强吸水性离子液体-水工质对吸收式制冷循环性能分析

离子液体的出现,为吸收式制冷循环工质的改进开辟了新途径。以离子液体-水为工质对的吸收式制冷循环性能与离子液体的吸湿性能密切相关,因此筛选两种对水有极强吸收性能的离子液体：1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIm]Ac）、1-己基-3-甲基咪唑氯盐（[HMIm]Cl）,对其水溶液吸收式制冷循环进行研究。首先对离子液体水溶液热力学特性（蒸汽压、比热、比焓等）进行了研究,然后分析吸收式制冷循环的性能系数。研究结果表明这两种离子液体-水工质对单效吸收循环可工作于较高温度条件下,其性能系数大大优于现今国内外学者所研究的离子液体,其中[EMIm]Ac水溶液优于[HMIm]Cl水溶液。与传统工质溴化锂-水比较,[EMIm]Ac-水工质对在发生温度为100℃时具有相当的循环性能系数,且在较高温度条件下优于传统溴化锂-水的性能系数。然而该离子液体水溶液优势只在较高发生温度时才能体现,要实现技术上的进一步突破,应着重筛选低温区蒸汽压特性优良的水溶性离子液体。     

采用离子液体-水工质对的GAX吸收式制冷循环性能研究

热驱动的吸收式制冷技术是太阳能利用和工业余热回收的重要途径,其中GAX(吸收发生换热)吸收式循环具有高效、效率可随热源温度变化的特点。本文提出采用无结晶风险的离子液体工质对,并使用NRTL模型对离子液体工质对性质进行计算,并对GAX吸收式制冷循环进行性能计算。结果表明:采用1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([DMIM][DMP]/水工质对可以使用GAX吸收式循环,且在发生温度较高的情况下COP能够达到约1.02,比相同特定工况下的单效循环COP提升27.5%,比采用溴化锂/水工质对的吸收式循环具有更加优异的性能。     

以跨临界CO_2-离子液体[bmim]PF_6为工质对的吸收式制冷循环性能分析

选择跨临界CO2-[bmim]PF6作为新型的吸收式制冷工质对,考察了CO2在离子液体[bmim]PF6中的溶解度和CO2-[bmim]PF6工质体系的热物性.计算了在给定工况下循环的制冷特性并对结果进行了分析与讨论.     

新型离子液体-CO_2吸收制冷工质对选择及吸收特性

离子液体(ILs)-CO_2作为一种新型吸收制冷工质对,ILs种类的选择对其工质对性能及吸收式制冷循环特性至关重要。ILs对CO_2的吸收性能与ILs种类、阳离子结构、体系温度及CO_2分压有直接关系。本文建立了一套ILs吸收CO_2的实验台,并以低粘度、较优吸收性能为原则初选了4种咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐ILs([emim][Tf_2N]、[bmim][Tf_2N]、[hmim][Tf_2N]和[omim][Tf_2N])为研究对象。在温度298.15 K、313.15 K及328.00 K,压力2.0~5.0 MPa条件下,分别测定了CO_2在以上4种ILs中的溶解特性。结果表明:咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐ILs对CO_2有较好的吸收性能;CO_2在同族ILs中的溶解度随阳离子烷基链长度的增加而增大,其在4种ILs中的溶解度顺序为:[emim][Tf_2N][bmim][Tf_2N][hmim][Tf_2N][omim][Tf_2N];随着温度和压力的逐渐升高,CO_2溶解度的变化幅度逐渐减小。本文还给出了3种温度下CO_2在[omim][Tf_2N]中的溶解度与压力的关联式。     

以[mmim]DMP-甲醇为工质对的吸收式制冷循环研究

采用离子液体[mmim]DMP-甲醇作为吸收式制冷系统工质对,运用文献提出的[mmim]DMP-甲醇二元溶液经验方程进行制冷循环计算研究,并将此系统的工作压力、COP等与相同工况下的溴化锂-水、氨-水制冷循环进行比较。研究结果表明：[mmim]DMP-甲醇工质对制冷系统工作压力要求适中,COP稍高于NH3／H2O系统,低于H2O／LiBr系统;[mmim]DMP-甲醇溶液对金属无腐蚀,其适用范围要大于H2O／LiBr系统,具有一定的应用价值。     

单效溴化锂吸收式制冷循环吸收特性与工况关系的研究

以单效溴化锂吸收式制冷机为研究对象,对溴化锂水溶液的热力性质参数进行了计算机模拟。通过模拟计算,得到了求解溴化锂水溶液热力参数的较为精确的计算方法。溴化锂吸收式制冷机是以水为制冷剂,溴化锂为吸收剂,通过消耗热能来实现制冷目的的。通过对单效循环的仿真模拟计算,实现了对机组在不同工作工况下的性能预测。为进一步利用数字和模拟手段深入研究溴化锂吸收式制冷机组奠定了良好的基础。     

两级复合吸收式制冷循环研究

对以氨/水及水/溴化锂为工质的两级复合吸收式制冷循环进行计算分析后发现,该循环不仅提高了循环的COP值,而且也增大了制冷温度范围。但是只有在冷却水入口温度较低的情况下,循环才能获得较大的制冷温度范围。同时,循环随着冷却水入口温度的提高,最低制冷温度也随之上升,由于受到溴化锂溶液结晶和腐蚀问题的限制,Ⅱ级发生温度不能过高,放气范围不能过兢兢业业,否则会影响该循环的实际应用。     

烯丙基功能化离子液体的制备及其分离CO_2性能

合成了一系列烯丙基修饰的咪唑类离子液体,使用FT-IR和1 H-NMR对产物结构进行表征。在常温、常压下,对合成的离子液体进行分离CO2性能研究。结果表明,烯丙基修饰的咪唑类离子液体捕获CO2容量高、速度快,与烷基修饰咪唑类离子液体比较,CO2捕获容量提高15%~50%,捕获速度提高30%~60%。     

