專利名稱：一種溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸收式制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類已面臨著日益嚴重的全球氣候變暖和化石能源枯竭的威脅，節(jié)約能源、保護環(huán)境已越來越受人們的重視。太陽能、地?zé)岷凸I(yè)廢熱等低品位能源的利用已被人們所關(guān)注，氨水吸收式制冷機可直接利用低品位熱源驅(qū)動，吸收工質(zhì)對 以氨水為吸收劑、氨為制冷劑，氨蒸發(fā)溫度范圍寬，適用于空調(diào)和制冷場合，氨也是對環(huán)境友好的優(yōu)良的自然工質(zhì)，因此，氨水，吸收式制冷機在工業(yè)、商業(yè)和民用的制冷與空調(diào)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，吸收制冷機卻存在體積較大、材料用量多等缺點，這樣不但給機組小型化帶來困難，同時也使機組制造成本較高。吸收器體積過大是造成機組體積較大的主要原因，通常，吸收器換熱面積占整個機組總換熱面積可達40%以上。吸收器的吸收效果和換熱性能是機組能效比的主要影響因素。吸收器作用是排除制冷劑在吸收過程中所釋放的吸收熱以及濃溶液從發(fā)生器所帶來的部分熱負荷。目前最常用的吸收器是降膜吸收器，其特點在于溶液在吸收蒸汽過程中同時通過冷卻介質(zhì)排除吸收熱，溶液溫度變化較小，吸收過程傳熱和傳質(zhì)同時伴隨發(fā)生的，管內(nèi)氨水吸收過程和管外傳熱強化是相互矛盾的，吸收過程中傳熱過程和傳質(zhì)過程難以同時強化，因此傳熱面積較大，而傳質(zhì)過程傳質(zhì)面積也增大，從而需要較大體積的吸收器。此外，單級氨水吸收制冷系統(tǒng)中，采用水冷方式精餾柱增加系統(tǒng)復(fù)雜性，給氨水吸收式制冷機的風(fēng)冷化增加難度。公開號CN1595016的中國專利說明書公開了小型節(jié)能風(fēng)冷絕熱吸收燃氣空調(diào)裝置，該裝置含有一種絕熱吸收器，其特點溶液吸收制冷劑蒸汽過程在絕熱吸收器中進行，吸收熱排除過程在溶液冷卻器中進行，實現(xiàn)吸收傳質(zhì)與吸收傳熱過程分開強化，從而有助于縮小吸收器體積，但需要增加一臺溶液泵設(shè)備，引起初投資和耗電量增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因需要增加一臺溶液泵設(shè)備而引起的制冷系統(tǒng)的初投資高和耗電量增加的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)，包括發(fā)生器，發(fā)生器內(nèi)于其加熱器的上方設(shè)置有精餾換熱管，發(fā)生器的蒸汽出口與冷凝器的制冷劑進口相連，冷凝器的制冷劑出口經(jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器的制冷劑進口相連，蒸發(fā)器的制冷劑出口與吸收器的蒸汽進口相連，吸收器的溶液出口分為兩路，其中一路經(jīng)精餾換熱管與噴射器的被引射流體進口相連，另一路經(jīng)溶液泵后分為兩支，其中一支與發(fā)生器的溶液進口相連，另一支經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥與噴射器的工作流體進口相連，發(fā)生器的溶液出口與流量調(diào)節(jié)閥的出口匯合后與噴射器的工作流體進口相連，噴射器的出口經(jīng)溶液冷卻器與吸收器的溶液進口相連，吸收器的底部設(shè)置有超聲波裝置。
溶液泵出口處與發(fā)生器的溶液進口相連的一支上以及發(fā)生器的溶液出口與流量調(diào)節(jié)閥的出口匯合前的管路上串設(shè)有溶液熱交換器，溶液熱交換器的高溫側(cè)介質(zhì)通道的兩個端口分別與發(fā)生器的溶液出口和噴射器的工作流體進口相連，溶液熱交換器的低溫側(cè)介質(zhì)通道的兩個端口分別與發(fā)生器的溶液進口和溶液泵的出口相連。所述冷凝器的制冷劑出口與節(jié)流閥的進口之間和蒸發(fā)器的制冷劑出口與吸收器的蒸汽進口之間設(shè)置有回?zé)崞鳎責(zé)崞鞯囊粋€介質(zhì)通道的兩個端口分別與冷凝器的制冷劑出口和節(jié)流閥的進口相連，回?zé)崞鞯牧硪粋€介質(zhì)通道的兩個端口分別與蒸發(fā)器的制冷劑出口和吸收器的蒸汽進口相連。所述的超聲波裝置包括密封置于吸收器內(nèi)的換能器以及與換能器電連并置 于吸收器外部的超聲波發(fā)生器。本發(fā)明利用再循環(huán)溶液排出精餾過程的精餾熱，省去傳統(tǒng)精餾柱所需的冷卻水循環(huán)管路，利用噴射器回收氨水稀溶液節(jié)流損失，省去驅(qū)動再循環(huán)溶液流動的再循環(huán)泵，節(jié)省再循環(huán)泵的電能。本發(fā)明有助于解決氨水吸收制冷系統(tǒng)風(fēng)冷化和小型化等問題，具有制冷效率高、節(jié)能效果好、適用范圍廣的優(yōu)點，應(yīng)用前景好。本發(fā)明還利用超聲波的霧化功能增加吸收器中溶液與制冷劑蒸汽之間的接觸面積，增加了吸收過程中傳質(zhì)的空間與時間，增強了溶液吸收效果。


