CN103512268A

CN103512268A - 溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置

Info

Publication number: CN103512268A
Application number: CN201310450831.4A
Authority: CN
Inventors: 吴冬琪
Original assignee: City Of Kunshan Week City Lithium-Bromide Solution Factory
Current assignee: City Of Kunshan Week City Lithium-Bromide Solution Factory
Priority date: 2013-09-28
Filing date: 2013-09-28
Publication date: 2014-01-15

Abstract

本发明公开了一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，其中第一发生器（8）及第二发生器（11）的蒸汽经盘管冷凝器（3）冷凝后进入蒸发器（2）；蒸发器（2）内水蒸气蒸发后分别通过压缩机（14）压缩后进入第一发生器（8）或第二发生器（11），所述蒸发器（2）设有换热器（1）；换热器（1）与空调换热空间相连；所述换热器（1）上方设置冷剂喷嘴（12），位于换热器上部的换热管的接口为冷水进口，位于换热器下部的换热管的接口为冷水出口。该装置体积小，且无任何转动设备，非常适合在车辆、船舶这类安装空间有限，并且存在发动机余热的场合使用。

Description

溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置

技术领域

本发明属于空调制冷技术领域，具体涉及一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置。

背景技术

溴化锂溶液吸收式制冷机的原理是以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，利用水在高真空下蒸发吸热达到制冷的目的。为使制冷过程能连续不断地进行下去，蒸发后的冷剂水蒸气被溴化锂溶液所吸收，溶液变稀，这一过程是在吸收器中发生的，然后以热能为动力，将溶液加热使其水份分离出来，而溶液变浓，这一过程是在发生器中进行的。发生器中得到的蒸汽在冷凝器中凝结成水，经节流后再送至蒸发器中蒸发。如此循环达到连续制冷的目的。

溴化锂吸收式制冷装置主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等几部分组成。在溴化锂吸收式制冷装置运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内受到加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器内的水进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成一个制冷循环。如此循环下去，连续制取冷量。

实际应用的制冷循环中的发生器可以是一个或两个，分别为双效溴化锂吸收式制冷循环和单效溴化锂吸收式制冷循环。现有的溴化锂溶液吸收式制冷方法有以下不足，就是制冷循环涉及的设备较多，并且需要用泵这样的转动设备在容器之间输送溶液。这不仅增大了系统的制造成本，也增加了系统小型化的困难，使其不便于在车辆、船舶空调系统上使用。

发明内容

本发明目的在于提供一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，很好的解决了现有技术中制冷循环采用泵作业导致难以小型化的问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，包括换热器、蒸发器、盘管冷凝器、具有第一发生器加热器的第一发生器、具有第二发生器加热器的第二发生器，所述第一发生器及第二发生器的蒸汽经盘管冷凝器冷凝后进入蒸发器；蒸发器内水蒸气蒸发后分别通过压缩机压缩后进入第一发生器或第二发生器，所述蒸发器设有换热器；发生器加热器设置在相应发生器的液体中，换热器与空调换热空间相连；所述换热器上方设置冷剂喷嘴，并与换热器换热管配合；位于换热器上部的换热管的接口为冷水进口，位于换热器下部的换热管的接口为冷水出口。

优选的技术方案是：所述的蒸发器和发生器及管道、单向阀组成的系统为真空状。

优选的技术方案是：所述的第一发生器加热器和第二发生器加热器交替加热第一发生器和第二发生器中的溴化锂溶液使其蒸发浓缩。

优选的技术方案是：所述的水蒸气通过管道进入盘管冷凝器，通过盘管冷凝器后接近环境温度的冷凝水进入蒸发器。

优选的技术方案是：所述的第二发生器中的水蒸气分压低于蒸发器中的压力。

优选的技术方案是：所述第一发生器连入蒸发器的管道起始端设置第一单向阀；所述第二发生器连入蒸发器的管道起始端设置第二单向阀；所述蒸发器连入第一发生器的管道起始端设置第三单向阀；所述蒸发器连入第二发生器的管道起始端设置第四单向阀。

优选的技术方案是：所述冷剂喷嘴上方设置节流阀。所述蒸发器连入第一发生器的管道上设置第一压缩机；所述蒸发器连入第二发生器的管道上设置第二压缩机。

本发明得到的溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，制冷循环工艺简单，无转动设备，且体积小，涉及设备少、可利用发动机余热制冷。

