朱发明 刘道平 杨 亮 吴腾马

(上海理工大学制冷技术研究所 上海 200093)

气泡泵在单压吸收制冷系统中的研究进展

朱发明 刘道平 杨 亮 吴腾马

(上海理工大学制冷技术研究所 上海 200093)

本文介绍了气泡泵的工作原理，总结了近年来国内外在单压吸收式制冷系统中气泡泵的研究进展。提出气泡泵的三种重要影响参数分别为结构形式、运行参数和工质，并对扩散-吸收式制冷循环和Einstern制冷循环在理论和实验研究两个方面进行了阐述。同时对影响气泡泵性能的因素以及气泡泵其他方面的研究进行了分类。最后，指出循环中工质的种类以及多管气泡泵中形成提升量的倍增需要更完善和深入的研究。

制冷系统；吸收式制冷；气泡泵

能源紧缺与环境恶化加剧一直以来是人们关注的焦点。国内外很多科研人员把目光放在吸收式制冷技术的研究上，而常规吸收式制冷存在制冷量不适合小型化的问题。为了解决这一难题，国内外众多研究人员加大了对单压吸收式制冷的研究。单压吸收制冷技术无需任何机械运动部件，可以利用多种低品位能源如太阳能、余热等，是节能降耗的重要补充。

单压吸收式制冷包括扩散-吸收式制冷和Einstein制冷循环两种形式。1926年，B. C. Plant等[1]以氨作为制冷剂，水为吸收剂，氢为压力平衡剂，提出了扩散-吸收式制冷循环。1930年，A. Einstein等[2]对前人研究的系统进行改进，以丁烷为制冷剂，水为吸收剂，氨为压力平衡剂，提出了一种新的循环制冷方式(后人称为“Einstein制冷循环”)。

气泡泵是单压吸收制冷系统正常运转的驱动部件，为整个单压吸收制冷系统的循环提供动力。因此气泡泵运行效率的高低直接影响整个单压吸收式制冷装置的性能[3]。

1 气泡泵的工作原理

气泡泵的本质是一段连接高、低位储液器的加热管，其原理如图1所示。

气泡泵开始工作时，低位储液器与提升管中的液体高度相同，管底部的加热装置加热，使管内部分液体沸腾蒸发，产生的气泡与液体混合形成密度低于低位储液器中液体密度的气液混合物，因此能够产生大于液体在管内受到的流动阻力和摩擦阻力之和的浮力，从而将管内两相流液体提升到一定的高度进入高位储液器。同时，低位储液器中的液体不断压入气泡泵垂直提升管路，补充其中被提升的液体，可以实现不断提升液体的目的。

图1 气泡泵示意图Fig.1 Schematic diagram of bubble pump

垂直管的长度L即气泡泵提升高度，H为液体浸没低位储液器高度，影响气泡泵提升效率(气泡泵的输出功率与输入功率的比值)的主要因素包括沉浸比(H/L)和外部加热功率[4]。

2 单压吸收制冷系统中气泡泵的国内外研究进展

评价气泡泵的好坏，目前主要从液体提升量和提升效率两个方面评价。下面从单压吸收制冷类型(扩散-吸收式制冷循环和Einstein制冷循环)对近年来气泡泵的研究进行分类，并分别按照理论研究、实验研究、影响气泡泵性能因素(结构改变、运行参数变化、工质)对气泡泵研究进展进行归纳。

2.1 气泡泵在扩散-吸收式制冷循环中的研究

在扩散-吸收式制冷循环中，气泡泵是核心部件，除了可以驱动工作流体循环外，还可以解析溶液中的制冷剂溶质，循环性能取决于气泡泵的提升效率[5]。近年来，学者们在理论与实验方面进行了对于循环中气泡泵的大量研究。

