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随着电压缩式空调的迅速普及，空调的用电负荷也在逐年猛增，2010年，中国用电量达到41923亿千瓦时，其中空调耗电量占14.62％，达到6129.5亿千瓦时。当前，我国电力结构以源于化石能源的火电为主，空调不仅造成了大量能源消耗，而且带来了诸多能源供应、环境保护等一系列问题，已经成为经济和社会发展的重要负担之一。因此，利用可再生能源或低品位热源来开发新型空气调节技术愈来愈受到人们的重视和关注。其中，吸收式热泵空调系统是一种利用太阳能、天然气、汽车引擎冷却水等低品位热源，将热量从低温源向高温热源泵送的循环系统，可有效地回收利用低温热能，减少了对环境的污染及能源的消耗，具有节约能源、保护环境的双重作用，因此是解决电力紧缺问题的最可行的技术之一。
吸收式热泵系统由发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、节流装置、溶液泵、换热器等几部分组成，通常以溴化锂-水或者水-氨作为制冷工质对，其中溴化锂-水系统的吸收式热泵已经开始商业应用。溴化锂-水系统具有无毒、汽化潜热大、较高的化学稳定性、不爆炸等优点，但是存在低温状态下溴化锂-水容易结晶，且由于在负压状态下工作，系统内极易进入空气，而溴化锂-水溶液一旦与空气接触，就会严重腐蚀金属容器和管道，降低系统的使用寿命;对水-氨系统而言，氨的汽化潜热较大，吸收能力强，但是水-氨系统有一定的毒性和爆炸性，系统工作压力较高，水和氨的沸点相差比较小，导致氨水分离困难，需要增加蒸馏设备。常用的卤代烃类制冷剂被认为是能够克服上述缺点，并且最有潜力替代物，这类制冷工质大多具有极其低的毒性、燃点比较高、不易爆炸等优点。HFC/HCFC通常可以与有机溶剂一起互相溶解组成工质对。这些工质对一个主要的优点是发生器的操作温度比较适中，更适合使用低品位的热源;因此在目前能源日益紧缺、环境恶化情况下，HFC/HCFC与有机溶剂组成工质对在太阳能、地热能、工业废热的利用方面有着十分广泛的前景。因此，利用卤代烃类制冷剂开发环境友好、热效率高且制冷设备体积要求较小的制冷工质对及相应的新型吸收式热泵空调系统已成为国内外研究的热点。本论文即针对此选题开展系统的研究，主要工作和结论如下:
1.选用卤代烃HFCs家族中具有挥发性的HFC134a作为制冷剂，与其它卤代烃制冷剂相比，对大气层不产生破坏作用，温室效应也很弱，在大气中的寿命比较短;选用N，N二甲基甲酰胺(DMF)作为吸收剂，组成工质对。HFC134a/DMF工质对的单位容积制冷量比较大，两种物质的沸点相差大，在系统中流动的阻力小，导热系数高，DMF的比热容小，互溶度高，化学稳定性和热稳定性好且无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全、对环境友好。本论文利用SRK等状态方程，确定了HFC134a/DMF工质对在吸收式热泵系统中的循环工作参数和热力学性质分析。结果表明，HFC134a/DMF对比文献中提到的工质对(HFC134a/DMA、 HFC134a/TEGDME、 HFC134a/DEG-DME、HFC134a/DEG-DME)有更小的循环倍率和更高的COP性能。HFC134a/DMF工质对在吸收器温度25℃-35℃、发生器温度80℃-95℃的范围内，系统的循环倍率和COP性能可达最佳效果。COP最高可达0.47。
2.以HFC134a/DMF工质对作为制冷体系，设计、加工并组装了新型吸收式热泵空调系统。本文根据传热理论、参考精馏塔和吸收塔的设计方法，对吸收器、发生器、蒸发器、冷凝器等部件进行了工艺设计和加工。将这些部件组装成样机。
3.在环境温度为32℃和给定制冷量为3200W的条件下，将驱动热源温度从65℃升至90℃进行了测试。测得室温从32℃降到了28℃。2个小时后继续测室温，仍然是28℃。冷凝温度不变的条件下，随着驱动热源温度的升高，发生器中的压力随之升高，但压力的升幅递减。结果表明，随着驱动热源温度的升高，发生器中溶液制冷剂的组分降低，发生器中的压力趋于冷凝压力;经分析，导致制冷性能低有两种原因，发生器中有吸收剂挥发并进入蒸发器使制冷剂蒸发最减少和测试室在顶楼以及室内环境绝热不好使室内外热交换过快。
本文基于单效蒸汽吸收式制冷循环系统，利用状态方程，研究了HFC134a/DMF工质对的热力学性质，充分考虑了温度、压力和组分互溶度等要素，以此评价了HFC134a/DMF工质对的效率及理论循环性能。结果表明，HFC134a/DMF工质对在适当的吸收器和发生器温度下，系统的循环倍率和热效率可达最佳。并且验证了状态方程在计算HFC134a和不易挥发性吸收剂中的实用性，为计算新的工质对提供有益的指导与参考。实验样机证明了理论上基于卤代烃+有机物工质对，以低温热源驱动的吸收式热泵制冷的可行性。为样机的进一步优化和设计提供了基础数据支持。在未来的研究中，一方面需要继续以绿色的卤代烃制冷剂为基础寻找性能更优的工质对，并通过热力学计算评价这些工质对的性能，另一方面需要根据工质对性质对样机的结构、传热等性能进行优化和设计。