【正文】 （ 1）內(nèi)管管內(nèi)側(cè) 換熱 系數(shù)計算： 水的運動黏度 由經(jīng)驗公式（旺盛湍流傳熱系數(shù)），可有： 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 30 （ 2）內(nèi)管管外側(cè)換熱系數(shù)計算： 由定性溫度 ℃ ，查飽和水物性參數(shù)圖表得： 液膜密度 液膜的動力黏度 液膜導熱系數(shù) 汽化潛熱 考慮到不凝性氣體以及液膜增厚使傳熱惡化，按膜狀凝結(jié)考慮，使用《傳熱學》中經(jīng)過修正的相變換熱經(jīng)驗公式（ 74）： （ 3）冷凝器中污垢 熱阻計算： 查《傳熱學》表 101 中凈化水污垢熱阻 （ 4）銅管的熱阻計算： 導熱系數(shù) ,查《傳熱 學》附錄 2 可得 （ 5）總換熱系數(shù)（以銅管外表面換熱面積為基準）計算： 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 31 （ 6）換熱面積計算： 實際換熱面積預留 10%的冗余面積，用以照顧某些未涉及因素，則換熱器面積的實際取值 。實際殼體內(nèi)徑 ， GB15189 對于公稱直徑小于等于 400mm的換熱器殼體可使用無縫鋼管，本設(shè)計使用的無縫鋼管作為殼體 [13]。該保溫水箱是以不銹鋼板等材料作為外表層，聚氨酯發(fā) 泡的保溫材料作為內(nèi)部保溫層，常溫下使用聚氨酯整體發(fā)泡的保溫材料 24 小時降溫在 4℃以內(nèi)。 在安裝太陽能集熱器時通常會要求其在使用周期內(nèi)收集到的太陽輻射量最多，所以應該將太陽能集熱器的采光面在正午時分垂直于陽光，一般取集熱器的傾角為當?shù)氐木暥??！?) （ 3）冷卻水流量 , kJ/(kg 熱力完善度 熱力完善度 是性能系數(shù) COP 與同樣的熱源所驅(qū)動、相同的環(huán)境與低溫熱源的溫度逆向卡諾循環(huán)制冷性能系數(shù) COP 的比值，反映了制冷循環(huán)不可逆程度的大小，是衡量制冷機組的重要技 術(shù)經(jīng) 濟指標。 圖 冷凝器熱量平衡圖 根據(jù)熱平衡方程： 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 17 （ 3）發(fā)生器單位熱負荷 如圖 所示， 進入發(fā)生器中的溴化鋰稀溶液流量 ，濃度 ，比焓 ，加熱熱源的加熱量 ，發(fā)生器中蒸發(fā)的冷劑蒸汽量 D，比焓 。 溴化鋰水溶液的熱物理性質(zhì)是進行制冷系統(tǒng)設(shè)計的重要參數(shù)，只有知道各狀態(tài)點熱物性參數(shù)之后，才能進行太陽能吸收式制冷循環(huán)的熱力計算、傳熱計算以及制冷系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的主要部件設(shè)計。 本文主要研究內(nèi)容 考慮到國內(nèi)外吸收式制冷技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，但都局限在大型化，尚未對家庭用戶進行推廣與應用，而本文旨在將吸收式制冷系統(tǒng)小型化，將太陽能熱利用技術(shù)與吸收式制冷技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計出小型化的太陽能吸收式制冷系統(tǒng)。 第五，制造簡單，操作、維護保養(yǎng)方便，機組中幾乎都是熱交換設(shè)備，制造比較容易。 溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)特點 溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的優(yōu)點 第一，以熱能為動力，無需耗用大量電能，而且對熱能的要求不高。