淺議直燃型與蒸汽型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)的性能系數(shù)

1、淺議直燃型與蒸汽型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)的性能系數(shù)    摘要：根據(jù)高溫行車空調(diào)器熱工性能測(cè)試的特殊要求，提出了一套適用于空氣焓值法實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的空氣取樣及測(cè)量裝置設(shè)計(jì)方法，著重討論了取樣風(fēng)機(jī)、溫濕度測(cè)量箱、空氣接收混合箱和循環(huán)風(fēng)量測(cè)量箱的設(shè)計(jì)問(wèn)題。該方法在提高特種空調(diào)熱工性能測(cè)試精度方面作了一些嘗試。    關(guān)鍵詞：行車空調(diào) 空氣焓值法 取樣風(fēng)機(jī) 空氣混合箱 流量箱    0 前言 在冶金企業(yè)的煉鋼、焦化、初軋、煉鐵等工廠中，通常采用高溫行車空調(diào)對(duì)高溫車間行車操縱室進(jìn)行局部空

2、氣調(diào)節(jié)，以改善操作人員的工作條件，提高勞動(dòng)效率。高溫行車空調(diào)的工作環(huán)境比較惡劣，具有環(huán)境溫度高、空氣污染較為嚴(yán)重、行車運(yùn)行時(shí)振動(dòng)大等特點(diǎn)。環(huán)境溫度可達(dá)45，甚至達(dá)到60以上，這些都對(duì)空調(diào)器的性能和可靠性提出了更高要求。因此，有必要建立高溫行車空調(diào)專用的熱工性能實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，以達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，提高競(jìng)爭(zhēng)力的目的13。 空氣焓值法實(shí)驗(yàn)裝置主要由絕熱庫(kù)房，空氣再處理裝置，空氣取樣裝置，空氣接受混合裝置，風(fēng)量測(cè)量裝置及電氣控制等部分組成。高溫行車空調(diào)作為特種空調(diào)的一種，目前我國(guó)尚無(wú)專門的測(cè)試規(guī)范。根據(jù)一些生產(chǎn)廠家的技術(shù)資料，行車室內(nèi)的空氣干球溫度一般取2830

3、 。且根據(jù)文獻(xiàn)4，本文采用空氣焓值法測(cè)定高溫行車空調(diào)的制冷量，著重探討空氣取樣測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)取樣風(fēng)機(jī)、溫濕度測(cè)量箱、空氣接收混合箱和循環(huán)風(fēng)量測(cè)量箱的合理設(shè)計(jì)，達(dá)到盡可能高的測(cè)試精度。 用空氣焓值法測(cè)量空調(diào)器性能，需要測(cè)量空調(diào)器室內(nèi)側(cè)進(jìn)出口處空氣焓值及空調(diào)器的循環(huán)風(fēng)量。因?yàn)槟壳盁o(wú)直接測(cè)量焓值的設(shè)備，只能靠間接測(cè)量獲得，即需通過(guò)測(cè)量當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?、空氣干球溫度和濕球溫度求得?？照{(diào)器循環(huán)風(fēng)量測(cè)試采用差壓法，即通過(guò)測(cè)量空氣經(jīng)過(guò)噴嘴的壓力降及噴嘴前的空氣參數(shù)間接計(jì)算出空氣流量4，5。 1 空氣取樣及測(cè)量裝置設(shè)計(jì)    1.1 總體設(shè)計(jì) 空氣取樣及測(cè)量裝

4、置主要由取樣風(fēng)機(jī)、取樣笛管及溫濕度測(cè)量箱組成。利用取樣風(fēng)機(jī)及取樣笛管引入空調(diào)器進(jìn)出口的典型樣本空氣，將其送入溫濕度測(cè)量箱測(cè)量。要求如下： （1）取樣風(fēng)機(jī)與取樣笛管相互獨(dú)立，兩者間用鋁箔軟管連接，無(wú)需保溫； （2）溫濕度測(cè)量箱采用有機(jī)玻璃膠合而成，主要由風(fēng)道、水盒（用于測(cè)量濕球溫度）、補(bǔ)水杯組成。其標(biāo)準(zhǔn)流通截面尺寸為100mm×100mm，長(zhǎng)250mm； （3）取樣笛管采用不銹鋼管焊接而成，包括匯合管和笛管。每根笛管開有吸風(fēng)口，兩邊等量交錯(cuò)開孔。 1.2 取樣風(fēng)機(jī)的選擇 （1）風(fēng)量計(jì)算 取樣風(fēng)機(jī)的風(fēng)量V可按公式（1）計(jì)算：    （1） 式中：v

