氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機的製作方法

2023-10-17 07:26:29

專利名稱：氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是利用熱能產生製冷的吸收式製冷系統，屬於熱能製冷、吸收式製冷
背景技術：
現有吸收式制冷機主要有兩類氨水吸收式制冷機和溴化鋰吸收式制冷機。氨水吸收式制冷機所需熱源溫度為150℃左右，可以獲得O℃以下冷量，最低蒸發溫度可達-30℃。在石油化工領域中有較多應用，由於氨水解吸過程需要精餾，所以設備較複雜，鋼材消耗量較大。溴化鋰吸收式制冷機不需要精餾，工作壓力很低(真空)，所需熱源溫度為80℃以上，蒸發溫度必須在0℃以上。由於溴化鋰有較強的腐蝕性，系統設備必須採用銅和不鏽鋼材料，設備對抗腐蝕和耐真空性要求高。單效溴化鋰制冷機的驅動熱源為低品位熱源，其製冷效率COP在0.4～0.6，如果選擇直燃機或蒸汽雙效制冷機，其製冷效率COP可達1～1.31。但溴化鋰吸收式制冷機存在系統體積大的問題，設備材料較貴(銅和不鏽鋼)，系統較複雜，並且系統不能抗振，水平度要求高，設備工藝要求高(系統為高真空狀態)，使得溴化鋰吸收式和氨水吸收式制冷機都不能在商業中實現小型化，溴化鋰吸收系統製冷溫度不能低於0℃以下。

發明內容
為了實現熱能製冷系統體積小，製冷效率高，控制簡便等目的，本實用新型提出利用餘熱的氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機。該系統主要包括一個循環熱採集器2，一個或多個發生器3、6，一個噴淋蒸發器12，一個噴淋吸收器14，2個溶液泵13、15，1個冷凝換熱器8，一個吸收冷卻換熱器16，一個外製冷蒸發器9，一個回熱換熱器19。其中發生器是傳遞熱源熱量給系統內混合物質的換熱裝置，發生器可利用65℃以上的氣體、液體和各種輻射熱源。噴淋吸收器是將製冷劑吸收回來的裝置，其內有固體物質，固體物質分多層布置，在吸收反應中起到增大吸收面積和加快吸收反應速度的作用。噴淋蒸發器是使製冷劑產生相變蒸發的裝置，其內有固體物質，固體物質分多層布置，起到增大蒸發傳質面積和加快蒸發速度的作用。。
本實用新型提出的製冷系統，其技術特徵在於冷卻製冷劑的冷凝換熱器8、冷卻吸收器的吸收冷卻換熱器16、回熱換熱器19、熱循環採集器2均採用緊湊換熱結構。由於製冷系統可以是為正壓，也可以是負壓，系統內壓力由系統內製冷工質對性質決定。
本實用新型提出的製冷系統，其技術特徵在於噴淋蒸發器12中的製冷劑由液態變為氣態後經過氣體連接管進入噴淋吸收器14中，被吸收劑溶液所吸收。氣體連接管可以是金屬管，也可以是耐壓力軟管。這種結構可以保證在系統振動時候吸收劑溶液不會從噴淋吸收器14流竄到噴淋蒸發器12中，製冷劑不會從噴淋蒸發器12流竄到噴淋吸收器14中。噴淋吸收器14底部與溶液泵15入口連接，溶液泵15入口分兩路，一路通過循環管路17與吸收冷卻換熱器16相連通，另一路通過流量調節閥18與回熱換熱器19連通。
本實用新型提出的製冷系統所使用的製冷工質對為多種混合物質組成，混合物質由1種或2種氣體、1種或2種液體和1種固體組成。固體物質存在於噴淋吸收器14和噴淋蒸發器12中，也可以存放在發生器3中。
本實用新型提出的製冷系統根據利用熱源的溫度不同，可以採用多效組合發生器形式來避免溶液結晶問題，如果熱源溫度較低，則系統為單發生器單效吸收式製冷系統，熱源溫度較高，則系統採用雙發生器雙效吸收式製冷系統，或多發生器多效吸收式製冷系統。
