分布式能源系统的整体设计

分布式能源系统的整体设计2OverallDesignofDistributedEnergySystems2.1整体系统说明（Overallsystemdescription）本文分布式能源系统由燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷设备、压缩式制冷设备与太阳能集热器等设备组成，其供能过程如图1所示。电负荷由电网和燃气轮机共同承担，冷负荷由电制冷设备和吸收式制冷设备共同承担，热负荷由余热锅炉与太阳能集热器收集到的热量共同承担，通过对能量的梯级利用和清洁能源的加入达到节能减排的目的。针对楼宇内不同的的供能需求，我们利用能源的阶级性，将不同阶级不同类型的能源分级供给各个部分使用。如图1所示我们首先使用燃气轮机作为原动机，利用燃料满足其发电，剩余的烟气可以进入余热锅炉进行余热利用，余热锅炉剩余的热量可以通过蓄热水箱给吸收式制冷系统供能。分布式能源系统可以同时满足楼宇内的冷、热、电方面的用能需求，与传统的供能形式不同，分布式能源系统是在用户侧同时满足冷、热、电能量的同时生产，这样可以避免远途运输途中的能源消耗和浪费。通过能源的梯级利用,将高品质的天然气优先做功,回收余热后生产冷量或热量,大大提高了一次能源利用率。对于需要夏季制冷，冬季供热的楼宇，分布式能源系统提供了更大的灵活性，也在一定程度上提高了经济性。图2-1分布式能源系统框架图Figure2-1FrameworkChartforDistributedEnergySystems

2.2系统原理及设备（SystemPrincipleandEquipment）2.2.1系统原理图2-2分布式能源溴化锂吸收式制冷系统图Figure2-2DistributionEnergyLithiumBromideAbsorptionRefrigerationSystem本文主要的研究对象是分布式能源系统中的制冷部分，由余热锅炉提供的热量在夏季需要供冷的时候，余热锅炉的蒸汽将会有很大的一部分进入发生器吸收式制冷系统使用，剩余部分则供给热水使用。分布式能源溴化锂吸收式制冷系统如图2-2所示，在制冷的工况下运行下，由余热锅炉供热将剩余的蒸汽提供给发生器，产生的热量对发生器中的溴化锂溶液进行加热由于溴化锂溶液的比热容较小，溶液温度升高速率快，溶液组分中沸点低的冷剂水经汽化过程变为高压气态水蒸汽，同时由于冷剂水组分被蒸发，溶液由稀溶液变为浓溶液；接下来经过汽化过程后水蒸气进入冷凝器，进行冷凝过程。在冷凝器中冷剂水蒸气与外部水系统冷却水进行换热，经过由高温高压的气态冷剂水变为低温高压液态冷剂水的冷凝过程；然后是节流降压过程。接下来，低温低压的液态冷剂水进入蒸发器，进行蒸发过程。进入蒸发器中的冷剂水与冷冻水进行换热，经过蒸发吸热过程的冷剂水变为高温低压的水蒸汽；最后，高温低压的水蒸汽进入吸收器，进行吸收过程。冷剂水蒸气被吸收器中浓溶液吸收，吸收器中溶液浓度降低，吸收热量由外部冷却水循环带走；再通过溶液泵将浓溶液升压，经溶液热交换器与发生器节流后的高温浓溶液进行热量交换后进入发生器。制冷量其计算公式如下：(2.1)式中－－制冷机额定制冷量；－－制冷机制冷工作系数；－－制冷机吸收的热量。2.2.2系统的主要设备溴化锂吸收式制冷机是以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，利用水在高真空下蒸发吸热达到制冷的目的。为使制冷过程能连续不断地进行下去，蒸发后的冷剂水蒸气被溴化锂溶液所吸收，溶液变稀，这一过程是在吸收器中发生的，然后以热能为动力，将溶液加热使其水份分离出来，而溶液变浓，这一过程是在发生器中进行的。发生器中充有溴化锂溶液，且压力较低，稍加热时，水便从溴化锂溶液中蒸发由来(水比溴化锂易蒸发)。蒸发出来的水蒸汽在冷凝器中冷凝，成为制冷剂水，经节流阀在蒸发器中蒸发。带走箱内的热量，蒸发出的水气又被吸收器中的溴化锂溶液吸收(溴化锂溶液特易吸收水气)，此溶液再在发生器中加热蒸发，就这样不断循环，实现制冷循环。发生器中得到的蒸汽在冷凝器中凝结成水，经节流后再送至蒸发器中蒸发。如此循环达到连续制冷的目的。可见溴化锂吸收式制冷机主要是由吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器四部分组成的。从吸收器出来的溴化锂稀溶液，由溶液泵(即发生器泵)，升压经溶液热交换器，被发生器出来的高温浓溶液加热温度提高后，进入发生器。