5、t為溫濕度測(cè)量箱內(nèi)垂直于溫度傳感器方向的風(fēng)速，取5 m/s；At為測(cè)量箱內(nèi)流通截面積，取0.01 m2 。計(jì)算結(jié)果為0.05 m3/s（180 m3/h）。 （2）風(fēng)壓計(jì)算 空氣取樣裝置的風(fēng)阻包括取樣笛管到風(fēng)機(jī)進(jìn)口的沿程阻力及局部阻力?？捎脠D1的模型表示。為計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)空氣取樣系統(tǒng)的各段風(fēng)管作如下簡(jiǎn)化： A1-2 為取樣笛管段：1-2的阻力由三部分組成：笛管吸風(fēng)阻力，笛管合流阻力及匯合管合流阻力； 圖1 空氣取樣系統(tǒng)風(fēng)道壓力損失模型?    B2-3 為連接軟管段：在此按最不利管路情況模擬：有四個(gè)90°的彎頭，中心彎曲半徑為100，同時(shí)管長(zhǎng)按拉

6、伸計(jì)算。2-3的阻力由兩部分組成：風(fēng)管沿程阻力和四個(gè)彎頭阻力； C3-4 為溫濕度測(cè)量箱段：3-4阻力由兩部分組成：風(fēng)管到測(cè)量箱的突然擴(kuò)大與測(cè)量箱到風(fēng)機(jī)入口的突然縮小阻力； D4-5為風(fēng)機(jī)段：空氣從風(fēng)機(jī)出口排出時(shí)存在阻力，因風(fēng)機(jī)尚未選定，故暫不做考慮。 根據(jù)以上分析，計(jì)算結(jié)果匯總于表1。風(fēng)機(jī)所需的風(fēng)壓為：    （2） 式中：P 為風(fēng)機(jī)所需全壓，Pa；v為出風(fēng)口的風(fēng)速，m/s；P為總風(fēng)阻，Pa；為空氣密度，取1.2 kg/m3。計(jì)算結(jié)果為P=247 Pa。 （3）風(fēng)機(jī)選擇 由于整個(gè)裝置的風(fēng)阻較大，且希望風(fēng)機(jī)出口具有較大的全壓，以減小對(duì)被測(cè)空調(diào)器回風(fēng)口的影

7、響，同時(shí)也使安裝方便，根據(jù)所需風(fēng)量180 m3/h及風(fēng)壓247 Pa（全壓），可按相關(guān)風(fēng)機(jī)樣本的風(fēng)量和全壓參數(shù)選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)。取樣風(fēng)機(jī)選用意大利NICOTRA公司的離心風(fēng)機(jī)，型號(hào)為DD146/190，其主要參數(shù)為風(fēng)量300 m3/h，全壓410 Pa。 2 空氣混合箱和流量箱的一體化設(shè)計(jì)    2.1 空氣混合箱設(shè)計(jì) 空氣混合箱用于接收并精確測(cè)量被測(cè)空調(diào)器室內(nèi)側(cè)出風(fēng)溫濕度。因?yàn)榭照{(diào)器出風(fēng)溫度與環(huán)境溫度相差較大，為了減少出風(fēng)溫濕度測(cè)量裝置的漏熱量，將溫濕度測(cè)量裝置置于混合箱內(nèi)。具體要求如下： 表1 空氣取樣系統(tǒng)風(fēng)阻匯總   &#

8、160;管段號(hào)    構(gòu)件名稱    重要參數(shù)    局部阻力系數(shù)    壓力損失 P=v2 /2    1-2    側(cè)孔吸風(fēng)    支    面積比：0.106 風(fēng)量比：0.125 支風(fēng)速：4.8m/s 支風(fēng)速：4m/s    0.05