本實用新型與現有吸收技術相比，具有如下突出效果本實用新型提出的製冷系統的蒸發器為內置固體的循環噴淋式蒸發器，吸收器為內置固體的循環噴淋式吸收器，蒸發速度和吸收速度加快；系統的發生器、冷凝換熱器、吸收冷卻換熱器、外製冷蒸發器採用換熱係數高的緊湊換熱器，結構緊湊、傳熱傳質效果好；系統管路阻力小，流速大，系統蒸發效果好；系統抗振動，可以在顛簸環境中運行；系統製冷效率COP高，製造成本較低。


圖1為氣液固循環噴淋式雙效吸收式熱能製冷系統圖。
圖2為氣液固循環噴淋式單效吸收式熱能製冷系統圖。
圖3為循環熱採集器2、冷凝換熱器8、吸收冷卻換熱器16可採用的板翅式換熱器結構圖。
圖4為循環熱採集器2、冷凝換熱器8、吸收冷卻換熱器16可採用的翅片管式換熱器結構圖。
圖5為回熱換熱器19、循環熱採集器2、冷凝換熱器8、吸收冷卻換熱器16可採用的板式換熱器結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖1進一步說明本實用新型的具體實施方式
本實用新型系統主要包括熱源1、循環熱採集器2、發生器3和6、冷凝換熱器8、節流閥(膨脹閥)10、噴淋蒸發器12、噴淋吸收器14、吸收冷卻換熱器16、外製冷蒸發器9、溶液泵13、15、回熱換熱器19和一些管路構成。
氣體、液體或輻射熱源1的熱量通過循環熱採集器2進入高壓發生器3，並與高壓發生器3進行熱交換。高壓發生器3內部裝有流動混合工質對溶液，發生器受熱後內部吸收劑解吸分離出製冷劑氣體，高溫的混合製冷劑氣體通過高發冷劑管4進入低壓發生器6，加熱從高壓發生器3側面高發濃溶液管5流出並進入低壓發生器3的溶液，使得溶液吸收劑繼續解析出製冷劑氣體。解析出來的製冷劑氣體通過低發冷劑管7進入冷凝換熱器8進行再冷卻，製冷劑氣體由氣體變為液體後經過節流閥(膨脹閥)10進入噴淋蒸發器12內。解吸後的吸收劑濃溶液從低壓發生器6側面流出進入回熱換熱器19，經過回熱換熱後，較高溫吸收劑濃溶液變成較低溫吸收劑濃溶液，較低溫吸收劑濃溶液由噴淋吸收器14側面底部流入，噴淋吸收器14內部有固體物質，吸收劑濃溶液由溶液泵15一部分循環至噴淋吸收器14上端，一部分進入回熱換熱器19並流入高壓發生器3。通過循環管路17至噴淋吸收器14上端吸收劑濃溶液被噴淋下來，再噴淋過程中進行吸收製冷劑反應，濃溶液變成稀溶液，並且由於反應放熱，吸收劑稀溶液溫度升高，較高溫度的吸收劑稀溶液在溶液泵15循環過程中經過一個吸收冷卻換熱器16，吸收冷卻換熱器16通過風冷或水冷將吸收反應熱交換出來。噴淋蒸發器12中的製冷劑由液態變為氣態後經過氣體連接管進入噴淋吸收器14中，被吸收劑溶液所吸收。
冷凝換熱器8、吸收冷卻換熱器16可採用整體板式換熱器、可拆卸板式換熱器、板翅式換熱器、翅片管式換熱器、蛇形翅片盤管換熱器、列管管殼式換熱器等，冷卻介質可以是空氣或液體介質。
溶液泵13將噴淋蒸發器12底部的製冷劑泵出，經過外製冷蒸發器9並與外製冷蒸發器9進行換熱，再循環回噴淋蒸發器12頂部噴淋到內部，由於循環噴淋流量大，可加快製冷劑在外製冷蒸發器9的蒸發換熱速度。
以下結合附圖2進一步說明本實用新型的具體實施方式