在发生器中受到传热管内热源蒸汽加热，溶液温度提高直至沸腾，溶液中的水份逐渐蒸发出来，而溶液浓度不断增大。单效溴化锂吸收式制冷机的热源蒸汽压力一般为0.098MPa(表压)。发生器中蒸发出来的冷剂水蒸气向上经挡液板进入冷凝器，挡液板起汽液分离作用，防止液滴随蒸汽进入冷凝器。冷凝器的传热管内通入冷却水，所以管外冷剂水蒸气被冷却水冷却，冷凝成水，此即冷剂水。积聚在冷凝器下部的冷剂水经节流后流入蒸发器内，因为冷凝器中的压力比蒸发器中的压力要高。如：当冷凝器温度为45℃时，冷凝压力为9580Pa(71.9mmHg)；蒸发温度为5℃时，蒸发压力872Pa(6.45mmHg)。U型管是起液封作用的，防止冷凝器中的蒸汽直接进入蒸发器。冷剂水进入蒸发器后，由于压力降低首先闪蒸出部分冷剂水蒸气。因蒸发器为喷淋式热交换器，喷啉量要比蒸发量大许多倍，故大部分冷剂水是聚集在蒸发器的水盘内的，然后由冷剂水泵升压后送入蒸发器的喷淋管中，经喷嘴喷淋到管簇外表面上，在吸取了流过管内的冷媒水的热量后，蒸发成低压的冷剂水蒸气。由于蒸发器内压力较低，故可以得到生产工艺过程或空调系统所需要的低温冷媒水，达到制冷的目的。例如蒸发器压力为872Pa时，冷剂水的蒸发温度为5℃，这时可以得到7℃的冷媒水。蒸发出来的冷剂蒸汽经挡液板将其夹杂的液滴分离后进入吸收器，被由吸收器泵送来并均匀喷淋在吸收管簇外表的中间溶液所吸收，溶液重新变稀。中间溶液是由来自溶液热交换器放热降温后的浓溶液和吸收器液囊中的稀溶液混合得到的。为保证吸收过程的不断进行，需将吸收过程所放出的热量由热管内的冷却水及时带走。中间溶液吸收了一定量的水蒸气后成为稀溶液，聚集在吸收器底部液囊中，再由发生器泵送到发生器，如此循环不已。由上述循环工作过程可见，吸收式制冷机与压缩式制冷机在获取冷量的原理上是相同的，都是利用高压液体制冷剂经节流阀(或U型管)节流降压后，在低压下蒸发来制取冷量，它们都有起同样作用的冷凝、蒸发和节流装置。而主要区别在于由低压冷剂蒸汽如何变成高压蒸汽所采用的方法不同，压缩式制冷机是通过原动机驱动压缩机来实现的，而吸收式制冷机是通过吸收器，溶液泵和发生器等设备来实现的。从吸收器出来的稀溶液温度较低，而稀溶液温度越低，则在发生器中需要更多热量。自发生器出来的浓溶液温度较高，而浓溶液温度越高，在吸收器中则要求更多的冷却水量。因此设置溶液交换器，由温度较高的浓溶液加热温度较低的稀溶液，这样既减少了发生器加热负荷，也减少了吸收器的冷却负荷，可谓一举两得。溴化锂吸收式制冷机除了上述冷剂水和溴化锂溶液两个内部循环外，还有三个系统与外部相联，这就是：①热源系统；②冷却水系统；③冷媒水系统。热源蒸汽(或热水)通入发生器，在管内流过，加热管外溶液使其沸腾并蒸发出冷剂蒸汽，而热源蒸汽放出汽化潜热后凝结成水排出。一般情况下，应将该凝结水回收并送回锅炉加以利用。在吸收器中溶液吸收来自蒸发器的低压冷剂蒸汽，是个放热过程。为使吸收过程连续进行下去，需不断加以冷却。在冷凝器中也需冷却水，以便将来自发生器的高压冷剂蒸汽变成冷剂水。冷却水先流经吸收器后，再流过冷凝器，出冷凝器的冷却水温度较高，一般是通入冷却水塔，降温后再打入吸收器循环使用。蒸汽吸收式制冷系统是由发生器、冷凝器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。整个系统包括两个回路：一个是制冷剂回路，一个是溶液回路。系统中使用的工作流体是制冷剂和吸收剂，我们称它为吸收是制冷的工质对。吸收剂使液体，它对制冷剂有很强的吸收能力。吸收剂吸收了制冷剂气体后形成溶液。溶液加热又能放出制冷剂气体。因此，我们可以用溶液回路取代压缩机的作用，构成蒸汽吸收式制冷循环。制冷剂回路由冷凝器、制冷剂节流阀、蒸发器组成。高压制冷剂气体在冷凝器中冷凝，产生的高压制冷剂液体经节流后到蒸发器蒸发制冷。溶液回路由发生器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。在吸收器中，吸收剂吸收来自蒸发器的低压制冷剂气体，形成富含制冷剂的溶液，将该溶液用泵送到发生器，经过加热是溶液中的制冷剂重新蒸发出来，送入冷凝器。另一方面，发生后的溶液重新恢复到原来的成分，经冷却、节流后成为具有吸收能力的吸收液，进入吸收器，吸收来自蒸发器的低压制冷剂蒸汽。吸收过程中伴随释放吸收热，为了保证吸收的顺利进行，需要冷却吸收液另外还有热水式和直燃式吸收式制冷机组，因为本文使用的是分布式能源系统，由余热锅炉提供，所以不考虑。在蒸汽吸收式制冷中，吸收器好比压缩机的吸入侧；发生器好比压缩机的排出侧；对发生器内溶液进行加热，提供提高制冷剂蒸汽压力的能量。