CN102080898A

CN102080898A - 一种溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组

Info

Publication number: CN102080898A
Application number: CN2011100457808A
Authority: CN
Inventors: 王红斌; 郭海新
Original assignee: JIANGSU HUINENG NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd; KUNSHAN KLIMASYSTEMTECHNIK CO Ltd
Current assignee: Jiangsu Huineng New Energy Technology Co., Ltd.; Kunshan Klimasystemtechnik Energy-Saving Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2011-06-01

Abstract

一种溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，该设备包括冷水机组的发生器2、蒸发器3、吸收器4、蒸发式冷凝器1和冷却塔本体7，其特征是所述发生器2、蒸发器3和吸收器4设置在冷水机组本体12内部，冷水机组本体12上部为发生器2，下部为蒸发器3和吸收器4，其特征还在于所述的蒸发式冷凝器1和吸收器4的冷却水循环部分设置在冷却塔整体7内部，冷却水依次喷淋到冷却塔填料和蒸发冷凝器上，实现蒸发冷却。本发明专利将蒸发式冷凝器作为溴化锂吸收式冷水机组的冷凝器，蒸发式冷却可以使冷凝器的冷凝温度降低5℃左右，这不仅提高吸收式冷水机组性COP值，为降低热源温度创造了良好条件，更有利于低温废热和太阳能制冷空调的利用。

Description

一种溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组

技术领域

本发明涉及一种溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，更具体的说，涉及一种冷凝器采用蒸发冷凝方式的溴化锂吸收式冷水机组设备。

背景技术

溴化锂吸收式制冷机与传统压缩式制冷机的不同之处在于它使用热能作为驱动能源，而非电能。它以溴化锂溶液为吸收剂，以蒸汽、热水、燃油/燃气直接燃烧产生的热量或其他废热作为热源，利用蒸发、吸收的原理来实现制冷，由于CFCs和HCFCs制冷剂对大气臭氧层有破坏作用，HFCs制冷剂又存在着温室效应，在当今电力能源供应紧张和应对气候变化的内外部环境条件下，溴化锂吸收式制冷机具有很高的推广价值。我国已成为世界上吸收式制冷机的生产大国，近期溴化锂吸收式制冷机的发展方向主要是高效化、推广应用于热电冷联产系统、以及回收余热和利用太阳能等，走节能型、环保型溴化锂吸收式制冷机之路是发展的必然趋势。发展多能源综合利用型溴化锂吸收式制冷机不仅充分利用可再生资源，提高能源利用效率，又可充分利用工厂余热废热资源，在回收能源的同时减少热污染，改善环境，还可缓解电网的供需矛盾，节约电力工业基本建设投资，这些对于改善国家的能源利用状况具有重要的实际意义。

溴化锂吸收式冷水机组一般可分为单效和双效两种。单效溴化锂有发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器和溶液热交换器组成。双效吸收式溴化锂冷水机组一般有高压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器、凝水回热器组成。无论单效吸收式冷水机组还是双效吸收式冷水机组，其冷凝器都是用水作为冷却媒体，溴化锂吸收式制冷机组在运行中需耗用大量的冷却水，为节约用水，机组的冷却水系统大多采用开式循环系统，水在冷却塔中蒸发冷却，带走热量，如此，冷却水与冷凝器的冷凝温度的传热温差一般为5℃左右。

蒸发式冷凝器是在吸收国外最先进的热交换技术基础上研制开发的一种高效节能的换热设备，蒸发式冷凝器是靠水的蒸发潜热带走被冷介质的热量，蒸发式冷凝器实际耗水量约为水冷式冷凝器的5％～10％，同时降低了电耗。该产品集传统式冷凝器、冷却塔、循环水泵、水池及连接水管为一体，具有占地面积小，安装极为方便，噪声低、节水省电、投资省、运行费低、不污染环境、使用寿命长、维修简便等众多优点。美国、加拿大等国家在20世纪70年代起就在冷库制冷装置上加以应用，我国从20世纪80年代起，化工、医药、工业制冷及啤酒饮料，食品的低温加工冷藏，建筑空调制冷等领域也开始采用蒸发式冷凝器，经过20余年的实践证明，蒸发式冷凝器具有明显的节能效果。

