a7能及太阳能喷射制冷系统工质的优化.pdf

第28卷第2期 太阳能学报 V01．28．No．2 20cr7年2月 ACrAENERGIAESOLARISSINICA Feb．．2007 喷射器性能及太阳能喷射制冷系统工质的优化 张于峰，赵 薇，田 琦，孙越霞 (天津大学环境科学与工程学院，天津300072) 摘要：考虑实际流体热力学性质、混合效率和激波等因素，建立了喷射器热力学模型，计算结果与文献中实验数 数。结果表明，对于确定几何参数的喷射器，喷射系数和喷射制冷系统性能系数主要取决于膨胀比与压缩比，两者 分别随膨胀比的增加而增大，压缩比的增加而减小。太阳能驱动喷射制冷系统时(发生温度在80℃左右)，采用 R134a可以使喷射系数和喷射制冷系统能效比最大，明显优于其他工质。 关键词：喷射器；喷射系数；太阳能喷射制冷；工质优化 中图分类号：r11(52 文献标识码：A 学法、气体动力函数法和数值计算3种方法建立。 0引言 其中热力学法建模，物理意义明确，计算简便，多为 吸收式制冷和喷射式制冷是以热能驱动制冷的 研究人员运用[3卅。Sun和E舢esbo的模型假设流体 两种主要方式。与吸收式制冷相比，喷射式制冷需 为理想气体，并且忽略混合过程的能量损失；B．J． 要的热源温度较低，设备结构简单，安装维护简便， 更便于建筑一体化的实施。因此，利用太阳能的喷 度、比热的变化；林贵平b1引用经验公式计算了喷射 射制冷系统具有节能与环保的双重意义，是具有发 器的喷射系数。本文考虑实际流体热力学性质、混 展前景和工程应用价值的能源利用方式。 合效率和激波等因素，通过质量平衡、动量平衡及能 早期喷射制冷系统多以水为工质¨j，其最大的 量平衡方程建立了喷射制冷系统的热力学模型，期 缺陷是要求热源温度在100cC以上，普通的太阳能集 望通过这些实际因素的引入，得到更为准确合理的 热系统显然无法满足要求。而采用低沸点工质(如 计算机模拟结果。 CFCs，HCFCs)，则此问题可以迎刃而解，越来越多的 1喷射制冷系统及其性能系数 科研人员对此进行了研究。但早期的R11、R113和 R114【23等常规制冷剂由于温室效应和对臭氧层的破 图1为太阳能喷射制冷系统示意图，系统由太 坏等环境问题不能继续使用，必须寻找可以应用于 阳集热发生器、喷射器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和工 喷射制冷系统的环保工质，且这种工质能够提供良 质泵组成。其中太阳集热器同时用作发生器，工质 好的系统性能。sun和E锄es等用R123替代 在内直接进行相变换热。综合考虑集热温度、集热 R11【3|、B．J．Huang等以R141b为工质【引、林贵平以效率、承压能力以及投资成本等因素，热管真空管集 R226ea等为工质bo分别研究了喷射制冷系统的性 热器作为喷射制冷系统的热源较佳。来自太阳集热 能。本文拟分析其它环境友好工质(R134a、R152a、发生器的热量Q。加热其内部的工质，产生高温高压 R717、R290和R600a)用于喷射制冷系统的性能，以的工作蒸汽1，这股流体在喷射器的渐缩渐扩喷嘴 期得到较好的替代结果。 中迅速膨胀，在喷嘴出口处达到很高的流速，将蒸发 喷射器模型是设计喷射制冷系统、模拟喷射制 器的低压蒸汽2抽吸到喷射器中。两股流体充分混 冷系统性能的基础。喷射器模型一般采用经典热力 合，并在扩压室恢复压力，状态3的混合蒸汽在冷凝 收稿日期：2006．04．13 1) 基金项目：南开大笔天津大学联合科学研究院基金项目(删ll 万方数据 2期 张于峰等：喷