2.1.1 气泡泵结构改变

近年来，学者们主要从发生器与气泡泵组合方式、对管内工质间接加热、减少精馏器的热损失、改变提升管数量出发，对气泡泵的结构进行设计。

在理论研究方面，A. Zohar等[6]为了研究不同结构形式的发生器和气泡泵对扩散-吸收式制冷系统性能的影响，提出了三种不同结构形式的气泡泵(如图2所示)，并且理论研究了采用这三种气泡泵结构形式的扩散-吸收式制冷系统，通过数值计算发现，在电加热量为160 W模型，对这三种制冷系统的性能进行模拟计算的情况下，采用第二种结构形式气泡泵的制冷系统能够分离出的制冷剂最少，第三种次之，第一种最多。前人的研究都是通过热量输入直接对工质加热，而U. Jakob等[7]为了研究间接加热气泡泵/发生器内的工质对系统性能的影响，开发了如图3所示的竖直壳管式换热器的气泡泵，在这种气泡泵中，工质溶液在圆形竖直管中流动，传热介质在壳程中流动，加热工质溶液。研究表明采用管壳式结构间接加热的气泡泵能够达到所需的溶液和蒸气流速。

图2 A. Zohar等[6]使用的不同结构Fig.2 Different structure used by A.Zohar et al[6]

图3 U.Jakob等[7]提出的气泡泵结构图Fig.3 Structure diagram of bubble pump put forward by U.Jakob et al[7]

在实验研究方面，为了研究影响系统性能因素，J. Chen等[8]运用热力学分析的方法对制冷机原型进行分析，发现影响系统性能的最重要因素是精馏器的热损失。为了提高制冷机的性能，他们设计出了一种新的热发生器/气泡泵(如图4所示)来减少由精馏产生的热损失。经过实验对比发现，改进后的制冷机在保持原制冷量不变的情况下，系统COP提高50%。

1第一加热器；2第二加热器；3发生器；4气泡泵；5螺旋外管；6螺旋内管；7连接精馏器； 8，9连接吸收器；10连接储液器图4 J. Chen等[8]设计的发生器/气泡泵结构图Fig.4 Structure diagram of generator/bubble pump designed by J. Chen et al[8]

图5 多管式气泡泵示意图[9]Fig.5 Diagram of the multi-tube bubble pump[9]

为了提高循环制冷量，G. Vicators等[9]在一台扩散-吸收式制冷机采用多管式气泡泵(如图5所示)，研究不同提升管数量对整个制冷机性能的影响效果。结果表明，提升管数量的增加的确提高了系统的制冷量，但该制冷系统的COP没有下降，多管式气泡泵的质量流量只与电加热功率的大小有关，多管式气泡泵的液体提升量并不受提升数量的限制。为了进一步研究提升管数量对系统性能的影响，贾阳涛等[10]对系统进行了改进，采用双提升管结构形式的气泡泵，并且在精馏器上设计了较多的阻流坑，研究了不同氨水充注浓度、不同充氢压力、不同加热功率对制冷系统的影响。结果表明：采用双提升管气泡泵的扩散-吸收式制冷，相同情况下，比采用单根提升管的系统液体循环量大，制冷量也增加，整个制冷循环周期缩短。

2.1.2 运行参数变化

近年来也有不少学者研究了加热功率、沉浸比等运行参数的变化对气泡泵提升性能的影响。

在理论研究方面，A. Benhmidene等[11]为了探究运行参数变化对其性能的影响，运用数值模拟的方法研究气泡泵在不同的竖直提升管管径和加热功率下的性能。结果表明，当系统处于最佳工况时，加热功率的大小只与管径有关。他们认为气泡泵的提升效率决定了扩散-吸收式制冷循环的性能，提升效率最高时，提升管的两相流处于弹状流状态，提升管管径、沉浸比对气泡泵的性能也有重要的影响[12]。随后，为了进一步探究加热功率对气泡泵性能的影响，A. Benhmidene等[13]通过建立两相流模型，又研究了不同运行条件下加热功率对均匀加热气泡泵的影响，发现最佳的加热功率与管径和管内液体质量流量相关，而泵送液体的最低加热功率与管径有关。

