溴化锂第二类吸收式热泵的设计与仿真研究.pdf
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天津大学硕士学位论文溴化锂第二类吸收式热泵的设计与仿真研究姓名：
刘国强申请学位级别：
硕士专业：
热能工程指导教师：
朱家玲20070101摘要第二类吸收式热泵是一种能够回收中低温废热，从而获得高温有用热能的装置，它不需要输入高温的有用能，所以节能效果显著。
利用该装置回收低温地热余热能够获得很好的节能效果。
本文利用热力学、传热学原理对溴化锂第二类吸收式热泵系统进行了理论分析，对循环工质对的物性参数进行了计算，建立了系统理论循环稳态集中参数数学模型，编写了理论数学模型求解的程序，通过计算分析了主要工况参数对机组设计参数的影响。
在此基础上提出了利用溴化锂第二类吸收式热泵系统回收低温地热尾水余热用于冬季供暖的方案，得出了具体的设计工况。
针对利用溴化锂第二类吸收式热泵系统回收低温地热余热的方案对lOkW溴化锂第二类吸收式热泵实验台系统进行了工艺设计，得到了系统实验台的具体结构参数以及具体结构形式。
针对溴化锂第二类吸收式热泵系统实验台，建立了机组的仿真模型，并且对该模型进行编程求解，从而可以得到不同工况下机组的运行状况。
结合系统理论模型以及仿真模型的求解程序，利用VisualC+60编写了溴化锂第二类吸收式热泵系统的模拟仿真软件，使对系统的分析计算更加简单化、可视化。
编写了实验台的数据采集软件，为后期的实验工作奠定了良好的基础，并且为以后实验和理论分析的对比做好了充分的准备。
关键词：
第二类吸收式热泵溴化锂模拟仿真设计地热余热回收ABSTRACTAbsorptionheattransformers（AHT）aredevicesforincreasingthetemperamreofmoderatelylOWgradewasteheattoamoreusefultemperaturelevelAHTdoesntneedhighgradeusefulheatenergy，SOutilizingabsorptionheattransformertorecovergeothermalwasteheatcanbeapromisingmethodforheatrecoveryInthispaper，thethermodynamiccycleoftheLiBrH20AHTsystemandpropertiesoftheworkingpair（LiBrH20）werestudied，thenalumpedparametermodelofthesystemwassetupAcomputerprogramwascompiledtocalculatethismodelByanalyzingtheeffectsofmajorworkconditionparametersonthedesignoftheAHTsystem，aschemeofusingLiBrH20AHTsystemtorecovergeothermalwasteheatfordistrictheatinginwinterwascarriedoutAnda10kWexperimentalLiBrH20AHTunitwasdesignedaccordingtOtheheatrecoveryschemeSimultaneously，anumericalsimulationofthedesignWascarriedouttopredicttheoperatingcharacteristicsandperformanceoftheexperimentalsystemunderdifferentworkconditionsAsoftwarewascompiledtomaketheanalysisoftheAHTsystemmoreconvenient,andasoftwarefordataacquisitionoftheexperimentWaSalsocompiledusingVisualC+60TheworkthatthispaperhaddoneWaswellpreparedfortheexperimentalworksandthecomparisonbetweentheexperimentandthetheoreticalanalysisafterwardsKEYWORDS：
absorptionheattransformer,LiBr，modeling，simulation，design，geothermalwasteheatrecovery独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盘鲞盘茔或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