本发明技术方案能降低对发生器驱动热源温度的要求。系统将蒸发器冷剂蒸汽出口与发生器冷剂蒸汽入口相连，使得对冷剂蒸汽进行升压所需要的功由压缩机和发生器热源共同承担，因此降低了对发生器热源温度水平的要求，这将更有利于扩大对热源的利用范围。冷剂蒸汽从低压到高压的升压过程由压缩机和发生器热源共同承担，因此比采用单一的蒸汽压缩式系统需要的压缩比更小，这将有利于提高压缩机的容积效率。吸收式制冷系统中，发生器的热源温度必然高于环境温度，使得在其中产生的冷剂蒸汽也具有一定的过热度，这部分过热量在冷凝器中由冷却水带走并成为损失。本系统由于对发生器热源温度要求较低，因此能相应减少制冷时过热损失的产生。

由于本系统内冷剂蒸汽的升压过程由压缩机和发生器共同承担，因此相比蒸汽压缩式制冷（热泵）系统对功耗量的要求更低，当热源较充足时，本系统可节约压缩机对机械功（或电能）的消耗。同样，本系统相比吸收式制冷（热泵）系统，则可节约热能消耗。

相对于现有技术，本发明具有以下技术特点：

1.本发明克服了现有的溴化锂溶液吸收式制冷技术的制冷系统体积大，涉及设备多的缺点，提供一种制冷循环简单，不包括任何动设备的溴化锂溶液吸收式制冷工艺。

2.由于该制冷系统体积小，且无任何转动设备，非常适合在车辆、船舶这类安装空间有限，并且存在发动机余热的场合使用，充分发挥了溴化锂溶液吸收式制冷可以利用低品位热源的固有优点。

3.由于采用这样的结构，冷冻水出口的换热管位于换热器的下部，换热管外冷剂液膜厚度更低，有利于拉低冷冻水出水温度，提高蒸发器效率。通过几组实验表明，冷冻水采用上进下出方式比下进上出方式时制冷量可以提高4-7％。

附图说明

图1为本发明溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置的结构示意图。

图中：换热器1、蒸发器2、盘管冷凝器3、第三单向阀4、第四单向阀5、第二单向阀6、第一单向阀7、第一发生器8、第一发生器加热器9、第二发生器加热器10、第二发生器11；喷嘴12；节流阀13；第一压缩机14；第二压缩机15。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

如图1所示，该溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，包括换热器1、蒸发器2、盘管冷凝器3、具有第一发生器加热器9的第一发生器8、具有第二发生器加热器10的第二发生器11，所述第一发生器8及第二发生器11的蒸汽经盘管冷凝器3冷凝后进入蒸发器2；蒸发器2内水蒸气蒸发后分别通过管道和管道中的压缩机压缩后进入第一发生器8或第二发生器11，所述蒸发器2设有换热器1；发生器加热器设置在相应发生器的液体中，换热器1与空调换热空间相连；所述换热器1上方设置冷剂喷嘴12，并与换热器1两端的换热管配合；位于换热器1上部的换热管的接口为冷水进口，位于换热器1下部的换热管的接口为冷水出口。所述第一发生器8连入蒸发器2的管道起始端设置第一单向阀7；所述第二发生器11连入蒸发器2的管道起始端设置第二单向阀6；所述蒸发器2连入第一发生器8的管道起始端设置第三单向阀4；所述蒸发器2连入第二发生器11的管道起始端设置第四单向阀5。所述蒸发器2连入第一发生器8的管道上设置第一压缩机14；所述蒸发器2连入第二发生器11的管道上设置第二压缩机15。

以上由蒸发器和发生器及管道、单向阀组成的系统是抽真空的。

蒸发器2中注有占有其部分容积的水，第一发生器8和第二发生器11注有占有其部分容积的溴化锂溶液。部分容积的水或部分容积的溴化锂溶液的比例、压力、真空等指标可参照现有吸收式溴化锂制冷介质的有关制冷参数选用。

