一種跨臨界循環(huán)提供兩級(jí)吸收循環(huán)發(fā)生熱的復(fù)合制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于制冷領(lǐng)域，涉及一種壓縮/兩級(jí)吸收復(fù)合制冷系統(tǒng)，具體涉及一種跨臨界循環(huán)提供兩級(jí)吸收循環(huán)發(fā)生熱的復(fù)合制冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著節(jié)能環(huán)保的理念深入人心，跨臨界制冷循環(huán)因其可以利用溫室效應(yīng)潛能值較高但環(huán)保的氟利昂類工質(zhì)如R23、R508B或者自然工質(zhì)如CO2、N2O的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的關(guān)注?？缗R界制冷循環(huán)有著排氣溫度高、溫度滑移大的特點(diǎn)，具有高溫且大量的冷凝熱可供回收利用，早在2001年，corona公司和Dens公司聯(lián)合開發(fā)的第一個(gè)(302熱泵熱水器就可以在較高能效比下提供65°C的熱水；此外，由于CO2的單位容積制冷量大，跨臨界循環(huán)具有較高的制冷效率(C0P可達(dá)3.0以上)。綜合以上特點(diǎn)，有效利用高溫排氣余熱來減小系統(tǒng)本身的制冷能耗、進(jìn)一步提高性能系數(shù)可以擴(kuò)大跨臨界循環(huán)的優(yōu)勢，更好地節(jié)能，是極具潛力的應(yīng)用方式之一。
[0003]早在上世紀(jì)50年代，吸收式系統(tǒng)與壓縮式系統(tǒng)復(fù)合制冷已有相應(yīng)的研宄，這種系統(tǒng)可以利用壓縮系統(tǒng)的冷凝余熱，并提高制冷效率，而跨臨界循環(huán)作為壓縮循環(huán)的一種具有更高的余熱量和品味，十分適用于這類復(fù)合系統(tǒng)。然而，現(xiàn)有的吸收/壓縮復(fù)合制冷循環(huán)多釆用開式循環(huán)，吸收和壓縮制冷子循環(huán)使用相同的工作介質(zhì)，由于這兩種制冷方式對(duì)工質(zhì)的要求有許多不同之處，釆用相同的工質(zhì)不可避免地要犧牲其中一方的性能，甚至兩種制冷方式的性能都會(huì)受到影響，從而導(dǎo)致復(fù)合循環(huán)的性能降低。
[0004]在現(xiàn)有復(fù)合制冷發(fā)展基礎(chǔ)上，申請(qǐng)?zhí)枮?01210147756.X的中國專利文獻(xiàn)公開了利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，這是一個(gè)閉式的跨臨界壓縮吸收復(fù)合系統(tǒng)，分別采用不同的工質(zhì)，兩系統(tǒng)只進(jìn)行能量的交換，能充分地利用跨臨界循環(huán)的高溫冷凝熱，且大幅提高跨臨界制冷效率。然而，因系統(tǒng)循環(huán)特性，高壓級(jí)發(fā)生器只可利用65°C以上的冷凝余熱，而理論上可利用至40°C以下，余熱利用并不充分。此外，低壓級(jí)發(fā)生器雖然可以利用一般被浪費(fèi)掉的50°C?60°C的極低品位熱源，但仍需要大量的外部能量輸入，不適用于無法提供大量余熱的普通建筑環(huán)境。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種跨臨界循環(huán)提供兩級(jí)吸收循環(huán)發(fā)生熱的復(fù)合制冷系統(tǒng)，通過跨臨界壓縮子系統(tǒng)與高壓吸收子系統(tǒng)、低壓吸收子系統(tǒng)間合理的能量耦合，使高低壓發(fā)生所需熱量全部來自跨臨界壓縮子系統(tǒng)的冷凝余熱，將其充分利用。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]一種跨臨界循環(huán)提供兩級(jí)吸收循環(huán)發(fā)生熱的復(fù)合制冷系統(tǒng)，由跨臨界壓縮子系統(tǒng)、高壓吸收子系統(tǒng)和低壓吸收子系統(tǒng)組成，其中，
