分析。

2 基本GAX循环

GAX基本流程见图1,在迪林图上的热力循环见图2。

图1 基本GAX流程

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