氣體、液體或輻射熱源1的熱量通過循環熱採集器2進入發生器3，並與發生器3進行熱交換。發生器3受熱後內部吸收劑解吸分離出製冷劑氣體，高溫的混合製冷劑氣體通過冷劑管4進入冷凝換熱器8進行冷卻，變為液體後經過節流閥(膨脹閥)10進入噴淋蒸發器12內。從發生器3側面濃溶液管5流出溶液進入回熱換熱器19，經過回熱換熱後，較高溫吸收劑濃溶液變成較低溫吸收劑濃溶液，較低溫吸收劑濃溶液由噴淋吸收器14側面底部流入，噴淋吸收器14內部有固體物質，吸收劑濃溶液由溶液泵15一部分循環至噴淋吸收器14上端，一部分進入回熱換熱器19並流入發生器3。通過循環管路17至噴淋吸收器14上端吸收劑濃溶液被噴淋下來，再噴淋過程中進行吸收製冷劑反應，濃溶液變成稀溶液，並且由於反應放熱，吸收劑稀溶液溫度升高，較高溫度的吸收劑稀溶液在溶液泵15循環過程中經過一個吸收冷卻換熱器16，吸收冷卻換熱器16通過風冷或水冷將吸收反應熱交換出來。噴淋蒸發器12中的製冷劑由液態變為氣態後經過氣體連接管進入噴淋吸收器14中，被吸收劑溶液所吸收。
權利要求1.一種利用熱能產生製冷的氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機，主要包括熱源(1)、一個循環熱採集器(2)、一個或多個發生器(3)和(6)、一個冷凝換熱器(8)、一個節流閥(膨脹閥)(10)、一個噴淋蒸發器(12)、一個噴淋吸收器(14)、一個吸收冷卻換熱器(16)、一個外製冷蒸發器(9)、兩個溶液泵(13)、(15)、一個回熱換熱器(19)和一些管路構成，其特徵在於噴淋蒸發器(12)為內置固體的循環噴淋式蒸發器，噴淋吸收器(14)為內置固體的循環噴淋式吸收器，噴淋蒸發器(12)與噴淋吸收器(14)之間有連接管(20)相連通。
2.按照權利要求1所述的氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機，其特徵在於單效系統的發生器為一個，雙效系統的發生器為二個，三效系統的發生器為三個。
3.按照權利要求1和2所述的氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機，其特徵在於製冷工質對為多種混合物質組成，混合物質由1種或2種氣體、1種或2種液體和1種固體組成，固體物質存在於噴淋蒸發器(12)和噴淋吸收器(14)中。
4.按照權利要求1和2所述的氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機，其特徵在於製冷量控制由溶液泵(13)，(15)的轉速調控，溶液泵(13)和(15)可以採用雙軸溶液泵，溶液泵(13)和(15)的轉速比為0.1～10，優選0.7～2。
5.按照權利要求1或4所述的氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機，其特徵在於噴淋吸收器(14)底部與溶液泵(15)入口連接，溶液泵(15)入口分兩路，一路通過循環管路(17)與吸收冷卻換熱器(16)相連通，另一路通過流量調節閥(18)與回熱換熱器(19)連通。
專利摘要本實用新型涉及的是利用熱能產生製冷的氣液固循環噴淋式多效吸收式熱能制冷機，該製冷系統包括熱源、一個循環熱採集器、一個或多個發生器、一個冷凝換熱器、一個節流閥(膨脹閥)、一個噴淋蒸發器、一個噴淋吸收器、一個吸收冷卻換熱器、一個外製冷蒸發器、兩個溶液泵、一個回熱換熱器和一些管路構成。噴淋蒸發器為內置固體的循環噴淋式蒸發器，噴淋吸收器為內置固體的循環噴淋式吸收器，噴淋蒸發器與噴淋吸收器之間有連接管相連通。其內的固體物質分多層布置，在吸收和蒸發過程中起到增大吸收和蒸發麵積和加快反應速度的作用。本實用新型系統提高了吸收式製冷中吸收和蒸發速度，製冷效率高，可以在顛簸的場合使用。
文檔編號F25B33/00GK2773566SQ200420084558
公開日2006年4月19日 申請日期2004年7月30日 優先權日2004年7月30日
發明者李輝, 李和義, 龔文浩, 李彥 申請人:龔文浩, 李和義