[0008]所述的高壓吸收子系統(tǒng)的高壓發(fā)生器的蒸汽出口與冷凝器的入口相連，冷凝器的出口與第一節(jié)流裝置的進(jìn)口相連，第一節(jié)流裝置的出口與冷凝蒸發(fā)器的液體入口相連，高壓吸收器的液體出口與第一循環(huán)泵的進(jìn)口相連，第一循環(huán)泵的出口與第一溶液換熱器的第一通道入口相連，第一溶液換熱器的第一通道出口與高壓發(fā)生器的液體入口相連，高壓發(fā)生器的液體出口與第一溶液換熱器的第二通道入口相連，第一溶液換熱器的第二通道出口與第二節(jié)流裝置的入口相連，第二節(jié)流裝置的出口與高壓吸收器的液體入口相連；
[0009]所述的低壓吸收子系統(tǒng)的低壓發(fā)生器的出口分為兩路，一路與高壓吸收器的氣體入口連通，另一路與冷凝蒸發(fā)器的氣體入口相連，冷凝蒸發(fā)器的液體出口與第三節(jié)流裝置的進(jìn)口相連，第三節(jié)流裝置的出口與第一蒸發(fā)器的入口相連，第一蒸發(fā)器的出口與低壓吸收器的氣體入口相連，低壓吸收器的液體出口與第二循環(huán)泵的進(jìn)口相連，第二循環(huán)泵的出口與第二溶液換熱器的第一通道入口相連，第二溶液換熱器的第一通道出口與低壓發(fā)生器的液體入口相連，低壓發(fā)生器的液體出口與第二溶液換熱器的第二通道入口相連，第二溶液換熱器的第二通道出口與第四節(jié)流裝置的入口相連，第四節(jié)流裝置的出口與低壓吸收器的液體入口相連；
[0010]高壓發(fā)生器內(nèi)設(shè)有第一盤管換熱器，所述低壓發(fā)生器內(nèi)設(shè)有第二盤管換熱器；
[0011]所述的跨臨界壓縮子系統(tǒng)的壓縮機(jī)的出口與第一盤管換熱器的入口相連，第一盤管換熱器的出口與第二盤管換熱器的入口相連，第二盤管換熱器的出口與氣冷器的進(jìn)口相連，氣冷器的出口與回?zé)崞鞯牡谝煌ǖ肋M(jìn)口相連，回?zé)崞鞯牡谝煌ǖ莱隹谂c第五節(jié)流裝置的進(jìn)口相連，第五節(jié)流裝置的出口與第二蒸發(fā)器的進(jìn)口相連，第二蒸發(fā)器的出口與回?zé)崞鞯牡诙ǖ肋M(jìn)口相連，回?zé)崞鞯牡诙ǖ莱隹谂c壓縮機(jī)的吸氣口相連。
[0012]所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)的工作流體依次經(jīng)過壓縮機(jī)、第一盤管換熱器、第二盤管換熱器、氣冷器、回?zé)崞鞯谝煌ǖ?、第五?jié)流裝置、第二蒸發(fā)器、回?zé)崞鞯诙ǖ篮蠡氐綁嚎s機(jī)，完成壓縮制冷子循環(huán)。
[0013]作為優(yōu)選，所述氣冷器和冷凝器的內(nèi)部均設(shè)有冷卻盤管，所述冷卻盤管的進(jìn)、出口與冷卻介質(zhì)源連通。所述冷卻盤管中充注的冷卻介質(zhì)為水、空氣或者其他介質(zhì)。所述高壓吸收器(12)、第二蒸發(fā)器(7)、第一蒸發(fā)器(18)和低壓吸收器(19)內(nèi)部的盤管也都設(shè)有冷卻盤管。
[0014]所述的跨臨界循環(huán)提供兩級(jí)吸收熱的復(fù)合制冷系統(tǒng)，其工作流程如下:
[0015]對(duì)于跨臨界壓縮子系統(tǒng)，經(jīng)過壓縮機(jī)做功之后的過熱制冷劑蒸汽，在高壓發(fā)生器內(nèi)部設(shè)置的第一盤管換熱器放熱冷凝降溫，然后進(jìn)入低壓發(fā)生器內(nèi)部設(shè)置的第二盤管換熱器放熱進(jìn)一步冷凝降溫，再經(jīng)過氣冷器進(jìn)一步冷卻，接著通過回?zé)崞鞯谝煌ǖ琅c第二通道中的制冷劑蒸汽交換熱量，然后經(jīng)第五節(jié)流裝置進(jìn)入第二蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生第一部分冷量。
