隨著經濟的發展和農村消費能力的提高，空調在農村的需求逐年增加，這使得在夏季電力系統壓力較大。在農村，每年都有大量的秸桿和農業剩余物，這些生物質能是可以轉換為清潔燃料的可再生能源。

　　摘 要 文章利用現已成熟的生物質氣化技術，用生物質氣化后產生的燃氣為能量來源制冷，采用直燃型溴化鋰吸收式制冷系統。本系統不僅使農村棄置生物質資源得以回收利用，而且直燃型吸收式制冷系統本身又耗能少，達到了節能與環保的雙重效果。

　　關鍵詞 工業設計畢業論文,制冷,生物質氣,溴化鋰

　　生物質氣作為燃氣能源驅動空調制冷將成為新能源在實際工作中利用發展的一個目標，而溴化鋰吸收式制冷機則是一種以廢氣、廢熱、太陽能及生物質能等各種余熱為熱源，制取高于0℃的空調用冷水。它是節能型制冷設備，具有耗能少、振動小噪音低、冷量調節范圍寬、性能穩定等優點，節電效果顯著，經濟性高。本文將從節能的角度考慮，以現有生物質氣技術為基礎，研究生物質直燃型溴化鋰吸收式制冷

　　系統。

　　1 工作原理與循環

　　1.發生器;2.冷凝器;3.蒸發器;4.吸收器;5.冷劑泵;

　　6.溶液泵;7.熱交換器;8.節流閥;9.減壓閥

　　圖1 吸收式制冷機基本組成及工作原理

　　生物制直燃型溴化鋰吸收式制冷機的工作原理可分為以下兩個部分。

　　1)發生器中產生的冷劑蒸汽在冷凝器中冷凝成冷劑水，經U型管進入蒸發器，在低壓下蒸發，產生制冷效應。

　　2)發生器中出來的濃溶液降壓后進入吸收器，吸收由蒸發器中產生的冷劑蒸汽，形成稀溶液，稀溶液由泵輸送到發生器，重新加熱形成濃溶液。

　　2 燃燒機的設計

　　該吸收式制冷系統最關鍵的是燃燒機的設計。根據生產工藝或空調要求，同時考慮到冷損，制造條件，運轉的經濟性等因素，取制冷量Q0=1000 kW。

　　2.1 生物質燃氣的特性

　　生物質燃氣熱值一般在5 MJ/m3左右，可燃成分由CO、CnHm、H2、CH4等組成。生物質燃氣的熱值與生物質的種類、生物質中可燃成分的含量、可燃成分的物理形狀及含水率有關系，要保證生物質充分穩定的燃燒，得到較高的燃燒效率，燃燒機自身應具有良好的性能。

　　2.2 生物質燃燒機應滿足的要求

　　燃燒機是直燃型溴化鋰加熱器的核心部件，其熱力性能的優良將直接影響整個制冷機組的制冷性能。同時燃料為生物質燃氣，燃燒機必須符合生物質燃燒的特性，所以應滿足以下要求。

　　1)燃燒機應有可調節性，以適應不同的熱負荷。這是為滿足制冷調節所必需的。

　　2)燃燒機應能夠使生物質燃氣與空氣均勻混合，以保證生物質燃氣的充分燃燒。

　　3)燃燒機應具有較高的燃燒穩定性和安全性，設備在微壓狀態下運行不發生回火和脫火現象。

　　4)合理的換熱結構和足夠的換熱面積。

　　5)強化緊湊的傳熱實現較小的體積和重量。對于溴化鋰吸收式制冷機組，我們需要較小的體積和重量，對于燃燒加熱器的體積和重量也是這樣，因此要求燃燒機的單位加熱量應越大越好，這就要求燃燒機的傳熱布置應緊湊。

　　6)燃燒室尺寸應大于等于高溫煙氣的最小燃燒尺度。高溫煙氣火焰邊沿的最高溫度可達到1500℃左右，燃燒時是一個具有一定直徑和長度的射流氣團。通常會與金屬管壁接觸時產生強烈的腐蝕現象，為避免溫度很高的高溫煙氣火焰對金屬壁面的腐蝕，燃燒室尺度不能小于高溫煙氣的最小燃燒尺度。

　　2.3 燃燒機的設計優點

　　1)燃氣和空氣的混合方式：為了強化空氣和燃氣的混合，采用了空氣和燃氣垂直交叉流動的設計方案，使燃氣與空氣充分、均勻混合后進入燃燒室燃燒。該燃燒機采用預混燃燒方式可以達到很好的效果。

　　2)點火方式：采用油燃輔助加熱點火。這是由于生物質燃氣的熱值較低，利用直接點火存在一定難度。

　　3)可實現熱負荷調整：通過調整供氣量來實現熱負荷的

　　調整。

　　2.4 生物質燃氣量的計算

　　燃燒效率的確定：

　　1)一般氣體的燃燒效率可高達95%～98%，取95%。

　　2)燃燒低位熱值的確定。

　　生物質氣化合的低位熱值Qd一般為4600 kJ/m3。

　　3)相關參數的確定。

　　因為換熱器的效率ε=0.75

　　所以Q=1.2Qh/ε=1.2×1397.4/0.75=2235.84 kJ/s。

　　又因為燃燒效率η=0.95，所以

　　。

　　2.5 燃燒室的尺寸和形狀

　　燃燒室的尺寸決定于兩個因素第一是保證生物質燃氣在爐內有足夠的燃燒時間。第二是保證生物質燃氣在爐內有足夠的燃燒空間，空間太小，生物質燃氣與空氣混合不充分達不到完全燃燒，造不完全燃損失;當然燃燒室容積過大，室內溫度過低，燃燒不利，同時增加不必要的投資和金屬消耗量。

　　由資料可知燃燒室體積V與生物質燃氣流量Vg數學關系

　　如下：

　　V=0.0265Vg+0.0086

　　又因為Vg=0.5116 m3/s，所以V=0.0265×0.5116×3600+

　　0.0086=48.8 m3。

　　為方便起見取V=50 m3。

　　燃燒室的形狀根據一定的燃燒室空間和一定量的燃氣流量情況下，對正方體形、球形和橢圓球形的燃燒室測溫度，經驗表明橢圓球形燃燒室溫度最高，所以燃燒室選擇橢圓球形。

　　3 結束語

　　直燃型溴冷機，由于不用CFC工質，省去供熱鍋爐，節能，節電，利于環保，制動化程度高而被列入優選的空調冷熱源之一，采用生物質直接燃燒來制冷，無論從能耗方面，還是從環保方面或者是經濟方面來看，生物質直燃制冷都是有很好的前景。

　　參考文獻

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