CN108019975A - 一种确定热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，主要针对热水单效型溴化锂制冷机的热源参数不同，溴化锂制冷机很难做到标准设计，通常根据热源和用户进行单独设计，需要耗费大量的人力和时间进行繁琐的热力循环计算而设计。本发明热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法包括：相关参数的采集与测定、制冷机设计参数的选定、热力循环点参数的计算、设备负荷计算及制冷量的确定。本发明能够准确计算热水单效型溴化锂制冷机的制冷量及工作热水出口温度，为热水单效型溴化锂制冷机在工程中的配置方案提供依据，进而使整个工程系统的热效率达到最大，最终达到节能降耗的目的。

Description

一种确定热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法

技术领域

本发明涉及一种热能工程领域的制冷设备，尤其涉及一种热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法。

背景技术

天然气分布式能源是分布在用户端的能源综合利用系统。它是以气体燃料为主、可再生能源为辅，通过燃气轮机或者内燃机发电，将其尾部烟气通过能量转换设备生产出用户所需要的热能利用形式，如蒸汽、生活热水、采暖热水或制冷用热能等；按照“温度对口、梯级利用”的用能原则，使得天然气分布式能源系统的综合能源利用率大于70％。发展天然气分布式能源是降低能源成本、提升能源效率、改善大气环境的一种有效技术途径。

热水单效型溴化锂制冷机是构建天然气分布式能源系统的主要设备之一，其制冷量极易受到热源热水参数的影响。在某些工况条件下，热水单效型溴化锂制冷机的制冷量很难与项目负荷需求相匹配。确定变工况条件下，热水单效型溴化锂制冷机的制冷量对天然气分布式能源系统的方案配置起到了决定性作用。

因此，要构建一个适用于热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，是合理配置天然气分布式能源系统的基础手段，能够为天然气分布式能源系统运行方案提供基础数据，具有重要的实用意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种适用于热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法。

为达到上述目的，本发明一种确定热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，所述的热力特性的计算方法包括：

S1，相关参数的采集与测定；

S2，制冷机设计参数的选定；

S3，热力循环点参数的计算；

S4，设备负荷计算及制冷量的确定。

进一步地，相关参数的采集与测定还包括如下步骤：

S11，根据项目系统构成，采集热水单效型溴化锂制冷机热源水的进口压力、进口温度及流量等参数信息；

S12，确定加热工作热水热损失的附加系数，确定冷媒水的进、出口温度及冷却水进口温度；

S13，确定加热工作热水进口压力下的饱和温度及比热容；

进一步地，制冷机设计参数的选定还包括如下步骤：

S21，确定热水单效型溴化锂制冷机吸收器和冷凝器的连接形式，是串联还是并联；

S22，设定冷却水总温升，并对吸收器出口和冷凝器出口的冷却水温升进行分配；

S23，设定冷媒水的蒸发温度与出口温度之差；

S24，设定吸收器压损及稀溶液再循环倍率；

S25，设定溴化锂稀溶液在吸收器与冷凝器之间的浓度差；

S26，设定冷端温差。

进一步地，热力循环点参数的计算还包括如下步骤：

1)根据第一计算式计算蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，所述一计算式为：

t₀＝t_x′-Δt

式中，t₀为蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，℃；t_x′为冷媒水出口温度，℃；Δt为蒸发温度与冷媒水出口温度的差值，℃；

2)根据蒸发器出口处冷剂蒸气的温度确定其压力p₀及焓值h₀；

3)根据第二计算式计算吸收器出口处稀溶液的温度，所述第二计算式为：

t_a＝t_w+Δt_w

式中，t_a为吸收器出口处稀溶液的温度，℃；t_w为冷却水进口温度，℃；Δt_w为冷却水总温升，℃；

4)根据第三计算式计算吸收器出口处稀溶液的压力，所述第三计算式为：

P_a＝P₀-ΔP₀

式中，P_a为吸收器出口处稀溶液的压力，MPa；ΔP₀为吸收器进口处与出口处稀溶液的压力差；

5)根据第四计算式计算吸收器出口处稀溶液的浓度，所述第四计算式为：

式中，ξ_a为吸收器出口处稀溶液的浓度，％；A、B、C、D为吸收器出口处稀溶液浓度的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液压力下的饱和温度计算得到；

5)根据第五计算式计算吸收器出口处稀溶液的焓值，所述第五计算式为

式中，h_a为吸收器出口处稀溶液的焓值，kJ/kg；E、F、G为吸收器出口处稀溶液焓值的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液的温度和浓度计算得到；

