“制冷系统新型控制方法研究”是多学科交叉研究项目，国内是薄弱环节，工业界十分需要作基础性的框架研究。本项目强调控制算未能应符合制冷对象的特点，以实验结合理论分析方法确定以机理模型作为控制系统仿真中的对象模型；突破了传统的惯性环节加迟延的模型结构，建立了控制用制冷系统动志仿真模型；以“随机搜索法”为基础蒸发器过热度控制通道的离线辨识，比较了改进的PID、模糊算法；研制了相应的计算机实时监控系统，形成了制冷系统新型自适应控制原理样机；对各种不同型式的电子膨胀阀驱动型式作了实验对比，表明连续调节型驱动为佳。提出了“动态匹配”新概念，修正了MSS理论。应用波波夫超稳定性自适应控制策略，获制冷系统自行之有效应控制算法，结论甚有用。 2100433B

制冷系统仿真

通过计算机模拟制冷系统的实际工作过程，用模拟实现系统各参数相耦合以及系统各部件相匹配，研究系统工作特性，从而改进或优化制冷系统部件或设备。从而实现对制冷系统的性能校核，通过改变或者部件结构实现系统的优化设计，并且为控制系统选用相应的控制策略提供相应的接口软件和数据。最大的是实现替代传统样机实验。2100433B

在吸收式制冷机装置内若存在不凝性气体，制冷能力就要下降。因此在吸收制冷装置中，一般都应装置空气分离器，以便制冷系统安全而又经济地运转。

排出气制冷系统中进入不凝性气体的原因及影响

1、制冷系统中进入不凝性气体的原因

（1）制冷系统在投产前或维修后，因未彻底清除空气，故空气存在于制冷系统中；

（2）系统充注冷剂和吸收剂时带入空气；

（3）氨液中溶解了空气；

（4）金属的腐蚀作用分解出的气体；

（5）器壁释放出来的气体；

（6）当低压系统在负压下工作时，通过密封不严密处窜入空气。

2、不凝气对吸收式制冷系统正常运行的影响

（1）存在不凝气体时，冷剂的压力等于压力表的指示值与不凝气体分压之差。在冷凝器中，冷凝温度比与压力表指示值相当的饱和温度低。在吸收器中，溶液温度低于与压力表指示值相当的饱和温度。

（2）由于不凝气体的存在，死角和拐弯处积蓄着不凝气体，有效传热面积减少。

（3）传热面上覆盖一层不凝气体后，会降低冷剂侧和溶液侧的放热系数。

排出气典型的不凝气排出装置

1、卧式四管式不凝气排出装置和立式不凝气排出装置

混合气体送入不凝气排出装置，其中的氨气被氨液蒸发冷凝，不凝气经水槽后排空；被冷凝下来的氨液，经回流管回流到氨液蒸发回路。显然，混合气体压力应高于氨液的蒸发压力，确切地说混合气体中的分压强应高于氨液的蒸发压力，否则，混合气体中的氨气就不会被冷凝，因而也就无法分离出空气。因此，此类装置处理的混合气体为高压气体，来自冷凝器。

由于压缩机吸气无选择性，所以压缩式制冷系统中的不凝性气体会聚集在冷凝器，故此类装置一般用于压缩式制冷系统中的不凝性气体的排除。理论上，不凝性气体的排出压力等于冷凝压力；不凝性气体中氨气的分压强等于液氨的蒸发压力，与混合气体中制冷剂的含量无关。吸收式制冷系统，由于吸收器的选择性吸收，使得不凝性气体不易经发生器被转移到冷凝器，因此吸收式制冷系统中的不凝性气体将分别聚集在吸收器和冷凝器。故此类装置不适用于吸收式制冷系统。市场上供应的不凝性气体排出装置正是此类装置，因此，吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置需自制。

2、氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置

混合气体分别来自吸收器和冷凝器中不凝气体聚集区，两股混合气体分别送入排气装置处理，其中来自冷凝器的混合气体需先减压至吸收压力。稀溶液经热交换器冷却降温，再经氨液蒸发降温后，在不凝气排出装置中喷淋洗涤混合气体，混合气体中的氨气被稀溶液吸收，稀溶液变为浓溶液回流至溶液贮槽，不凝气经水槽后排空。理论上，不凝性气体的排出压力等于吸收压力；不凝性气体中氨水蒸气的分压强大于稀溶液浓度和氨液蒸发温度决定的氨水溶液的饱和蒸汽压，低于浓溶液浓度和氨液蒸发温度决定的氨水溶液的饱和蒸汽压。若吸收压力低于大气压，不凝性气体排出口需接真空泵，一般为蒸汽喷射泵或水喷射泵。

