制冷机数学模型

第三章漠化锂吸收式制冷机模型

3.1澳化锂吸收式制冷机工作原理

图1.1制冷机工作流程图

在高压发生器中，稀溶液被驱动热源加热。在较高的发生压力如下产生

冷剂蒸汽，因该蒸汽具有较高的温度，又被通入低压发生器作为热源，加

热低压发生器中的溶液，使之在冷凝压力下产生冷剂蒸汽。此时，低压发

生器则相当于高压发生器的冷凝器。由此可见，驱动热源的能量在高压发

生器和低压发生器中得到了两次利用，称为双效循环。显然，与单效循环

相比，产生同等制冷量所需的驱动热源加热量减少，即双效机组的热效率

比单效机组高。

吸收式制冷机工作原理

图1.2单效澳化锂制冷机

在制冷剂PI路中，高压发生器中产生的冷剂蒸汽，在低压发生器中加

热溶液后，凝结成冷剂水，经节流减压后进入冷凝器，与低压发生器中产

生的冷剂蒸汽一起被冷凝管内的冷却水冷却凝结成冷剂水。冷凝器中的冷

剂水节流后进入蒸发器，经冷剂泵输送，喷淋在蒸发器管簇上，吸取管内

冷水的热量，在蒸发压力下蒸发，使冷水温度降低，达到制冷的目的。蒸

发器中产生的冷剂蒸汽流入吸收器被漠化锂溶液吸收。

在溶液回路中，吸收器中的滤化锂稀溶液被溶液泵输送经高低温换热器送

入高压发生器，热源加热产生制冷剂蒸汽，中间浓度溶液经高温换热器流

入低压发生器继续蒸发出制冷剂蒸汽，浓溶液流出低压发生器经低温换热

器回流至吸收器。

冷却水回路中，冷却塔中的冷却水经冷却水泵输送至吸收器中，降低了吸

收器中溟化锂溶液的温度，随之被送往冷凝器冷凝制冷剂蒸汽，最后回流

至冷却塔，完成一次循环。

3.2高压发生器模型

吸热Qhg

余热锅炉热量蒸汽蒸汽流量mhgvout

蒸汽温度thgvout

高压发生器

浓溶液流量mhgout

流量mhgin流入稀溶液浓溶液

__浓溶液温度thgout

温度thgin

浓溶液浓度Ohgout

浓度£hgin

>

高压发生器模块

输入变量名称符号输出变量名称符号

压力(kPa)P流入稀溶液始(kJ/kg)hhgin

稀溶液入口流量流出中浓溶液的焰

mhginhhgout

(kg/s)(kJ/kg)

稀溶液浓度(％)ehgin水蒸气焰(kJ/kg)hhgv

稀溶液入口温度(℃)thgin吸热(kJ/s)Qhg

浓溶液出口温度(℃)thgout浓溶液流量mhgout

浓溶液浓度(％)shgout蒸汽流量mhgvout

thgvou

蒸汽出口温度(℃)

t

废气热量吸收效率a

溶液入口温度tlgm吸热Qg

蒸汽‘蒸汽流量migv

溶液出OSL®tlgout―—-----------►

―►«蒸汽温度通

高温蒸汽温度thgvJ

低压发生器

露编入中浓溶液,

浓溶液浓溶液流量migout

浓溶液温度tlgout

浓度浓溶液浓度Elgout

低压发生器模块

输入变量名称符号输出变量名称符号

流出浓溶液温度(℃)tlgout出口浓溶液蛤(kJ/kg)hlgout

浓溶液浓度(％)elgout产生蒸汽燃(kJ/kg)hlgv

发生蒸汽温度(℃)tlgv吸热(kJ/s)Qlg

传热系数(kJ/m—C)Klg出口浓溶液流量(kg/s)migout

传热面积(nf)Fig蒸汽流量(kg/s)mlgv

溶液质量守恒方程：mlgin=mlgout+mlgv,mlgin为低压发生器溶液进口

流量，migout为低压发生器溶液出口流量，mlgv为蒸汽发生流量.