冷负荷计算3Calculationofcoolingload3.1围护结构耗冷量计算（CalculationofColdConsumptionofEnclosure）本文使用天正暖通5.0行冷热负荷的计算，为了保证计算的有效和可靠，举学一101为例，对比手算和软件的算法是否大体一致，如若一致则计算结果可靠。证明使用软件计算负荷可行有效。天正暖通作为平时常用的cad负荷计算软件，其功能十分全面，通过以下几本书的理论支持，可以较为精确的算出房间的负荷。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012 《空气调节设计手册》 《实用供热空调设计手册(第二版)》 《2003全国民用建筑工程设计技术措施_暖通空调动力》 《2009全国民用建筑工程设计技术措施_暖通空调动力》 中国矿业大学徐海学院学一楼位于江苏徐州。南北交汇处，徐州是江苏为数不多冬季供暖的城市，作为中国矿业大学最初的宿舍楼，宿舍环境较差，适合改造。北边是金山东路，在校园里它是离主楼最近的宿舍，它占地多少多少平方米，在其后面和侧面有足够的空地，平时也没有人经过，可以建起小房间来放置燃气轮机，余热锅炉和制冷机组。3.1.1基本信息地点：徐州平均风速：2.3m/s外墙：两砖墙外窗：双层木框，1.5mx2.3m，密封条密封。外门：单层木门，1.2mx2.6m，密封条密封。地面：保温地面。层高：4m学一为男生宿舍，一般由六个人居住，平均每人每天在房间内呆8个小时，照明设备为两个白炽灯管。徐州作为南北交界处气候较为复杂，冬夏温度相差较大，是江苏地区唯一供暖的城市。图3-1学一101平面图Figure3-1Learning101PlanQ=Ko·Fo·α（tw+Δta-tn）(3.1)3.1.2围护结构的基本耗冷量式中Ko－－传热系数，W/（m2·℃）Fo－－外墙和屋顶的面积，m2tw－－墙体或屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃Δt－－附加温升，℃α－－外表面放热系数修正值tn－－室内设计温度，℃根据我国采暖室外计算温度，采用历年平均不保证五天的日平均温度作为计算标准，所以徐州的室外计算温度tw为34.4℃。室内设计温度tn为24℃。查《暖通空调》，知Δt=4℃温差修正系数α为13.1.3围护结构的传热系数KW/(m2.℃）(3.1)式中R0----维护结构实际传热热阻ɑn----内表面换热系数ɑw----外表面换热系数σi----各层材料的导热系数λi----各层材料的厚度黏土实心砖导热系数0.81W/(m2.℃)内表面水泥砂浆厚度0.02m黏土实心砖厚度0.48m内墙的传热系数K=2.68，外墙的传热系数K=1.26由供热工程附录1-4,单框双层玻璃窗传热系数K=2.48，单层木门的传热系数围K=4.86表3-1围护结构的基本耗热量名称及方向面积Ktnt'wtn-t'wqm2W/(m2·℃)℃℃℃kw西外墙24.001.262334.415.4465.696南外墙14.401.26279.4176南外窗4.862.68200.58192东墙24.002.892910693.6北墙14.402.89265.426848北门3.124.65145.08楼板21.60.4393.312Table3-1BasicHeatConsumptionofEnclosure3.2围护结构的修正耗热量（Modifiedheatconsumptionofenclosure）3.2.1人体冷负荷Qr=Qs·CCL+Qq；Qs=n·Cr·q1，Qq=n·Cr·q2(3.2)式中Qr－－人体散热引起的冷负荷，WQs·CCL－－显热冷负荷,WCCL－－人体显热散热冷负荷系数Qq－－潜热冷负荷，Wq1－－不同室温和劳动性质时成年男子的显热量，Wn－－空调房间内的人数，人Cr－－群集系数q2－－每个人散发的潜热量，W学一楼为男生寝室宿舍楼一般由六人居住所以n取6，Cr群集系数取13.2.2照明冷负荷Q＝N·n1·Ccl（白炽灯和镇流器在空调房间外的荧光灯）(3.3)式中N－－白炽灯的功率，Wn1－－灯具的同时使用系数，即逐时使用功率与安装功率的比例Ccl－－照明散热形成的冷负荷系数3.2.3设备冷负荷q=1000·n1·n2·n3·N/η·Ccl（工艺设备和电动机都在室内）(3.4)n1——利用系数，是电动机最大实效功率与安装功率之比，一般可取0.7～0.9，可用于反映安装功率的利用程度；n2——电动机负荷系数，定义为电动机每小时平均实耗功率与机器设计最大实耗功率之比，对精密机床可取0.15～0.40，对普通机床可取0.5左右；n3——同时使用系数，定义为室内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般取0.5～0.8。