圖I是本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式一種溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)的實施例，在圖I中，其發(fā)生器I內(nèi)具有管式的加熱器15，在加熱器15的上方設(shè)置有精餾換熱管10，精餾換熱管10的處在發(fā)生器I內(nèi)并處在發(fā)生器I的上部。發(fā)生器I的蒸汽出口與冷凝器11的制冷劑進口相連，冷凝器11的制冷劑出口與節(jié)流閥13的進口相連，節(jié)流閥13的出口與蒸發(fā)器14的制冷劑進口相連，蒸發(fā)器14的制冷劑出口與吸收器5的蒸汽進口相連，吸收器5的溶液出口分為兩路，其中一路與精餾換熱管10的進口相連，精餾換熱管10的出口與噴射器3的被引射流體進口相連；另一路與溶液泵8的進口相連，溶液泵8的出口分為了兩支，其中一支與發(fā)生器I的溶液進口相連，另一支經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥9與噴射器3的工作流體進口相連，發(fā)生器I的溶液出口與流量調(diào)節(jié)閥9的出口匯合后與噴射器3的工作流體進口相連，噴射器3的出口與溶液冷卻器4的進口相連，溶液冷卻器4的出口與吸收器5的溶液進口相連。吸收器5的底部設(shè)置有超聲波裝置，超聲裝置的換能器6密封設(shè)置在吸收器5內(nèi)，超聲波裝置的超聲波發(fā)生器7處在吸收器5的外部并與換能器6電連。溶液泵8出口處與發(fā)生器I的溶液進口相連的一支上以及發(fā)生器I的溶液出口與流量調(diào)節(jié)閥9的出口匯合前的管路上串設(shè)有溶液熱交換器2，溶液熱交換器2的高溫側(cè)介質(zhì)通道的兩個端口分別與發(fā)生器I的溶液出口和噴射器3的工作流體進口相連，溶液熱交換器2的低溫側(cè)介質(zhì)通道的兩個端口分別與發(fā)生器I的溶液進口和溶液泵8的出口相連。冷凝器11的制冷劑出口與節(jié)流閥13的進口之間和蒸發(fā)器14的制冷劑出口與吸收器5的蒸汽進口之間設(shè)置有回?zé)崞?2，回?zé)崞?2的一個介質(zhì)通道的兩個端口分別與冷凝器11的制冷劑出口和節(jié)流閥13的進口相連，回?zé)崞?2的另一個介質(zhì)通道的兩個端口分別與蒸發(fā)器14的制冷劑出口和吸收器5的蒸汽進口相連。發(fā)生器I的溶液進口處在發(fā)生器I的中間部位，發(fā)生器I的溶液進口上連接有伸入發(fā)生器內(nèi)的噴頭，由發(fā)生器I的溶液進口進入發(fā)生器的溶液會由噴頭噴出。本實施例在使用時的循環(huán)由氨水溶液循環(huán)過程和制冷劑氨循環(huán)過程組成。溶液循環(huán)過程為氨水稀溶液吸收氨蒸汽后在吸收器5出口變?yōu)闈馊芤?，吸收?出口的濃溶液分為兩路，一路為再循環(huán)溶液先進入精餾換熱管10提純來自發(fā)生器I的富 含氨的蒸汽，然后被引射進入噴射器3，另一路為循環(huán)溶液，經(jīng)溶液泵8加壓后分為兩支，一支經(jīng)溶液熱交換器2的低溫側(cè)介質(zhì)通道后進入發(fā)生器I被加熱器15加熱產(chǎn)生富含氨的蒸汽，發(fā)生器I中濃溶液逐漸變成稀溶液，發(fā)生器I出口的稀溶液進入溶液熱交換器2的高溫側(cè)介質(zhì)通道與來自吸收器的濃溶液換熱，溶液泵8出口的另一支與從溶液熱交換器2流出的稀溶液匯合并，作為工作流體進入流噴射器3引射來自精餾換熱管10的再循環(huán)溶液，噴射器3出口的混合溶液經(jīng)溶液冷卻器4被冷卻降溫后流入吸收器5，通過吸收器5的溶液入口處霧化噴頭作用形成細小液滴，小液滴在下落過程中不斷吸收氨蒸汽同時溫度升高，溶液濃度升高，吸收器5中的換能器6將電諧振電信號轉(zhuǎn)換為高頻超聲波振動,吸收器5下部的溶液被霧化成直徑小于10微米的微小液滴，增大溶液與氨蒸汽接觸面積，從而增強溶液吸收傳質(zhì)過程，蒸汽被溶液有效吸收而溶液濃度增加，溶液溫度也進一步增加，在吸收器5的出口變?yōu)檩^高溫度濃溶液。