一種溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組的製作方法

2023-07-31 02:36:21

專利名稱：一種溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，更具體的說，涉及一種冷凝器採用蒸發冷凝方式的溴化鋰吸收式冷水機組設備。
背景技術：
溴化鋰吸收式制冷機與傳統壓縮式制冷機的不同之處在於它使用熱能作為驅動能源，而非電能。它以溴化鋰溶液為吸收劑，以蒸汽、熱水、燃油/燃氣直接燃燒產生的熱量或其他廢熱作為熱源，利用蒸發、吸收的原理來實現製冷，由於CFCs和HCFCs製冷劑對大氣臭氧層有破壞作用，HFCs製冷劑又存在著溫室效應，在當今電力能源供應緊張和應對氣候變化的內外部環境條件下，溴化鋰吸收式制冷機具有很高的推廣價值。我國已成為世界上吸收式制冷機的生產大國，近期溴化鋰吸收式制冷機的發展方向主要是高效化、推廣應用於熱電冷聯產系統、以及回收餘熱和利用太陽能等，走節能型、環保型溴化鋰吸收式制冷機之路是發展的必然趨勢。發展多能源綜合利用型溴化鋰吸收式制冷機不僅充分利用可再生資源，提高能源利用效率，又可充分利用工廠餘熱廢熱資源，在回收能源的同時減少熱汙染，改善環境，還可緩解電網的供需矛盾，節約電力工業基本建設投資，這些對於改善國家的能源利用狀況具有重要的實際意義。溴化鋰吸收式冷水機組一般可分為單效和雙效兩種。單效溴化鋰有發生器、冷凝器、吸收器、蒸發器和溶液熱交換器組成。雙效吸收式溴化鋰冷水機組一般有高壓發生器、 低壓發生器、冷凝器、吸收器、蒸發器、低溫溶液熱交換器、高溫溶液熱交換器、凝水回熱器組成。無論單效吸收式冷水機組還是雙效吸收式冷水機組，其冷凝器都是用水作為冷卻媒體，溴化鋰吸收式制冷機組在運行中需耗用大量的冷卻水，為節約用水，機組的冷卻水系統大多採用開式循環系統，水在冷卻塔中蒸發冷卻，帶走熱量，如此，冷卻水與冷凝器的冷凝溫度的傳熱溫差一般為5°C左右。蒸髮式冷凝器是在吸收國外最先進的熱交換技術基礎上研製開發的一種高效節能的換熱設備，蒸髮式冷凝器是靠水的蒸發潛熱帶走被冷介質的熱量，蒸髮式冷凝器實際耗水量約為水冷式冷凝器的5% 10%，同時降低了電耗。該產品集傳統式冷凝器、冷卻塔、循環水泵、水池及連接水管為一體，具有佔地面積小，安裝極為方便，噪聲低、節水省電、 投資省、運行費低、不汙染環境、使用壽命長、維修簡便等眾多優點。美國、加拿大等國家在 20世紀70年代起就在冷庫製冷裝置上加以應用，我國從20世紀80年代起，化工、醫藥、工業製冷及啤酒飲料，食品的低溫加工冷藏，建築空調製冷等領域也開始採用蒸髮式冷凝器， 經過20餘年的實踐證明，蒸髮式冷凝器具有明顯的節能效果。單效溴化鋰吸收式制冷機的最佳工作溫度為80 100°C，它的最大COP值在熱源溫度為85°C時可以達到0. 7，由於溶液受結晶條件的限制，制冷機的熱源溫度不能超過 150°C。雙效溴化鋰吸收式制冷機組的COP約為1. 1 1. 2，驅動熱源可以是150°C以上的高溫熱水，或者是0. 25 0. 8MPa (表壓力)的飽和蒸汽，它的最大COP值在熱源溫度為130°C 時可以達到1. 2。而三效溴化鋰吸收式制冷機組的COP約為1. 65 1. 75，其驅動熱源溫度則需要200°C以上。兩級溴化鋰吸收式製冷系統，對熱源溫度的要求比單效溴化鋰吸收式製冷系統的要求更低，使用70 80°C的熱水即可驅動。因此，兩級溴化鋰吸收式製冷系統比單效溴化鋰吸收式製冷系統更適於利用低品位能源。但是，兩級溴化鋰吸收式製冷系統的COP值更低，只有0. 3 0. 4左右，冷卻水耗量約為單效溴化鋰吸收式制冷機組的兩倍， 而且初投資比較大。例如太陽能驅動溴化鋰吸收式製冷系統，採用平板或熱管型真空管集熱器來收集太陽能，產生80°C 95°C的熱水來驅動單效、雙效或雙級吸收式制冷機。機組發生器驅動熱源的溫度一般需要大於80°C，如表1所示表1每kW製冷功率下太陽能溴化鋰吸收式製冷系統比較
