50kW喷射式制冷系统设计文献综述
2020-07-01 20:50:45
文 献 综 述
1.1研究背景
制冷是二十世纪的最伟大发明之一,它不仅是调节,改善人类生活条件的重要手段,同时也被广泛地用于工业,农业,食品储存等方面。经过一百多年的发展,各方面传统制冷技术已经成熟。喷射式制冷系统最初由Charles Parsons在1901年发明[1],在1910年由Maurice Leblanc等人将蒸汽喷射制冷系统正式投入使用。由于它具有结构简单,制造成本低的特点,使它在1910至1930年被广泛使用。但由于此系统COP较低的缺陷,使得它很快被吸收式制冷,喷射式制冷等后起之秀淘汰。直到最近,由于人类对生态系统的巨大破坏,国际上各国签订《蒙特利尔协定书》,《巴黎协定》等协议诉求保护生态环境,由于喷射式制冷可利用工业余热的特点,使它再一次出现在人们的视野中。随着热力学,流体动力学等学科的发展,喷射式制冷系统技术日趋完善,喷射式制冷系统潜力巨大,将来会成为吸收式制冷等主流技术的强有力对手[2]。
1.2喷射式系统结构及原理
喷射式制冷系统主要由发生器、蒸发器、冷凝器、喷射器、制冷剂泵(循环泵)和节流阀组成,如图1所示。
图1. 喷射制冷循环示意图
系统主要工作原理是:低沸点的液态制冷剂工质受到发生器热源的加热而变成过热蒸汽,之后蒸汽进入喷射器,经过缩放喷嘴后,其速度(动能)增加,压力降低,进而将蒸发器里的制冷剂液体闪蒸成为气体,过热制冷剂蒸汽将其吸人喷射器完成混合后,进入扩压器扩压,之后在冷凝器中冷凝为液态,一部分经节流阀进入蒸发器,另一部分经泵回到发生器,完成循环[3]。
1.3太阳能喷射式制冷系统
在当今能源匮乏的时代,太阳能作为新兴能源的主力,越来越受到科学家们的青睐。喷射式制冷最主要特点就是利用低品位余热,而太阳能与此条件完美契合。太阳能喷射式制冷作为一种节能环保的制冷方式,能够缓解能源短缺并解决环境问题,而且其结构简单、安装方便、维护费用低、工作稳定可靠,具有广阔的发展前景[4]。但它存在驱动热源受天气与季节影响较大的缺点,
制冷效率较低,故提高喷射式制冷系统的效率是现今需要解决的重要问题。