CN102679613A - 一种氨水绝热吸收制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氨水绝热吸收制冷系统，其发生器的蒸汽出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口通过第一节流阀与蒸发器相连，蒸发器与绝热吸收器的蒸汽进口相连，发生器的溶液出口与第一溶液换热管的进口相连，第一溶液换热管的出口通过第二节流阀与吸收器的溶液进口相连，吸收器的溶液出口与绝热吸收器的溶液进口相连，绝热吸收器的蒸汽出口与吸收器的蒸汽进口相连，绝热吸收器的溶液出口的一路经第一溶液泵和溶液冷却器与精馏换热管相连，精馏换热管与绝热吸收器的溶液进口相连，另一路经第二溶液泵后分为两支，一支经过第二溶液换热管与发生器的溶液进口相连，另一支通过第一流量调节阀并经第一换热器与发生器相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸收制冷系统，尤其涉及一种回收吸收热的氨水绝热吸收制冷系统。
背景技术
现有技术中的氨水吸收式制冷系统以热能为驱动力，能够实现对太阳能、地热能和工业余热、废热等低品位能源的有效利用，而且采用氨为制冷工质，具有节能和环保优点，因此在工业、商业和民用制冷领域得到广泛应用。然而传统氨水吸收制冷却存在体积较大的缺点，而吸收器体积过大是造成机组体积较大的主要原因。吸收器是氨水吸收式制冷系统的关键部件。吸收器的吸收效果和换热性能是机组能效比的主要影响因素。吸收器的作用一是完全吸收来自蒸发器的制冷剂蒸汽，二是要排除制冷剂在吸收过程中所释放的吸收热以及浓溶液从发生器所带来的部分热负荷，而传统氨水吸收制冷的吸收热并未得到有效回收利用。传统氨水吸收制冷中吸收器的吸收过程传热和传质同时发生，这种吸收过程传热和传质难以同时强化，传热过程需要较大传热面积，而传质过程也需要足够的传质面积，这样往往需要较大体积的吸收器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氨水绝热吸收制冷系统，以解决现有技术中的制冷系统在传热过程需要较大传热面积，在传质过程需要足够的传质面积而造成的吸收器的体积较大的问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种技术方案是：一种氨水绝热吸收制冷系统，包括发生器，发生器内于其加热器的上方设置有第一溶液换热管和精馏换热管，精馏换热管处于第一溶液换热管的上方，发生器的蒸汽出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口通过第一节流阀与蒸发器的制冷剂进口相连，蒸发器的制冷剂出口与绝热吸收器的蒸汽进口相连，发生器的溶液出口与第一溶液换热管的进口相连，第一溶液换热管的出口经过第一换热器的一个介质通道后通过第二节流阀与吸收器的溶液进口相连，吸收器的溶液出口与绝热吸收器的溶液进口相连，绝热吸收器的蒸汽出口与吸收器的蒸汽进口相连，绝热吸收器的溶液出口分为两路，其中一路经第一溶液泵与溶液冷却器的进口相连，溶液冷却器的出口与精馏换热管的进口相连，精馏换热管的出口与绝热吸收器的溶液进口相连，另一路经第二溶液泵后分为两支，其中一支经过设置在吸收器内的第二溶液换热管与发生器的溶液进口相连，另一支通过第一流量调节阀并经第一换热器的另一个介质通道与发生器的溶液进口相连。
所述发生器的溶液进口处在第一溶液换热管的上方，发生器的溶液进口上连接有伸入发生器内的喷头。
所述冷凝器的制冷剂出口与第一节流阀的进口之间和蒸发器的制冷剂出口与绝热吸收器的蒸汽进口之间设置有第二换热器，第二换热器的一个介质通道的两个端口分别与冷凝器的制冷剂出口和第一节流阀的进口相连，第二换热器的另一个介质通道的两个端口分别与蒸发器的制冷剂出口和绝热吸收器的蒸汽进口相连。
所述的绝热吸收器的蒸汽进口设置在底部。
所述的冷凝器和溶液冷却器的冷却方式为风冷方式。
本发明采用的另一种技术方案是：