n1取0.9，n2取0.4n3取0.8，查<<暖通空调>>表2-11取值。3.3房间的冷负荷（Coolingloadintheroom）本文使用天正暖通5.0进行负荷的计算与校验，天正暖通的冷负荷计算由新建工程，选择工程地点为徐州，在新建工程页面添加一个房间，并在右侧添加，外墙，内墙以及地面楼板，设备，人体，照明。经计算以学一楼101为例，天正暖通的计算结果为3929w与上述系数法算得结果4150w结果误差不超过5%所以可以使用天正暖通5.0作为负荷计算的工具。经计算得学一楼的冷负荷为738720.30w。3.4房间的湿负荷（Wetloadsinrooms）因为是宿舍楼所以不考虑其他湿负荷的计算，只考虑宿舍中人的湿负荷计算，使用天正暖通进行计算得湿负荷64.51kg/h。新风系统的设计计算4DesignandCalculationofFreshAirSystem4.1空调系统与新风系统的选择（Selectionofairconditioningsystemandfreshairsystem）学一楼位于徐州，处于南北交界处，是江苏为数不多冬季供暖的城市，其交通发达，管道布置紧凑，方便运输燃气所以选用燃气轮机作为原动机。余热锅炉可以充分的利用燃气轮机所排放的余热，利用余热产生蒸汽，即可以加热热水用来供学生生活使用，在夏天也可以供吸收式制冷机组供冷使用。因为学一楼占地面积较大，楼上也没有堆放任何杂物，所以每日的光照也可以利用起来，这时类型七中的太阳能利用显得非常合适。在全民提倡节能环保的大环境下下，多种设备的相互配合，真正意义上的实现了能源的分级使用。相比于其他几种形式，第七种形式更适合学一楼的地理环境的优势和复杂的用户需求，所以本文采用第七种形式。因为学一宿舍楼老旧，改造比较困难所以选用结构比较简单的集中式空调系统。利用在学一楼旁单独建造的锅炉房和空调机组房进行热交换，减少改造压力。本文选用的是普通的集中式空调系统属于典型的全空气系统，在集中式空调系统中使用混合式系统，既处理的空气一部分来自新风一部分来自回风.根据新风，回风回合的方式不同，分为一次回风与二次回风。一次回风，送进来的复风，一部分是室外新风，另一部分是室内的回风，二者在喷水室或空气冷却器前混合一次送入制室内称为一次回风系统。新风与回风在喷水室或空气冷却器混合后再与室内空气混合知一次，称为二次回风系统，以回风代替再热器对空气的在加热。二次回风系统虽然理论上节能，但实际效果不佳，过程比较复杂，且不容易控制。所以本文选用一次回风系统来作为学一宿舍楼的送风系统。4.2一次回风（Onereturnair）图4-1一次回风系统过程图Figure4-1Processdiagramofprimaryreturnairsystem如图五所示O点为送风点，为了获取O点常用的方法就是将N点和W点的空气在进入喷水室前进行混合得到C点，经过喷水室的冷却后变成点L最后再从L点加热到O点进行送风处理。送进来的一次回风吸收了室内的余热量和余湿量后就变成了状态点的室内空气进入下一次的新风循环。4.2基本参数(Basicparameters)室内参数要求=24℃，=60％，=54kj/kg室外参数要求=35℃，=92.2kj/kg新风的百分比为15%，送风温差查得为△t=4℃，采用水冷式表面冷却器4.3需冷量计算(Calculationofcoolingrequirements)计算热湿比(4.1)由冷负荷计算可知冷负荷Q=738.72kw，湿负荷W=64.51kg/h则热湿比ε=41246.23确定送风状态点从图中找出N和W点，并过N点作ε=41246.23的直线与设定的=95%的曲线相交得L点取△t=4℃得送风点O。由新风比0.15可以确定c点位置。从图中读得：℃，=46KJ/kg℃，=50KJ/kg=61KJ/kg送风量的计算G=(4.2)式中冷负荷Q为738.72KW计算得G=147kg/s空调系统的所需冷量(4.3)式中送风量G=147kg/s计算得Q=2205KW5.