[發明專利]一種確定熱水單效型溴化鋰制冷機熱力特性的計算方法

在審

• 申請號: 201710133636.7
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN108019975A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 林振嫻;趙志淵
• 申請（專利權）人: 林振嫻
• 主分類號: F25B15/06
• 分類號: F25B15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種熱水單效型溴化鋰制冷機熱力特性的計算方法，其特征在于：所述的熱力特性計算方法包括以下步驟：

S1，相關參數的采集與測定；

S2，制冷機設計參數的選定；

S3，熱力循環點參數的計算；

S4，設備負荷計算及制冷量的確定。

2.根據權利要求1所述的熱水單效型溴化鋰制冷機熱力特性的計算方法，其特征在于：S1相關參數的采集與測定還包括如下步驟：

S11，根據項目系統構成，采集熱水單效型溴化鋰制冷機熱源水的進口壓力、進口溫度及流量等參數信息；

S12，確定加熱工作熱水熱損失的附加系數，確定冷媒水的進、出口溫度及冷卻水進口溫度；

S13，確定加熱工作熱水進口壓力下的飽和溫度及比熱容。

3.根據權利要求1所述的熱水單效型溴化鋰制冷機熱力特性的計算方法，其特征在于：S2制冷機設計參數的選定還包括如下步驟：

S21，確定熱水單效型溴化鋰制冷機吸收器和冷凝器的連接形式，是串聯還是并聯；

S22，設定冷卻水總溫升，并對吸收器出口和冷凝器出口的冷卻水溫升進行分配；

S23，設定冷媒水的蒸發溫度與出口溫度之差；

S24，設定吸收器壓損及稀溶液再循環倍率；

S25，設定溴化鋰稀溶液在吸收器與冷凝器之間的濃度差；

S26，設定冷端溫差。

4.根據權利要求1所述的熱水單效型溴化鋰制冷機熱力特性的計算方法，其特征在于：S3熱力循環點參數的計算還包括如下步驟：

1)根據第一計算式計算蒸發器出口處冷劑蒸氣的溫度，所述一計算式為：

t0＝tx′-Δt

式中，t0為蒸發器出口處冷劑蒸氣的溫度，℃；tx′為冷媒水出口溫度，℃；Δt為蒸發溫度與冷媒水出口溫度的差值，℃；

2)根據蒸發器出口處冷劑蒸氣的溫度確定其壓力p0及焓值h0；

3)根據第二計算式計算吸收器出口處稀溶液的溫度，所述第二計算式為：

ta＝tw+Δtw

式中，ta為吸收器出口處稀溶液的溫度，℃；tw為冷卻水進口溫度，℃；Δtw為冷卻水總溫升，℃；

4)根據第三計算式計算吸收器出口處稀溶液的壓力，所述第三計算式為：

Pa＝P0-ΔP0

式中，Pa為吸收器出口處稀溶液的壓力，MPa；ΔP0為吸收器進口處與出口處稀溶液的壓力差；

5)根據第四計算式計算吸收器出口處稀溶液的濃度，所述第四計算式為：

式中，ξa為吸收器出口處稀溶液的濃度，％；A、B、C、D為吸收器出口處稀溶液濃度的計算系數，其取值根據吸收器出口處稀溶液壓力下的飽和溫度計算得到；

6)根據第五計算式計算吸收器出口處稀溶液的焓值，所述第五計算式為

式中，ha為吸收器出口處稀溶液的焓值，kJ/kg；E、F、G為吸收器出口處稀溶液焓值的計算系數，其取值根據吸收器出口處稀溶液的溫度和濃度計算得到；

7)根據第六計算式計算冷凝器出口處冷劑水的溫度，所述第六計算式為：

tk＝ta+Δtk

式中，tk為冷凝器出口處冷劑水的溫度，℃；Δtk為冷凝溫度與冷卻水出口溫度的差值，℃；

8)根據冷凝器出口處冷劑水的溫度確定其壓力pk及焓值hk；

9)根據第七計算式計算發生器出口處濃溶液的濃度，所述第七計算式為：

ξr＝ξa+Δξr

式中，ξr為發生器出口處濃溶液的濃度，％；Δξr為發生器出口處溶液的濃度差，％；

10)根據第八計算式確定發生器出口處濃溶液的壓力，所述第八計算式為：

Pr＝Pk

式中，Pr為發生器出口處濃溶液的壓力，MPa；

11)根據第四計算式和第五計算式分別計算發生器出口處濃溶液的溫度tr和焓值hr；

12)根據第九計算式確定發生器進口處飽和稀溶液的濃度，所述第九計算式為：

ξ5＝ξa

式中，ξ5為發生器進口處飽和稀溶液的濃度，％；