在实验研究方面，A. Koyfman等[14]搭建了一种可以连续工作的气泡泵实验装置，目的是研究气泡泵以及采用DMA(二甲基乙酰胺)-R22为工质的制冷机的性能，采用了控制变量法研究其性能。实验发现，当气泡泵的加热功率为200 W时，制冷剂流量为0.4g/s，制冷系统的理论COP可达到0.35。实验结果还表明影响气泡泵性能的最重要因素是驱动压头。他们认为降低驱动压头能增大制冷剂的流量，从而增大制冷量。而郝楠[15]通过实验研究了储液罐液位、加热量等因素对气泡泵性能和提升效率的影响规律，尤其是在双储液罐情况下，做了不同动力压头下(即不同沉浸比下)气泡泵性能的实验。选取了10 mm管径的气泡泵，制冷剂的质量充注量为30.8%R134a和12%R23，氦气充注到0.84 MPa。其他工况保持不变，做了不同的动力压头(0.63 m、0.60 m、0.57 m、0.54 m、0.51 m)下的变工况实验。实验表明：相同加热量下，压头越小，启动加热量越大，气相流量越大。相同加热量下，动力压头越小，发生温度越大。

2.1.3 工质

对于工质的研究，国内外学者们主要从氨水浓度变化、工质种类(TFE/E181，DMF-(R134a，R23，R32)，DMF-R134a/R23)方面对气泡泵性能的影响进行了研究。

在理论研究方面，A. Zohar等[16]对制冷机及其气泡泵进行了数值模拟研究。气泡泵模型是由两个不同管径的同轴管组成，外管比内管长，使得该气泡泵不仅具有气泡泵提升液体的功能，还具有发生器的功能。他们研究了采用此结构的气泡泵在发生温度为195～205 ℃时，不同氨水浓度对其提升性能的影响，发现氨水浓度对气泡泵提升性能有一定的影响。而陈福胜等[17]采用引入阻力损失系数的新方法，考虑了从储液罐到发生器之间的阻力损失对气泡泵输送性能的影响，对气泡泵所输送的稀溶液流量进行修正计算，并给出了阻力损失系数与管径、沉浸比的经验关联式，并对6 mm、8 mm和12 mm管径的R134a-DMF(二甲基甲酰胺)溶液气泡泵输送性能进行实验数据和模型预测分析对比。结果表明：提出的新方法和经验关联式所得到的预测结果与实验结果吻合较好，与传统气泡泵理论模型预测相比有很大提高。李华山等[18]基于气液两相漂移流理论，对以TFE(三氟乙醇)/E181(四甘醇二甲醚)溶液为工质气泡泵建立数学模型，通过MATLAB编程，在不同的沉浸比和加热功率下，分析了提升管管径对TFE/E181气泡泵性能的影响规律。结果表明：在沉浸比介于0.2～0.7，加热功率介于200～1 200 W的范围内，存在一个最佳的提升管管径使得气泡泵的溶液提升量与提升效率最大，且提升管最佳管径随着沉浸比和加热功率的增大而增大，直至趋于弹状流最大允许直径；此外，在提升管管径一定的情况下，TFE/E181气泡泵的溶液提升量与效率随沉浸比的增大而增大，而随加热功率的变化则与提升管管径的大小有关。

在实验研究方面，崔抗[19]采用DMF为吸收剂，R134a/R23作为制冷剂，建立数学模型和搭建实验装置，研究了管径、流型变化、加热量、充注浓度等因素对气泡泵工作性能和提升效率的影响。结果表明：影响气泡泵性能的根本因素是其内部两相流流动状态变化，弹状流时，提升能力最强；提升效率都是在初始时为最大值，随着加热量增大而减小，而且在相同加热量下随着浓度的升高而减小；10 mm管径比12 mm和14 mm管径启动加热量小。而孙腾飞[20]对含有混合制冷剂扩散-吸收式制冷系统进行了实验研究。利用非共沸多元混合制冷剂R134a，R23，R32以及吸收剂DMF和平衡气体氦气，在一定的工况下实现了-30.3 ℃的最低制冷温度。实验表明，加入中间沸点的制冷剂可以改善系统的制冷性能，可以实现更低的制冷温度。