6)根据第六计算式计算冷凝器出口处冷剂水的温度，所述第六计算式为：

t_k＝t_a+Δt_k

式中，t_k为冷凝器出口处冷剂水的温度，℃；Δt_k为冷凝温度与冷却水出口温度的差值，℃；

7)根据冷凝器出口处冷剂水的温度确定其压力p_k及焓值h_k；

8)根据第七计算式计算发生器出口处浓溶液的浓度，所述第七计算式为：

ξ_r＝ξ_a+Δξ_r

式中，ξ_r为发生器出口处浓溶液的浓度，％；Δξ_r为发生器出口处溶液的浓度差，％；

9)根据第八计算式确定发生器出口处浓溶液的压力，所述第八计算式为：

P_r＝P_k

式中，P_r为发生器出口处浓溶液的压力，MPa；

10)根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处浓溶液的温度t_r和焓值h_r；

11)根据第九计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的浓度，所述第九计算式为：

ξ₅＝ξ_a

式中，ξ₅为发生器进口处饱和稀溶液的浓度，％；

12)根据第十计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的温度，所述第十计算式为

P₅＝P_k

式中，P₅为发生器进口处饱和稀溶液的压力，MPa；

13)根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的温度t₅和焓值h₅；

14)根据第十一计算式确定冷凝器进口处水蒸汽的温度，所述第十一计算式为：

式中，t_3′为冷凝器进口处水蒸汽的温度，℃；

15)根据冷凝器进口处水蒸汽的温度确定其压力P_3′及焓值h_3′；

16)根据第十二计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，所述第十二计算式为：

ξ₆＝ξ_r

式中，ξ₆为吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，％；

17)根据第十三计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的压力，所述第十三计算式为：

P₆＝P_a

式中，P₆为吸收器进口处饱和浓溶液的压力，MPa；

18)根据第四计算式和第五计算式分别计算吸收器进口处饱和浓溶液的温度t₆和焓值h₆；

19)根据第十四计算式确定热交换器出口处浓溶液b的浓度，所述第十四计算式为：

ξ₈＝ξ_r

式中，ξ₈为热交换器出口处浓溶液b的浓度，％；

20)根据第十五计算式确定热交换器出口处浓溶液b的温度，所述第十五计算式为：

t₈＝t_a+Δt_cold

式中，t₈为热交换器出口处浓溶液b的温度，℃；Δt_cold为冷端温差，℃；

21)根据第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的焓值h₈；

22)根据第十六计算式确定热交换器出口处稀溶液a的浓度，所述第十六计算式为：

ξ₇＝ξ_a

式中，ξ₇为热交换器出口处稀溶液a的浓度，％；

23)根据第十七计算式确定热交换器出口处稀溶液a的焓值，所述第十七计算式为：

式中，h₇为热交换器出口处稀溶液a的焓值，kJ/kg；

24)根据第十八计算式确定吸收器喷淋溶液的浓度，所述第十八计算式为：

式中，ξ₉为吸收器喷淋溶液的浓度，％；f为吸收器稀溶液再循环倍率；

25)根据第十九计算式确定吸收器喷淋溶液的焓值，所述第十九计算式为：

式中，h₉为吸收器喷淋溶液的焓值，kJ/kg；

26)根据加热工作热水的压力和温度确定其比热容；

27)根据第二十计算式计算溴化锂制冷机的循环倍率，所述第二十计算式为：

式中，a为溴化锂制冷机的循环倍率；

进一步地，设备负荷计算及制冷量的确定还包括如下步骤：

1)根据第二十一计算式计算制冷机中冷剂水的流量，所述第二十一计算式为：

式中，q_mw为制冷机中冷剂水的流量，kg/s；Q₀为热水单效型溴化锂制冷机的制冷量，kW；

2)根据第二十二计算式计算热水单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，所述第二十二计算式为：

Q_g＝q_mw×[(a-1)×h₄+h_3′-a×h₇]

式中，Q_g为热水单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，kW；

3)根据二十三计算式计算热水单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，所述第二十三计算式为：

Q_k＝q_mw×(h_3′-h₃)

式中，Q_k为热水单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，kW；

4)根据第二十四计算式计算热水单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，所述第二十四计算式为：

Q_a＝q_mw×[(a-1)×h₈+h₀-a×h_a]

式中，Q_a为热水单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，kW；

5)根据第二十五计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的热力系数，所述第二十五计算式为：

式中，ζ为热水单效型溴化锂制冷机的热力系数；

6)根据第二十六计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的加热工作热水流量，所述第二十六计算式为：