吸收式制冷系统的选型计算5Selectionandcalculationofabsorptionrefrigerationsystem5.1并联流程的溴化锂吸收式制冷(Lithiumbromideabsorptionrefrigerationwithparallelflow)图5-1并联溴化锂吸收式制冷Figure5-1Parallellithiumbromideabsorptionrefrigeration从吸收器底部引出的稀溶液经泵升压后分成两股。一股经高温热交换器进入高压发生器。在高压发生器中被高温蒸气加热，产生蒸气.浓溶液在高温热交换器内放热后与吸收器中的部分稀溶液及来自低温发生器的浓溶液混合，经泵输送至喷淋器。另一股稀溶液在低温热交换器和凝水回热器中吸热后进入低压发生器，在低压发生器中被来自高压发生器的水蒸气加热，产生水蒸气及浓溶液。此溶液在低温热交换器中放热后，与吸收器中的部分稀溶液及来自高压发生器的浓溶液混合后，输送至吸收器的喷淋器。图5-2并联溴化锂吸收式制冷的工作过程Figure5-2Workingprocessofparallellithiumbromideabsorptionrefrigeration(1〉溶液流经高压发生器的工作过程点2的低压稀溶液经泵10提高压力至内.此高压溶液在高温热交换器中吸热后达到点10,然后在高压发生器内吸热产生水蒸气，达到点12成为浓溶液。所产生的水蒸气的比錦为瞄浓溶液在高温热交换器中放热至点13然后与吸收器中的部分稀溶液及低温发生器的浓溶液混合,达到点9,闪发后至点9'.（2）溶液流经低压发生器的工作过程点2的低压稀溶液升压至丸，经低温热交换器升温至点7再经过凝水回热器和低压发生器升温至点4,成为浓溶液.此时产生的水蒸气，其比怜为浓溶液在低温热交换器内放热，至点8,然后与IR收器的部分稀漕液及来自高压发生器的浓溶液混合,达到点9,闪发后至点9。（3）制冷剂（水）的流动高压发生器产生的水蒸气在低压发生器中放热，瓶结成水（点3b）,再进入冷擬器中冷却至点3.低压发生器产生的水蒸气（比烙为A如）也在冷凝器中冷却至点3。冷剂水节流后在蒸发器中制冷,达到点1。然后进入吸收器，被溶液吸收。5.2热力计算(Thermodynamiccalculations)5.2.1已知条件考虑到冷量损失，制冷量应该略大于冷负荷10%-15%，另外溴化锂吸收式制冷一般选用2-4台机器轮换使用，这里选择制冷量=1250kw三台开利双效溴化锂吸收式制冷机组并联使用，其中两台正常使用，一台作为备用机组在检修时轮换使用。加热温度200℃加热蒸汽压力0.8Mpa冷却水进口温度32℃冷却水出口温度38℃冷媒水进口温度13℃冷媒水出口温度8℃5.2.2各点参数溴化锂吸收式制冷机的蒸发温度应该比冷媒水出口温度低，取2℃则蒸发温度=6℃蒸发压力=934.6Pa点1——压力为的饱和水吸收器压力。由于存在流动阻力所导致的损失，所以应该略低于蒸发压力。这里取降低了13Pa。=921.6Pa与蒸发压力相近取=6℃查h-ω图，取=444.2KJ/kg(2)点1a——压力为()的饱和水蒸气因为1a点时饱和的水蒸气所以有KJ/kg(3)点3——压力为的饱和水因为冷凝器的压力和低压的发生器的压力基本上相同则冷凝温度应高于冷却水出口温度，这里取2.5℃，则=40.5℃查水蒸气表得=7.576kPa查h-ω图得=586.2kJ/kg(4)点3b——压力为的饱和水就是高压发生器中的由加热蒸汽温度决定。加热蒸汽温度越高，高压发生器的压力越高。通常取46.66-93.33kPa范围内则==85kPa查水蒸气表得=95.149℃查h-ω得=843.12kJ/kg(5)点2——吸收器出口处的稀溶液应高于流出吸收器的冷却水温度，约3〜6℃。按经验，双效浪化锂吸收式制冷机的吸收器中冷却水的温升约为冷却水总温升的70%，因此推测流出吸收器的冷却水温度=36.2℃取高于4.8℃则=41℃Pa既稀溶液的质量分数由和查得=0.577kJ/kg查h-ω得=276.0kJ/kg(6)点4——低压发生器出口处浓溶液==7.576kPa查p-1/T图得=90℃查h-ω图得=370.5kJ/kg(7)点3a——低温发生器的水蒸气=7.576kPa查h-ω图得=3100kj/kg(8)点12——高压发生器出口处的浓溶液既高压发生器的放气范围为0.045-0.055取0.048则=0.625=156℃，由于超过130℃(5.1)式中h=444.6kJ/kg算得=488.1kJ/kg(9)点3c——高压发生器产生的水蒸气查h-ω图得=3320.4kJ/kg(10)点8——低温热交换器出口处浓溶液=7.576kPa=0.62查h-ω图得kJ/kg(11)低压发生器的循环倍率(5.2)式中=0.62算得(12)点7代表低温热交换器的稀溶液出口状况=7.576kPa=0.577(5.3)由上述参数算得=330.52kJ/kg查h-ω图得(13)冷剂水质量流量1kg冷剂水的制冷量既单位制冷量(5.4)由上述参数算得=2344.6kj/kg(5.5)式中kw=2344.6kJ/kgkg/s(14)高压发生器的循环倍率(5.6)经上述参数算得=13(15)点13高温热交换器出口处浓溶液(过冷溶液）因为高温热交换器入口处浓溶液的温度较高，所以在热交换器中温降大于低温热交换器中浓溶液的温升。