溶液能量守恒方程：

Qlg+mlgin*hlgin=mlgout*hlgout+mlgv*hlgv+Qsh,hlgin,hlgout为

低压发生器溶液进口焙，溶液出口熔，Qsh为筒体热熔存在而引起的热量

消耗，Qlg为吸收的热量，hlgv为产生的蒸汽焰.

吸收的热量：Qlg=Klg*Flg[(thgv-tlgin)-0.65*(tlgout-tlgin)],Klg,Fig为

低压发生器的传热系数和传热面积，tlgin,tlgout分别为溶液的入口温度

和出温度.

已知温度和浓度溶液的烯公式:

系数和传热面积，tlgin,tlgout分别为溶液的入口温度和出温度.an,bn,

cn为常数，t为温度，£为浓度.

水蒸气焰：hhg=418.68+Cpl*t1+r+Cpg*(t-t1),其中Cpl取值为

4.1868KJ(Kg.℃),Cpg为过热水蒸气从tl到t时的定压平均比热容.

制冷剂能量守恒方程：mlgv*hlgv=mlgvout*hlgvout.

总容积守恒方程：

Mlgv,Mlg分别为筒体内蒸汽和溶液的质量，plgv,pig分别为蒸气密度和

溶液密度，Vig为高压发生器的总容积.

3.4冷凝器模型

冷剂水冷剂水流量mconout

冷剂水温度tconout

流量mconln

流入蒸汽

温度tconin冷凝器

冷却水入口温tcwin

放热Qcon

冷却水出口tcwout

冷凝温度tcon

冷凝器

输入变量名称符号输出变量名称符号

冷凝器压力(kPa)Peon冷凝放热(kJ/s)Qcon

冷却水进口温度(℃)tcwin冷媒水出口流量(kJ/kg)mconout

冷却水出口温度(℃)tewout温度换算(K)T

冷凝温度(℃)tcon冷媒水始(kJ/kg)hconout

换热系数(kJ/m—C)Kew

换热面积(m2)Few

制冷剂质量方程：mconin=mconout,mconin为冷凝器进口蒸汽流量，

mconout为冷凝器冷凝水出口流量.

能量守恒方程：mconin*hconin=mconout*hconout+Qcon,hconin,

hconout为冷凝器进口蒸汽焙，冷凝器冷剂水出口焙，Qcon为放出的热

量即冷却水吸收的热量.

放出的热量：Qcon=Kcw*Fcw[(tcon-tcwin)-0.65*(tcwout-tcwin)),

Kcw,Few为冷凝器的传热系数和传热面积,tcwin,tcwout分别为冷却水

的入口温度和出口温度.tcon为冷凝温度.

总容积守恒方程：

Mcon,Mconv分别为冷凝器内冷剂水质量和蒸汽质量，peon,pconv分

别为冷剂水密度和冷剂蒸汽密度，Vcon为冷凝器的总容积.

蒸汽和溶液燃的方程式与上面相同……

3.5蒸发器模型

流量mevin

流入冷凝水1冷剂蒸汽1

冷剂烝汽流ITIevout

温度tevin

冷剂蒸汽温度tevout

蒸发器

吸收热量Qsh

-----------►

蒸发器

输入变量名称符号输出变量名称符号

蒸发器压力(kPa)Pev温度换算(K)T1

冷媒水进口温度(℃)tevin蒸发蒸汽焙(kJ/kg)hevout

制取冷量(kJ/s)Qsh

制冷剂质量方程：mgvin=mgvout,mgvin为蒸发器制冷剂进口流量,

mgvout为蒸发器冷凝蒸汽出口流量.

能量守恒方程：mgvin*hgvin=mgvout*hgvout+Qsh,hgvin,hgvout为

蒸发器进口蒸汽烙，冷凝蒸汽出口焙，Qsh为吸收的热量即制取的冷量.

始的公式求取如上一致.

3.6吸收器模型

流量mabv

流入蒸汽流出稀溶液稀溶液流量mabout

,温度tabv_________.J1

稀溶液温度tabout

稀溶液浓,度Eabout

>

吸收器

浓溶液温度tabin

流入浓溶液放热Qab冷却水入口tiiiitcwin

浓溶液浓度Eabin►

f“

冷却水出口tewout

浓溶液流量mabin

\