[0016]蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽經(jīng)回?zé)崞鞯诙ǖ澜粨Q熱量后，回到壓縮機(jī)，開始新的循環(huán)。
[0017]所述的第一盤管換熱器和第二盤管換熱器既分別在高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器中加熱溶液產(chǎn)生制冷劑蒸汽，又作為跨臨界壓縮子系統(tǒng)的冷凝裝置冷卻高溫排氣。
[0018]跨臨界壓縮子系統(tǒng)同時(shí)為高壓吸收子系統(tǒng)和低壓吸收子系統(tǒng)提供吸收熱，不再需要大量的外部能量輸入。
[0019]對(duì)于高壓吸收子系統(tǒng)和低壓吸收子系統(tǒng)，在跨臨界壓縮子系統(tǒng)的冷凝余熱的驅(qū)動(dòng)下，高壓發(fā)生器中的工作流體產(chǎn)生高溫高壓的制冷劑蒸汽，該蒸汽從高壓發(fā)生器的氣體出口進(jìn)入冷凝器中冷凝降溫。
[0020]同時(shí)高壓發(fā)生器中的濃溶液進(jìn)入第一溶液換熱器的第二通道換熱降溫后經(jīng)第二節(jié)流裝置進(jìn)入高壓吸收器，所述濃溶液作為吸收器的吸收溶液。所述濃溶液吸收后變成稀溶液經(jīng)第一循環(huán)泵升壓后經(jīng)過第一溶液換熱器第一通道預(yù)熱并回到高壓發(fā)生器。
[0021]高溫高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器中冷凝降溫后經(jīng)第一節(jié)流裝置進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器。低壓發(fā)生器在跨臨界壓縮冷凝余熱的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生的制冷劑蒸汽，一部分進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器與來自冷凝器的工作流體發(fā)生熱量交換，另一部分則通向高壓吸收器的氣體入口后被吸收。
[0022]通過冷凝蒸發(fā)器調(diào)節(jié)容器中氣、液兩相的組成比例之后，以液相存在的制冷劑經(jīng)冷凝蒸發(fā)器的液體出口經(jīng)第三節(jié)流裝置節(jié)流降壓后進(jìn)入第一蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，產(chǎn)生第二部分冷量。
[0023]第一蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽經(jīng)低壓吸收器的氣體入口進(jìn)入低壓吸收器，被其中的吸收溶液吸收。低壓吸收器內(nèi)吸收制冷劑蒸汽后的稀溶液經(jīng)第二循環(huán)泵升壓后進(jìn)入第二溶液換熱器的第一通道進(jìn)行預(yù)熱，然后進(jìn)入低壓發(fā)生器。低壓發(fā)生器發(fā)生后產(chǎn)生的濃溶液經(jīng)過第二溶液熱交換器第二通道，再經(jīng)第四節(jié)流裝置節(jié)流降壓后回到低壓吸收器。
[0024]作為優(yōu)選，所述高壓吸收子系統(tǒng)和低壓吸收子系統(tǒng)所用工作流體為制冷劑和吸收劑的組合。所述制冷劑組分具有低沸點(diǎn)，所述吸收劑組分具有高沸點(diǎn)。
[0025]作為優(yōu)選，所述高壓吸收子系統(tǒng)和低壓吸收子系統(tǒng)所用工作流體為離子液體或鹽與水組成的工質(zhì)對(duì)。離子液體的正離子包括:烷基季銨離子、烷基季瞵離子、1，3-二烷基取代的咪唑離子和N-烷基取代的吡啶