式中，M₂为热水单效型溴化锂制冷机的加热工作热水流量，kg/s；Δh为加热工作热水的放热焓值，kJ/kg。

7)根据第二十七计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度，所述第二十七计算式为：

式中，ρ_a为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度，kg/L；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度的计算系数；

8)根据第二十八计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器泵的流量，所述第二十八计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器泵的流量，m³/h；

9)根据第二十九计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度，所述第二十九计算式为：

式中，ρ_k为热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度，kg/L；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度的计算系数；

10)根据第三十计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器泵的流量，所述第三十计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的发生器泵的流量，m³/h；

11)根据第三十一计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷媒水泵的流量，所述第三十一计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的冷媒水泵的流量，m³/h；t_x·为冷媒水进口温度，℃；t_x′为冷媒水出口温度，℃；C_p为冷媒水的比热容，4.1868kJ/(kg·℃)；

12)根据吸收器和冷凝器的连接形式确定冷却水流经吸收器和冷凝器的形式；

13)根据第三十二计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷却水泵的流量，所述第三十二计算式为：

(a.吸收器所需冷却水泵的流量)；

(b.冷凝器所需冷却水泵的流量)；

(吸收器和冷凝器为并联连接时，冷却水泵的流量)；

(吸收器和冷凝器为串联连接时，冷却水泵的流量)；

式中，为吸收器所需冷却水泵的流量，m³/h；Δt_w1为冷却水在吸收器中的温升，℃；为冷凝器所需冷却水泵的流量，m³/h；Δt_w2为冷却水在冷凝器中的温升，℃；为冷却水泵的流量，m³/h；

14)确定蒸发器冷剂水的再循环倍率α；

15)根据第三十三计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器泵的流量，所述第三十三计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器泵的流量，m³/h；

16)根据第三十四计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的传热面积，所述第三十四计算式为：

式中，F_g为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的传热面积，m²；K_g为热水单效型溴化锂制冷机发生器的传热系数，W/(m²·℃)；t_f-in为加热工作热水进口温度，℃；b_g1为发生器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

17)根据第三十五计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷凝器的传热面积，所述第三十五计算式为：

式中，F_k为热水单效型溴化锂制冷机的冷凝器的传热面积，m²；K_k为热水单效型溴化锂制冷机冷凝器的传热系数，W/(m²·℃)；b_k1为冷凝器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

18)根据第三十六计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器的传热面积，所述第三十六计算式为：

式中，F_a为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器的传热面积，m²；K_a为热水单效型溴化锂制冷机吸收器的传热系数，W/(m²·℃)；a_a1为吸收器换热过程中，热流体换热系数，无量纲；b_a1为吸收器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

19)根据第三十七计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器的传热面积，所述第三十七计算式为：

式中，F₀为热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器的传热面积，m²；K₀为热水单效型溴化锂制冷机蒸发器的传热系数，W/(m²·℃)；b₀₁为蒸发器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

20)根据第三十八计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的溶液热交换器的传热面积，所述第三十八计算式为：

式中，F_ex为热水单效型溴化锂制冷机的溶液热交换器的传热面积，m²；K_ex为热水单效型溴化锂制冷机溶液热交换器的传热系数，W/(m²·℃)；a_ex1为溶液热交换器换热过程中，热流体换热系数，无量纲；b_ex1为溶液热交换器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

21)根据第三十九计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的对数平均温差，所述第三十九计算式为：

式中，Δt_m为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的对数平均温差，℃；t_f-out为加热工作热水出口温度，℃；

22)根据第四十计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的核算对数平均温差，所述第四十计算式为：

式中，Δt′_m为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的核算对数平均温差，℃；

本发明一种确定热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，通过计算得到热水单效型溴化锂制冷机的制冷量，具有以下优点：

1、克服了现有技术条件下因加热工作热水温度、压力及流量的变化，而无法准确计算热水单效型溴化锂制冷机制冷量的计算得以顺利进行；

2、本发明的热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，能够通过计算结果反映热水单效型溴化锂制冷机的运行情况，进而为天然气分布式能源系统的配置方案及运行方式、优化运行提供指导，达到节能、降低损耗的目的。

附图简要说明

图1是本发明一种确定热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

如图1所示为一种确定热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，其过程包含了S1相关参数的采集与测定，S2制冷机设计参数的选定，S3热力循环点参数的计算，S4设备负荷计算及制冷量的确定。所述计算具体如下：

