4.2　蒸汽双效并联吸收式制冷循环模型的建立

4.2.1　蒸汽型溴冷机参数

在建立模型之前，需要对溴冷机进出口参数有一定的了解，由于没有关于溴冷机运行参数的相关文献，本文采用的参数参考远大空调蒸汽型溴冷机参数（表4-2），并结合一定的假设条件对系统进行建模。

表4-2　溴化锂制冷机参数［57］

续表

4.2.2　假设条件

在建立模型之前，做如下假设：

（1）溴化锂吸收式制冷系统处于稳定状态，即系统各点状态参数不随时间变化。

（2）系统工质（包括溴化锂溶液与制冷剂）在流动过程中，没有流动损失。各部件无热损；忽略各部件的热容；忽略系统中的水泵功率。

（3）高压发生器温度比热源温度低20℃±5℃，其压力由温度决定；出口蒸汽温度为加热前后温度的平均值；出口溶液处于饱和状态。

（4）冷凝器温度由冷却水出口确定（高约5℃），其压力由温度决定；出口为x=0。（5）蒸发器温度由冷冻水出口确定（低约3℃），其压力由温度决定；出口为x=1。（6）低压发生器的工作压力比冷凝器的工作压力高0.03 k Pa；其温度比高压发生器出口蒸汽饱和温度低约8℃；出口溶液处于饱和状态。

（7）吸收器的工作压力比蒸发器的工作压力低0.03 k Pa；其温度由冷却水出口温度确定；出口溶液处于饱和状态。

4.2.3　模型的建立

过程模拟中选用针对电解质溶液的ELECNRTL性质方法，该性质方法采用的热力学模型为电解质NTRL模型。电解质NRTL方程提供了一个热力学常用的用于电解质系统水溶液的模型。

对于电解质溶液，实际上在溶液中不存在LiBr粒子，而是Li+及Br-，这就要求在输入系统组分时对溶液中的反应有一个清晰的了解。可以通过Aspen Plus的Elec-Wizard电解质专家系统标识出LiBr水溶液中的电离反应。并取消在模拟的温度范围内不可能发生的几个沉淀反应使系统正常计算。Aspen Plus会在Reactions Chemistry（反应化学）中定义这些反应，并且查找出不可能的和多余的反应。在Aspen Plus的Components组分列表中会生成LiBr溶液中可能存在的真实组分。［54］

由于在反应发生涉及溶液的温度、压力及浓度的变化及热源的温度变化，所以模型的建立相对复杂。高压发生器模型见图4-3，GS表示高温热源的放热过程，QG为高温热源所提供的热量。这个能量将用于为HG1，HG部件中的吸热过程提供热量。　HG1部件表示溶液从不饱和变为饱和状态的过程（7H-5H），HG2及HG表示饱和溶液的升温过程，对于HG组件，将分离产生4H点对应温度的过热蒸汽及其浓溶液。在实际中蒸汽温度约为5H及4H温度的平均值，为了得到这个值，将HG出口的蒸汽冷却至这个温度，其放出的热量将用于加热溶液，并增加HG2模块用于接收这部分热量。相似的模型也将用于低压发生器。［58-61］

图4-3　高压发生器模型

在吸收器中，溶液状态从8-6-2，因此需要加入一个额外的换热器来实现从状态点8到6的过渡。吸收器模型见图4-4。

图4-4　吸收器模型

在本模型中，稀溶液和浓溶液的流量分配由一个设计规定来控制，使在低压发生器中高压蒸汽释放的热量与稀溶液发生过程需要的热量相等。系统流程整体模型表达见图4-5。

图4-5　双效溴化锂吸收式制冷机模型