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幺l阅强签字日期：
力口口7年，月2石日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解苤注盘茔有关保留、使用学位论文的规定。
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j，】司马凌导师签名：
节岔签字日期：
加哆年月2石目签字日期：
文矽7年月文多日第一章绪论11能源与环境问题第一章绪论能源的消费与使用情况是衡量人类社会经济发展和人民生活水平的重要标准。
随着人类社会的不断进步，人们对能源的依赖性也不断加强。
而近200多年来人类发展对地球资源的开采，已经使地球上的化石能源趋于枯竭。
此外，由于人类社会的飞速发展，随之产生的各种排放物已经大大超出了地球的自我调节能力，从而引起了严重的环境问题。
以上能源和环境问题已成为遏制经济发展和社会进步的重要因素。
因此，开发清洁无污染的新型可再生能源和寻求现有能源转换利用的最优途径已经成为从科研部门到政府，乃至全社会关注的问题。
纵观节能工作的全局可以看出，节能工作的重点主要有生产管理的改善和节能技术的应用两大方面。
在节能技术方面，余热回收技术以其节能经济效益明显、技术难度小以及使用范围广等优点得到了很大的关注。
热泵技术是余热回收技术中十分典型的代表。
其中吸收式热泵技术可直接利用各种热能来驱动，甚至不需要高温驱动热源既能达到“自行一升温的目的。
实际上，各个生产部门都有丰富的余热资源，其中低品位余热资源占的比例很大，应用吸收式热泵技术对其进行回收将是一项很有效的节能措施。
12吸收式热泵热泵是一种把热量从低温位送向高温位的装置。
吸收式热泵是利用工质的吸收循环实现热泵功能的一类装置。
吸收式热泵在熟回收方面具有独特的功能，各种循环方式，许多种工质对的物性正在得到人们的深入研究。
吸收式热泵的开发应用对节约能源资源，提高能源有效利用率，保护环境都有积极的意义。
121吸收式热泵的原理及分类吸收式热泵是以热能为主要驱动能源的热回收设备。
根据其工作特性，可将吸收式热泵分为两类：
第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵。
第一类吸收式热泵（AbsorptionHeatPump），简称AHP，是以消耗高温热能第一章绪论为代价，通过向系统输入高温热能，进而从低温热源中回收一部分热能，提高其温位，以中温形式供给用户的热泵装置。
第一类吸收式热泵的性能系数大于1，一般为1525【l】，也就是说它可以利用少量的高温热能产生大量的中有用热能。
因此，这一类热泵也被称作增热型热泵。
其循环原理图如图1-1所示。
驱动热源利用热水利用热水低品位热源图11第一类吸收式热泵原理简图第二类吸收式热泵或称吸收式热变换器（AbsorptionHeatTransformer），简称AHT，是靠输入系统的中温热能（一般为废热）驱动系统运行，将输入能量中的一部分提高温位供用户使用，而将另一部分能量排放到温度更低的环境中。
这一类热泵的性能系数小于1，一般为04-一05【11，也就是利用大量的中温热源产生少量的高温有用能。
因此，它又被称为升温型热泵。
其循环原理图如图1-2所示。
利用热水低品位热源低品位热源冷却水图l-2第二类吸收式热泵原理简图第一章绪论从工作原理上来看，第一类吸收式热泵与吸收式制冷机的工作原理是一致的口J，只是应用的目的不同。
所以，只要作适当的改变，第一类吸收式热泵就可以既能制冷又能供热。
而第二类吸收式热泵同吸收式制冷、第一类吸收式热泵的工作原理是不同的。
这主要表现在：
能量的传递方式不同。
吸收式制冷机和第一类吸收式热泵需要从高温热源和低温热源输入热量，并在中温输出；而第二类吸收式热泵则相反，从中温热源输入热量，并向高温和低温两个热源输出热量，所以它不需要额外的高温热源。
系统的循环方式不同。
吸收式制冷、第一类吸收式热泵系统的蒸发器、吸收器处于低压区，冷凝器、发生器处于高压区。
这样蒸发器可利用低温热源使制冷剂蒸发，而处在高压区的发生器在高温热源的驱动下使吸收剂溶液解析，放出高温制冷剂蒸汽，并在冷凝器中冷凝，将热量传递给外部加以利用；而第二类吸收式热泵正好相反，蒸发器、吸收器处于高压区，冷凝器、发生器处于低压区。
在蒸发器中利用低温废热使制冷剂蒸发，并在吸收器中于较高的温度下与吸收剂达到吸收平衡，放出的高温吸收热可以重新加以利用。
低压区的发生器同样利用低温废热使吸收剂溶液再生，同时产生冷剂蒸汽，与冷凝器一起完成整个吸收循环。
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