首先进行相关参数的采集与测定，通过仪表测量和取样分析获取热水单效型溴化锂制冷机的各项输入参数，具体包括：

根据项目系统构成，采集热水单效型溴化锂制冷机热源的热水压力、热水温度、热水流量M₂等参数信息；

确定加热工作热水热损失的附加系数，确定冷媒水的进、出口温度及冷却水进口温度；

确定加热工作热水进口压力下的饱和温度及比热容；

其次，制冷机设计参数的选定还包括如下步骤：

根据迭代法求解热水单效型溴化锂制冷机发生器对数平均温差Δt_m，具体步骤如下：

1)设定一个热水单效型溴化锂制冷机的工作热水出口温度t_f-out；

确定热水单效型溴化锂制冷机吸收器和冷凝器的连接形式，是串联还是并联；

设定冷却水总温升，并对吸收器出口和冷凝器出口的冷却水温升进行分配；

设定冷媒水的蒸发温度与出口温度之差；

设定吸收器压损及稀溶液再循环倍率；

设定溴化锂稀溶液在吸收器与冷凝器之间的浓度差；

设定冷端温差。

根据第一计算式计算蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，所述一计算式为：

t₀＝t_x′-Δt

式中，t₀为蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，℃；t_x′为冷媒水出口温度，℃；Δt为蒸发温度与冷媒水出口温度的差值，℃；

根据蒸发器出口处冷剂蒸气的温度确定其压力p₀及焓值h₀；

根据第二计算式计算吸收器出口处稀溶液的温度，所述第二计算式为：

t_a＝t_w+Δt_w

式中，t_a为吸收器出口处稀溶液的温度，℃；t_w为冷却水进口温度，℃；Δt_w为冷却水总温升，℃；

根据第三计算式计算吸收器出口处稀溶液的压力，所述第三计算式为：

P_a＝P₀-ΔP₀

式中，P_a为吸收器出口处稀溶液的压力，MPa；ΔP₀为吸收器进口处与出口处稀溶液的压力差；

根据第四计算式计算吸收器出口处稀溶液的浓度，所述第四计算式为：

式中，ξ_a为吸收器出口处稀溶液的浓度，％；A、B、C、D为吸收器出口处稀溶液浓度的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液压力下的饱和温度计算得到；

根据第五计算式计算吸收器出口处稀溶液的焓值，所述第五计算式为

式中，h_a为吸收器出口处稀溶液的焓值，kJ/kg；E、F、G为吸收器出口处稀溶液焓值的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液的温度和浓度计算得到；