^iiMcop熱源溫度/rIfe熱器炎所盂加熱功豐m所熱器/m2ψ m0.785f-板，Λ1.437.48？ } 1.2130ft空竚0. 835.07jm1.7220聚光臂.594. 49 本發明專利將蒸髮式冷凝器作為溴化鋰吸收式冷水機組的冷凝器，蒸髮式冷卻可以使冷凝器的冷凝溫度降低5°C左右，這不僅提高吸收式冷水機組性COP值，為降低熱源溫度創造了良好條件，更有利於低溫廢熱和太陽能製冷空調的利用。
發明內容本發明專利將蒸髮式冷凝器作為溴化鋰吸收式冷水機組的冷凝器，蒸髮式冷卻可以使冷凝器的冷凝溫度降低5°C左右，這不僅提高吸收式冷水機組熱效率COP值，為降低熱源溫度創造了良好條件，更有利於低溫廢熱和太陽能製冷空調的利用。為實現上述目的，本發明的技術方案提供了溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組設備。本發明的技術方案是一種溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，該設備包括冷水機組的蒸髮式冷凝器1、發生器2、蒸發器3、吸收器4和冷卻塔本體7，其特徵是所述發生器2、蒸發器3和吸收器4設置在冷水機組本體12內部，冷水機組上部為發生器2，下部為蒸發器3和吸收器4，其特徵還在於所述的蒸髮式冷凝器1和吸收器4的冷卻水循環部分設置在冷卻塔本體7內部，實現蒸發冷卻。在上述技術方案中，所述的冷卻塔本體7由蒸髮式冷凝器1、噴嘴10、填料14、冷卻水循環水泵8、冷卻塔積水盤9和軸流風機11組成，其特徵還在於冷水機組本體12的發生器2和冷卻塔本體7內部的蒸髮式冷凝器1通過冷劑蒸汽管道與蒸髮式冷凝器1連接，實現同一個冷凝壓力，發生器2發生出的冷劑蒸汽流入蒸髮式冷凝器1，冷凝成冷劑水回到冷水機組本體12中。在上述技術方案中，所述的溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，其特徵在於所述的蒸髮式冷凝器1設置在冷卻塔填料14上部，其特徵還在於蒸髮式冷凝器1的蒸發冷凝器傳熱管組13為翅片式冷卻銅管組，銅管組內部直接將冷劑水蒸汽冷凝為冷劑水，蒸髮式冷凝器1通過直接與冷卻水和空氣進行接觸，予以蒸發排熱。在上述技術方案中，所述的蒸髮式冷凝器1的冷卻水循環部分，冷卻塔積水盤9的冷卻水經由冷卻水循環水泵8分別輸送至冷卻塔噴嘴10噴淋到冷卻塔填料14和蒸髮式冷凝器1，實現蒸發冷卻，冷凝器內製冷劑(水)在蒸發冷凝器傳熱管組13的翅片式冷卻銅管內冷卻，經由節流閥進入冷水機組本體12中的蒸發器3，其特徵在於所述的冷卻塔本體7 下部的冷卻塔積水盤9的冷卻水經由冷卻水泵8、出冷卻水泵一路冷卻水送入冷水機組本體12的吸收器4中冷卻從發生器2產生的溴化鋰濃溶液，冷卻水經過升溫至噴嘴10，噴灑在冷卻塔填料14上，另一路冷卻水通過冷卻塔噴嘴10，噴灑在翅片式冷卻銅管組13上。在上述技術方案中，所述的蒸髮式冷凝器1在室外溼球溫度滿足要求的運行工況下主要採用風冷形式以實現冷卻，其特徵在於從冷卻塔本體7兩側的進風柵進入的空氣形成逆流，依次經由填料14和蒸髮式冷凝器1實現風冷，由上部設置的冷卻塔風機12排出。在上述技術方案中，所述的溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，其特徵在於所述發生器2的驅動冷熱源可為熱源溫度為70V 85°C以上的低溫餘熱廢熱或太陽能集熱器產生的熱水，其特徵還在於所述的蒸髮式冷凝器1的冷凝溫度可降低5°C，冷卻水進口溫度為 25 32 。本發明的有益效果本專利將機組的冷凝器採用蒸發冷凝方式，即冷卻水噴在冷凝器的銅管外，達到蒸發冷凝要求，機組冷劑蒸汽在銅管內被管外冷卻水冷卻後冷凝。