基于aspen plus的太阳能溴化锂吸收式制冷系统的仿真分析

基于Aspen Plus的太阳能溴化锂吸收式制冷系统的分析与分析贾北平1，曲云霞2…，吕兆跃1，冯抚顺1（1.山东建筑大学热能工程学院，济南25001 ，山东； 2. 教育部和教育部山东建筑大学能源建筑利用技术教育部重点实验室，山东济南25010l； 3. 山东建筑大学建筑节能技术山东省重点实验室，济南，山东2501）摘要: 基于Aspen Plus软件构建20kW太阳能在建立的过程基础上，溴化锂吸收式制冷系统模拟并分析了稀溶液流量，发生温度，冷凝温度，蒸发量变化的影响. 温度和系统上的其他参数. 最高稀释溶液流速为600 kg / h，最低可用太阳能热水温度为96.2. 仿真分析结果可为系统的优化设计提供理论依据. 关键字: Aspen Plus;溴化物吸收式制冷太阳能CLC: TB61 + 6文档代码: A物品ID: 1004-3950（2014）06-0030-05模拟分析太阳能溴化锂吸收式制冷系统贾蓓萍91，曲云霞2 a，吕兆烈等（1.山东建筑大学，济南250101； 2. 山东建筑大学国家可再生能源利用技术教育部重点实验室，济南250101； 3. 山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室，济南南安250101）摘要: 主要目的是建立太阳能吸收溴化锂的AspenPlus稀溶液的流量，产生温度，冷凝温度，蒸发温度SOon. 变异Florient diluthuluion 660kg / h，Lowesti气质太阳能瓦特霍尔特瓦特. 96.2℃. 冬季关键词: Asplum Plus；溴化锂Arrbitor制冷系统；太阳能. 0引言随着能源短缺和日益严重的环境问题，这项技术变得更加突出.

我国拥有丰富的太阳能资源，三分之二以上地区的太阳能利用条件良好. 一年中太阳辐射的总量约为3350至8370 MJ / nf. ，相当于110〜250公斤标准煤；太阳辐射强度与空调制冷负荷有很好的匹配，因此有必要开发一种太阳能空调制冷系统. 在当前使用太阳能冷却的许多方法中，太阳能溴化锂吸收式制冷系统具有很高的冷却效率，这是应用太阳能冷却的最成功方法之一. . 太阳能溴化锂吸收式制冷系统以清洁能源太阳能为热源，溴化锂溶液为工作介质，既节能又环保. 吸收式制冷装置具有许多流体介质和参数. 在设备的开发和实际操作过程中，通过软件仿真来了解和改进系统性能对设备的性能变化具有重要意义. . Aspen Plus软件是大型通用过程仿真系统. 该软件具有完整的物理属性. 用户可以自己应用已建立的模型或自己构建模型来模拟和解决流程. . 在本文中，使用Asp Plus软件构建论文. 提交日期: 20t4-06-12作者简介: 贾蓓萍（1990-1），男，山东省聊城市人，硕. 研究方向是供热和燃气供应，通风和空调工程. 通过对30-10,000平方数据太阳能溴化锂制冷系统，20kW系统进行仿真分析，为系统性能的改善和优化设计提供理论依据.

1太阳能溴化锂吸收系统太阳能溴化锂吸收循环原理如图1所示. 太阳能热水为发电机提供了一定的孝顺性热源. 发生器中的稀溶液将流速为D的制冷剂蒸气与亭子浓度的浓溶液分开. 制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成制冷剂水，被节流阀节流，并被吸入蒸发器. 热量蒸发产生冷效应. 来自发生器的浓缩溶液被热交换器冷却和节流，进入吸收器并吸收来自蒸发器的低压制冷剂蒸气，浓度降低，溶液泵被加压并传递热量. 发电机. 吸收循环系统的原理Q.一台发电机负载. 千瓦; Q.冷凝器负荷，kW； Q.一台蒸发器负荷，kW； 9.吸收器负荷，kW； ＾’，制冷剂蒸气的比焓，kJ / kg； ，制冷剂液体比焓，kJ / kg; H'. 蒸发器出口处制冷剂的比焓，kJ / kg； h，吸收塔出口处稀溶液的比焓kJ / kg； ＾，稀溶液比焓出溶液热交换器，kJ / kg; ＾. 〜浓溶液流出发生器的比焓，kg / kg；浓溶液流出k溶液热交换器的比焓，kJ / kg;孝顺. 稀溶液质量浓度； F. 浓溶液的质量浓度吸收周期观察到能量守恒和材料守恒. 总体能量平衡表达式为: 其中: Ge是溶液中吸收剂的质量比；下标a和g表示吸收剂和发生器溶液； m和m.