制冷劑氨循環(huán)過程為發(fā)生器I所產(chǎn)生的富含氨蒸汽進入發(fā)生器I上部被精餾換熱管10溶液冷卻，氨蒸汽溫度降低、純度增加，然后氨蒸汽進入冷凝器11被冷凝成制冷劑氨，經(jīng)回?zé)崞?2過冷后，進入節(jié)流閥13節(jié)流降壓成低溫低壓制冷劑氨進入蒸發(fā)器14吸收熱量汽化成氨蒸汽，再經(jīng)回?zé)崞?2換熱后進入吸收器5，被氨水溶液吸收。至此，完成一個完整循環(huán)過程。
權(quán)利要求
1.ー種溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)生器，發(fā)生器內(nèi)于其加熱器的上方設(shè)置有精餾換熱管，發(fā)生器的蒸汽出口與冷凝器的制冷劑進ロ相連，冷凝器的制冷劑出口經(jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器的制冷劑進ロ相連，蒸發(fā)器的制冷劑出口與吸收器的蒸汽進ロ相連，吸收器的溶液出口分為兩路，其中一路經(jīng)精餾換熱管與噴射器的被引射流體進ロ相連，另一路經(jīng)溶液泵后分為兩支，其中一支與發(fā)生器的溶液進ロ相連，另ー支經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥與噴射器的工作流體進ロ相連，發(fā)生器的溶液出口與流量調(diào)節(jié)閥的出口匯合后與噴射器的工作流體進ロ相連，噴射器的出口經(jīng)溶液冷卻器與吸收器的溶液進ロ相連，吸收器的底部設(shè)置有超聲波裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)，其特征在于溶液泵出口處與發(fā)生器的溶液進ロ相連的ー支上以及發(fā)生器的溶液出口與流量調(diào)節(jié)閥的出ロ匯合前的管路上串設(shè)有溶液熱交換器，溶液熱交換器的高溫側(cè)介質(zhì)通道的兩個端ロ分別與發(fā)生器的溶液出口和噴射器的工作流體進ロ相連，溶液熱交換器的低溫側(cè)介質(zhì)通道的兩個端ロ分別與發(fā)生器的溶液進口和溶液泵的出口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)，其特征在于所述冷凝器的制冷劑出口與節(jié)流閥的進ロ之間和蒸發(fā)器的制冷劑出口與吸收器的蒸汽進ロ之間設(shè)置有回?zé)崞?，回?zé)崞鞯囊粋€介質(zhì)通道的兩個端ロ分別與冷凝器的制冷劑出口和節(jié)流閥的進ロ相連，回?zé)崞鞯牧愆`個介質(zhì)通道的兩個端ロ分別與蒸發(fā)器的制冷劑出口和吸收器的蒸汽進ロ相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)，其特征在于所述的超聲波裝置包括密封置于吸收器內(nèi)的換能器以及與換能器電連并置于吸收器外部的超聲波發(fā)生器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溶液自冷卻精餾的氨水吸收制冷系統(tǒng)，包括發(fā)生器，發(fā)生器內(nèi)于其加熱器的上方設(shè)置有精餾換熱管，發(fā)生器的蒸汽出口與冷凝器的制冷劑進口相連，冷凝器的制冷劑出口經(jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器的制冷劑進口相連，蒸發(fā)器的制冷劑出口與吸收器的蒸汽進口相連，吸收器的溶液出口分為兩路，其中一路經(jīng)精餾換熱管與噴射器的被引射流體進口相連，另一路經(jīng)溶液泵后分為兩支，其中一支與發(fā)生器的溶液進口相連，另一支經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥與噴射器的工作流體進口相連，發(fā)生器的溶液出口與流量調(diào)節(jié)閥的出口匯合后與噴射器的工作流體進口相連，噴射器的出口經(jīng)溶液冷卻器與吸收器的溶液進口相連，吸收器的底部設(shè)置有超聲波裝置。
文檔編號F25B15/04GK102679614SQ20111043530
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者任秀宏, 崔曉龍, 張敏慧, 王林, 談瑩瑩, 馬愛華 申請人:河南科技大學(xué)