專利名稱：濃度自適應(yīng)型氨水吸收式制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種制冷的設(shè)備，更具體地說，本實用新型涉及到一種以氨為工質(zhì)、 濃度可以隨運(yùn)行工況變化而進(jìn)行自我適應(yīng)調(diào)節(jié)的吸收式制冷機(jī)。
背景技術(shù)：
隨社會的發(fā)展、人口的增長，人類面臨著前所未有的能源危機(jī)，降低能耗已成為各行業(yè) 發(fā)展的必然要求；于此同時，由于人們對生活質(zhì)量的要求也越來越高，對空調(diào)、冷庫、冰箱 等制冷產(chǎn)品的需求不斷增大，由制冷帶來的能耗也日益增加。降低制冷設(shè)備的能耗或發(fā)展余 熱制冷成為制冷產(chǎn)品發(fā)展的方向。目前占據(jù)市場主體地位的壓縮制冷機(jī)雖有較高的制冷效 率，但其對能源品位要求較高， 一般需要靠消耗電能維持運(yùn)行，而電能為二級能源，尤其在 我國這么一個以火電為主的國家，考慮到煤發(fā)電的效率，壓縮制冷的綜合效率并不高。而吸 收制冷系統(tǒng)，效率較壓縮制冷較低，但考慮到其可以靠余熱驅(qū)動，其有著自身優(yōu)勢。
吸收制冷系統(tǒng)又分溴化鋰吸收制冷和氨水吸收制冷兩種，其中溴化鋰吸收制冷主要用于 空調(diào)制冷設(shè)備中，其最低制冷溫度一般在5攝氏度左右，而在一些冷凍和冷藏場合需采用氨 水吸收式制冷機(jī)。早在1850年法國工程師凱利愛在巴黎制出了第一臺氯水吸收式制冷機(jī)， 但早期氨水吸收式制冷機(jī)發(fā)展緩慢，這一方面是因為壓縮制冷運(yùn)行可靠；另一方面則由于當(dāng) 時能源價格低廉的緣故，直到本世紀(jì)30年代，氨水吸收式制冷機(jī)才得到了復(fù)蘇，這時它的系 統(tǒng)和設(shè)備都得到了改進(jìn)，現(xiàn)代化學(xué)工程的原理在系統(tǒng)中得以充分應(yīng)用，特別是發(fā)展了氨水精 餾,使氨水吸收式制冷系統(tǒng)日益完，但其效率仍不太高。
在氨水吸收制冷機(jī)中，溶液濃度是影響制冷機(jī)效率與性能的一個重要參數(shù)， 一般來說， 蒸發(fā)溫度會決定蒸發(fā)壓力， 一般蒸發(fā)壓力與吸收壓力值相當(dāng)，外界冷卻介質(zhì)的溫度，決定吸 收溫度，吸收溫度與吸收壓力將決定制冷機(jī)濃溶液的最大濃度；另一方面，冷卻介質(zhì)的溫度， 決定冷凝壓力，冷凝壓力與發(fā)生壓力值相當(dāng)，同時根據(jù)熱源的溫度，可以確定發(fā)生器最高溫 度，發(fā)生壓力與發(fā)生器最高溫度決定了離開發(fā)生器稀溶液的最小濃度值。濃溶液的最大濃度 值與稀溶液的最小濃度值之間的差值叫做放氣范圍，放氣范圍的倒數(shù)又叫循環(huán)倍率。循環(huán)倍 率是一個描述制冷機(jī)溶液循環(huán)量與蒸氣量一個比值關(guān)系，循環(huán)倍率越大，意味著要產(chǎn)生相同 的蒸氣量所需要的溶液循環(huán)量也就越大，此時的制冷效率也就越低，所以在制冷機(jī)中，應(yīng)在 滿足制冷要求的前提下，盡可能的提高放氣范圍，降低循環(huán)倍率，這也就是說應(yīng)該盡可能的 提高濃溶液的濃度，同時盡可能的降低稀溶液的濃度，而這兩個參數(shù)又受環(huán)境工況決定，環(huán) 境工況在一年中不同的季節(jié)、 一天中不同的時刻會出現(xiàn)不同的參數(shù)值，為了保證制冷效率、 保證最小的循環(huán)倍率，應(yīng)該對溶液的濃度參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而目前氨水吸收式制冷系統(tǒng)屬于一 個完全封閉的系統(tǒng)，溶液濃度無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，往往是在運(yùn)行初期，根據(jù)運(yùn)行工況特點(diǎn)，確定 一個較合適的溶液濃度進(jìn)行灌裝，且在以后運(yùn)行過程中，系統(tǒng)保持封閉，濃度保持恒定，一 般為了保持運(yùn)行的可靠性，濃度需要根據(jù)最不利工況確定、選擇最大的循環(huán)倍率，這樣雖保 證了制冷機(jī)能適應(yīng)其他工況下的運(yùn)行，保證制冷效果，但當(dāng)運(yùn)行工況好于最不利工況時，允 許的最大濃度值發(fā)生變化時，其濃度卻不能隨之調(diào)節(jié)，放氣范圍小于該工況下的最大值，效 率較低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種濃度可以隨運(yùn)行工況變化而進(jìn)行 自我適應(yīng)調(diào)節(jié)、可以時刻保證最小循環(huán)倍率的氨水吸收式制冷機(jī)。