是制冷剂蒸气质量流速和吸收器出口溶液质量流速. 发电机的负荷表达式为: Q. ＋ G. h，= Dt3 +（G.-D）h. 2.过程的构建和仿真2.1仿真条件的假设为了简化计算模型，做出以下假设: “ 1: （1）发电机的工作压力等于冷凝器的工作压力，并且吸收器的压力等于蒸发器的工作压力；（2）忽略管道和组件的压降和热损失；（3）从吸收器流出的稀溶液和从发生器流出的浓溶液是饱和溶液；（4）吸收器采用传热传质分离模型，即溶液的吸收过程和冷却过程是分开计算的；（5）太阳热温度之间的温差出水口，发电机温度设置为15. 2.2模拟过程的建立Aspen Plus用于构建太阳能吸收式制冷系统，制冷量为20 kW，如图2所示，制冷系统各环节所使用的模块如表1所示. 物理方法的选择是仿真的关键步骤，仿真结果的准确性为直到重要. 溴化锂是一种水溶液，是一种强电解质. 在仿真中，使用了Elecntrl物理特性方法1. 该模型可以描述整个电解质浓度范围内的电解质水溶液系统和混合溶剂电解质系统. 在初始运行条件下: 发生器压力85 kPa，吸收器压力0.875 kPa，稀溶液流量442 kg / h，稀溶液浓度56.6％，溶液热交换器15的冷热出口之间的温差和20 kW的冷却能力，系统的热计算结果如表2所示.

基于A. ＋ l ＋ ent ＋ lus太阳吸收冷却系统流程图2系统热计算结果计算项目计算结果发电机负荷/ kW吸收器负荷/ kW冷凝器负荷/ kW溶液热交换器/ kW COP 26.59 25.35 21.12 7 .2 0.775 3操作条件变化对系统的影响分析3.1分析稀溶液流量对系统的影响溴化锂吸收单元的工作状态受多种因素影响. 当其他参数保持不变时，分析吸收率. 反应器出口的稀溶液流速对系统性能的影响. 随着稀溶液流量的增加，在稳态条件下，浓溶液的浓度和系统在稀溶液流量下的放气范围如图3所示. 随着流量的增加，浓溶液的浓度逐渐降低，降低率逐渐降低. 这是因为设计负荷不变，并且从发生器分离的制冷剂蒸气的流量D不变. 可以看出，在稀溶液流速G下. 随着浓度的增加，浓溶液的浓度逐渐降低. 计算出随着发电机出口处浓缩液的浓度逐渐降低，可以计算出与发电机出口稳态时的饱和浓缩液相对应的温度降低，温度逐渐降低，太阳热的温度降低. 所需水量也逐渐减少，如图4所示. 但是，溴化锂溶液的流速不能连续增加，应控制在一定范围内，否则会降低溴冷却器的经济指标. 该范围是溴冷却器运行的经济指标. 从图3和图4可以看出，在经济范围内，系统允许的稀溶液最大流量为600 kg / h，太阳能热水的最低温度为96.2 o65 o64 O63 6I Oo 60 o06 O05 oU 0400300 350 350 400 450 500 5500 600稀溶液流速/ kg浓溶液浓度和放气范围随稀溶液流速变化流速/ kg万芳数据；稀溶液的最小流速为300 kg / h.

从图4还可以看出，虽然可以逐渐增加稀溶液流量，但是可以使用较低温度的太阳能热水，但是由于稀溶液流量增加吸收器溴化锂浓溶液，系统的性能系数逐渐降低. ，温度发生. 加热发生器溶液的能量消耗越低，COP越低. 3.2分析发生温度和冷凝温度对系统的影响保持系统其他参数不变. 在蒸发温度T = 5的情况下，计算冷凝温度T = 35 oC，38，40，则系统COP发生温度变化. 从图5可以看出，保持冷凝温度恒定，随着温度的升高，COP逐渐增加. 当温度升高到一定温度时，COP生长缓慢并且基本保持不变. 例如，当冷凝温度T = 38时，发生温度高于85 oC，COP的生长开始减慢，发生温度从75 oC升高到85 oC，COP值从0上升到32. 0.77，增加了133％，而母牛的温度从85升高到95°C，COP仅增加了3.8％. 保持发生温度不变，因为冷凝水减少，系统COP随着冷凝水温度降低而增加. 例如，当温度T发生时. = 85°C，当冷凝温度从40降低到35时，系统COP增加. 出现上述现象的原因是，随着温度的升高，发生器出口处的浓溶液浓度逐渐增加，系统放气的范围增加（见图6），水制冷剂的质量流量增加参与制冷循环的次数增加，因此系统COP逐渐增加.