一种氨水绝热吸收制冷系统，包括发生器，发生器内于其加热器的上方设置有第一溶液换热管和精馏换热管，精馏换热管处于第一溶液换热管的上方，发生器的蒸汽出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口通过第一节流阀与蒸发器的制冷剂进口相连，蒸发器的制冷剂出口与绝热吸收器的蒸汽进口相连，发生器的溶液出口与第一溶液换热管的进口相连，第一溶液换热管的出口经过第一换热器的一个介质通道后通过第二节流阀与吸收器的溶液进口相连，吸收器的溶液出口与绝热吸收器的溶液进口相连，绝热吸收器的蒸汽出口与吸收器的蒸汽进口相连，绝热吸收器的溶液出口分为两路，其中一路经第一溶液泵与溶液冷却器的进口相连，溶液冷却器的出口分为两支，其中一支经第二流量调节阀与绝热吸收器的溶液进口相连，另一支与精馏换热管的进口相连，精馏换热管的出口与第一溶液泵的进口相连，另一路经第二溶液泵后分为两支，其中一支经过设置在吸收器内的第二溶液换热管与发生器的溶液进口相连，另一支通过第一流量调节阀并经第一换热器的另一个介质通道与发生器的溶液进口相连。
所述发生器的溶液进口处在第一溶液换热管的上方，发生器的溶液进口上连接有伸入发生器内的喷头。
所述冷凝器的制冷剂出口与第一节流阀的进口之间和蒸发器的制冷剂出口与绝热吸收器的蒸汽进口之间设置有第二换热器，第二换热器的一个介质通道的两个端口分别与冷凝器的制冷剂出口和第一节流阀的进口相连，第二换热器的另一个介质通道的两个端口分别与蒸发器的制冷剂出口和绝热吸收器的蒸汽进口相连。
所述的绝热吸收器的蒸汽进口设置在底部。
所述的冷凝器和溶液冷却器的冷却方式为风冷方式。
本发明利用吸收器回收部分吸收热，利用溶液冷却器和绝热吸收器将氨水吸收的传热和传质过程分开并强化，缩小溶液冷却器的换热面积和绝热吸收器的体积，利用溶液冷却器排出来自精馏换热器的精馏热，省去传统精馏换热中的冷却水系统，通过第一溶液换热管和第一换热器，二次梯级回收发生器出口处的高温溶液的热量，降低进入吸收器溶液温度，增加吸收效果，节省发生器加热量。本系统具有运行稳定可靠、高效节能和运行费用较低等优点，应用前景广阔。
另外，本发明利用第一溶液换热管初级加热来自绝热吸收器的浓溶液，增加蒸汽发生量、节省加热器的加热面积。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
一种氨水绝热吸收制冷系统的实施例1，在图1中， 包括发生器1，发生器1内具有管式的加热器17，发生器1内还设置有第一溶液换热管2和精馏换热管3，其中加热器17设置在发生器1的下部，第一溶液换热管2处在加热器17的上方，精馏换热管3处在第一溶液换热管2的上方。发生器1的蒸汽出口与冷凝器12的制冷剂进口相连，冷凝器12的制冷剂出口与第一节流阀14的进口相连，第一节流阀14的出口与蒸发器15的制冷剂进口相连，蒸发器15的制冷剂出口与绝热吸收器7的蒸汽进口相连。绝热吸收器7的底部铺设有填料层16。发生器1的溶液出口与第一溶液换热管2的进口相连，第一溶液换热管2的出口经过第一换热器4的一个介质通道与第二节流阀18的进口相连，第二节流阀18的出口与吸收器5的溶液进口相连，吸收器5的溶液出口与绝热吸收器7的溶液进口相连，绝热吸收器7的蒸汽出口与吸收器5的蒸汽进口相连。绝热吸收器7的溶液出口分为两路，其中一路经第一溶液泵8与溶液冷却器9的进口相连，溶液冷却器9的出口与精馏换热管3的进口相连，精馏换热管3的出口与吸收器5的溶液出口汇合后与绝热吸收器7的溶液进口相连，另一路经第二溶液泵10后分为两支，其中一支经过与第二溶液换热管6的进口相连，第二溶液换热管6设置在吸收器5内，第二溶液换热管的出口与发生器1的溶液进口相连，另一支与第一流量调节阀11的进口相连，第一流量调节阀11的出口经第一换热器4的另一个介质通道与发生器1的溶液进口相连。
在冷凝器12的制冷剂出口与第一节流阀14的制冷剂进口之间和蒸发器15的制冷剂出口与绝热吸收器7的蒸汽进口之间设置有第二换热器13，第二换热器13的一个介质通道的两个端口分别与冷凝器12的制冷剂出口和第一节流阀14的进口相连，第二换热器13的另一个介质通道的两个端口分别与蒸发器15的制冷剂出口和绝热吸收器7的蒸汽进口相连。
发生器1的溶液进口处在第一溶液换热管2的上方，发生器1的溶液进口上连接有伸入发生器内的喷头，由发生器1的溶液进口进入发生器的溶液会由喷头喷出洒在第一溶液换热管2上。
本实施例中的冷凝器和溶液冷却器的冷却方式都是风冷方式，在其他实施例中也可以采用水冷式的冷凝器和溶液冷却器。