這套系統(tǒng)主要用來確定一種收集數(shù)據(jù)和評估 SHC 系統(tǒng)性能的方法。 吸收式制冷技術(shù)研究現(xiàn)狀 單效溴化鋰吸收式制冷是最簡單的太陽能制冷方式，驅(qū)動熱源可采用 MPa 的蒸汽或 85150℃ 的熱水，但幾乎所有的太陽能單效溴化鋰制冷機組是采用熱水驅(qū)動。 1859 年，法國 Ferdinand Carre 就發(fā)明了氨 水工質(zhì)對吸收式制冷機，用于制冰和食物冷藏。在氨 水吸收式制冷中，氨作為制冷劑，水作為吸收劑，在相同壓力下，水與氨的汽化溫度比較接近，在發(fā)生器中蒸發(fā)出來的氨蒸汽會攜帶較多水蒸汽，為提高機組經(jīng)濟性就必須采用分凝和精餾設(shè)備。吸收式制冷就是利用溶液的濃度隨其溫度和壓力的變化而變化這一物理性質(zhì)，中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 3 將制冷劑與溶液分離，通過制冷劑的蒸發(fā)而制冷，又通過溶液實現(xiàn)對制冷劑的吸收，這種制冷方式利用吸收劑的濃度變化來完成制冷劑的循環(huán)。經(jīng)過 30 多年的研究開 發(fā)，取得眾多成果，使現(xiàn)代太陽能技術(shù)飛速發(fā)展，為 21 世紀更好地利用太陽能奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。這對于我國來說，既是機遇也是挑戰(zhàn)，如何合理最大化的利用太陽能資源這已成為我國能源戰(zhàn)略的關(guān)鍵所在。特別是發(fā)展中國家，越來越注重節(jié)能減排、開發(fā)環(huán)保清潔能源、推廣可再生能源。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術(shù)標準規(guī)范。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 Absorption refrigeration。目的在于合理改善中國現(xiàn)在的能源消費結(jié)構(gòu)，減輕急劇增長的能源需求與環(huán)境污染和能源大量消耗之間的矛盾。早在西周時期，就有 “陽燧取火 ”一說，由于當時生產(chǎn)力與科學技術(shù)發(fā) 展水平低下，太陽能利用始終處于自然利用的初級階段，主要用于晾曬等 [2]。 （ 3）光化利用 利用太陽能直接分解水制氫的化學轉(zhuǎn)換方式。而所謂的太陽能吸收式制冷，就是利用太陽能集熱器將水加熱，為吸收式制冷機的發(fā)生器提供其所需的熱媒水，從而使吸收式制冷機正常運行，達到制冷的目的。在溴化鋰吸收式制冷機運行過程中，當溴化鋰水溶液在發(fā)生器內(nèi)收到熱媒水的加熱后，溶液中的水不斷汽化；隨著水的不斷汽化，發(fā)生器內(nèi)的中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 溴化鋰水溶液濃度不斷上升，進入吸收器；水蒸汽進入冷凝器，被冷凝器內(nèi)的冷卻水凝結(jié)降溫，變成高壓低溫的液態(tài)水；當冷凝器內(nèi)的水通過節(jié)流閥進入蒸發(fā)器時，急劇膨脹汽化并吸收蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒水的熱量，從而達到降溫制冷的目的；低溫水蒸汽進入吸收器，被吸 收器內(nèi)的溴化鋰溶液吸收，循環(huán)泵將濃度逐步降低的溶液送回發(fā)生器完成整個循環(huán)，如此循環(huán)不息連續(xù)制取冷量。溴化鋰吸收式制冷機的問世為其在世界范圍內(nèi)的推廣利用奠定了基礎(chǔ)。工作時集熱器進出口溫差約為10℃ ，平均出口溫度為 70℃ ，從上午 8 時至 11 時教室平均溫度為 26℃ ，從 11 時至 16 時，溫度低于 25℃ 。 