上述排气装置由于要消耗作为制冷剂的氨液，故一般视吸收压力或冷凝压力作间歇运行。

3、溴化锂吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置

溴化锂吸收式制冷系统由于是在负压下运行，不凝性气体排出装置尤为重要。同氨吸收制冷系统一样，溴化锂吸收式制冷系统的不凝性气体聚集在吸收器和冷凝器，由于吸收器和冷凝器的工作压力均为负压，因此，需采用抽气装置。

溴化锂吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置通常采用液体喷射泵，以来自吸收器的稀溶液为工作流体，经溶液循环泵加压后喷射，引射混合气体至气液分离器，混合气体的水蒸气在气液分离器被稀溶液吸收，接着稀溶液被压送至发生器。气液分离器中的气体压力取决于发生压力和发生器液面与气液分离器液面的静压之和，并应大于大气压力；气液分离器气体中水蒸气的分压强等于气液分离器中溶液的浓度及温度所对应的溶液的饱和蒸汽压。此不凝性气体排出装置采用稀溶液喷射抽气，稀溶液用溶液循环泵增压，使溶液循环泵耗功增加。故此类不凝性气体排出装置一般也是间歇运行。吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置排出气体中的制冷剂含量随着被处理混合气体中的制冷剂含量的增加而增加。因此，对吸收式制冷系统，判断不凝性气体的聚集区尤为重要。

排出气吸收式制冷装置不凝性气体聚集区的初步判断

（1）由于制冷剂蒸汽的定向运动而使得不凝性气体在制冷剂蒸汽流动末端聚集。

（2）由于不凝性气体同制冷剂蒸汽比重不同而形成的不凝性气体和制冷剂蒸汽的分层现象。因此，对于溴化锂吸收式制冷系统，由于水蒸气的比重高于不凝性气体，故不凝性气体一般聚集在吸收器和冷凝器制冷剂蒸汽流动末端的顶部。对于氨吸收式制冷系统，由于氨蒸气的比重低于不凝性气体，故不凝性气体一般聚集在吸收器和冷凝器制冷剂蒸汽流动末端的底部。

试验中可通过测量各传热管冷却水的温度变化来判断不凝性气体的聚集区。冷却水的温度变化小或不变化，说明吸收或冷凝负荷小，可以判断该传热管所处区域的不凝性气体含量高。

排出气新型氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置

1、原理

考虑到氨吸收式制冷系统发生压力（冷凝压力）吸收压力压差较大，结合溴化锂吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置的喷射抽气技术，提出了新型氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置。采用稀溶液连续喷射抽吸吸收器中的不凝气体，及稀溶液和来自于冷凝器的混合气体喷射抽吸吸收器中的不凝气体；并将此气液混合物压送到气液分离器中分离。气液混合物在气液分离器中被冷却水冷却，氨被吸收到溶液中。

气液分离器中气体的压力等于吸收压力与中间溶液出口和气液分离器液面静压差之和，气体中氨的分压强约等于与中间溶液浓度和温度对应的溶液饱和蒸汽压力。

2、主要结构尺寸

（1）喷射器采用已有喷射器（喷嘴通径 2.4mm），加扩压管，喷射器出口管道总长为 750mm；喷射器吸气室出口侧法兰焊接一DN200的法兰，该法兰与气液分离器连接，法兰设冷却水出口和排气口，排气口接DN16的截止阀和球阀。

（2）气液分离器高1000mm，通径200mm，壁厚大于4mm，底部用盲板或封头，盲板或封头的中心接出液管，管径 32 mm；在气液分离器底部的喷射器出口处设碗形挡流板，使喷射器导入的气液混合物折流向上，避免其直接经出液管排走。顶部设置法兰环，同喷射器连接。

（3）冷却管道采用 DN20的钢管，制成螺旋管，螺旋直径100mm，螺距50mm，共绕制15圈，螺旋管首圈距底部 100mm。冷却水管可轴向进出，冷却水从底部进，顶部出。

3、安装位置

安装位置尽可能低，以增大中间溶液在吸收器的进口和气液分离器中液面的静压差，从而增大气液分离器中气体压力，减小气体中氨的含量。 2100433B