2.1.4 其他

在制冷循环实验研究中，也有学者在气泡泵/发生器的受热面积改变对气泡泵性能影响方面进行了研究。

A. S. Rattner等[21]通过增加气泡泵的受热面积，使被加热的液体在气泡泵管四周的环形夹道内循环流动，对内管径为7.8 mm的气泡泵/发生器进行了实验研究，这种条件下的气泡泵/发生器能够在超过液体饱和温度低至11 K条件下运行，并且从弹状流的机制出发，建立了气泡泵数学模型，并与实验结果进行了对比验证，发现加大气泡泵/发生器的受热面积，可以使用相对低的热源温度实现系统循环，确保了使用更低位热能进行制冷。

2.2气泡泵在Einstein制冷循环中的研究

Einstein制冷循环中的气泡泵与扩散-吸收式制冷循环中气泡泵作用不同，Einstein制冷循环中的气泡泵只承担将液体从低位储液器泵送到高位储液器中的作用。此外，在Einstein制冷循环中，人们在理论与实验方面也对气泡泵进行了大量的研究。

2.2.1 气泡泵结构改变

在结构方面，学者们主要对提升管内径、导流式结构、圆弧式结构、变截面提升管、多管以及提升管高度对气泡泵性能影响做了研究。

在理论研究方面，薛相美等[22]为了研究气泡泵的性能，以氨水为工质，根据两相流流型转换理论，推导出气泡泵在流型转换时液体流量、气体流量与管径的关系，并且根据空气提升理论、能量守恒、质量守恒推导出气泡泵提升管内径、加热功率、沉浸比与气泡泵提升效率之间的关系。而赵荣祥等[23]为了探究提升管内径对气泡泵性能的影响，以水为工质，基于两相流分相模型，研究了加热功率为100～650 W，沉浸比为0.2～0.4，提升管内径为7 mm，9 mm，11 mm，13 mm和16 mm，提升管长为600 mm工况下的气泡泵性能(如图6所示)。采用理论研究与实验研究结合的方式分析，结果表明：提升管管径的增加在一定的范围能够显著提升气泡泵的提升量，但是管径的增加有一个极值，实验中管径为11～13mm，超过此极值，提升量不升反降，大管径的提升管为了达到与小管径有相同的液体提升量需要更大的加热功率，气泡泵的提升效率很低。

图6 实验装置示意图Fig.6 Schematic diagram of experiment device

图7 导流式气泡泵结构示意图Fig.7 Structure diagram of guided bubble pump

在实验研究方面，平亚琴等[24-25]为了提高气泡泵的液体输送能力，进一步减少工质在管内运行过程中因为结构突变所带来的阻力，在前人研究的基础上，对气泡泵的结构进行了改造，增加了气泡收集装置，使管内更易产生弹状流，同时建立了导流式气泡泵实验台(如图7所示)并对导流式气泡泵的性能进行了实验研究，研究发现，有导流结构气泡泵提升效果比没有导流结构的气泡泵提升效果好。

梁俣[26]在平亚琴研究的基础上，简化了装置，采用圆弧形导流结构的气泡泵并对其进行了理论和实验研究，实验装置如图8所示。利用质量守恒和动量守恒方程建立气泡泵理论模型，设计搭建可视化圆弧形导流式气泡泵实验装置，以水为工质，研究不同实验条件下气泡泵性能评价参数——液体质量流量、输出功率和泵提升效率与各运行参数之间的关系，最后发现除了加热功率、沉浸比和提升管管径的变化会对气泡泵的性能产生较大影响外，提升高度也对气泡泵的提升性能产生较大的影响。

图8 圆弧形导流式气泡泵结构示意图Fig.8 The functional diagram of circular arc form guided bubble pump

陈永军等[27]在梁俣研究的基础上，将整个提升管设计成锥形，从而大大降低了管内液体的流动阻力，并对采用变截面提升管的气泡泵进行了理论和实验研究，搭建了变截面竖直提升管气泡泵装置的实验台，分析了影响变截面竖直提升管气泡泵性能的因素，并将所得实验结果与相同管径下的圆柱形竖直提升管气泡泵进行对比分析，在加热功率为350 W，沉浸比为0.5时，变截面竖直提升管气泡泵具有明显优势，提升效率高出9.2%(实验装置如图9所示)。由于气泡泵的提升效率低很大程度上限制了气泡泵的提升性能，为了提高气泡泵的提升效率，根据气液两相流理论模型，有学者对多管导流式气泡泵进行了研究[28]。