本实施例中的绝热吸收器的蒸汽进口设置在底部，在其他实施例中，也可以设置在其他部位。
一种氨水绝热吸收制冷系统的实施例2，包括发生器1，发生器1内具有管式的加热器17，发生器1内还设置有第一溶液换热管2和精馏换热管3，其中加热器17设置在发生器1的下部，第一溶液换热管2处在加热器17的上方，精馏换热管3处在第一溶液换热管2的上方。发生器1的蒸汽出口与冷凝器12的制冷剂进口相连，冷凝器12的制冷剂出口与第一节流阀14的进口相连，第一节流阀14的出口与蒸发器15的制冷剂进口相连，蒸发器15的制冷剂出口与绝热吸收器7的蒸汽进口相连。绝热吸收器7的底部铺设有填料层16。发生器1的溶液出口与第一溶液换热管2的进口相连，第一溶液换热管2的出口经过第一换热器4的一个介质通道与第二节流阀18的进口相连，第二节流阀18的出口与吸收器5的溶液进口相连，吸收器5的溶液出口与绝热吸收器7的溶液进口相连，绝热吸收器7的蒸汽出口与吸收器5的蒸汽进口相连。绝热吸收器7的溶液出口分为两路，其中一路经第一溶液泵8与溶液冷却器9的进口相连，溶液冷却器9的出口分为了两支，其中一支通过第二流量调节阀19与吸收器5的溶液出口汇合后与绝热吸收器7的溶液进口相连，另一支与精馏换热管3的进口相连，精馏换热管3的出口与第一溶液泵8的进口相连，另一路经第二溶液泵10后分为两支，其中一支经过与第二溶液换热管6的进口相连，第二溶液换热管6设置在吸收器5内，第二溶液换热管的出口与发生器1的溶液进口相连，另一支与第一流量调节阀11的进口相连，第一流量调节阀11的出口经第一换热器4的另一个介质通道与发生器1的溶液进口相连。
在冷凝器12的制冷剂出口与第一节流阀14的制冷剂进口之间和蒸发器15的制冷剂出口与绝热吸收器7的蒸汽进口之间设置有第二换热器13，第二换热器13的一个介质通道的两个端口分别与冷凝器12的制冷剂出口和第一节流阀14的进口相连，第二换热器13的另一个介质通道的两个端口分别与蒸发器15的制冷剂出口和绝热吸收器7的蒸汽进口相连。
发生器1的溶液进口处在第一溶液换热管2的上方，发生器1的溶液进口上连接有伸入发生器内的喷头，由发生器1的溶液进口进入发生器的溶液会由喷头喷出洒在第一溶液换热管2上。
本实施例中的冷凝器和溶液冷却器的冷却方式都是风冷方式，在其他实施例中也可以采用水冷式的冷凝器和溶液冷却器。
一种氨水绝热吸收制冷系统的实施例1的氨蒸汽循环过程为：浓氨水在发生器1内被加热器17加热所产生过热的富含氨的蒸汽经过发生器1内的第一溶液换热管2换热，再经过发生器1上部精馏换热管3精馏提纯氨蒸汽和排除精馏热，进入冷凝器12冷凝成液氨，经第二换热器13与由蒸发器15的出口出来的蒸汽换热过冷后成为过冷液氨，之后经第一节流阀14节流降压进入蒸发器15吸热蒸发制冷，然后再经第二换热器13与来自冷凝器的液氨换热后依次进入绝热吸收器7和吸收器5内被氨水溶液吸收。
一种氨水绝热吸收制冷系统的实施例1的氨水溶液循环过程为：浓氨水在发生器1内被加热器17加热变成稀氨水后依次进入第一溶液换热管2和第一换热器4换热而成为较低温度氨水溶液，再经第二节流阀18降压后进入吸收器5吸收氨蒸汽，吸收过程所释放吸收热被第二溶液换热管6回收利用，吸收器5所流出氨水溶液与来自精馏换热管3出口的溶液汇合后进入绝热吸收器7吸收氨蒸汽变为浓溶液，从绝热吸收器7底部流出的浓溶液分为两路，一路通过第一溶液泵8加压后经溶液冷却器9冷却成较低温度氨水溶液，然后进入精馏换热管3提纯发生器1内氨蒸汽，带走精馏热，流回绝热吸收器7，另一路通过第二溶液泵10加压后分为两支路，一支路通过第一流量调节阀11后进入第一换热器4换热，之后流入发生器1，另一支路流入第二溶液换热管6回收吸收器5内吸收热，再流入发生器1中。至此，完成一个完整的循环过程。
Claims (10)