0.8O. 7 0.6 Mountain OUO. 5 040.3 3 74 76 78 78 80 82 84 86 88 90 90 92 94 96发生温度/ COP随发生温度和冷凝温度而变化3.3分析蒸发温度对系统的影响保持冷凝温度T，= 38 oC和发生温度T. = 85不变，系统COP随着蒸发温度的增加而增加（见图7）. 产生这种现象的原因是，随着蒸发温度的升高，吸收器中稀溶液的浓度逐渐降低（见图8）. 发生器底部出口的浓溶液浓度保持不变，并且脱气74 76 76 80 80 82 84 86 88 88 90 92 94 94发生的温度/图6随着温度的变化，释放的空气的范围逐渐增加，并且参与制冷循环的水制冷剂流量也增加，因此系统的COP逐渐增加. 虽然蒸发温度越高，系统性能越高，但是在图8中，当蒸发温度高于8时，系统渗出范围高于0.06；当蒸发温度低于4℃时，放气范围小于0.03，超出系统的经济性和安全性范围，因此蒸发温度更合适的范围为0.60、0.58，而裂化的罐口丑熊山0.55 0.54 O. 52 0.50 2466810 12 14 16蒸发温度，COP随蒸发温度而变化. 蒸发温度/℃图8稀溶液浓度和除气范围随蒸发温度而变化. OOOOOOOOOOO山地数据. 结论4使用Aspen Plum软件计算太阳能溴化锂吸收式制冷系统的循环特性，并分析稀溶液的影响结果表明: （1）系统性能随着稀溶液流量的增加而降低. 在经济范围内，稀溶液允许的最大流速最大. 系统为600 kg / h，太阳能热水的最低温度为96.2.

（2）发生温度，冷凝温度和蒸发温度参数的变化会影响系统性能，合理匹配这些参数可以实现高效的系统运行. 在保证经济和安全的前提下，发生温度，冷凝温度和蒸发温度有一个合理的温度范围. 例如，在将冷凝温度保持在38℃并将发生温度保持在85℃的同时，合理的蒸发温度范围是4-8. （续第20页）获得的翼型的空气动力学性能也优于原始翼型. 三维数值模拟结果表明，与原始叶片形状相比，优化了固定叶片的单级风扇的最大效率提高了0.56％. 这大大缩短了设计周期，降低了设计成本，具有非常重要的现实意义. 参考文献: [1]刘波，朱新华，闫荣庆. 优化数字程序设计合并扩散的玉米-压盲[ｊ]. 航空航天学报，1991，6（1）: 9-12. 荷兰JH. 附加关节[M]. MI: Univerty Michael Press，1975年. GOLDBERGDE. 遗传算法搜索，优化和机器学习[M]. 艾迪生·韦斯利（Addison Wesley），1989年. 张敏（J. M.），基于遗传算法的设计，以欧拉法为基础[R]. AIAA 2000- 34-参考: Yi. 我国太阳能资源利用现状与产业发展[J]. 资源开发，2010，12（2）: 89-92. 王永刚，中水库. 太阳能溴化锂吸收式制冷技术研究进展[J]. 能源研究与信息，2009，25（3）: 160-170. 张永衡，李毅，雷跃祥. 太阳能溴化锂吸收式制冷装置工作过程的模拟[J]. 制冷与空调，2007，4（21）: 1徐延生，余华明. 基于AspenPlus的自然复叠制冷系统过程仿真分析[J]. 吴业政吸收器溴化锂浓溶液，顺德职业技术学院学报，2009，7（4）: 29-3l. 制冷原理与设备［Ｍ］. 西安: 西安交通大学出版社，1997. 黄超. 小型太阳吸收式空调系统及其吸收器的研究与仿真[D]. 武汉: 华中科技大学，2009年. 1584年，2000年. TERY L.使用面核编码遗传算法进行航空动力学opopimimizatión[R]. AIAAA 2001-2473、2001. 丁伟. 基于多目标遗传算法的轴流压气机气动优化设计技术研究[D]. 西安: 西北工业大学，2006年. OYAMA A，LIOU MS，OBAYASHIS. Transonicaxia -1浮蓝优化: 进化算法/ 3. 二维导航器—斯托克斯太阳能[J]. Journal Power，2004，20（4）: 612-619. SIEVERDING F，RIBI B，CASEY M.设计双侧Eospresor膀胱sectonics opalimran turborimacherry，2004（126）: 233-331. Joshepherrig L. EMERY JC，Erwin JR，国家咨询委员会航空航天技术学院396. 1957年2月. 王小平，曹黎明. 遗传算法-理论，应用与软件实现[M] +西安: 西安交通大学出版社，2002. 基于万方数据模拟的Aspen Plus太阳能溴化锂吸收式制冷系统分析: 贾平，宋云，作者: 贾北平，陆兆月，冯福顺（山东建筑大学热能工程学院，济南250101），曲云（山东建筑大学可再生能源建筑利用技术教育部重点实验室，山东济南250101；山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室，山东济南250101）标题: 能源工程英文标题: Energy Engineering 2014（6）引用本文的格式: 贾北平. 曲云霞. 吕兆月. 冯福顺基于Aspen Plus的太阳能溴化锂吸收式制冷系统仿真分析[期刊论文]-能源工程2014（6）

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