9、    0.69    主    0.9    8.64    總    9.33    笛管合流（選取最不利管路a）    支    通道面積比：0.25 風(fēng)量比：1 主風(fēng)速：1m/s 支風(fēng)速：4m/s   

10、 11.82    113.47    主    0.325    0.2    總    113.67    匯合管合流    支    匯合管風(fēng)速：5m/s 出口風(fēng)速：6.4m/s    

11、;1.3    19.5    主    0.8    19.66    2-3    風(fēng)管內(nèi)沿程阻力    空氣流量：0.05 m3/s 管徑：100mm 查得Rm=8.5Pa 管長(zhǎng)：4m 中心彎曲半徑等于管直徑的90°彎 風(fēng)速：6.4m/s    34 &

12、#160;  四個(gè)彎頭    0.22    21.64    3-4    突然擴(kuò)大    面積比：0.79 計(jì)算風(fēng)速：6.4m/s    0.05    1.23    突然縮小    0.14  

13、;  3.44    總計(jì)    222.5 （1）箱體采用=100 mm雙面彩鋼聚氨酯保溫板，以使漏熱量不大于5 %； （2）取樣管采用100 mm不銹鋼開孔圓管，開孔率為4 %，均勻開孔，引風(fēng)管為400 mm不銹鋼管； （3）混合箱進(jìn)口處?kù)o壓測(cè)量采用壁面測(cè)壓法。取壓板結(jié)構(gòu)尺寸如圖2所示，材質(zhì)為青銅，壓力出管尾部有螺紋，用于連接帶螺帽的三通接頭； （4）為了提高氣流均勻性，需要增加各氣流間的相互擾動(dòng)，故我們考慮在接受室出口前設(shè)置混合器，其形式如圖3所示。 根據(jù)混合箱內(nèi)的風(fēng)速小于0.77 m/s

14、4以及最大接受風(fēng)量，可計(jì)算出箱體空氣流動(dòng)方向的最小截面積。對(duì)于制冷量范圍為200020000 kW，風(fēng)量范圍為4004000 m3/h的高溫行車空調(diào)器6，可求得箱體最小截面積為1.44 m2 ，取35 %的安全余量，則為0.507 m2 。最后確定箱體截面尺寸為1300×1500（寬×高）。 圖2 取壓板的結(jié)構(gòu) 2.2 流量箱總體設(shè)計(jì) 流量測(cè)量箱主要包括噴嘴、噴嘴前后的整流板及取壓板。其外圍用不銹鋼板焊接而成，并與混合箱合為一體，這樣既節(jié)省了材料又增強(qiáng)了系統(tǒng)的緊湊性，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。噴嘴前后箱壁設(shè)有取壓板，將四周的取壓管匯合后接到壓差變送器，以測(cè)量噴嘴前后壓差P。 圖3

15、混合器示意圖 在噴嘴后正壁面上開設(shè)操作門，用來(lái)手動(dòng)開關(guān)噴嘴及檢查噴嘴開關(guān)狀態(tài)。具體要求如下： （1）箱體采用=50 mm雙面不銹鋼聚氨酯保溫板； （2）為使噴嘴前后空氣充分混合均勻，在噴嘴前后各設(shè)置一塊整流板，整流板由不銹鋼板加工，開孔率為50 %左右； （3）為防止因風(fēng)機(jī)震動(dòng)影響風(fēng)量測(cè)量，流量箱與調(diào)零風(fēng)機(jī)分離放置，兩者之間采用鋁箔軟管連接。    圖4 空氣測(cè)量裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖    2.3 噴嘴的選擇計(jì)算 根據(jù)高溫行車空調(diào)器的風(fēng)量范圍、設(shè)計(jì)要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)46，選用長(zhǎng)徑低比值標(biāo)準(zhǔn)噴嘴4只（0.203/h處于噴嘴

16、組合中間范圍內(nèi)的原則，各噴嘴風(fēng)量范圍相互之間有一定的迭加，總的風(fēng)量測(cè)試范圍為2714254 m3/h 。 表2 噴嘴的技術(shù)數(shù)據(jù)    dmm    材料    流量范圍m3/h    D1mm    D2mm    Hmm    hmm    Lmm  