1.一种氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：包括发生器，发生器内于其加热器的上方设置有第一溶液换热管和精馏换热管，精馏换热管处于第一溶液换热管的上方，发生器的蒸汽出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口通过第一节流阀与蒸发器的制冷剂进口相连，蒸发器的制冷剂出口与绝热吸收器的蒸汽进口相连，发生器的溶液出口与第一溶液换热管的进口相连，第一溶液换热管的出口经过第一换热器的一个介质通道后通过第二节流阀与吸收器的溶液进口相连，吸收器的溶液出口与绝热吸收器的溶液进口相连，绝热吸收器的蒸汽出口与吸收器的蒸汽进口相连，绝热吸收器的溶液出口分为两路，其中一路经第一溶液泵与溶液冷却器的进口相连，溶液冷却器的出口与精馏换热管的进口相连，精馏换热管的出口与绝热吸收器的溶液进口相连，另一路经第二溶液泵后分为两支，其中一支经过设置在吸收器内的第二溶液换热管与发生器的溶液进口相连，另一支通过第一流量调节阀并经第一换热器的另一个介质通道与发生器的溶液进口相连。
2.根据权利要求1所述的氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：所述发生器的溶液进口处在第一溶液换热管的上方，发生器的溶液进口上连接有伸入发生器内的喷头。
3.根据权利要求1或2所述的氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：所述冷凝器的制冷剂出口与第一节流阀的进口之间和蒸发器的制冷剂出口与绝热吸收器的蒸汽进口之间设置有第二换热器，第二换热器的一个介质通道的两个端口分别与冷凝器的制冷剂出口和第一节流阀的进口相连，第二换热器的另一个介质通道的两个端口分别与蒸发器的制冷剂出口和绝热吸收器的蒸汽进口相连。
4.根据权利要求3所述的氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：所述的绝热吸收器的蒸汽进口设置在底部。
5.根据权利要求4所述的氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：所述的冷凝器和溶液冷却器的冷却方式为风冷方式。
6.一种氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：包括发生器，发生器内于其加热器的上方设置有第一溶液换热管和精馏换热管，精馏换热管处于第一溶液换热管的上方，发生器的蒸汽出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口通过第一节流阀与蒸发器的制冷剂进口相连，蒸发器的制冷剂出口与绝热吸收器的蒸汽进口相连，发生器的溶液出口与第一溶液换热管的进口相连，第一溶液换热管的出口经过第一换热器的一个介质通道后通过第二节流阀与吸收器的溶液进口相连，吸收器的溶液出口与绝热吸收器的溶液进口相连，绝热吸收器的蒸汽出口与吸收器的蒸汽进口相连，绝热吸收器的溶液出口分为两路，其中一路经第一溶液泵与溶液冷却器的进口相连，溶液冷却器的出口分为两支，其中一支经第二流量调节阀与绝热吸收器的溶液进口相连，另一支与精馏换热管的进口相连，精馏换热管的出口与第一溶液泵的进口相连，另一路经第二溶液泵后分为两支，其中一支经过设置在吸收器内的第二溶液换热管与发生器的溶液进口相连，另一支通过第一流量调节阀并经第一换热器的另一个介质通道与发生器的溶液进口相连。
7.根据权利要求6所述的氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：所述发生器的溶液进口处在第一溶液换热管的上方，发生器的溶液进口上连接有伸入发生器内的喷头。
8.根据权利要求6或7所述的氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：所述冷凝器的制冷剂出口与第一节流阀的进口之间和蒸发器的制冷剂出口与绝热吸收器的蒸汽进口之间设置有第二换热器，第二换热器的一个介质通道的两个端口分别与冷凝器的制冷剂出口和第一节流阀的进口相连，第二换热器的另一个介质通道的两个端口分别与蒸发器的制冷剂出口和绝热吸收器的蒸汽进口相连。
9.根据权利要求8所述的氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：所述的绝热吸收器的蒸汽进口设置在底部。
10.根据权利要求9所述的氨水绝热吸收制冷系统，其特征在于：所述的冷凝器和溶液冷却器的冷却方式为风冷方式。
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