单效溴化锂吸收式制冷机的最佳工作温度为80～100℃，它的最大COP值在热源温度为85℃时可以达到0.7，由于溶液受结晶条件的限制，制冷机的热源温度不能超过150℃。双效溴化锂吸收式制冷机组的COP约为1.1～1.2，驱动热源可以是150℃以上的高温热水，或者是0.25～0.8MPa(表压力)的饱和蒸汽，它的最大COP值在热源温度为130℃时可以达到1.2。而三效溴化锂吸收式制冷机组的COP约为1.65～1.75，其驱动热源温度则需要200℃以上。两级溴化锂吸收式制冷系统，对热源温度的要求比单效溴化锂吸收式制冷系统的要求更低，使用70～80℃的热水即可驱动。因此，两级溴化锂吸收式制冷系统比单效溴化锂吸收式制冷系统更适于利用低品位能源。但是，两级溴化锂吸收式制冷系统的COP值更低，只有0.3～0.4左右，冷却水耗量约为单效溴化锂吸收式制冷机组的两倍，而且初投资比较大。例如太阳能驱动溴化锂吸收式制冷系统，采用平板或热管型真空管集热器来收集太阳能，产生80℃～95℃的热水来驱动单效、双效或双级吸收式制冷机。机组发生器驱动热源的温度一般需要大于80℃，如表1所示

表1每kW制冷功率下太阳能溴化锂吸收式制冷系统比较

本发明专利将蒸发式冷凝器作为溴化锂吸收式冷水机组的冷凝器，蒸发式冷却可以使冷凝器的冷凝温度降低5℃左右，这不仅提高吸收式冷水机组性COP值，为降低热源温度创造了良好条件，更有利于低温废热和太阳能制冷空调的利用。

发明内容

本发明专利将蒸发式冷凝器作为溴化锂吸收式冷水机组的冷凝器，蒸发式冷却可以使冷凝器的冷凝温度降低5℃左右，这不仅提高吸收式冷水机组热效率COP值，为降低热源温度创造了良好条件，更有利于低温废热和太阳能制冷空调的利用。为实现上述目的，本发明的技术方案提供了溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组设备。

本发明的技术方案是：

一种溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，该设备包括冷水机组的蒸发式冷凝器1、发生器2、蒸发器3、吸收器4和冷却塔本体7，其特征是所述发生器2、蒸发器3和吸收器4设置在冷水机组本体12内部，冷水机组上部为发生器2，下部为蒸发器3和吸收器4，其特征还在于所述的蒸发式冷凝器1和吸收器4的冷却水循环部分设置在冷却塔本体7内部，实现蒸发冷却。

在上述技术方案中，所述的冷却塔本体7由蒸发式冷凝器1、喷嘴10、填料14、冷却水循环水泵8、冷却塔积水盘9和轴流风机11组成，其特征还在于冷水机组本体12的发生器2和冷却塔本体7内部的蒸发式冷凝器1通过冷剂蒸汽管道与蒸发式冷凝器1连接，实现同一个冷凝压力，发生器2发生出的冷剂蒸汽流入蒸发式冷凝器1，冷凝成冷剂水回到冷水机组本体12中。

在上述技术方案中，所述的溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，其特征在于所述的蒸发式冷凝器1设置在冷却塔填料14上部，其特征还在于蒸发式冷凝器1的蒸发冷凝器传热管组13为翅片式冷却铜管组，铜管组内部直接将冷剂水蒸汽冷凝为冷剂水，蒸发式冷凝器1通过直接与冷却水和空气进行接触，予以蒸发排热。