根据第六计算式计算冷凝器出口处冷剂水的温度，所述第六计算式为：

t_k＝t_a+Δt_k

式中，t_k为冷凝器出口处冷剂水的温度，℃；Δt_k为冷凝温度与冷却水出口温度的差值，℃；

根据冷凝器出口处冷剂水的温度确定其压力p_k及焓值h_k；

根据第七计算式计算发生器出口处浓溶液的浓度，所述第七计算式为：

ξ_r＝ξ_a+Δξ_r

式中，ξ_r为发生器出口处浓溶液的浓度，％；Δξ_r为发生器出口处溶液的浓度差，％；

根据第八计算式确定发生器出口处浓溶液的压力，所述第八计算式为：

P_r＝P_k

式中，P_r为发生器出口处浓溶液的压力，MPa；

根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处浓溶液的温度t_r和焓值h_r；

根据第九计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的浓度，所述第九计算式为：

ξ₅＝ξ_a

式中，ξ₅为发生器进口处饱和稀溶液的浓度，％；

根据第十计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的温度，所述第十计算式为

P₅＝P_k

式中，P₅为发生器进口处饱和稀溶液的压力，MPa；

根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的温度t₅和焓值h₅；

根据第十一计算式确定冷凝器进口处水蒸汽的温度，所述第十一计算式为：

式中，t_3′为冷凝器进口处水蒸汽的温度，℃；

根据冷凝器进口处水蒸汽的温度确定其压力P_3′及焓值h_3′；

根据第十二计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，所述第十二计算式为：

ξ₆＝ξ_r

式中，ξ₆为吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，％；

根据第十三计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的压力，所述第十三计算式为：

P₆＝P_a

式中，P₆为吸收器进口处饱和浓溶液的压力，MPa；

根据第四计算式和第五计算式分别计算吸收器进口处饱和浓溶液的温度t₆和焓值h₆；

根据第十四计算式确定热交换器出口处浓溶液b的浓度，所述第十四计算式为：

ξ₈＝ξ_r

式中，ξ₈为热交换器出口处浓溶液b的浓度，％；

根据第十五计算式确定热交换器出口处浓溶液b的温度，所述第十五计算式为：

t₈＝t_a+Δt_cold

式中，t₈为热交换器出口处浓溶液b的温度，℃；Δt_cold为冷端温差，℃；

根据第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的焓值h₈；

根据第十六计算式确定热交换器出口处稀溶液a的浓度，所述第十六计算式为：

ξ₇＝ξ_a

式中，ξ₇为热交换器出口处稀溶液a的浓度，％；

根据第十七计算式确定热交换器出口处稀溶液a的焓值，所述第十七计算式为：

式中，h₇为热交换器出口处稀溶液a的焓值，kJ/kg；

根据第十八计算式确定吸收器喷淋溶液的浓度，所述第十八计算式为：

式中，ξ₉为吸收器喷淋溶液的浓度，％；f为吸收器稀溶液再循环倍率；

根据第十九计算式确定吸收器喷淋溶液的焓值，所述第十九计算式为：

式中，h₉为吸收器喷淋溶液的焓值，kJ/kg；

根据加热工作热水的压力和温度确定其比热容；

根据第二十计算式计算溴化锂制冷机的循环倍率，所述第二十计算式为：

式中，a为溴化锂制冷机的循环倍率；

根据迭代法求解热水单效型溴化锂制冷机的加热工作热水流量M_′2，具体步骤如下：

(1)设定一个热水单效型溴化锂制冷机的制冷量Q₀；

(2)根据第二十一计算式计算制冷机中冷剂水的流量，所述第二十一计算式为：

式中，q_mw为制冷机中冷剂水的流量，kg/s；Q₀为热水单效型溴化锂制冷机的制冷量，kW；

(3)根据第二十二计算式计算热水单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，所述第二十二计算式为：

Q_g＝q_mw×[(a-1)×h₄+h₃′-a×h₇]

式中，Q_g为热水单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，kW；

(4)根据二十三计算式计算热水单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，所述第二十三计算式为：

Q_k＝q_mw×(h_3′-h₃)

式中，Q_k为热水单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，kW；

(5)根据第二十四计算式计算热水单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，所述第二十四计算式为：

Q_a＝q_mw×[(a-1)×h₈+h₀-a×h_a]

式中，Q_a为热水单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，kW；

(6)根据第二十五计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的热力系数，所述第二十五计算式为：

式中，ζ为热水单效型溴化锂制冷机的热力系数；

(7)根据第二十六计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的加热工作热水流量，所述第二十六计算式为：

式中，M″₂为热水单效型溴化锂制冷机的加热工作热水流量，kg/s；Δh为加热工作热水的放热焓值，kJ/kg。

(8)将M′₂与M₂做差，得出二者的差值；

若差值在预定的误差范围内，则假设的Q₀为热水单效型溴化锂制冷机的制冷量；

若差值超出预定的误差范围内，则将M₂和M′₂的平均值作为新的M′₂，重新执行上述(1)～(8)的计算，直到M₂与M′₂的差值满足设定的误差范围；

根据第二十七计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度，所述第二十七计算式为：

式中，ρ_a为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度，kg/L；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度的计算系数；

根据第二十八计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器泵的流量，所述第二十八计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器泵的流量，m³/h；

根据第二十九计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度，所述第二十九计算式为：

式中，ρ_k为热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度，kg/L；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度的计算系数；

根据第三十计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器泵的流量，所述第三十计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的发生器泵的流量，m³/h；

根据第三十一计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷媒水泵的流量，所述第三十一计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的冷媒水泵的流量，m³/h；t_x″为冷媒水进口温度，℃；t_x′为冷媒水出口温度，℃；C_p为冷媒水的比热容，4.1868kJ/(kg·℃)；

根据吸收器和冷凝器的连接形式确定冷却水流经吸收器和冷凝器的形式；

根据第三十二计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷却水泵的流量，所述第三十二计算式为：

(a.吸收器所需冷却水泵的流量)；

(b.冷凝器所需冷却水泵的流量)；

(吸收器和冷凝器为并联连接时，冷却水泵的流量)；

(吸收器和冷凝器为串联连接时，冷却水泵的流量)；

式中，为吸收器所需冷却水泵的流量，m³/h；Δt_w1为冷却水在吸收器中的温升，℃；为冷凝器所需冷却水泵的流量，m³/h；Δt_w2为冷却水在冷凝器中的温升，℃；为冷却水泵的流量，m³/h；

确定蒸发器冷剂水的再循环倍率α；

根据第三十三计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器泵的流量，所述第三十三计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器泵的流量，m³/h；

根据第三十四计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的传热面积，所述第三十四计算式为：

式中，F_g为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的传热面积，m²；K_g为热水单效型溴化锂制冷机发生器的传热系数，W/(m²·℃)；t_f-in为加热工作热水进口温度，℃；b_g1为发生器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