13)根據第十計算式確定發生器進口處飽和稀溶液的溫度，所述第十計算式為

P5＝Pk

式中，P5為發生器進口處飽和稀溶液的壓力，MPa；

14)根據第四計算式和第五計算式分別計算發生器出口處稀溶液的溫度t5和焓值h5；

15)根據第十一計算式確定冷凝器進口處水蒸汽的溫度，所述第十一計算式為：

式中，t3′為冷凝器進口處水蒸汽的溫度，℃；

16)根據冷凝器進口處水蒸汽的溫度確定其壓力P3′及焓值h3′；

17)根據第十二計算式確定吸收器進口處飽和濃溶液的濃度，所述第十二計算式為：

ξ6＝ξr

式中，ξ6為吸收器進口處飽和濃溶液的濃度，％；

18)根據第十三計算式確定吸收器進口處飽和濃溶液的壓力，所述第十三計算式為：

P6＝Pa

式中，P6為吸收器進口處飽和濃溶液的壓力，MPa；

19)根據第四計算式和第五計算式分別計算吸收器進口處飽和濃溶液的溫度t6和焓值h6；

20)根據第十四計算式確定熱交換器出口處濃溶液b的濃度，所述第十四計算式為：

ξ8＝ξr

式中，ξ8為熱交換器出口處濃溶液b的濃度，％；

21)根據第十五計算式確定熱交換器出口處濃溶液b的溫度，所述第十五計算式為：

t8＝ta+Δtcold

式中，t8為熱交換器出口處濃溶液b的溫度，℃；Δtcold為冷端溫差，℃；

22)根據第五計算式分別計算發生器出口處稀溶液的焓值h8；

23)根據第十六計算式確定熱交換器出口處稀溶液a的濃度，所述第十六計算式為：

ξ7＝ξa

式中，ξ7為熱交換器出口處稀溶液a的濃度，％；

24)根據第十七計算式確定熱交換器出口處稀溶液a的焓值，所述第十七計算式為：

式中，h7為熱交換器出口處稀溶液a的焓值，kJ/kg；

25)根據第十八計算式確定吸收器噴淋溶液的濃度，所述第十八計算式為：

式中，ξ9為吸收器噴淋溶液的濃度，％；f為吸收器稀溶液再循環倍率；

26)根據第十九計算式確定吸收器噴淋溶液的焓值，所述第十九計算式為：

式中，h9為吸收器噴淋溶液的焓值，kJ/kg；

27)根據加熱工作熱水的壓力和溫度確定其比熱容；

28)根據第二十計算式計算溴化鋰制冷機的循環倍率，所述第二十計算式為：

式中，a為溴化鋰制冷機的循環倍率。

5.根據權利要求1所述的熱水單效型溴化鋰制冷機熱力特性的計算方法，其特征在于：S4設備負荷計算及制冷量的確定還包括如下步驟：

1)根據第二十一計算式計算制冷機中冷劑水的流量，所述第二十一計算式為：

式中，qmw為制冷機中冷劑水的流量，kg/s；Q0為熱水單效型溴化鋰制冷機的制冷量，kW；

2)根據第二十二計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機發生器熱負荷，所述第二十二計算式為：

Qg＝qmw×[(a-1)×h4+h3′-a×h7]

式中，Qg為熱水單效型溴化鋰制冷機發生器熱負荷，kW；

3)根據二十三計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機冷凝器熱負荷，所述第二十三計算式為：

Qk＝qmw×(h3′-h3)

式中，Qk為熱水單效型溴化鋰制冷機冷凝器熱負荷，kW；

4)根據第二十四計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機吸收器熱負荷，所述第二十四計算式為：

Qa＝qmw×[(a-1)×h8+h0-a×ha]

式中，Qa為熱水單效型溴化鋰制冷機吸收器熱負荷，kW；

5)根據第二十五計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的熱力系數，所述第二十五計算式為：

式中，ζ為熱水單效型溴化鋰制冷機的熱力系數；

6)根據第二十六計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的加熱工作熱水流量，所述第二十六計算式為：

式中，M2為熱水單效型溴化鋰制冷機的加熱工作熱水流量，kg/s；Δh為加熱工作熱水的放熱焓值，kJ/kg。

7)根據第二十七計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的吸收器溶液密度，所述第二十七計算式為：

