单效溴化锂吸收式制冷机的优化设计.pdfVIP

中国工程热物理学会 T程热力学 学术会议论文 编吁：061092 单效溴化锂吸收式制冷机的优化设计 唐聪崔晓钰 黄彬彬石景祯 上海理工大学动力学院 上海200093 Tel-mail：tcl981314@126．com 摘要：本文建立r低温热驱动峄效型溴化钝制冷机的计算模型，进行r其设计计算，利用matlab优 化．T具箱中的非线性约束优化函数，优化J，设计选择参数，Zt!matlab、F台下编写J，程序。以初投资及 运行费用最小为目标函数，实现了单效低温热驱动型溴化锂吸收式制冷机的优化设计。 关键词：低温热驱动单效溴化锂吸收式制冷；·优化设计；matlab优化1=具箱；非线性优化； 1． 引言 随着社会的发展，能源紧缺和环境污染是当今世界的日益突出的两大问题。这促使 人们越来越重视清洁能源的利用和节能制冷技术。在制冷空调技术迅猛发展的今天，出 现了多种类型的制冷空调机组，其中吸收式制冷冈迎合当今节约电能能耗和降低环境污 染要求而受到青睐。吸收式制冷技术能利用低品位的热能作为动力，能源利用范围广， 在我国能源比较紧缺的条件下，使用这种机型具有现实意义． 然而目前低温热驱动型溴化锂吸收式制冷机可利用热源温度在80℃以上，热源工 质进出口温差比较小．体积大、初投资高，COP值低(0．7左右)，不能为市场所普遍接 受。因此，低温热驱动型溴化锂吸收式制冷机在系统设计方面更要做好。在这一领域， 国内外学者已做了许多～【：作。如P．J．Martinez”‘等用统计方法结合确切的部件传热系数 对单效吸收式制冷进行了优化设计，得剑目标为COP时，部件传热面积的匹配关系。 R．D．UisraH’等则运用热经济学理论对单效吸收式制冷系统的设计参数进行了优化计 算。国内，施哲强，陈金灿应用四热源内可逆循环模型研究吸收式制冷机受外界传热不 可逆性影响时的性能，导出了循环的单位面积制冷负荷和制冷系数间的基本优化关系。 、 本文在前人所做工作的基础上建立了新的目标函数，即以投资总费用即初投资与运 行费用之和作为目标函数，以单效低温热驱动型溴化锂吸收式制冷机为研究对象，通过 优化设计选择参数，以达到较低的投资总费用，并编制了相应的优化程序。 2． 单效溴化锂吸收式制冷机工作原理及工艺流程 溴化锂吸收式制冷T作原理如图l所示。高压冷剂水蒸汽在冷凝器中向冷却水释放 热量，凝结为冷荆水，经节流进入蒸发器。在蒸发器中。 冷剂水被汽化为低压冷剂水 蒸汽，同时吸收冷媒水的热量产生制冷效应。在吸收器中来自溶液热交换器的浓溴化锂 溶液作为吸收剂吸收来自蒸发器的低压冷剂水蒸汽。为增人吸收能力同时带走吸收过程 放出的吸收热用冷却水对溴化锂溶液进行冷却，溶液稀化后再泵入溶液热交换器与浓溴 化锂溶液换热，经溶液热交换器吸热的稀溶液进入发生器，在热源．工：质的加热‘卜．进行发 本课题由国家自然科学基金(NO资助。 556 生浓缩．浓缩后的浓溶液进入溶液热交换器放热．产生的高压水蒸气进入冷凝器。 T19 T18Hot f●t●r T13 T14 water coolinlE ehzlled-●t●r 幽1 系统流程幽 3． 吸收式制冷机的设计 本文在设计过程中对整个机组作了如下假设：1．蒸发器出口为饱和蒸汽；2．吸收器 出口稀溶液为饱和溶液，即相平衡溶液：3．发生器出口浓溶液为饱和溶液；4．冷凝器出 口为饱和水5．发生器与冷凝器压力相等：6．吸收器压力比蒸发器压力低72Pa．设计给定 冷媒水出口温度：7℃； 冷却水质量流量： 参数有冷媒水质量流量：0．2867堙／s： 0．8335堙／s：冷却水进口温度：32℃；热水进口质量流量：0．3756堙／s：