根据第三十五计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷凝器的传热面积，所述第三十五计算式为：

式中，F_k为热水单效型溴化锂制冷机的冷凝器的传热面积，m²；K_k为热水单效型溴化锂制冷机冷凝器的传热系数，W/(m²·℃)；b_k1为冷凝器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

根据第三十六计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器的传热面积，所述第三十六计算式为：

式中，F_a为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器的传热面积，m²；K_a为热水单效型溴化锂制冷机吸收器的传热系数，W/(m²·℃)；a_a1为吸收器换热过程中，热流体换热系数，无量纲；b_a1为吸收器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

根据第三十七计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器的传热面积，所述第三十七计算式为：

式中，F₀为热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器的传热面积，m²；K₀为热水单效型溴化锂制冷机蒸发器的传热系数，W/(m²·℃)；b₀₁为蒸发器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

根据第三十八计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的溶液热交换器的传热面积，所述第三十八计算式为：

式中，f_ex为热水单效型溴化锂制冷机的溶液热交换器的传热面积，m²；K_ex为热水单效型溴化锂制冷机溶液热交换器的传热系数，W/(m²·℃)；a_ex1为溶液热交换器换热过程中，热流体换热系数，无量纲；b_ex1为溶液热交换器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

2)根据第三十九计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的对数平均温差，所述第三十九计算式为：

式中，Δt_m为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的对数平均温差，℃；t_f-out为加热工作热水出口温度，℃；

3)根据第四十计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的核算对数平均温差，所述第四十计算式为：

式中，Δt′_m为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的核算对数平均温差，℃；

4)将Δt_m与Δt′_m做差，得出二者的差值；

若差值在预定的误差范围内，则假设的t_f-out为热水单效型溴化锂制冷机工作热水的出口温度；

若差值超出预定的误差范围内，则重新假设t_f-out，重新执行上述1)～4)的计算，直到Δt_m与Δt′_m的差值满足设定的误差范围；

以上，仅为本发明的较佳实施案例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替代，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，其特征在于：所述的热力特性计算方法包括以下步骤：

S1，相关参数的采集与测定；

S2，制冷机设计参数的选定；

S3，热力循环点参数的计算；

S4，设备负荷计算及制冷量的确定。

2.根据权利要求1所述的热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，其特征在于：S1相关参数的采集与测定还包括如下步骤：

S11，根据项目系统构成，采集热水单效型溴化锂制冷机热源水的进口压力、进口温度及流量等参数信息；

S12，确定加热工作热水热损失的附加系数，确定冷媒水的进、出口温度及冷却水进口温度；

S13，确定加热工作热水进口压力下的饱和温度及比热容。

3.根据权利要求1所述的热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，其特征在于：S2制冷机设计参数的选定还包括如下步骤：

S21，确定热水单效型溴化锂制冷机吸收器和冷凝器的连接形式，是串联还是并联；

S22，设定冷却水总温升，并对吸收器出口和冷凝器出口的冷却水温升进行分配；

S23，设定冷媒水的蒸发温度与出口温度之差；

S24，设定吸收器压损及稀溶液再循环倍率；

S25，设定溴化锂稀溶液在吸收器与冷凝器之间的浓度差；

S26，设定冷端温差。

4.根据权利要求1所述的热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，其特征在于：S3热力循环点参数的计算还包括如下步骤：

1)根据第一计算式计算蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，所述一计算式为：

t₀＝t_x′-Δt

式中，t₀为蒸发器出口处冷剂蒸气的温度，℃；t_x′为冷媒水出口温度，℃；Δt为蒸发温度与冷媒水出口温度的差值，℃；

2)根据蒸发器出口处冷剂蒸气的温度确定其压力p₀及焓值h₀；

3)根据第二计算式计算吸收器出口处稀溶液的温度，所述第二计算式为：

t_a＝t_w+Δt_w

式中，t_a为吸收器出口处稀溶液的温度，℃；t_w为冷却水进口温度，℃；Δt_w为冷却水总温升，℃；

4)根据第三计算式计算吸收器出口处稀溶液的压力，所述第三计算式为：

P_a＝P₀-ΔP₀

式中，P_a为吸收器出口处稀溶液的压力，MPa；ΔP₀为吸收器进口处与出口处稀溶液的压力差；

5)根据第四计算式计算吸收器出口处稀溶液的浓度，所述第四计算式为：

式中，ξ_a为吸收器出口处稀溶液的浓度，％；A、B、C、D为吸收器出口处稀溶液浓度的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液压力下的饱和温度计算得到；