通常出口温度在60-70℃，取=65℃=85kPa查h-ω图得kJ/kg(16)点10——离开高温热交换器的稀溶液(5.7)由上述参数算得=410.6kj/kgkPa=0.575查p-1/T图知(17)凝结水在凝结水换热器内放出的热量（单位时间）在计算前，需要参照其他产品的参数值假设一流量进行计算，然后经过计算之后把两者进行比较，若不符合需要重新假设进行计算，直到符合为止。取蒸汽的质量流量；凝结水流入换热器时的温度为，离开换热器时的温度为。查水蒸气表得1kg凝结水的放热量为凝结水的总放热量为(5.8)由上式算的kW(18)单位时间内在高压发生器中所产生的水蒸气含量和低压发生器中产生的水蒸气量。(19)单位时间进入高压发生器的稀溶液质量和进入低压发生器的稀溶液质量(5.9)=3.55kg/s(5.9)=3.21kg/s(20)点9代表吸收器的喷淋溶液(5.10)f为吸收器的再循环倍数一般取20-50，这里取20。算得=287.7kJ/kg(5.11)经上述参数算得=0.593(21)循环过程各点的参数表5-1循环过程各点的参数Table5-1Parametersforeachpointofthecycle温度（t）压力（p）溶液浓度(ω)焓（h）16.00.9210444.21a6.00.92102930.8240.50.9210.575277.0340.57.5760580.33a7.576031003b95.146850843.123c8503320.44907.570.620370.5767.27.570.575330.52860.07.570.620314960.07.570.593287.710116.8850.575410.612156.0850.625488.11365.0850.625342.25.2.3各设备的单位热负荷蒸发器(5.12)经上述参数算得kJ/kg吸收器高压发生器产生1kg水蒸气时，在吸收器内产生的热负荷(5.13)经上述参数算得=3436.2kJ/kg低压发生器产生1kg水蒸气时，在吸收器内的热负荷(5.14)经上述参数算得=3149kJ/kg发生器高压发生器生产1kg水蒸气时的热负荷(5.15)经上式计算得=3839.8kJ/kg低压发生器产生1kg水蒸气时的热负荷(5.16)经上式计算得=2967.92kJ/kg5.2.3各设备的总热负荷(1)蒸发器的总热负荷=1250kW(2)吸收器的总热负荷(5.17)由上述计算可得=1740.36kW(3)高压发生器的热总负荷(5.18)由上述参数计算可得=1049.03kW(4)低压发生器的总热负荷(5.18)由上述参数计算可得=661.2kW(5)冷凝器的总热负荷(5.19)由上述参数计算可得=630.21kW(6)高压溶液热交换器的总热负荷(5.18)由上述参数计算可得=456.2kW(7)低压溶液热交换器的总热负荷(5.18)由上述参数计算可得=164.2kW(8)凝结水热交换器的总热负荷=75.3kW(9)热平衡计算吸热量(5.19)由上述参数计算可得=2374kW放热量(5.20)由上述参数计算可得=2370.36kW5.2.4性能系数COP(5.21)由上述参数计算可得COP=1.111kW5.2.5加热蒸汽量加热的蒸汽压力为0.8Mpa，温度为200℃(5.22)式中γ为汽化潜热取γ=2069kWa为附加系数一般取1.05-1.10这里取1.05经计算得=0.532kg/s=1.916×10³kg/h5.2.6各种流量(1)冷媒水流量冷媒水在蒸发器内降低温度从13℃降至8℃(5.23)由上述参数算得=0.0597m³/s=214.9m³/h(2)冷却水泵流量冷媒水在吸收器和冷凝器内以串流的方式流动，并且温度从32℃升高至38℃(5.24)由上述参数算得=0.0943m³/s=339.6m³/h(3)蒸发器泵的流量(5.25)式中，为蒸发器的再循环倍率，通常取8-15这里取=10由上述参数算得=5.33×10^-3m³/s=19.18m³/h(4)发生器泵的流量(5.26)式中为进入发生器的稀溶液密度。