關于吸收式制冷系統(tǒng)仿真建模的分析

摘 要：在吸收式制冷系統(tǒng)中，存在兩相、兩組分流體流動，同時具有很多子部件，因而仿真建模及求解難度較大。應用面向對象模塊化仿真建模方法，分解吸收式制冷系統(tǒng)為2個子系統(tǒng)，按照相關參數(shù)耦合關系建立連接，分別對系統(tǒng)、部件仿真模型加以建立，在各種雙效溶液流程吸收式制冷系統(tǒng)運行特性的仿真研究中，能夠發(fā)揮較好的作用。

關鍵詞：吸收式；制冷系統(tǒng)；仿真建模

中圖分類號：TB65 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0253-01

前 言

吸收式制冷機是一種常用的制冷系統(tǒng)，具有電能消耗低、節(jié)省制冷劑等優(yōu)勢，與當前節(jié)能降耗的發(fā)展基調非常契合。在吸收式制冷系統(tǒng)研究中，通過建立對應的數(shù)學計算模型，采用計算機進行仿真優(yōu)化，具有良好的預測性、經(jīng)濟性、快速性。

1 吸收式制冷系統(tǒng)分解

吸收式制冷系統(tǒng)，包括了熱力設備，如溶液交換器、蒸發(fā)器、冷凝器、吸收器、發(fā)生器等。在部件中，溶液、制冷劑循環(huán)流動，連接各個部件流體熱力參數(shù)。運行當中，可將吸收式制冷系統(tǒng)作為連續(xù)系統(tǒng)，通過微分方程的方法描述。吸收式制冷系統(tǒng)有很多部件，同時有復雜的介質流動方式，系統(tǒng)具有強耦合性、非線性特點，因而仿真建模難度較大。對系統(tǒng)模型的構造中，對系統(tǒng)合理分解，以降低仿真建模難度[1]。根據(jù)制冷系統(tǒng)的共性，對系統(tǒng)模型加以分解，如圖1所示分為2個子系統(tǒng)，左側為類壓縮機子系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括吸收器、高低溫溶液交換器、高低壓發(fā)生器等；右側為冷凝蒸發(fā)子系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、節(jié)流部件、冷凝器等。

2 吸收式制冷系統(tǒng)仿真建模

2.1 冷凝蒸發(fā)子系統(tǒng)仿真建模

2.2 類壓縮機子系統(tǒng)仿真建模

3 吸收式制冷系統(tǒng)仿真結果與實驗數(shù)據(jù)對比分析

利用以上方法，對吸收式制冷系統(tǒng)仿真建模，對啟動、停機過程仿真計算，同時與實驗數(shù)據(jù)相比較。采用小型雙效直燃型吸收式熱泵作為研究對象，額定冷量為35W/kW。實驗運行條件如表1所示。在啟動過程中，高壓和低壓發(fā)生器，出口溶液溫度具有指數(shù)規(guī)律上升的狀態(tài)，是因為發(fā)生器中，具有大量溶液，筒體殼體熱容量較大，形成了大熱容熱慣性環(huán)節(jié)。仿真值和實驗值的差異，是因為系統(tǒng)運行中，筒體溶液量不斷改變，因而熱容發(fā)生變化。蒸發(fā)器冷劑水量到達一定值，冷劑水噴淋泵延時打開，產(chǎn)生制冷量也有延時。

在停機過程中，高壓發(fā)生器加熱面，火焰輻射熱量消失，不過煙管仍持續(xù)煙氣對流換熱，高壓發(fā)生器中，高溫筒體壁、筒中溶液有大熱容，因此溶液溫度下降慢。高壓發(fā)生器中，溶液的壓力、濃度、溫度相對平衡，降低熱量后壓力減小，蒸汽量、蒸汽溫度也下降，因此對低壓發(fā)生器加熱量降低，溶液出口溫度也降低。停機后，蒸發(fā)器液囊中還存在冷劑水量，蒸發(fā)器仍工作。

4 小 結

通過類比吸收式制冷系統(tǒng)與壓縮式制冷系統(tǒng)，將吸收式制冷系統(tǒng)分解為冷凝蒸發(fā)子系統(tǒng)、類壓縮機子系統(tǒng)2個部分。針對2個子系統(tǒng)，結合參數(shù)耦合關系，分別對仿真模型加以建立。結果表明在溶液流程雙效吸收式制冷系統(tǒng)研究中，該方法比較適用，能夠取得理想的效果。

參考文獻

[1]賈 炯，王輝濤，劉泛函，等.基于R124/DMAC為工質的壓縮吸收式制冷系統(tǒng)的性能分析[J].化工進展，2017，36（7）：2436～2442.

[2]王 超，楊玉濤，張琰清，等.單效溴化鋰吸收式太陽能制冷系統(tǒng)仿真研究[J].青島大學學報（工程技術版），2017（4）：125～129.

收稿日期：2018-7-15

作者簡介：李友良（1990-），男，漢族，湖南邵陽人，研究方向為多聯(lián)機開發(fā)。