6)根据第五计算式计算吸收器出口处稀溶液的焓值，所述第五计算式为

式中，h_a为吸收器出口处稀溶液的焓值，kJ/kg；E、F、G为吸收器出口处稀溶液焓值的计算系数，其取值根据吸收器出口处稀溶液的温度和浓度计算得到；

7)根据第六计算式计算冷凝器出口处冷剂水的温度，所述第六计算式为：

t_k＝t_a+Δt_k

式中，t_k为冷凝器出口处冷剂水的温度，℃；Δt_k为冷凝温度与冷却水出口温度的差值，℃；

8)根据冷凝器出口处冷剂水的温度确定其压力p_k及焓值h_k；

9)根据第七计算式计算发生器出口处浓溶液的浓度，所述第七计算式为：

ξ_r＝ξ_a+Δξ_r

式中，ξ_r为发生器出口处浓溶液的浓度，％；Δξ_r为发生器出口处溶液的浓度差，％；

10)根据第八计算式确定发生器出口处浓溶液的压力，所述第八计算式为：

P_r＝P_k

式中，P_r为发生器出口处浓溶液的压力，MPa；

11)根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处浓溶液的温度t_r和焓值h_r；

12)根据第九计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的浓度，所述第九计算式为：

ξ₅＝ξ_a

式中，ξ₅为发生器进口处饱和稀溶液的浓度，％；

13)根据第十计算式确定发生器进口处饱和稀溶液的温度，所述第十计算式为

P₅＝P_k

式中，P₅为发生器进口处饱和稀溶液的压力，MPa；

14)根据第四计算式和第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的温度t₅和焓值h₅；

15)根据第十一计算式确定冷凝器进口处水蒸汽的温度，所述第十一计算式为：

式中，t₃′为冷凝器进口处水蒸汽的温度，℃；

16)根据冷凝器进口处水蒸汽的温度确定其压力P₃′及焓值h₃′；

17)根据第十二计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，所述第十二计算式为：

ξ₆＝ξ_r

式中，ξ₆为吸收器进口处饱和浓溶液的浓度，％；

18)根据第十三计算式确定吸收器进口处饱和浓溶液的压力，所述第十三计算式为：

P₆＝P_a

式中，P₆为吸收器进口处饱和浓溶液的压力，MPa；

19)根据第四计算式和第五计算式分别计算吸收器进口处饱和浓溶液的温度t₆和焓值h₆；

20)根据第十四计算式确定热交换器出口处浓溶液b的浓度，所述第十四计算式为：

ξ₈＝ξ_r

式中，ξ₈为热交换器出口处浓溶液b的浓度，％；

21)根据第十五计算式确定热交换器出口处浓溶液b的温度，所述第十五计算式为：

t₈＝t_a+Δt_cold

式中，t₈为热交换器出口处浓溶液b的温度，℃；Δt_cold为冷端温差，℃；

22)根据第五计算式分别计算发生器出口处稀溶液的焓值h₈；

23)根据第十六计算式确定热交换器出口处稀溶液a的浓度，所述第十六计算式为：

ξ₇＝ξ_a

式中，ξ₇为热交换器出口处稀溶液a的浓度，％；

24)根据第十七计算式确定热交换器出口处稀溶液a的焓值，所述第十七计算式为：

式中，h₇为热交换器出口处稀溶液a的焓值，kJ/kg；

25)根据第十八计算式确定吸收器喷淋溶液的浓度，所述第十八计算式为：

式中，ξ₉为吸收器喷淋溶液的浓度，％；f为吸收器稀溶液再循环倍率；

26)根据第十九计算式确定吸收器喷淋溶液的焓值，所述第十九计算式为：

式中，h₉为吸收器喷淋溶液的焓值，kJ/kg；

27)根据加热工作热水的压力和温度确定其比热容；

28)根据第二十计算式计算溴化锂制冷机的循环倍率，所述第二十计算式为：

式中，a为溴化锂制冷机的循环倍率。

5.根据权利要求1所述的热水单效型溴化锂制冷机热力特性的计算方法，其特征在于：S4设备负荷计算及制冷量的确定还包括如下步骤：

1)根据第二十一计算式计算制冷机中冷剂水的流量，所述第二十一计算式为：

式中，q_mw为制冷机中冷剂水的流量，kg/s；Q₀为热水单效型溴化锂制冷机的制冷量，kW；

2)根据第二十二计算式计算热水单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，所述第二十二计算式为：

Q_g＝q_mw×[(a-1)×h₄+h₃′-a×h₇]

式中，Q_g为热水单效型溴化锂制冷机发生器热负荷，kW；

3)根据二十三计算式计算热水单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，所述第二十三计算式为：

Q_k＝q_mw×(h₃′-h₃)