王如竹研究了安裝在中國濟南的一座綠色建筑物里的帶有復合拋物面型集熱器的溴化鋰吸收式制冷機，該制冷機集熱面積為 105m2，集熱溫度可達到 130℃ ，當熱水溫度為 125℃ 時集熱效率為 50%，該制冷機組能提供 15℃ 的冷水，其太陽能利用率為 19%[9]。 第四，安裝方便，對安裝基礎(chǔ)的要求低，因為機組運行時振動小，所以無需特殊的基座。實踐證明，即使漏入少量的空氣，也會影響機組的性能。 根據(jù)計算結(jié)果繪制出相關(guān)設(shè)計圖紙。 （ 4）冷凝器冷卻水和吸收器冷卻水入口溫度 取 （冷凝器和吸收器冷卻水采用并聯(lián)聯(lián)結(jié)方式） 選取參數(shù)確定 表 常見選取參數(shù)與確定原則 參數(shù) 確定原則 蒸發(fā)溫度 蒸發(fā)器溫度通常較冷間空氣的出口溫度低 蒸發(fā)壓力 蒸發(fā)壓力是和蒸發(fā)溫度所對應的飽和水蒸汽壓力，可由相應的計算公式計算，也可由相對應的物性參數(shù)圖表查得 吸收器壓力 通常為較蒸發(fā)壓力低 （ ） 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11 吸收器中冷卻水與冷凝器中冷卻水出口溫度 對于單效吸收式制冷機組而言，冷卻水總溫升通常為； 吸收器和冷凝器的熱負荷之比，單效機組通常為，當采用并聯(lián)冷卻方式運行時，吸收器中的冷卻水與冷凝器中的冷卻水溫升大致相同 冷凝溫度 通常較冷凝器中的冷卻水出口溫度高 冷凝壓力 為冷凝器中的冷凝溫度所對應的飽和水蒸汽壓力，可由相應的計算公式計算，也可由相應的物性參數(shù)圖表查得 發(fā)生壓力 近似為冷凝壓力 吸收器出口溴化鋰稀溶液濃度 由吸收器內(nèi)的壓力和溴化鋰稀溶液的出口溫度所共同確定，溴化鋰稀溶液的出口溫度通常比吸收器中冷卻水的出口溫度高 ，通常的濃度范圍為 發(fā)生器出口溴化鋰濃溶液濃度 由發(fā)生器內(nèi)的壓力和溴化鋰濃溶液的出口溫度所共同確定，溴化鋰濃溶液的出口溫度通常比熱源溫度低，也可根據(jù)吸收器出口稀溶液濃度和循環(huán)系統(tǒng)的放汽范圍確定 單效制冷機組的溶液熱交換器溫度 通常比吸收器中溴化鋰稀溶液出口溫度高 （ 1）蒸發(fā)溫度 取 ， 為冷間空氣溫度和制冷劑的蒸發(fā)溫度之差，一般為 查飽和水和飽和水蒸汽圖，可知 （ 2）吸收器壓力 取 ， 為蒸發(fā)壓力和吸收器壓力之差 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 （ 3）冷凝器中冷卻水的出口溫度 取 ， 為冷凝器中冷卻水總溫升 （ 4）吸收器中冷卻水的出口溫度 吸收器中冷卻水出口與冷凝器中冷卻水出口并聯(lián) （ 5）冷凝溫度 取 ， 為冷凝溫度和冷凝器中冷卻水出口溫度差 （ 6）發(fā)生壓力 查飽和水和飽和水蒸汽圖，可知 （ 7）發(fā)生器中濃溶液的出口溫度 取 ， 為加熱熱源溫度和發(fā)生器中濃溶液出口溫差 查溴化鋰水溶液物性參數(shù)圖，可知 （ 8）吸收器中稀溶液的出口溫度 取 ， 為吸收器出口稀溶液的溫度與吸收器中的冷卻水出口溫度之差 查溴化鋰水溶液物性參數(shù)圖，可知 （ 9）放汽范圍 ( ) （ 10）溶液熱交換器中濃溶液的出口溫度 t8 取 ， 為溶液熱交換器中出口濃溶液溫度與吸中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 13 收器出口的稀溶液溫度之差 （ 11）溶液循環(huán)倍率 a 去發(fā)生器的稀溶液量 發(fā)生器 中蒸發(fā)出來的水蒸汽量 (12)噴嘴霧化噴淋的溴化鋰溶液焓值 及濃度 f：吸收器中再循環(huán) 倍率，通常為 ，本設(shè)計中取 。 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 20 性能指標計算 熱力系數(shù) 溴化鋰吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)工作時，系統(tǒng)向環(huán)境釋放的冷量與系統(tǒng)所需要吸收的熱量之比，稱之為熱力系數(shù)，即性能系數(shù) COP。 