由於銅管外的冷卻水在吸收冷凝熱的同時，又在銅管外不斷蒸發而放熱，因此冷卻水溫度始終處於較低溫度。在外界同樣溫度狀況下，採用蒸髮式冷凝器的冷凝器冷凝溫度可降低5°C左右，這對吸收式冷水機組提高COP及降低熱源溫度創造了良好條件。由溴化鋰吸收式制冷機組性能計算可知， 在其它外部條件不變的情況下，在一定範圍內，進入機組的冷卻水溫度每降低1V，製冷量約提高5% 6% (但冷卻水進機溫度也不能過低，否則有可能引起溶液結晶和冷劑水汙染，冷卻水進口溫度一般控制在25 32°C範圍為宜)。同時，使用蒸髮式冷凝器後，熱源使用溫度可降低7°C 8°C。熱源溫度82°C時，機組熱效率COP可達0. 7，與常規吸收式冷水機組熱源溫度90°C時的效率相當。本發明採用解決了傳統溴化鋰吸收式制冷機技術在機組性能與熱源品位之間的矛盾，在降低對驅動熱源品位要求的同時提升了機組性能參數，拓展了溴化鋰吸收式冷水機組的應用範圍，滿足節能減排、節水和可靠的環境控制要求，為低溫餘熱廢熱的綜合利用和太陽能製冷空調的連續應用創造了有利條件。本發明還具有結構簡單可靠，製造、維修方便的優點。
以下結合附圖，通過具體的實驗方式加以說明，以使得本發明變得更加清楚。


圖1.為本發明溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組流程圖圖2.為雙效溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組流程圖附圖中標號1為蒸髮式冷凝器，2為低發生器，3為蒸發器，4為吸收器，5為低溫熱交換器，6為溶液泵，7為冷卻塔本體，8為冷卻水循環水泵，9為冷卻塔積水盤，10為冷卻塔噴嘴，11為冷卻塔風機，12為冷水機組本體，13為蒸發冷凝器傳熱管組，14為冷卻塔填料，15為高溫熱交換器，16為高壓發生器
具體實施方式
[0025]
以下結合附圖和具體實施方式
詳細闡述本發明的內容。應該理解本發明並不局限於下述優選實施方式，優選實施方式僅僅作為本發明的示例性說明。如
圖1.所示，本發明的冷卻塔本體7下部的冷卻塔積水盤9的冷卻水經由冷卻水泵8、出冷卻水泵一路冷卻水送入冷水機組本體12的吸收器4中冷卻從發生器2產生的溴化鋰濃溶液，冷卻水經過升溫至噴嘴10，噴灑在冷卻塔填料14上，另一路冷卻水通過冷卻塔噴嘴10，噴灑在蒸發冷凝器傳熱管組13的翅片式冷卻銅管上，並依次在填料層和銅管外表面形成水膜，下落的水膜與從冷卻塔本體7兩側的進風柵進入的空氣形成逆流，一部分水受熱直接變成蒸汽被空氣帶走，另一部分水在下落過程中被高速氣流吹託緩慢下降或被吹散形成小水滴，飄飛上揚，與空氣換熱，溫度降低，最後由冷卻塔積水盤9收集回落，熱量被空氣經由上部設置冷卻塔風機11帶走。為了防止未蒸發的水滴被空氣帶走，在噴水管的上部裝有擋水板，將熱溼空氣分離出來的水滴流向積水槽。如此，以空氣和水為冷卻介質， 一方面，利用部分冷卻水蒸髮帶走氣相熱介質，冷凝過程放出的熱量包括部分氣相和部分液相的顯熱；另一方面，以接近溼球溫度的冷空氣冷卻循環水並通過被反覆冷卻的循環水與蒸髮式冷凝器1中熱製冷劑(水)的間接換熱來達到冷凝、冷卻的目的。以上兩過程同時發生，兩部分熱負荷各自所佔的比例隨著環境溫度的變化、產品結構形式的差異而有所變化。如圖2.所示，本發明雙效溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組流程圖。雙效機組在單效基礎上增加了一個高溫熱交換器15和高壓發生器16。
權利要求1.一種溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，該設備包括冷水機組的蒸髮式冷凝器1、發生器2、蒸發器3、吸收器4和冷卻塔本體7，其特徵是所述發生器2、蒸發器3和吸收器4設置在冷水機組本體12內部，冷水機組上部為發生器2，下部為蒸發器3和吸收器4，其特徵還在於所述的蒸髮式冷凝器1和吸收器4的冷卻水循環部分設置在冷卻塔本體7內部，實現蒸發冷卻。
