熱管型雙效溴化鋰機(jī)組熱管換熱器的影響因素

聶德平

摘要： 分析了熱管型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組中的分離式熱管換熱器的工作原理,，對影響分離式熱管換熱器性能的因素進(jìn)行了研究。在煙氣出口溫度一定的前提下,，較高的煙氣進(jìn)口溫度可減少分離式熱管換熱器的傳熱面積，降低造價,，但受到熱管工作溫度的限制,，應(yīng)控制煙氣進(jìn)口溫度。在熱管幾何參數(shù)不變的情況下,，煙氣進(jìn)口溫度對分離式熱管換熱器的傳熱系數(shù)影響很小,，因此為提高傳熱系數(shù)，應(yīng)優(yōu)化其結(jié)構(gòu),。雖然較低的高壓發(fā)生器溴化鋰溶液進(jìn)出口溫度可減少分離式熱管換熱器的換熱面積,，但會使雙效溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組的性能系數(shù)有所下降。
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( ^3 U- Q* \& O        關(guān)鍵詞： 熱管換熱器,； 雙效溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組,； 影響因素
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: T8 N0 v3 P( ^( _# g. Y4 f        中圖分類號：TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000—4416(2006)12—0040—04
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        余熱型吸收式制冷機(jī)的研究得到眾多學(xué)者的關(guān) 注，結(jié)構(gòu)形式也越來越多 ,。以往主要采用管殼式換熱器對氣態(tài)余熱進(jìn)行直接利用，或利用余熱鍋爐制取蒸汽,，但前者易造成腐蝕,，后者的造價較高，而利用熱管直接回收氣態(tài)余熱的熱管型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組則彌補(bǔ)了以卜的不足 』,。南京化工大學(xué)對由裝機(jī)容量為200 kw 的柴油發(fā)電機(jī)尾氣驅(qū)動的熱管型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組進(jìn)行了大量理論實驗研究 ,。』,，天津大學(xué)對熱管型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組進(jìn)行r初步優(yōu)化研究 ,。熱管型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組是熱管換熱器與溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組的有機(jī)結(jié)合,。
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( T% M+ S# X9 _7 v4 U/ e/ y/ E/ s  A        本文以溴化鋰溶液串聯(lián)流程為例，分析煙氣進(jìn)口溫度及高壓發(fā)生器溴化鋰溶液的進(jìn)出口溫度對熱管換熱器性能的影響,。
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        1 分離式熱管換熱器的工作原理

        分離式熱管換熱器由多根熱管組成,，其工作原理見圖1。高溫?zé)煔饧訜嵴舭l(fā)段,，熱管工質(zhì)(水)受熱蒸發(fā),，蒸汽通過上升管將熱量輸送至冷凝段(即高壓發(fā)生器)，將熱量釋放給高壓發(fā)生器中的低溫溴化鋰溶液,，換熱后冷凝液靠重力返回蒸發(fā)段,，如此反復(fù)循環(huán)，將熱量不斷傳送給高壓發(fā)生器,。分離式熱管換熱器靠熱管工質(zhì)相變將熱量傳給高壓發(fā)生器中的低溫溴化鋰溶液,。

           

        2 影響分離式熱管換熱器性能的因素
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  j- i2 z! R# F( c0 `. O        2．1 分離式熱管換熱器的簡化模型
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        為了更加直觀地進(jìn)行分析，將分離式熱管換熱器簡化：勾逆流問壁式換熱器,，并設(shè)定分離式熱管換熱器各熱管中的熱管工質(zhì)狀態(tài)均相同,，熱管工質(zhì)平均工作溫度為t，單位為℃,。分離式熱管換熱器簡化模型見圖2,，圖中t，i,、t ,。分別為分離式熱管換熱器蒸發(fā)段煙氣進(jìn)、出口溫度,，單位為oC,；t 、tL,o 分別為高壓發(fā)生器溴化鋰溶液進(jìn),、出口溫度,，單位為℃。分離式熱管換熱器的設(shè)計在確定高壓發(fā)生器

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        2．2 影響因素的分析

        在分離式熱管換熱器傳熱量(即高壓發(fā)生器的熱負(fù)荷)一定的情況下 t t,。,、t 、tL．o,、t成為分離式熱管換熱器重要的設(shè)計參數(shù),，為保證熱管的正常工作，必須將￡,、t 控制在熱管工質(zhì)的許用工作溫度范圍內(nèi),。本文以制冷能力為1 160 kW 的雙效溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組為研究對象，分析tf．i,、t¨,、t,。

         

; c, V7 l. Z" Z        由圖3可知，隨著t¨的升高,，△￡ ,、A分別增大、減小,。而且由式(2),、(3)可知，△￡ 的增大使 增大,，可使 減小,。但在熱管幾何參數(shù)不變的情況下，K受t¨的影響很小,，只是略有增大,。因此，必須優(yōu)化分離式熱管換熱器的結(jié)構(gòu),。由分析可知,， t隨著￡ 升高有所升高。雖然較高的￡ 會減少熱管分離式換熱器的傳熱面積,，提高其經(jīng)濟(jì)性,，但由于熱管對t 的限制，應(yīng)控制t¨,，避免事故的發(fā)生,。
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        降低；當(dāng)t 不變時,，△ 隨t L．1的升高而降低,。因此，較低的t ,、tL,o會得到較高的△f ,，從而提高分離式熱管換熱器的傳熱量。由圖5可知,，K受￡ ,、t。的影響很小,。由圖6可知,，A隨t．．．i、tLl0的降低而減少,，因此降低tL』、tL,o 可提高分離式熱管換熱器的經(jīng)濟(jì)性,。但由圖7可知,，t¨,、t． ．。的升高均會使t升高,，分離式熱管換熱器的安會,，應(yīng)盡量使t．．．i t． 。低一些,，可在高壓發(fā)生器壓力一定的情況下,，靠減小高壓發(fā)生器放氣范圍實現(xiàn)。提高雙效溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組性能系數(shù)的主要途徑是增大高壓發(fā)生器的放氣范圍或提高高壓發(fā)生器進(jìn)口溴化鋰溶液溫度,。因此,，追求分離式熱管換熱器高性能與提高雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的性能系數(shù)相矛盾，應(yīng)在設(shè)計中予以考慮,。

5 W" S2 _; \$ n4 X! x' \        3 結(jié)論

' K* B" z. n) t. k6 v+ d9 T        ① 當(dāng)煙氣出口溫度一定時,，較高的煙氣進(jìn)口溫度可減少分離式熱管換熱器傳熱面積，降低造價,，但受熱管工作溫度的限制,，應(yīng)控制煙氣進(jìn)口溫度。

  {7 _' X' b/ S        ② 在熱管幾何參數(shù)不變的情況下,，煙氣進(jìn)l-I溫度對分離式熱管換熱器傳熱系數(shù)影,rUr~4-,,，因此為提高傳熱系數(shù)，應(yīng)優(yōu)化分離式熱管換熱器結(jié)構(gòu),。

. J! t5 T. [6 V" r& y$ W        ③ 雖然較低的高壓發(fā)生器溴化鋰溶液進(jìn)出口溫度可減少分離式熱管換熱器換熱面積,，但會使雙效溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組性能系數(shù)有所下降。
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        作者簡介：白麗瑩(1982一 )， 女,， 遼寧沈陽人,，碩士生， 主要從事制冷及低溫方面的研究,。