由上述参数算得=3.907×10^-3m³/s=14.06m³/h(5)吸收器泵的流量(5.27)式中为吸收器溶液再循环倍率，一般取20-50，这里取=20；是浓溶液和稀溶液混合后的溶液浓度，取=1.69×10³。经计算=9.82×10^-3m³/s=35.38m³/h5.2.7传热计算(1)高压发生器的传热面积在进入发生器前稀溶液处于过冷状态，需加热至饱和状态才可以进行沸腾。因为升温相较于沸腾所需热量相比微乎不计，所以在传热面积计算时用饱和温度计算。(5.28)式中——发生器的传热系数，W/(㎡·K)取=1163W/(㎡·K)经上述参数计算可得=65.24㎡(2)高压发生器的传热面积(5.29)式中——发生器的传热系数，W/(㎡·K)取=1163W/(㎡·K)经上述参数计算可得=34.5㎡(3)冷凝器的传热面积(5.30)式中——冷凝器的传热系数，W/(㎡·K)取=3489W/(㎡·K)经上述参数计算可得=28.8㎡(4)吸收器的传热面积(5.31)式中——吸收器的传热系数，W/(㎡·K)取=873W/(㎡·K)经上述参数计算可得=268.1㎡(5)蒸发器传热面积(5.32)式中——蒸发器的传热系数，W/(㎡·K)取=2326W/(㎡·K)经上述参数计算可得=97.6㎡(6)蒸发器传热面积(5.33)式中——溶液热交换器的传热系数，W/(㎡·K)取=456W/(㎡·K)经上述参数计算可得=60.9㎡(7)蒸发器传热面积(5.34)式中——溶液热交换器的传热系数，W/(㎡·K)取=456W/(㎡·K)经上述参数计算可得=21.9㎡表5-2传热系数kkofheattransfercoefficients5.3系统的选型(SystemSelection)吸收式制冷机凭借其耗电少，运行平稳，噪声低、能量调节范围广，自动化程度高，安装维护操作简便，无环境污染，对大气臭氧层无破坏作用的特性，而成为举世公认的制冷机发展方向，广泛应用于纺织、医药、烟草、冶金、机械制造、仪器仪表、石油化工、焦化、宾馆、医院、影剧院、体育馆、办公大楼等部门，具有广阔的市场和发展前景。溴化锂吸收式制冷是吸收式制冷中最有代表性的一种，它以溴化锂水溶液作为工质，直燃型制冷机是以直接燃烧燃料作为热源来进行制冷的；蒸汽型、热水型制冷机是以蒸汽、热水等各种相对品味较低的热能作为能源来进行制冷的。吸收式制冷在各种能量转换制冷的技术中，能量转换途径最短，被公认为对能源的利用率最高。1952年开利制造了世界第一台溴化锂吸收式制冷机，开创了吸收式制冷的新领域。开利16系列直燃型双效溴化锂吸收式冷（温）水机组能以轻油、天然气、城市煤气等能源为动力，机组集制冷制热于一体，可提供高效经济的冷水和热水，也可根据用户需求提供卫生热水，并最小限度地使用电能，是优化能源结构、保护地球环境的良好空调设备。根据在上述的计算过程中我们算得的参数，本文选择开利16型机组16DN035。蒸汽压力(表压)：0.8MPa，制冷量：1250kW开利16系列蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组以0.4～0.8MPa的蒸汽为驱动热源制取低温冷水。可配合发电机、余热锅炉实现“电热冷三联供”最大限度的节约能源的消耗符合本文设计的主旨分布式能源系统。6管道设计及泵的选型6Pipelinedesignandpumpselection6.1管道计算(Pipelinecalculation)吸收式制冷系统各个设备之间需要管道来进行连接，制冷剂所产生的冷量也需要通过管道进行传输将冷量运送到需要蒸发器，因此我们需要计算各个设备之间管道的管径，并且进行管路的选型和布置。需要合适的管径才能使系统运行正常。管路之间需要焊接连接.管道与设备及间门的联接处以及需要拆修的地方采用法兰连接，使用润滑油时注意不能使用天然椽胶垫片，也不能涂矿物油，必要时可以涂甘油。铜管与铜管之间采用钢焊。对于公称直径在,20mm以下的细銅管.可拆除部位均采用带螺纹和朝叭口的接头丝扣联接.6.1.1制冷剂管道设计原则1.保证各个蒸发器得到充分的供液；2.管径的选择合理。避免过大的压力损失；3.根据制冷系统的不同特点和不同管段，必须设计有一定的坡度和坡向；4.应能保持气密、清洁和干燥；5.按工艺流程合理，操作、维修、管理方便的原则进行管道的配置；6.输送液体的管段，除特殊要求外，不允许设计成倒“U”字形管段，以免形成阻碍流动的气囊；7.