用于CO_2吸收的氨基功能化固载离子液体的合成与表征

以多孔硅胶为载体,采用有机-无机嫁接的方法在硅胶表面合成氨基功能化的离子液体。通过元素分析,碳核磁共振确定该固体材料的组成和结构。通过热重分析、BET等手段对其性能进行表征,测得该固体材料具有较高的比表面积和较好的热稳定性。35℃时,材料在压力为常压,0.4,0.7与1.0 MPa测得CO2的吸收量分别为0.041,0.068,0.189和0.405mmol/g,且随着压力的增大,其吸附量迅速增加。材料重复使用5次,其CO2吸收量没有明显下降。     

新型太阳能增压吸收式制冷循环

提出了一个以NH3-LiNO3为工质对、压缩蒸发器出口冷剂蒸气、利用太阳能进行制冷的新循环,采用数值计算的方法对新循环的性能指数、(火用)效率、电热比和冷却水量进行了研究,计算结果表明补偿相当于0.7％～10.68％太阳能能量的电能可使热源进口温度自95℃降低16℃～22℃,新循环的性能指数在0.495～1.201之间,(火用)效率在0.245～0.122之间,冷却水流量随驱动热源进口温度的降低基本呈线性从7.24kg/s减少至3.74kg/s.克服了传统循环受限于太阳能波动的不足,具有很好的节能效益和实践价值.     

CO2制冷剂及其跨临界循环系统的开发与研究

从CO2制冷剂的研究背景出发,通过对其作为制冷剂的历史回顾,主要介绍了CO2制冷剂再开发的目的、特点以及应用和研究方向;对国内在该领域的开发与研究进行了归纳和总结,指出了CO2跨临界循环系统今后的研究和发展方向.     

机械过冷CO_2跨临界制冷循环性能理论分析

采用蒸气压缩制冷循环(辅助循环)对CO_2跨临界制冷循环气体冷却器出口的CO_2流体进行冷却,可减小节流不可逆损失,提高循环性能。本文对机械过冷CO_2跨临界制冷循环进行热力学循环分析,结果表明:当在最优排气压力和最优过冷度两个参数条件下,循环存在最大COP。环境温度越高、蒸发温度越低,采用机械过冷方法使循环性能提升越显著,相对传统CO_2制冷循环,通过辅助循环可显著提高循环COP,降低CO_2排气压力和温度。相对CO_2压缩机,辅助循环压缩机的功耗较少。分析了辅助循环中采用11种不同制冷剂的性能,可得除R41外,其它10种工质对循环整体COP的提升程度差异不明显。综上所述,机械过冷CO_2跨临界制冷循环更适用于环境温度较高、蒸发温度较低的场合。     

基于压缩式循环的CO2水合物蓄冷系统SDS强化实验研究

本文基于压缩式循环原理,采用水冷式直接接触式蓄冷系统,研究了不同充注压力(3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0 MPa)和不同质量浓度(0.3、0.5、0.7、0.9 g/L)的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中,CO2水合物的生成特性和蓄冷特性。根据实验数据对蓄冷量、蓄冷速率和CO2水合物生成质量进行计算,结果表明:与未添加SDS的溶液相比,含有不同质量浓度的SDS溶液中,系统的预冷时间和蓄冷时间均缩短,水合物生成质量、总蓄冷量及平均蓄冷速率均有所提升,且随着充注压力的不断提高,系统的蓄冷性能也不断加强。当充注压力为4.0 MPa,SDS溶液质量浓度为0.5 g/L时,预冷时间(5.58 min)和蓄冷时间(10.92 min)达到最短。此时,系统的总蓄冷量(4021.2 kJ)、潜热蓄冷量(2476.8 kJ)、CO2水合物生成质量(4.95 kg)及平均蓄冷速率(6.14 kW)均达到最大值,即系统蓄冷能力达到最强,说明SDS对于本系统的CO2水合物蓄冷性能具有明显的强化效果。     

三元吸收制冷的研究进展

氨—水和溴化锂—水是目前使用最广泛的两种二元吸收工质对，但各有缺陷，为此人们希望采用三元吸收工质克服这两种二元工质对的不足。国外许多学者对三元吸收制冷尤其是氨—水—溴化锂三元吸收制冷作了大量理论和试验研究，国内未见这方面的文献发表，该文从物性和循环两方面对这些研究作简单介绍，并对三元吸收制冷研究简单展望。     

CO2制冷系统融霜方法的分析

本文结合CO2制冷系统的特殊性,通过对水融霜、自然融霜、电热融霜以及热气-水融霜几种不同的融霜方法进行对比,最终提出了利用热乙二醇为CO2制冷系统融霜,并对热乙二醇融霜方法进行了理论分析。     

CO2在商业冷冻系统中的应用

CO2是一种环保节能的自然工质。本文介绍了CO2的各种物理化学性能,以及在商业冷冻系统中的应用;介绍了CO2在间接制冷系统、亚临界循环系统、跨临界循环系统中应用的原理和特点,并比较了它们的优缺点。     

NH3／CO2复叠式制冷系统的仿真与实验研究

运用集总参数法建立了NH3／CO2复叠式制冷系统的稳态仿真数学模型,计算和分析了低温循环冷凝温度对系统COP值和质量流量比的影响;最优冷凝温度随蒸发温度的变化：蒸发温度和冷凝温度对系统COP值的影响,以及不同冷凝蒸发传热温差下系统COP值的变化关系,比较了某工况下仿真结果与实验测试数据,验证了仿真模型正确性,对进一步深入研究NH3／CO2复叠式制冷系统具有一定的指导作用。