图9 锥形导流式气泡泵结构示意图Fig.9 Structure diagram of cone guided bubble pump

赵荣祥[29]提出了多管导流式气泡泵(如图10所示)，目的是研究管数量增加能否使提升量达到倍增。实验研究表明：在加热初始阶段，管数量越多，提升量越小，这是由于管数量越多，平均分配到每根管的加热功率较小，管内流型偏离弹状流较大，提升效果较差；随着加热功率的增加，提升管数量越多，平均到每根管的加热功率越大，管内流型越接近弹状流，提升量增大，随着加热量的继续增大，流型向块状流转变，提升量变小。而B. Gurevich等[30]改变了竖直提升管数量，在不同的运行条件下，对工质为R134a-DMAC的三根平行且相同的竖直提升管进行了实验研究。实验中采用的管长为700 mm，内径为7 mm，系统压力为0.12～0.5 MPa，R134a(制冷剂)质量浓度在20%～40%变化。实验结果表明：当制冷剂质量浓度为20%时，单根管比两根、三根提升管的提升效率高，而当制冷剂质量浓度为30%或40%时，管数量增加，增大了液体提升量，尤其加热功率在150～200 W时。此外，单管情况下，当运行工质的质量浓度在20%～40%时，对气泡泵的性能影响不明显，当管数量增加到两根、三根时，浓度影响更加明显。不仅如此，赵荣祥等[31]还研究了不同的提升高度对液体提升量及提升效率的影响。在保持相同的沉浸比、提升管内径以及加热功率的情况下，实验对提升高度分别为600 mm和800 mm的提升管进行研究(如图11所示)，实验发现，在沉浸比、加热功率、提升管内径等其他因素一致的条件下，气泡泵的液体提升量与提升高度(L)和管内径(D)的比值(L/D)成反比关系，即管长越长，液体提升量越少，提升效率与提升高度成正比关系。

图10 多管导流式气泡泵结构示意图Fig.10 Structure diagram of multi-tube guided bubble pump

图11 不同提升高度的对比图Fig.11 Comparison diagram of different lift height

2.2.2运行参数变化

对于运行参数，国内外学者对提升管内径、沉浸比、加热功率、提升效率之间的关系进行了理论研究，也对加热功率和沉浸比对气泡泵性能的影响进行了实验研究。

在理论研究方面，王汝金等[32]结合Einstein制冷循环，应用气液两相流压降理论建立了气泡泵物理模型，分析得到气液两相流在气泡泵中以弹状流型运行的公式，并且对气泡泵上升管内径、沉浸比和外部加热功率与气泡泵的提升效率(液体流量与气体流量之比)之间的关系进行了理论研究。而汤成伟等[33-35]由气液两相流压降理论得出在固定提升效率的Einstein制冷循环中，气泡泵内径、沉浸比和外部加热功率三者的关系曲线。根据不同实验工况下运行的气泡泵研究得出：气泡泵的液体流量及提升效率与沉浸比、加热功率和提升管管径有关。同时，气泡泵在输送液体时存在周期性，该周期与加热功率和沉浸比有关。

在实验研究方面，A. D. Delano[36]建立了以空气-水为工质对的小管径气泡泵实验装置并探究其工作性能。实验发现，当沉浸比不变时，随着加热功率的增加，气泡泵的液体提升量不断增加，达到最大值后开始出现下降。在计算Einstein制冷循环的性能中，将此气泡泵模型也考虑进去，最后得出采用该气泡泵的制冷系统理论COP为0.17。而叶鹏等[37]基于可视化的实验装置，研究了当压力为0.4 MPa，氨水质量浓度为18%，发生温度为100 ℃时，以氨-水为工质的气泡泵的性能。结果表明：气泡泵的液体流量随着加热功率和沉浸比的增大而增大，而受提升管内径的变化影响不明显，理论分析和实验结果基本一致。