17、60; n    80    鑄鋁L104    271-663    196    226    15    7    131    4    110   &

18、#160;515-1197    266    296    18    7    180    6 圖5 噴嘴的結(jié)構(gòu)尺寸?    摘要：散熱器是采暖系統(tǒng)的基本設(shè)備，而容水量是散熱器的重要參數(shù)，影響采暖系統(tǒng)的節(jié)能效果。本文通過(guò)計(jì)算分析，得出在采暖系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)盡可能采用容水量小的散熱器。   

19、; 關(guān)鍵詞：散熱器 容水量 采暖系統(tǒng) 節(jié)能    一、前言 近年來(lái)，我國(guó)的住宅建設(shè)發(fā)展迅速，其中較大部分在采暖區(qū)，而目前城市供熱方式還是以城市集中供熱為主，采暖散熱器是采暖系統(tǒng)的基本設(shè)備，因此采暖散熱器的施工安裝量巨大。據(jù)估計(jì)，我國(guó)每年生產(chǎn)散熱器10億片，如能節(jié)省10%，就是一億片，從而大大降低其造價(jià)和金屬耗量。因此提高散熱器的效率，對(duì)整個(gè)采暖系統(tǒng)的節(jié)能具有重要意義。而散熱器的容水量作為采暖散熱器的重要參數(shù)，必然對(duì)系統(tǒng)采暖效果和節(jié)能有重要影響。 二、散熱器的相關(guān)參數(shù) 散熱器是采暖系統(tǒng)的末端裝置，它將熱媒攜帶的熱量傳遞到房間內(nèi)，補(bǔ)償房間的熱損失，

20、達(dá)到維持房間一定空氣溫度的目的。本文假設(shè)每片散熱器容水量為KA1，散熱量為KA2，并設(shè)，如果鍋爐從冷水溫度T    1升至供水溫度T2，所需散熱器片數(shù)為N：    設(shè)散熱器容水量為G2，則 三、容水量對(duì)供暖系統(tǒng)的影響 為了簡(jiǎn)化分析，本文假設(shè)這樣一個(gè)區(qū)域采暖系統(tǒng)，它由鍋爐、散熱器和熱水管道組成，其中鍋爐和管道的容水量之和遠(yuǎn)小于系統(tǒng)中全部散熱器的容水量之和，即可忽略不計(jì)。 設(shè)Q1為建筑物采暖熱負(fù)荷，Q2為等效散熱器的存有水的熱量，Q3為等效散熱器的自身金屬所含的熱量， Q2、Q3分別為 ， c為水的熱比容 ，為該散熱器

21、的金屬熱比容 M為等效散熱器的重量（m為每片散熱器的重量） 系統(tǒng)熱負(fù)荷為Q，則    其中，設(shè) HJ為每片散熱器的金屬熱容量，    Hs為每片散熱器的水的熱容量，并設(shè) C1為系統(tǒng)載荷系數(shù)， C2為系統(tǒng)熱比容，    則系統(tǒng)熱負(fù)荷 其中系統(tǒng)載荷系數(shù)C1對(duì)采暖系統(tǒng)具有重要意義 , 由此式可見，系統(tǒng)載荷系數(shù)C1具有如下物理意義： 1）系統(tǒng)溫升，則載荷增加。 2）系統(tǒng)載荷與散熱器容水量成正比，與散熱器散熱量成反比。 3）系統(tǒng)運(yùn)行中任何導(dǎo)致容水量增加，散熱量減少的做法都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)載荷

22、的增加。 以下是幾種典型常見散熱器的系統(tǒng)載荷系數(shù)    系統(tǒng)類型    容水量    散熱量    重量    系統(tǒng)的熱比容    系統(tǒng)載荷系數(shù)    系統(tǒng)溫升時(shí)間    鋁合金散熱器系統(tǒng)    0.48kg/柱  &#

23、160; 131W/柱    0.63 kg/柱    1.48    1.43    0.43    鋼翅片散熱器系統(tǒng)    0.35kg/片    69W/片    1.5 kg/片    1.50    1.60