在上述技术方案中，所述的蒸发式冷凝器1的冷却水循环部分，冷却塔积水盘9的冷却水经由冷却水循环水泵8分别输送至冷却塔喷嘴10喷淋到冷却塔填料14和蒸发式冷凝器1，实现蒸发冷却，冷凝器内制冷剂(水)在蒸发冷凝器传热管组13的翅片式冷却铜管内冷却，经由节流阀进入冷水机组本体12中的蒸发器3，其特征在于所述的冷却塔本体7下部的冷却塔积水盘9的冷却水经由冷却水泵8、出冷却水泵一路冷却水送入冷水机组本体12的吸收器4中冷却从发生器2产生的溴化锂浓溶液，冷却水经过升温至喷嘴10，喷洒在冷却塔填料14上，另一路冷却水通过冷却塔喷嘴10，喷洒在翅片式冷却铜管组13上。

在上述技术方案中，所述的蒸发式冷凝器1在室外湿球温度满足要求的运行工况下主要采用风冷形式以实现冷却，其特征在于从冷却塔本体7两侧的进风栅进入的空气形成逆流，依次经由填料14和蒸发式冷凝器1实现风冷，由上部设置的冷却塔风机12排出。

在上述技术方案中，所述的溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，其特征在于所述发生器2的驱动冷热源可为热源温度为70℃～85℃以上的低温余热废热或太阳能集热器产生的热水，其特征还在于所述的蒸发式冷凝器1的冷凝温度可降低5℃，冷却水进口温度为25～32℃。

本发明的有益效果：

本专利将机组的冷凝器采用蒸发冷凝方式，即冷却水喷在冷凝器的铜管外，达到蒸发冷凝要求，机组冷剂蒸汽在铜管内被管外冷却水冷却后冷凝。由于铜管外的冷却水在吸收冷凝热的同时，又在铜管外不断蒸发而放热，因此冷却水温度始终处于较低温度。在外界同样温度状况下，采用蒸发式冷凝器的冷凝器冷凝温度可降低5℃左右，这对吸收式冷水机组提高COP及降低热源温度创造了良好条件。由溴化锂吸收式制冷机组性能计算可知，在其它外部条件不变的情况下，在一定范围内，进入机组的冷却水温度每降低1℃，制冷量约提高5％～6％(但冷却水进机温度也不能过低，否则有可能引起溶液结晶和冷剂水污染，冷却水进口温度一般控制在25～32℃范围为宜)。同时，使用蒸发式冷凝器后，热源使用温度可降低7℃～8℃。热源温度82℃时，机组热效率COP可达0.7，与常规吸收式冷水机组热源温度90℃时的效率相当。

本发明采用解决了传统溴化锂吸收式制冷机技术在机组性能与热源品位之间的矛盾，在降低对驱动热源品位要求的同时提升了机组性能参数，拓展了溴化锂吸收式冷水机组的应用范围，满足节能减排、节水和可靠的环境控制要求，为低温余热废热的综合利用和太阳能制冷空调的连续应用创造了有利条件。

本发明还具有结构简单可靠，制造、维修方便的优点。

附图说明

下面结合附图，通过具体的实验方式加以说明，以使得本发明变得更加清楚。

图1.为本发明溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组流程图

图2.为双效溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组流程图

附图中标号：1为蒸发式冷凝器，2为低发生器，3为蒸发器，4为吸收器，5为低温热交换器，6为溶液泵，7为冷却塔本体，8为冷却水循环水泵，9为冷却塔积水盘，10为冷却塔喷嘴，11为冷却塔风机，12为冷水机组本体，13为蒸发冷凝器传热管组，14为冷却塔填料，15为高温热交换器，16为高压发生器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式详细阐述本发明的内容。应该理解本发明并不局限于下述优选实施方式，优选实施方式仅仅作为本发明的示例性说明。