本實用新型的濃度自適應(yīng)型氨水吸收式制冷機(jī)包括由管路依次連接的溶液泵、發(fā)生器、 精餾器、冷凝器、制冷劑節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器、儲液器、溶液節(jié)流閥構(gòu)成的氨水吸收制 冷系統(tǒng)和制冷劑暫儲器，所述制冷劑暫儲器設(shè)在所述冷凝器與制冷劑節(jié)流閥之間；制冷劑暫 儲器與所述冷凝器、制冷劑節(jié)流閥之間連接管道并聯(lián)；制冷劑暫儲器兩端均設(shè)有閥門。制冷 劑暫儲器為一耐高壓容器，可以儲存一定量的制冷劑，制冷劑暫儲器的制冷劑儲存量可有節(jié) 流閥的開啟度控制制冷劑暫儲器的液位高度來實現(xiàn)。在運(yùn)行過程中，氨水溶液從儲液器由溶 液泵的作用下進(jìn)入發(fā)生器，在發(fā)生器中被加熱沸騰，產(chǎn)生氨蒸氣進(jìn)入精餾器，而剩余的稀氨 水會經(jīng)過溶液節(jié)流閥回流至吸收器，而氨蒸氣在精餾器中得到提純，其中含水量會下降，得 到純度較高的氨蒸氣，而后進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中氨蒸氣將被冷卻成液氨，液氨首先進(jìn)入 制冷劑暫儲器，此時對制冷劑暫儲器中的氨液位進(jìn)行檢測，確定制冷劑暫儲器中液氨的量， 進(jìn)而反算出吸收器中溶液濃度，當(dāng)溶液濃度達(dá)到最佳值時，制冷劑暫儲器兩端閥門均關(guān)閉。 隨后從冷凝器冷凝下來的液氨將直接經(jīng)過制冷劑節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中，液氨蒸發(fā) 形成氨蒸氣，該過程會從外界吸收大量的熱，達(dá)到制冷的目的，隨后形成的氨蒸氣進(jìn)入吸收 器，與從發(fā)生器回流的稀氨水溶液接觸，氨蒸氣被吸收，稀氨水轉(zhuǎn)變成濃氨水，當(dāng)外界環(huán)境 工況溫度變低或所需制冷溫度提高時，又可以打開制冷劑暫儲器兩端閥門，又使部分制冷劑 暫儲器中的氨重新回到循環(huán)過程當(dāng)中。當(dāng)環(huán)境工況升高或所需制冷溫度降低時，又可以重新 將部分氨儲存于制冷劑暫儲器，降低了循環(huán)溶液的濃度。這樣保證了制冷機(jī)能時刻保證制冷 溫度的前提下維持了最小循環(huán)倍率、最大制冷效率，達(dá)到節(jié)能的目的。
本實用新型的有益效果(l)制冷機(jī)在保證了一個封閉系統(tǒng)的同時，在一個封閉系統(tǒng)中， 增設(shè)了一個封閉空間——制冷劑暫儲器，通過制冷劑暫儲器儲存一定的制冷劑，使其與制冷 循環(huán)相隔離，即保證了一定量的制冷劑無法參與制冷循環(huán)，又可以通過控制制冷劑暫儲器中 制冷劑的量達(dá)到了控制參與循環(huán)的制冷劑的總量，進(jìn)而實現(xiàn)對濃度的調(diào)節(jié)；(2)制冷機(jī)保證 了傳統(tǒng)氨水吸收式制冷機(jī)的主體，只是對其部分部件做了改進(jìn)，可以對現(xiàn)有的制冷機(jī)進(jìn)行部 分改進(jìn)，到達(dá)目的；(3)制冷效率高，設(shè)備成本簡單；(4)制冷系統(tǒng)采用的制冷劑為自然工 質(zhì)，對臭氧層無不良影響，也無溫室效應(yīng)，利于環(huán)境的保護(hù)。


附圖1是本實用新型的濃度自適應(yīng)型氨水吸收式制冷機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