2.根據權利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，所述的冷卻塔本體7由蒸髮式冷凝器1、噴嘴10、填料14、冷卻水循環水泵8、冷卻塔積水盤9和軸流風機11組成，其特徵還在於冷水機組本體12的發生器2和冷卻塔本體7內部的蒸髮式冷凝器1通過冷劑蒸汽管道與蒸髮式冷凝器1連接，實現同一個冷凝壓力，發生器2發生出的冷劑蒸汽流入蒸髮式冷凝器1，冷凝成冷劑水回到冷水機組本體12中。
3.根據權利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，其特徵在於所述的蒸髮式冷凝器1設置在冷卻塔填料14上部，其特徵還在於蒸髮式冷凝器1的蒸發冷凝器傳熱管組 13為翅片式冷卻銅管組，銅管組內部直接將冷劑水蒸汽冷凝為冷劑水，蒸髮式冷凝器1通過直接與冷卻水和空氣進行接觸，予以蒸發排熱。
4.根據權利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，所述的蒸髮式冷凝器1的冷卻水循環部分，冷卻塔積水盤9的冷卻水經由冷卻水循環水泵8分別輸送至冷卻塔噴嘴 10噴淋到冷卻塔填料14和蒸髮式冷凝器1，實現蒸發冷卻，冷凝器內製冷劑(水)在蒸發冷凝器傳熱管組13的翅片式冷卻銅管內冷卻，經由節流閥進入冷水機組本體12中的蒸發器3，其特徵在於所述的冷卻塔本體7下部的冷卻塔積水盤9的冷卻水經由冷卻水泵8、出冷卻水泵一路冷卻水送入冷水機組本體12的吸收器4中冷卻從發生器2產生的溴化鋰濃溶液，冷卻水經過升溫至噴嘴10，噴灑在冷卻塔填料14上，另一路冷卻水通過冷卻塔噴嘴 10，噴灑在翅片式冷卻銅管組13上。
5.根據權利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，所述的蒸髮式冷凝器1在室外溼球溫度滿足要求的運行工況下，主要採用風冷形式以實現冷卻，其特徵在於從冷卻塔本體7兩側的進風柵進入的空氣形成逆流，依次經由填料14和蒸髮式冷凝器1實現風冷，由上部設置的冷卻塔風機12排出。
6.根據權利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，所述的溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，其特徵在於所述發生器2的驅動冷熱源可為熱源溫度為70°C 85°C以上的低溫餘熱廢熱或太陽能集熱器產生的熱水，其特徵還在於所述的蒸髮式冷凝器1的冷凝溫度可降低5°C，冷卻水進口溫度為25 32°C。
專利摘要一種溴化鋰吸收式蒸發冷凝冷水機組，該設備包括冷水機組的發生器2、蒸發器3、吸收器4、蒸髮式冷凝器1和冷卻塔本體7，其特徵是所述發生器2、蒸發器3和吸收器4設置在冷水機組本體12內部，冷水機組本體12上部為發生器2，下部為蒸發器3和吸收器4，其特徵還在於所述的蒸髮式冷凝器1和吸收器4的冷卻水循環部分設置在冷卻塔整體7內部，冷卻水依次噴淋到冷卻塔填料和蒸發冷凝器上，實現蒸發冷卻。本實用新型專利將蒸髮式冷凝器作為溴化鋰吸收式冷水機組的冷凝器，蒸髮式冷卻可以使冷凝器的冷凝溫度降低5℃左右，這不僅提高吸收式冷水機組性COP值，為降低熱源溫度創造了良好條件，更有利於低溫廢熱和太陽能製冷空調的利用。
文檔編號F25B27/00GK201973952SQ20112004930
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月18日 優先權日2011年2月18日
發明者王紅斌, 郭海新 申請人:崑山開思拓空調技術有限公司, 江蘇匯能新能源科技有限公司, 王紅斌, 郭海新