式中，ρa為熱水單效型溴化鋰制冷機的吸收器溶液密度，kg/L；a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6為熱水單效型溴化鋰制冷機的吸收器溶液密度的計算系數；

8)根據第二十八計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的吸收器泵的流量，所述第二十八計算式為：

式中，為熱水單效型溴化鋰制冷機的吸收器泵的流量，m3/h；

9)根據第二十九計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器溶液密度，所述第二十九計算式為：

式中，ρk為熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器溶液密度，kg/L；a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6為熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器溶液密度的計算系數；

10)根據第三十計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器泵的流量，所述第三十計算式為：

式中，為熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器泵的流量，m3/h；

11)根據第三十一計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的冷媒水泵的流量，所述第三十一計算式為：

式中，為熱水單效型溴化鋰制冷機的冷媒水泵的流量，m3/h；tx″為冷媒水進口溫度，℃；tx′為冷媒水出口溫度，℃；Cp為冷媒水的比熱容，4.1868kJ/(kg·℃)；

12)根據吸收器和冷凝器的連接形式確定冷卻水流經吸收器和冷凝器的形式；

13)根據第三十二計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的冷卻水泵的流量，所述第三十二計算式為：

(a.吸收器所需冷卻水泵的流量)；

(b.冷凝器所需冷卻水泵的流量)；

(吸收器和冷凝器為并聯連接時，冷卻水泵的流量)；

(吸收器和冷凝器為串聯連接時，冷卻水泵的流量)；

式中，為吸收器所需冷卻水泵的流量，m3/h；Δtw1為冷卻水在吸收器中的溫升，℃；為冷凝器所需冷卻水泵的流量，m3/h；Δtw2為冷卻水在冷凝器中的溫升，℃；為冷卻水泵的流量，m3/h；

14)確定蒸發器冷劑水的再循環倍率α；

15)根據第三十三計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的蒸發器泵的流量，所述第三十三計算式為：

式中，為熱水單效型溴化鋰制冷機的蒸發器泵的流量，m3/h；

16)根據第三十四計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器的傳熱面積，所述第三十四計算式為：

式中，Fg為熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器的傳熱面積，m2；Kg為熱水單效型溴化鋰制冷機發生器的傳熱系數，W/(m2·℃)；tf-in為加熱工作熱水進口溫度，℃；bg1為發生器換熱過程中，冷流體換熱系數，無量綱；

17)根據第三十五計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的冷凝器的傳熱面積，所述第三十五計算式為：

式中，Fk為熱水單效型溴化鋰制冷機的冷凝器的傳熱面積，m2；Kk為熱水單效型溴化鋰制冷機冷凝器的傳熱系數，W/(m2·℃)；bk1為冷凝器換熱過程中，冷流體換熱系數，無量綱；

18)根據第三十六計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的吸收器的傳熱面積，所述第三十六計算式為：

式中，Fa為熱水單效型溴化鋰制冷機的吸收器的傳熱面積，m2；Ka為熱水單效型溴化鋰制冷機吸收器的傳熱系數，W/(m2·℃)；aa1為吸收器換熱過程中，熱流體換熱系數，無量綱；ba1為吸收器換熱過程中，冷流體換熱系數，無量綱；

19)根據第三十七計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的蒸發器的傳熱面積，所述第三十七計算式為：

式中，F0為熱水單效型溴化鋰制冷機的蒸發器的傳熱面積，m2；K0為熱水單效型溴化鋰制冷機蒸發器的傳熱系數，W/(m2·℃)；b01為蒸發器換熱過程中，冷流體換熱系數，無量綱；

20)根據第三十八計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的溶液熱交換器的傳熱面積，所述第三十八計算式為：

式中，Fex為熱水單效型溴化鋰制冷機的溶液熱交換器的傳熱面積，m2；Kex為熱水單效型溴化鋰制冷機溶液熱交換器的傳熱系數，W/(m2·℃)；aex1為溶液熱交換器換熱過程中，熱流體換熱系數，無量綱；bex1為溶液熱交換器換熱過程中，冷流體換熱系數，無量綱；

21)根據第三十九計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器的對數平均溫差，所述第三十九計算式為：

式中，Δtm為熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器的對數平均溫差，℃；tf-out為加熱工作熱水出口溫度，℃；

22)根據第四十計算式計算熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器的核算對數平均溫差，所述第四十計算式為：

式中，Δt′m為熱水單效型溴化鋰制冷機的發生器的核算對數平均溫差，℃。