式中，Q_k为热水单效型溴化锂制冷机冷凝器热负荷，kW；

4)根据第二十四计算式计算热水单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，所述第二十四计算式为：

Q_a＝q_mw×[(a-1)×h₈+h₀-a×h_a]

式中，Q_a为热水单效型溴化锂制冷机吸收器热负荷，kW；

5)根据第二十五计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的热力系数，所述第二十五计算式为：

式中，ζ为热水单效型溴化锂制冷机的热力系数；

6)根据第二十六计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的加热工作热水流量，所述第二十六计算式为：

式中，M₂为热水单效型溴化锂制冷机的加热工作热水流量，kg/s；Δh为加热工作热水的放热焓值，kJ/kg。

7)根据第二十七计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度，所述第二十七计算式为：

式中，ρ_a为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度，kg/L；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器溶液密度的计算系数；

8)根据第二十八计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器泵的流量，所述第二十八计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器泵的流量，m³/h；

9)根据第二十九计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度，所述第二十九计算式为：

式中，ρ_k为热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度，kg/L；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为热水单效型溴化锂制冷机的发生器溶液密度的计算系数；

10)根据第三十计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器泵的流量，所述第三十计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的发生器泵的流量，m³/h；

11)根据第三十一计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷媒水泵的流量，所述第三十一计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的冷媒水泵的流量，m³/h；t_x″为冷媒水进口温度，℃；t_x′为冷媒水出口温度，℃；C_p为冷媒水的比热容，4.1868kJ/(kg·℃)；

12)根据吸收器和冷凝器的连接形式确定冷却水流经吸收器和冷凝器的形式；

13)根据第三十二计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷却水泵的流量，所述第三十二计算式为：

(a.吸收器所需冷却水泵的流量)；

(b.冷凝器所需冷却水泵的流量)；

(吸收器和冷凝器为并联连接时，冷却水泵的流量)；

(吸收器和冷凝器为串联连接时，冷却水泵的流量)；

式中，为吸收器所需冷却水泵的流量，m³/h；Δt_w1为冷却水在吸收器中的温升，℃；为冷凝器所需冷却水泵的流量，m³/h；Δt_w2为冷却水在冷凝器中的温升，℃；为冷却水泵的流量，m³/h；

14)确定蒸发器冷剂水的再循环倍率α；

15)根据第三十三计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器泵的流量，所述第三十三计算式为：

式中，为热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器泵的流量，m³/h；

16)根据第三十四计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的传热面积，所述第三十四计算式为：

式中，F_g为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的传热面积，m²；K_g为热水单效型溴化锂制冷机发生器的传热系数，W/(m²·℃)；t_f-in为加热工作热水进口温度，℃；b_g1为发生器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

17)根据第三十五计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的冷凝器的传热面积，所述第三十五计算式为：

式中，F_k为热水单效型溴化锂制冷机的冷凝器的传热面积，m²；K_k为热水单效型溴化锂制冷机冷凝器的传热系数，W/(m²·℃)；b_k1为冷凝器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

18)根据第三十六计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的吸收器的传热面积，所述第三十六计算式为：

式中，F_a为热水单效型溴化锂制冷机的吸收器的传热面积，m²；K_a为热水单效型溴化锂制冷机吸收器的传热系数，W/(m²·℃)；a_a1为吸收器换热过程中，热流体换热系数，无量纲；b_a1为吸收器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

19)根据第三十七计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器的传热面积，所述第三十七计算式为：

式中，F₀为热水单效型溴化锂制冷机的蒸发器的传热面积，m²；K₀为热水单效型溴化锂制冷机蒸发器的传热系数，W/(m²·℃)；b₀₁为蒸发器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

20)根据第三十八计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的溶液热交换器的传热面积，所述第三十八计算式为：

式中，F_ex为热水单效型溴化锂制冷机的溶液热交换器的传热面积，m²；K_ex为热水单效型溴化锂制冷机溶液热交换器的传热系数，W/(m²·℃)；a_ex1为溶液热交换器换热过程中，热流体换热系数，无量纲；b_ex1为溶液热交换器换热过程中，冷流体换热系数，无量纲；

21)根据第三十九计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的对数平均温差，所述第三十九计算式为：

式中，Δt_m为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的对数平均温差，℃；t_f-out为加热工作热水出口温度，℃；

22)根据第四十计算式计算热水单效型溴化锂制冷机的发生器的核算对数平均温差，所述第四十计算式为：

式中，Δt′_m为热水单效型溴化锂制冷机的发生器的核算对数平均温差，℃。