溴化鋰機組的熱源單耗越低，說明機組運行時所需的熱水越少，機組的經(jīng)濟性越好。但是其管內(nèi)走水，在運行過程中一只管破損將使整個系統(tǒng)停止工作。太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水將流進蓄熱水箱，再經(jīng)過蓄熱水箱將熱水供給發(fā)生器。）排列，此種排列方法結(jié)構(gòu)緊湊，易于清洗 [12]。本設(shè)計中弓形切口率選 20%，對應的弧度為 ；折流板之間的距離為 50%殼體內(nèi)徑，即 ；根據(jù) GB1511999 中規(guī)定，折流板厚度選 3mm。其結(jié)構(gòu)緊湊，使用與維護都比較方便。本設(shè)計選用弓形折流板，設(shè)計規(guī)范中指明弓形切口最佳大小一般為 20%，弓形切口過大或者過小都會降低管束的換熱性能；實際工程應用中折流板之間的距離為 40%50%的殼體內(nèi)徑最優(yōu)；中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 29 各弓形折流板相互呈 180176。 發(fā)生器設(shè)計為固定管板式管殼式換熱器，銅管與管板的連接選用貼脹加密封焊技術(shù)，使用這種工藝可以有效的保證其密封性能。取徐州地區(qū)夏季的平 均 太 陽 輻 射 強度 ，考慮到管道熱損失的影響，取富裕量即平均加熱水溫 90℃ ，環(huán)境溫度 ℃ 。平板集熱器吸熱板上一般覆蓋有深色的選擇性吸收涂層；一般使用平板玻璃作為透明蓋板覆蓋流體布置方式 a b 應用范圍 逆流 / 順流 / 叉流 兩流體都為交叉流動 一流體為交叉流動 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 24 吸熱板，從而保護吸熱板以及阻止吸熱板溫度升高后向周圍環(huán)境散熱。 ， 熱力完善度 : 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 21 熱源單耗 對于用熱水熱量來作為熱源的溴化 鋰吸收式制冷系統(tǒng)，經(jīng)常用熱水單耗 來衡量制冷系統(tǒng)運行的性能指標。 圖 吸收器熱量平衡圖 根據(jù)熱平衡方程： （ 5）溶液熱交換器單位熱負荷 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 19 圖 溶液熱交換器熱量平衡圖 如圖 所示，忽略溶液熱交換器換熱過程中存在的熱量損耗，依據(jù)熱量平衡關(guān)系式： 溶 液 熱 交 換 器 的 熱 負 荷 為 ， 則 熱 負 荷 為 ： 熱平衡相對誤差計算 若忽略機組泵消耗功率的影響，以及機組與外界環(huán)境熱損失的影響，將整個機組視為一個熱力系統(tǒng)，則發(fā)生器和蒸發(fā)器是從外界吸收熱量分別為 和 ，冷凝器與吸收器中冷卻水所吸收的熱量分別為 和 。 中國礦業(yè)大學徐海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 10 各狀態(tài)點參數(shù)選擇與計算 給定參數(shù)選擇 表 常見給定參數(shù)與確定原則 參數(shù) 確定原則 制冷量 根據(jù)用戶需求設(shè)定所需制冷量 冷卻水進口溫度 通常設(shè)置為 32℃，也可根據(jù)特殊要求設(shè)定 加熱熱源參數(shù) 對于單效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)通常選用表壓為 的飽和蒸汽或溫度高于 85℃的熱水 （ 1）系統(tǒng)制冷量 Q 系統(tǒng)設(shè)定制冷量 Q=7kW （ 2） 蒸發(fā)器出口冷風溫度 出口冷風溫度根據(jù)用戶要求選定，本設(shè)計綜合考慮用戶要求以及制冷溫度富