2.2.3 工质

近年来，学者们对工质的种类(氨-丁烷-水、氨-丙烷-水、甲胺-戊烷-水、氯化氢-丙烷-水、氯化氢-丁烯-水、氯化氢-丁烷-水、氨-戊烷-水)对制冷机性能的影响进行了理论研究，同时对氨水工质对及一定的氨水浓度对气泡泵性能影响进行了实验研究。

在理论研究方面，L. A. Schaefer[38]为了研究不同工质对对制冷机性能的影响，根据Einstein制冷循环的特点，利用p-T方程、混合准则和物性数据对比分析氨-丁烷-水、氨-丙烷-水、甲胺-戊烷-水、氯化氢-丙烷-水、氯化氢-丁烯-水、氯化氢-丁烷-水、氨-戊烷-水等三元工质在系统用于热泵场合的性能特点。通过模拟计算发现，只有以氨-丙烷-水为工质对的系统可以与以氨-丁烷-水为工质的系统相媲美，其他组合COP均较低。而丁充[39]也为了研究不同工质对对制冷机性能的影响，对气泡泵及整个制冷系统进行理论建模。选取氨-丙烷-水，氯化氢-丁烷-水，氯化氢-丙烷-水，氨-丁烷-水四组工质对在Tc/Te=323 K/278 K，Tc/Te=323 K/285 K和Tc/Te=315 K/285 K三种工况下，根据两相流均相流理论，利用EES软件进行系统模拟，对工作在弹状流情况下的气泡泵进行性能计算，并得出：氨-丁烷-水依然是较为理想的工质对。

在实验研究方面，S. J. White[40]为了研究Einstein制冷循环气泡泵的性能，用配比浓度15.5%的氨水溶液进行了小管径气泡泵的实验研究，验证了提升管内的两相流在由弹状流向块状流过渡时，气泡泵的提升效率最高。并根据两相流理论和实验结果提出了流型从弹状流向块状流转变的准则。而K. W. Chan等[41]建立了以氨-水为工质的气泡泵实验台，测试了压力为0.4 MPa，沉浸比为0.7，管内径为8 mm，氨水浓度为20%时气泡泵的性能。结果表明：以氨水为工质的气泡泵的工质沸腾温度较低，其开启温度也低于以水为工质的气泡泵。同时将这一模型用于模拟Einstein制冷循环的性能，当系统压力为0.4 MPa，蒸发温度为12 ℃，气泡泵加热温度为160 ℃时，得出系统的COP为0.29，这一结果比以水-空气为工质的气泡泵性能高40%。

2.2.4 其他

对于气泡泵的实验研究，还有部分学者考虑到气泡泵在热态实验过程中出现的不稳定缺点，从而改变了气泡泵的受热方式，对气泡泵进行了冷态实验。

李广等[42]对圆锥形气泡泵进行了冷态实验，运行压力为一个标准大气压，采用常温水为工质，进气量取0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75、2.0、2.25 m3/h，沉浸比取值为0.2、0.25、0.3、0.35、0.4和0.45，实验表明：随着气体输入量的增加，初始阶段，液体提升量随着气体输入量的增加而急速增加，当气体输入量达到一定程度后，液体提升量逐渐趋于稳定。沉浸比越大，液体提升量越大。陈永军等[43]对管长600 mm，外径13 mm，下端内径11 mm，上端内径8 mm，且下端到上端管径连续缩小的渐缩形式的气泡泵进行了实验研究，在运行过程中保持提升管高度600 mm不变，通过调节液位控制器改变储液器液位高度H，可获得不同沉浸比。在沉浸比为0.2，0.3，0.4和0.5，进气量1～25 L/min条件下研究气泡泵的性能。实验表明：在气体流量为5～10 L/min时变截面管提升性能较佳，且冷态对比分析中，气体流量在5～15 L/min时变截面提升管提升效率高出19%。郑晓倩等[44]采用了进气的方式对圆弧形导流式气泡泵冷态工况下的提升特性进行了分析，并在实验过程中保持进气连续均匀(如图12所示)，根据实验结果，对影响气泡泵性能因素进行了分析，并对比了冷态工况和热态工况下气泡泵的提升性能。结果表明：当保持系统工况恒定时，气泡泵的液体提升量随着管径、沉浸比的增大而增大，随着气体输入量的增加先增大后减小。