蒸发器2的液体中有换热器1；第一发生器8的液体中有第一发生器加热器9；第二发生器11的液体中有第二发生器加热器10。

第一发生器加热器9和第二发生器加热器10交替加热第一发生器8和第二发生器11中的溴化锂溶液。蒸发器2和发生器中的液体注入后，蒸发器2中的水由于系统中溴化锂溶液的存在而快速蒸发。发生器中的溴化锂溶液由于吸收了来自蒸发器的水蒸气浓度变稀。为了使得蒸发器2中的水不断地蒸发，用第一发生器加热器9和第二发生器加热器10交替加热第一发生器8和第二发生器11中的溴化锂溶液使其蒸发浓缩。当第一发生器加热器9加热第一发生器8中的溴化锂溶液时，第一发生器8中的水蒸气分压升高，第一发生器单向阀7开启，水蒸气通过管道进入盘管冷凝器3，通过盘管冷凝器3后接近环境温度的冷凝水进入蒸发器2；在这一过程中，第二发生器11中的溴化锂溶液具有较高浓度，第二发生器11中的水蒸气分压低于蒸发器2中的压力，蒸发器与发生器相连的第四单向阀5开启，蒸发器2中的水蒸发，水蒸气经过蒸发器与发生器相连的第四单向阀5和管道进入第二发生器11并被其中的溴化锂溶液吸收，同时溴化锂溶液浓度有所降低，当溴化锂溶液浓度下降到不能有效蒸发发生器2中的水时，第二发生器加热器10开始加热，第一发生器加热器9停止加热。当第二发生器加热器10加热第二发生器11中的溴化锂溶液时，第二发生器11中的水蒸气分压升高，第二发生器第二单向阀6开启，水蒸气通过管道进入盘管冷凝器3，通过盘管冷凝器3后接近环境温度的冷凝水进入蒸发器2；在这一过程中，第一发生器8中的溴化锂溶液具有较高浓度，第一发生器8中的水蒸气分压低于蒸发器2中的压力，第三单向阀4开启，蒸发器2中的水蒸发，水蒸气经过第三单向阀4和管道进入第一发生器8并被其中的溴化锂溶液吸收，同时溴化锂溶液浓度有所降低，当溴化锂溶液浓度下降到不能有效蒸发蒸发器2中的水时，第一发生器加热器9开始加热，第二发生器加热器10停止加热。如此循环下去，蒸发器2中的水被不断地蒸发，水蒸发使其温度下降，换热器1将冷量送至空调空间。

冷冻水出口的换热管位于换热器的下部，换热管外冷剂液膜厚度更低，有利于拉低冷冻水出水温度，提高蒸发器效率。通过机组实验表明，冷冻水采用上进下出方式比下进上出方式时制冷量可以提高4-7％。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，包括换热器（1）、蒸发器（2）、盘管冷凝器（3）、具有第一发生器加热器（9）的第一发生器（8）、具有第二发生器加热器（10）的第二发生器（11），其特征在于所述第一发生器（8）及第二发生器（11）的蒸汽经盘管冷凝器（3）冷凝后进入蒸发器（2）；蒸发器（2）内水蒸气蒸发后分别通过管道以及管道中的压缩机压缩后进入第一发生器（8）或第二发生器（11），所述蒸发器（2）中设有与空调换热空间相连的换热器（1）；所述换热器（1）上方设置冷剂喷嘴（12）。

2.根据权利要求1所述的溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，其特征在于，所述的蒸发器和第一、第二发生器及管道组成的系统为真空系统。

3.根据权利要求1所述的溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，其特征在于，所述的第一发生器加热器（9）和第二发生器加热器（10）交替加热第一发生器（8）和第二发生器（11）中的溴化锂溶液使其蒸发浓缩。

4.根据权利要求1所述的溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，其特征在于，所述的水蒸气通过管道进入盘管冷凝器（3），通过盘管冷凝器（3）后接近环境温度的冷凝水进入蒸发器（2）。

5.根据权利要求1所述的一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，其特征在于，所述的第二发生器（11）中的水蒸气分压低于蒸发器（2）中的压力。

6.根据权利要求1所述的一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，其特征在于，所述第一发生器（8）连入蒸发器（2）的管道起始端设置第一单向阀（7）；所述第二发生器（11）连入蒸发器（2）的管道起始端设置第二单向阀（6）；所述蒸发器（2）连入第一发生器（8）的管道起始端设置第三单向阀（4）；所述蒸发器（2）连入第二发生器（11）的管道起始端设置第四单向阀（5）。

7.根据权利要求1所述的一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，其特征在于，所述冷剂喷嘴（12）上方设置节流阀（13）。

8.根据权利要求1所述的一种溴化锂溶液吸收压缩式制冷装置，其特征在于，所述蒸发器（2）连入第一发生器（8）的管道上设置第一压缩机（14）；所述蒸发器（2）连入第二发生器（11）的管道上设置第二压缩机（15）。