采用[bmi m]Zn 2Cl 5/NH 3和NaSCN/NH 3為工質的兩級復疊吸收式制冷穩態特性

白 楊,李鄒路,陳 偉,張 斌,馬連湘

(青島科技大學 機電工程學院,山東 青島266061)

吸收式制冷是一種由中低品味熱源來驅動的制冷技術,可以高效利用工業余熱[1]、太陽能[2]、生物質能[3]和地熱能[4]等可再生能源。氨具有較大的汽化潛熱,較高的臨界溫度和較低的蒸發溫度,這使其適合作為吸收式制冷系統中的制冷劑。

由于H2O和NH3的沸點之差很小,精餾器是H2O/NH3系統中必不可少的組成部分,精餾器中的液氨回流會導致性能系數(COP)下降[5]。為了克服這一缺陷,新型氨吸收式工質的篩選受到廣泛關注。最受矚目的是以無機鹽[6]和離子液體[7]作為吸收劑的氨吸收式工質。

科研工作者首次提出將NaSCN/NH3和Li NO3/NH3作為吸收式制冷系統的工質對[8-9],并對Na-SCN/NH[10-12]3和Li NO3/NH3[13-15]的密度、黏度、熱容量和氣液平衡(VLE)做了詳細的研究。SUN等和ZHU等[16-18]對NaSCN/NH3和Li NO3/NH3作為工質對的吸收式制冷系統的熱力學性能進行了數值研究,并將其與H2O/NH3系統進行了比較。結果表明,NaSCN/NH3吸收式制冷的熱力學性能顯著。

2005年,AKI MICHI和MARK[19-20]提出將IL/NH3作為新型制冷工質對用于吸收制冷。YOKOZEKI等[19]測量了NH3在4種咪唑基離子液體中的溶解度。LI等[21]研究了[Cnmi m][BF4]/NH3(n＝2、4、6、8)溶液的飽和蒸氣壓。PALOMAR等[22]使用了[Et OHmi m][BF4]和[choline]·[NTf2]的2種特殊的離子液體作為NH3的吸收劑。然而上述IL/NH3吸收式制冷系統的COP均低于H2O/NH3,主要原因是NH3在離子液體中的溶解度較小。WEI等[23]合成了一種具有金屬離子的新型離子液體[b mi m]Zn2Cl5,由于Zn2＋和NH3的絡合反應,使NH3的溶解度大大提高。相關文獻[24-25]報道了[bmi m]Zn2Cl5/NH3溶液的氣液平衡特性和吸收系統的理論循環性能,證明了該工質的應用潛質。……