如图1.所示，本发明的冷却塔本体7下部的冷却塔积水盘9的冷却水经由冷却水泵8、出冷却水泵一路冷却水送入冷水机组本体12的吸收器4中冷却从发生器2产生的溴化锂浓溶液，冷却水经过升温至喷嘴10，喷洒在冷却塔填料14上，另一路冷却水通过冷却塔喷嘴10，喷洒在蒸发冷凝器传热管组13的翅片式冷却铜管上，并依次在填料层和铜管外表面形成水膜，下落的水膜与从冷却塔本体7两侧的进风栅进入的空气形成逆流，一部分水受热直接变成蒸汽被空气带走，另一部分水在下落过程中被高速气流吹托缓慢下降或被吹散形成小水滴，飘飞上扬，与空气换热，温度降低，最后由冷却塔积水盘9收集回落，热量被空气经由上部设置冷却塔风机11带走。为了防止未蒸发的水滴被空气带走，在喷水管的上部装有挡水板，将热湿空气分离出来的水滴流向积水槽。如此，以空气和水为冷却介质，一方面，利用部分冷却水蒸发带走气相热介质，冷凝过程放出的热量包括部分气相和部分液相的显热；另一方面，以接近湿球温度的冷空气冷却循环水并通过被反复冷却的循环水与蒸发式冷凝器1中热制冷剂(水)的间接换热来达到冷凝、冷却的目的。以上两过程同时发生，两部分热负荷各自所占的比例随着环境温度的变化、产品结构形式的差异而有所变化。

如图2.所示，本发明双效溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组流程图。双效机组在单效基础上增加了一个高温热交换器15和高压发生器16。

Claims

1.一种溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，该设备包括冷水机组的蒸发式冷凝器1、发生器2、蒸发器3、吸收器4和冷却塔本体7，其特征是所述发生器2、蒸发器3和吸收器4设置在冷水机组本体12内部，冷水机组上部为发生器2，下部为蒸发器3和吸收器4，其特征还在于所述的蒸发式冷凝器1和吸收器4的冷却水循环部分设置在冷却塔本体7内部，实现蒸发冷却。

2.根据权利要求1所述的溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，所述的冷却塔本体7由蒸发式冷凝器1、喷嘴10、填料14、冷却水循环水泵8、冷却塔积水盘9和轴流风机11组成，其特征还在于冷水机组本体12的发生器2和冷却塔本体7内部的蒸发式冷凝器1通过冷剂蒸汽管道与蒸发式冷凝器1连接，实现同一个冷凝压力，发生器2发生出的冷剂蒸汽流入蒸发式冷凝器1，冷凝成冷剂水回到冷水机组本体12中。

3.根据权利要求1所述的溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，其特征在于所述的蒸发式冷凝器1设置在冷却塔填料14上部，其特征还在于蒸发式冷凝器1的蒸发冷凝器传热管组13为翅片式冷却铜管组，铜管组内部直接将冷剂水蒸汽冷凝为冷剂水，蒸发式冷凝器1通过直接与冷却水和空气进行接触，予以蒸发排热。

4.根据权利要求1所述的溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，所述的蒸发式冷凝器1的冷却水循环部分，冷却塔积水盘9的冷却水经由冷却水循环水泵8分别输送至冷却塔喷嘴10喷淋到冷却塔填料14和蒸发式冷凝器1，实现蒸发冷却，冷凝器内制冷剂(水)在蒸发冷凝器传热管组13的翅片式冷却铜管内冷却，经由节流阀进入冷水机组本体12中的蒸发器3，其特征在于所述的冷却塔本体7下部的冷却塔积水盘9的冷却水经由冷却水泵8、出冷却水泵一路冷却水送入冷水机组本体12的吸收器4中冷却从发生器2产生的溴化锂浓溶液，冷却水经过升温至喷嘴10，喷洒在冷却塔填料14上，另一路冷却水通过冷却塔喷嘴10，喷洒在翅片式冷却铜管组13上。

5.根据权利要求1所述的溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，所述的蒸发式冷凝器1在室外湿球温度满足要求的运行工况下，主要采用风冷形式以实现冷却，其特征在于从冷却塔本体7两侧的进风栅进入的空气形成逆流，依次经由填料14和蒸发式冷凝器1实现风冷，由上部设置的冷却塔风机12排出。

6.根据权利要求1所述的溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，所述的溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组，其特征在于所述发生器2的驱动冷热源可为热源温度为70℃～85℃以上的低温余热废热或太阳能集热器产生的热水，其特征还在于所述的蒸发式冷凝器1的冷凝温度可降低5℃，冷却水进口温度为25～32℃。