输送气体的管段，除特殊要求外，不允许设计成倒“U”字形管段，以免形成阻碍流动的液囊；8.必须按照制冷系统所用的不同制冷剂特点，选用管材、阀门和仪表等。6.1.2循环水管道计算(6.1)式中d——蒸发器管路内径mV——流体在工作压力和工作温度下的比体积m³/kgu——管径内流体速度m/s——流体的质量流量kg/s蒸发器流量=0.533kg/s由蒸发器入口的6℃饱和工质水物性参数查得v=0.001m³/kg管径内流速越快传热性能越好，不过并不是越快愈好这里取u=4m/s经计算得d=0.013m取公称直径DN156.1.3稀溶液管道计算(6.2)式中d——蒸发器管路内径mV——流体在工作压力和工作温度下的比体积m³/kgu——管径内流体速度m/s——流体的质量流量kg/s高压发生器流量=3.55kg/s由高压发生器出口的0.57溴化锂溶液物性参数查得v=0.000617m³/kg管径内流速越快传热性能越好，不过并不是越快愈好这里取u=2m/s经计算得d=0.037m取公称直径DN406.1.4浓溶液管道计算(6.3)式中d——蒸发器管路内径mV——流体在工作压力和工作温度下的比体积m³/kgu——管径内流体速度m/s——流体的质量流量kg/s高压发生器流量=3.21kg/s由低压发生器出口的0.62溴化锂浓溶液物性参数查得v=0.000617m³/kg管径内流速越快传热性能越好，不过并不是越快愈好这里取u=2m/s经计算得d=0.034m取公称直径DN406.1.5湿蒸汽管道计算(6.4)式中d——蒸发器管路内径mV——流体在工作压力和工作温度下的比体积m³/kgu——管径内流体速度m/s——流体的质量流量kg/s蒸汽流量=0.2228kg/s由蒸汽管道中湿蒸汽的物性参数查得v=0.384m³/kg管径内流速越快传热性能越好，不过并不是越快愈好这里取u=2m/s经计算得d=0.054m取公称直径DN66.2水泵的选择(Selectionofpumps)为了保证溴化锂吸收式制冷的运行，克服流动损失我们需要在各个部件之间选择合适的水泵来供能使用。根据上面所算得的各种泵的流量及管径进行选型。综合了市面上各种的水泵的生产厂家本文选择了湘泵长沙水泵总厂,江西/湘潭/长沙三大生产基地39年老品牌水泵生产厂，其建厂时间较长，产品质量有所保障。因此选择湘泵作为溴化锂吸收式制冷系统的泵。6.2.1冷却循环水泵的选型上述算得冷却水泵流量冷媒水在吸收器和冷凝器内以串流的方式流动，并且温度从32℃升高至38℃得=0.0943m³/s=339.6m³/h选用HW型混流泵为卧式、单级、单吸、前后开门结构、悬臂式混流泵。适用于输送清水或物理、化学性质类似于水的其它液体，被输送液体温度不宜高于50℃。广泛适用于农田排灌、工业和城市给排水等多种场合。HW型混流泵1.特点：结构简单、使用可靠﹑装拆方便，体形小、重量轻﹑流量大﹑效率高。2.传动方式：有直联传动和皮带传动两种。常用动力机是电动机和柴油机。订货时应明确动力机的型号（功率、转数），以便确定联轴器或皮带轮的规格。3.HW混流泵水泵方向：向水泵进口看，叶轮一般为逆时针旋转（650HW—7S有顺时针旋转和逆时针旋转两种）。型号流量

（m3/h）扬程（m）转速（Rpm）效率（%）配套功率（kw）250HW-7450798083156.2.2蒸发器泵的选型蒸发器泵的流量=19.18m³/h选用ISG型系列单级单吸管道离心泵，科技人员联合国国内水泵专家，选用国内优秀水力模型，采用IS型离心泵之性能参数，在一般立式泵的基础上进行巧妙组合设计而成，同时根据使用温度、介质等不同在ISG型基础上派生出适用热水、高温腐蚀性化工泵、油泵。该系列产品具有高效节能、噪音低、性能可靠等优点，符合新国家机械部JB/T53058-93的标准要求，产品按国际ISO2858标准设计制造。ISG型立式管道离心泵，供输送清水及物理化学性子类似于清水的其他液体之用，适用于工业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输送、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，使用温度T＜80℃。型号流量

（m3/h）扬程（m）转速（Rpm）效率（%）配套功率（kw）ISG50-125(I)A22.3162900662.26.2.3发生器泵的选型发生器泵的流量=3.907×10^-3m³/s=14.06m³/h同上选用管道泵型号流量

（m3/h）扬程（m）转速（Rpm）效率（%）配套功率（kw）ISG