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摘 要:在吸收式制冷系统中,存在两相、两组分流体流动,同时具有很多子部件,因而仿真建模及求解难度较大。应用面向对象模块化仿真建模方法,分解吸收式制冷系统为2个子系统,按照相关参数耦合关系建立连接,分别对系统、部件仿真模型加以建立,在各种双效溶液流程吸收式制冷系统运行特性的仿真研究中,能够发挥较好的作用。
关键词:吸收式;制冷系统;仿真建模
中圖分类号:TB65 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)24-0253-01
前 言
吸收式制冷机是一种常用的制冷系统,具有电能消耗低、节省制冷剂等优势,与当前节能降耗的发展基调非常契合。在吸收式制冷系统研究中,通过建立对应的数学计算模型,采用计算机进行仿真优化,具有良好的预测性、经济性、快速性。
1 吸收式制冷系统分解
吸收式制冷系统,包括了热力设备,如溶液交换器、蒸发器、冷凝器、吸收器、发生器等。在部件中,溶液、制冷剂循环流动,连接各个部件流体热力参数。运行当中,可将吸收式制冷系统作为连续系统,通过微分方程的方法描述。吸收式制冷系统有很多部件,同时有复杂的介质流动方式,系统具有强耦合性、非线性特点,因而仿真建模难度较大。对系统模型的构造中,对系统合理分解,以降低仿真建模难度[1]。根据制冷系统的共性,对系统模型加以分解,如图1所示分为2个子系统,左侧为类压缩机子系统,该系统包括吸收器、高低温溶液交换器、高低压发生器等;右侧为冷凝蒸发子系统,该系统包括蒸发器、节流部件、冷凝器等。
2 吸收式制冷系统仿真建模
2.1 冷凝蒸发子系统仿真建模
2.2 类压缩机子系统仿真建模
3 吸收式制冷系统仿真结果与实验数据对比分析
利用以上方法,对吸收式制冷系统仿真建模,对启动、停机过程仿真计算,同时与实验数据相比较。采用小型双效直燃型吸收式热泵作为研究对象,额定冷量为35W/kW。实验运行条件如表1所示。在启动过程中,高压和低压发生器,出口溶液温度具有指数规律上升的状态,是因为发生器中,具有大量溶液,筒体壳体热容量较大,形成了大热容热惯性环节。仿真值和实验值的差异,是因为系统运行中,筒体溶液量不断改变,因而热容发生变化。蒸发器冷剂水量到达一定值,冷剂水喷淋泵延时打开,产生制冷量也有延时。
在停机过程中,高压发生器加热面,火焰辐射热量消失,不过烟管仍持续烟气对流换热,高压发生器中,高温筒体壁、筒中溶液有大热容,因此溶液温度下降慢。高压发生器中,溶液的压力、浓度、温度相对平衡,降低热量后压力减小,蒸汽量、蒸汽温度也下降,因此对低压发生器加热量降低,溶液出口温度也降低。停机后,蒸发器液囊中还存在冷剂水量,蒸发器仍工作。
4 小 结
通过类比吸收式制冷系统与压缩式制冷系统,将吸收式制冷系统分解为冷凝蒸发子系统、类压缩机子系统2个部分。针对2个子系统,结合参数耦合关系,分别对仿真模型加以建立。结果表明在溶液流程双效吸收式制冷系统研究中,该方法比较适用,能够取得理想的效果。
参考文献
[1]贾 炯,王辉涛,刘泛函,等.基于R124/DMAC为工质的压缩吸收式制冷系统的性能分析[J].化工进展,2017,36(7):2436~2442.
[2]王 超,杨玉涛,张琰清,等.单效溴化锂吸收式太阳能制冷系统仿真研究[J].青岛大学学报(工程技术版),2017(4):125~129.
收稿日期:2018-7-15
作者简介:李友良(1990-),男,汉族,湖南邵阳人,研究方向为多联机开发。
关键词:吸收式;制冷系统;仿真建模
中圖分类号:TB65 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)24-0253-01
前 言
吸收式制冷机是一种常用的制冷系统,具有电能消耗低、节省制冷剂等优势,与当前节能降耗的发展基调非常契合。在吸收式制冷系统研究中,通过建立对应的数学计算模型,采用计算机进行仿真优化,具有良好的预测性、经济性、快速性。
1 吸收式制冷系统分解
吸收式制冷系统,包括了热力设备,如溶液交换器、蒸发器、冷凝器、吸收器、发生器等。在部件中,溶液、制冷剂循环流动,连接各个部件流体热力参数。运行当中,可将吸收式制冷系统作为连续系统,通过微分方程的方法描述。吸收式制冷系统有很多部件,同时有复杂的介质流动方式,系统具有强耦合性、非线性特点,因而仿真建模难度较大。对系统模型的构造中,对系统合理分解,以降低仿真建模难度[1]。根据制冷系统的共性,对系统模型加以分解,如图1所示分为2个子系统,左侧为类压缩机子系统,该系统包括吸收器、高低温溶液交换器、高低压发生器等;右侧为冷凝蒸发子系统,该系统包括蒸发器、节流部件、冷凝器等。
2 吸收式制冷系统仿真建模
2.1 冷凝蒸发子系统仿真建模
2.2 类压缩机子系统仿真建模
3 吸收式制冷系统仿真结果与实验数据对比分析
利用以上方法,对吸收式制冷系统仿真建模,对启动、停机过程仿真计算,同时与实验数据相比较。采用小型双效直燃型吸收式热泵作为研究对象,额定冷量为35W/kW。实验运行条件如表1所示。在启动过程中,高压和低压发生器,出口溶液温度具有指数规律上升的状态,是因为发生器中,具有大量溶液,筒体壳体热容量较大,形成了大热容热惯性环节。仿真值和实验值的差异,是因为系统运行中,筒体溶液量不断改变,因而热容发生变化。蒸发器冷剂水量到达一定值,冷剂水喷淋泵延时打开,产生制冷量也有延时。
在停机过程中,高压发生器加热面,火焰辐射热量消失,不过烟管仍持续烟气对流换热,高压发生器中,高温筒体壁、筒中溶液有大热容,因此溶液温度下降慢。高压发生器中,溶液的压力、浓度、温度相对平衡,降低热量后压力减小,蒸汽量、蒸汽温度也下降,因此对低压发生器加热量降低,溶液出口温度也降低。停机后,蒸发器液囊中还存在冷剂水量,蒸发器仍工作。
4 小 结
通过类比吸收式制冷系统与压缩式制冷系统,将吸收式制冷系统分解为冷凝蒸发子系统、类压缩机子系统2个部分。针对2个子系统,结合参数耦合关系,分别对仿真模型加以建立。结果表明在溶液流程双效吸收式制冷系统研究中,该方法比较适用,能够取得理想的效果。
参考文献
[1]贾 炯,王辉涛,刘泛函,等.基于R124/DMAC为工质的压缩吸收式制冷系统的性能分析[J].化工进展,2017,36(7):2436~2442.
[2]王 超,杨玉涛,张琰清,等.单效溴化锂吸收式太阳能制冷系统仿真研究[J].青岛大学学报(工程技术版),2017(4):125~129.
收稿日期:2018-7-15
作者简介:李友良(1990-),男,汉族,湖南邵阳人,研究方向为多联机开发。