图12 冷态实验装置示意图Fig.12 Schematic diagram of the cold test device

2.3 气泡泵在单压吸收式制冷中的研究

通过近年来国内外学者的研究发现，影响气泡泵性能的主要因素有：工质、运行参数、气泡泵的结构形式。

对于工质而言，不同的工质对，或者不同浓度的同一工质组，都会影响气泡泵的提升性能。

在运行参数方面，加热功率和沉浸比是影响气泡泵性能的两个重要参数，两者大小的改变对气泡泵提升效率有重要的影响。

结构形式影响气泡泵的性能主要有两个方面：提升管的管径和气泡泵的结构形式。提升管管径的增加在一定的范围能够显著提升气泡泵的提升量，但管径的增加有一个极值，超过这个极值，提升量不升反降，同时也有学者改变气泡泵在系统中的数量和底部对整个气泡泵的加热方式来改变气泡泵提升性能。

根据上文所述，对近年来单压吸收制冷系统中气泡泵的研究归纳如表1所示。

表1 近年来气泡泵研究进展

3 结论与展望

当今能源依然紧缺，对单压吸收式制冷循环的研究仍然需要国内外学者的重视，而气泡泵是单压吸收式制冷循环的驱动部件，如何提高气泡泵的提升效率是国内外学者的研究重点。近年来，国内外学者主要通过改变影响气泡泵性能的一些因素对其研究[45]，着重对气泡泵结构改造进行研究，包括：气泡泵数量的增加、气泡泵管径变化、气泡泵管高度的研究及导流结构的改造。同时国内学者开始改变产生气泡方式，如冷态实验，研究其性能，并与加热状态的气泡泵性能对比，但是对气泡泵性能仍未完全掌握，本文对气泡泵未来的研究。提出了以下几点建议：

1)近年来的研究都是在特定工质下研究气泡泵的性能，今后可以加强对相同条件下不同种类的工质对气泡泵或者系统性能的影响进行研究。

2)现阶段对于多管气泡泵的研究，不能使每根管中同时产生弹状流，形成提升量的倍增，在今后的研究中，可以考虑添加均流器，使每根管尽量受热均匀，同时产生弹状流，达到提升量倍增的目的。

本文受上海市教育委员会科研创新(13ZZ117)——基于Einstein制冷循环的单压吸收式制冷技术的研究项目资助。 (The project was supported by the Innovation Program of Shanghai Municipal Education Commission (No. 13ZZ117): single pressure absorption refrigeration technology research based on Einstein refrigeration cycle.

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About the corresponding author

Liu Daoping, male, Ph. D., professor, Institute of Refrigeration Technology, University of Shanghai for Science and Technology，+86 13501618727，E-mail: dpliu@usst.edu.cn. Research fields: single pressure absorption refrigeration, formation of the natural gas.

Research Progress of Bubble Pump in Single Pressure Absorption Refrigeration System

Zhu Faming Liu Daoping Yang Liang Wu Tengma

(Institute of Refrigeration Technology, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai, 200093, China)

The principle of bubble pump is introduced briefly and a number of bubble pumps that apply to single pressure absorption refrigeration system are summarized and discussed. Configuration, operating parameter and working fluid are presented as the important parameters influencing the performance of the bubble pump. The theoretic and experimental research on bubble pumps with diffusion-absorption refrigeration cycle and Einstein refrigeration cycle are provided. The factors that influence the performance of the bubble pump and research in other aspects are classified. Finally, more further research on different types of working medium and the multiplication of lifting capacity formed are pointed out in the future.

refrigeration system; absorption refrigeration; bubble pump

0253- 4339(2017) 02- 0065- 11

10.3969/j.issn.0253- 4339.2017.02.065

2016年7月18日

TB657;TB61+1

A

刘道平，男，博士，教授，上海理工大学制冷技术研究所，13501618727，E-mail：dpliu@usst.edu.cn。研究方向：单压吸收式制冷，气体水合物生成技术。