A study on packing characteristics in NH3/H2O GAX absorption heat pump rectifier. An experimental study was carried out on the characteristics of several types of packaging materials in order to obtain optimal design data for a combined NH3/H2O absorption heat pump generator-GAX rectification system.
연구배경
정류기의 종류에는 정류상 적용 방식과 충전 컬럼 방식이 있습니다. 단일 보조 흐름형은 발생기와 일체화되어 온도 구배 및 물질 전달이 용이하여 고순도 암모니아 증기를 얻을 수 있는 장점이 있습니다.
충진식 정류기 설계
관 외부는 필름응결에 의해 변질된 암모니아 증기와 수증기로 채워져 있으며, 충전재로 채워져 있으므로 증기의 응결은 층류로 해석된다. 열교환기의 설계는 암모니아 증기에 포함된 수증기의 응축이 용이하도록 코일형을 채택하였으며, 배관 내 암모니아 유속을 약 0.5m/s로 유지하도록 설계하였다.
발생기내 보조 정류기 설계
발전기 통합 보조 정류기를 통한 열 및 물질 전달. 보조정류탑 내 각 단의 물질수지를 고려하기 위해 단의 바닥으로 하강하는 액체와 상승하는 증기가 평형을 이루는 것으로 가정한다. 보조 교정탑 상단의 물질 1(암모니아)용.
보조정류부의 열 및 물질전달 해석. 공급 입구 위의 보조 정류기의 물질 균형은 다음과 같습니다.
실험 장치
실험 방법
데이터 분석
각 단계의 물질 전달은 단계 평형 온도에서 액체와 증기의 평형 농도, 각 정류 단계에서 n+1 단계 바닥으로 떨어지는 저온 용액 내 암모니아 농도, 온도 상승에 의해 결정됩니다. n단계까지 올라갑니다. 이는 높은 증기의 암모니아 농도 차이로 인해 발생합니다. 용액 및 증기 중의 암모니아 농도는 증가하는 반면, 물의 농도는 보조 정류기의 하단으로 갈수록 상대적으로 증가하고 상단으로 갈수록 급격하게 감소합니다. 정류탑 하부의 용액은 발전기의 가열에도 불구하고 용액 내 암모니아 농도가 낮기 때문에 생성되는 증기 중 암모니아 농도가 낮고 수증기의 비율이 높습니다.
용액에 침지되는 정류단 아래의 환류 구간에서는 간기 농도가 완만하게 변화하고 있으나, 정류 구간의 암모니아 증기 농도는 GAX 가열열의 영향으로 급격하게 변화하고 있다. 마지막 단계의 온도는 전하 정류기에서 물 성분이 응축되는 온도를 나타냅니다. 효율이 35% 충진율까지 꾸준히 증가하다가 감소하는 이유는 충진량보다는 과충진으로 인한 충진재의 저항으로 인한 증기유량의 감소로 인해 열전달 효과가 감소하기 때문인 것으로 판단된다. 오른쪽. .
이때 정류관 내부의 냉각수의 온도차에 따라 열전달량을 계산하였다.
보조정류단수와 암모니아 농도
보조정류단 평형온도와 GAX가열부
환류부와 정류부 사이의 완만한 온도차는 제너레이터 히터가 환류측에 상대적으로 균일한 열유속을 가함으로써 발생하는 것으로 보이며, 상부 정류부에서도 GAX 히터에 의해 균일한 열유속이 형성된다. 이는 또한 온도에 따른 암모니아/물 혼합물의 조성과 엔탈피 사이의 평형 관계 때문입니다. 상부의 마지막 2~3단에서 온도가 급격하게 떨어지는 이유는 보조정류탑 상부의 환류유체와 접촉냉각이 일어나기 때문이다.
충전 정류기를 제외한 상단 2단과 3단 사이의 GAX 가열 장치의 적절한 위치는 GAX의 온도 중첩 범위 내에 설치되어야 함을 알 수 있다.
정류단과 용액량
한편, 하부 환류구간에서는 발생되는 증기유량의 양이 비교적 균일하고, 상부의 보조정류구간은 환류구간에 비해 증가하지만, 환류구간에 비해 증기유량은 증가하다가 감소하는 단계에서 감소한다. 용액이 주입됩니다. 이는 액체와 증기의 물질전달, 즉 증발과 흡수가 탑 하부에서 균일하고, 상부 GAX부에서는 흡수보다 증발이 더 많이 일어나며, 용액주입단계에서 발생되는 양이 많기 때문이다. 특히 큽니다.
충진재별 정류 효과
한편, 발진환은 필러 사이의 공간이 많아 암모니아와 수증기로부터의 수분 응결이 고르게 일어나지 않는 것으로 분석됐다. 비철금속인 구리섬유의 경우에도 산소가 존재하면 부식이 일어난다. 충진재의 철섬유의 열전달 면적은 정확하게 표현할 수 없기 때문에 열전달계수 값은 총 열전달계수에 철섬유의 열전달 면적을 곱하여 얻은 UA 값으로 표현한다.
이러한 열전달 향상은 충진율과 암모니아 농도에 영향을 받으므로 이들의 함수로 표현되며, 충진율을 PR, 암모니아 농도를 CN으로 하면 UA = f(PR)의 함수로 정의된다. , CN) 그림과 같다. 위 방정식은 ±20% 이내의 정확도를 가지며 충전 시스템의 열 전달 현상을 잘 나타내는 것으로 간주됩니다.
시스템 압력에 따른 정류 효과
보조 정류기 Feed 용액온도에 따른 영향
본 논문에서는 5RT급 NH3/H2O 흡수 히트펌프의 발전기 일체형 전하 정류기 시스템을 제작하고 열 및 물질 전달 현상을 분석하였다. 환류량이 정류에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 충진형 정류기에서 적합한 충진재료를 선택하고 최적의 충진속도를 도출하기 위한 실험적 연구를 수행하였고 다음과 같은 결론을 얻었다. 본 연구에서는 NH3/H2O 흡수히트펌프의 최적 충진재 및 충진율에 대한 기초자료를 실험적으로 규명하였으나 연구가 미흡하였다.
충전 정류기의 열 및 물질 전달 특성을 보다 구체적으로 이해하고 적용하기 위해서는 충전 정류기 내부에서 발생하는 전류 패턴에 따른 특성 실험을 수행하고, 충전 정류기 내부의 열 및 물질 전달 현상을 규명하는 것이 필요하다. 충전재. "성별에 관한 연구", 공조냉동공학회 동계학술대회 논문집, pp.