其中有，溶液泵1,發(fā)生器2，精餾器3，冷凝器4,制冷劑暫儲器5，制冷劑節(jié)流閥 6，蒸發(fā)器7，吸收器8,儲液器9，溶液節(jié)流閥10。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型的新型制冷設(shè)備做進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本實用新型的濃度自適應(yīng)型氨水吸收式制冷機(jī)包括由管路依次連接的溶液 泵l、發(fā)生器2、精餾器3、冷凝器4、制冷劑節(jié)流閥6、蒸發(fā)器7、吸收器8、儲液器9、溶 液節(jié)流闊10構(gòu)成氨水吸收制冷系統(tǒng)，并在所述冷凝器4與制冷劑節(jié)流閥6之間設(shè)有制冷劑暫 儲器5。制冷劑暫儲器5與所述冷凝器4、制冷劑節(jié)流閥之6間連接管道并聯(lián)，制冷劑暫儲器 5兩端均設(shè)有閥門。所述制冷劑暫儲器5可有以耐高壓空腔容器制成，可以用來儲存一定量的制冷劑，制冷劑暫儲器5的制冷劑儲存量可有節(jié)流閥的開啟度控制制冷劑暫儲器的液位高度來實現(xiàn)，也可以通過控制制冷劑暫儲器5兩端的閥門來實現(xiàn)。
初始灌裝時，本實用新型的濃度自適應(yīng)型氨水吸收式制冷機(jī)的濃度可以根據(jù)最佳工況下(最低吸收溫度、冷凝溫度和最高蒸發(fā)溫度)的運(yùn)行參數(shù)選擇，如運(yùn)行過程中，最低吸收溫度、冷凝溫度為23攝氏度，最高制冷溫度為5攝氏度，初始灌裝濃度可以選擇在0. 32 0. 35之間。同時根據(jù)最不利工況下(最高吸收溫度、冷凝溫度和最低蒸發(fā)溫度)的運(yùn)行參數(shù)計算出所需的最低濃溶液濃度值，如運(yùn)行過程中，最高吸收溫度、冷凝溫度為32攝氏度，最低制冷溫度為-25攝氏度，此時循環(huán)濃度應(yīng)在0. 15 0. 20之間。這兩者也就是制冷機(jī)運(yùn)行過程中，溶液濃度調(diào)節(jié)范圍，根據(jù)灌裝量，算出兩種狀態(tài)氨循環(huán)量的差值，根據(jù)這個差值可算出制冷劑暫儲器5體積。如灌裝濃度選擇了0.35，且計算出最不利工況下，濃度的最大值為0.2，初始灌裝量時氨65千克、水121千克，最不利工況下，氨的循環(huán)量應(yīng)為30千克、水121千克，這時多余的35千克氨可利用制冷劑暫儲器5儲存。而中間工況下，制冷劑暫儲器5儲存的氨應(yīng)該處于0 35千克之間的一個值。制冷劑暫儲器5儲存的氨可以根據(jù)液位檢測裝置測定。當(dāng)需要降低溶液濃度時，可以打開制冷劑暫儲器5前端的闊門、關(guān)閉后端閥門、調(diào)小制冷劑節(jié)流閥6，使得制冷劑暫儲器5液位上升；當(dāng)需要提高溶液濃度時，可以打開制冷劑暫儲器5后端的閥門、關(guān)閉前端閥門、調(diào)大制冷劑節(jié)流閥6，使得制冷劑暫儲器5液位下降，使得制冷劑氨重新回到循環(huán)過程中，達(dá)到提高濃度的目的。
權(quán)利要求1. 一種濃度自適應(yīng)型氨水吸收式制冷機(jī)，其特征在于，在由管路依次連接的溶液泵(1)、發(fā)生器(2)、精餾器(3)、冷凝器(4)、制冷劑節(jié)流閥(6)、蒸發(fā)器(7)、吸收器(8)、儲液器(9)、溶液節(jié)流閥(10)構(gòu)成氨水吸收制冷系統(tǒng)中，增設(shè)制冷劑暫儲器(5)構(gòu)成；制冷劑暫儲器(5)設(shè)在所述冷凝器(4)與制冷劑節(jié)流閥(6)之間；制冷劑暫儲器(5)與所述冷凝器(4)、制冷劑節(jié)流閥(6)之間連接管道并聯(lián)。
2. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)型氨水吸收式制冷機(jī)，其特征在于，所述制冷劑暫儲器(5)為 一耐高壓容器。
專利摘要本實用新型公開了一種濃度自適應(yīng)型氨水吸收式制冷機(jī)，旨在提供一種濃度可以隨運(yùn)行工況變化而進(jìn)行自我適應(yīng)調(diào)節(jié)的氨水吸收式制冷機(jī)。它包括由管路依次連接的溶液泵、發(fā)生器、精餾器、冷凝器、制冷劑節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器、儲液器、溶液節(jié)流閥構(gòu)成氨水吸收制冷系統(tǒng)，且在所述冷凝器與制冷劑節(jié)流閥之間設(shè)有制冷劑暫儲器。在運(yùn)行過程中，利用制冷劑暫儲器儲存一定量的制冷劑氨，并通過調(diào)節(jié)其儲存量來實現(xiàn)調(diào)節(jié)氨水濃度的目的，使得制冷劑濃度始終維持在最佳值，制冷機(jī)始終在最優(yōu)濃度下運(yùn)行，提高了效率，降低了能耗。本實用新型可以廣泛應(yīng)用于余熱驅(qū)動的低溫制冷場合。
文檔編號F25B15/04GK201285189SQ200820186930
公開日2009年8月5日 申請日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者李智虎, 鵬 陳 申請人:李智虎