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Theoretical and experimental analysis of an absorption chiller

1994; Elsevier BV; Volume: 17; Issue: 5 Linguagem: Francês

10.1016/0140-7007(94)90066-3

1879-2081

Kim Choon Ng, T.Y. Bong, Hui Tong Chua, Haitao Bao,

Solar Thermal and Photovoltaic Systems

A theoretical model for the performance of an absorption chiller has been derived using thermodynamic laws. From the model, a non-dimensional temperature ratio, T∗, is proposed. It relates to the water temperatures that are supplied to the condenser and the evaporator of an absorption chiller. The analysis shows that when the inlet water temperatures of the heating and cooling sources are held constant, as required by the standard rating and application rating tests, the ratio of the energy input at the generator to the cooling capacity produced or 1/COP is a linear function of a non-dimensional temperature ratio. An experimental investigation was conducted to validate the theoretical model using a single-stage, water-lithium bromide absorption chiller of 2 t rated capacity. The tests were conducted in a water-cooled chiller testing facility, which does not require any external heating or cooling. Instead, it employs a mixing tank that neutralizes the heating effect of the condenser-absorber with that of the cooling effect of the evaporator, and the remaining excess heat is rejected through a cooling tower. The experimental results and the manufacturer's data for the test unit both indicate a linear relationship for the proposed T∗ parameter. Such a linear characteristic is valid and practical for a wide range of operating conditions. In the range of interest for the temperatures of heat source and cooling water, the cooling capacities obtained from the test unit are consistently lower than the manufacturer's by about 10–25%. On a utilisé les principes thermodynamiques pour développer un modèle théorique sur la performance d'un groupe refroidisseur à absorption. A partir de ce modèle, on présente un rapport de température non dimensionnel, T∗, qui se rapporte aux températures de l'eau fornie au condenseur et à l'évaporateur d'un groupe refroidisseur à absorption. L'analyse montre que lorsque les températures de l'eau, pour le chauffage et le refroidissement, sont maintenues constantes, ainsi que l'exige l'étalonnage, le rapport entre apport d'énergie au générateur et capacité de refroidissement effective ou 1/COP est une fonction linéaire d'un rapport de température non dimensionnel. On a effectué une étude expérimentale pour valider le modèle théorique, en utilisant un groupe refroidisseur à absorption monoétagé, eau-bromure de lithium, d'une puissance frigorifique de 6000 kcal/heure. Les essais ont été effectués dans un groupe refroidisseur expérimental utilisant un réservoir de mélange qui neutralise l'effet de chauffage du condenseur-absorbeur avec l'effet de refroidissement de l'évaporateur, et la chaleur restante est rejetée par une tour de refroidissement. Les résultats expérimentaux et les données du fabricant, relatifs à l'équipement d'essai, indiquent une relation linéaire pour le paramètre proposé T∗. Une telle caractéristique linéaire est valide et pratique pour plusieurs conditions de fonctionnement. Pour les températures de la source de chaleur et de l'eau de refroidissement qui intéressent les auteurs, les capacités de refroidissement obtenues avec l'équipement expérimental sont inférieures, d'environ 10–25%, à celles avancées par le fabricant.