CN104406326B - 一种带三相蓄能器的吸收式制冷空调系统 - Google Patents

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Abstract

一种汽液固三相蓄能器，属于蓄能技术领域。该发明以吸收式制冷工质对作为蓄能介质，由“三相蓄能罐”和“液态制冷剂蓄罐”有机组合成汽液固三相蓄能器，两蓄罐均采用上部换热和下部储存液体的一体化及液体自循环喷淋设计，“三相蓄能罐”上部换热器采用表面多孔管换热器来强化传热传质过程，在“三相蓄能罐”下部布置结晶物分布器来加速溶液结晶和融晶，布置4层滤网装置，分层交错排列。该发明避免了目前溶液吸收式蓄能中结晶带来的危险，同时使得蓄能密度比两相蓄能方式明显提高，50％的结晶率可使蓄能密度提高50％以上，换言之，50％的结晶率，蓄能器的体积缩小一半以上。调节控制简单，与传统吸收式制冷空调系统结合，组成带三相蓄能器的吸收式制冷空调系统。

Description

一种带三相蓄能器的吸收式制冷空调系统
技术领域
本发明属于蓄能技术领域，特别涉及一种基于吸收原理的汽液固三相蓄能器。
背景技术
蓄能技术是解决能量生产、输运以及使用各环节中供应和需求在时间、空间上不同步和不匹配的重要举措之一，诸如太阳能等可再生能源的周期性、间歇性、不稳定和低热流密度的特点，蓄能技术在其高效利用过程中发挥着至关重要的作用。在各种蓄能技术中，显热和潜热蓄能是发展较成熟且被广泛运用的蓄能技术，然而前者主要缺点是蓄能密度小，后者传热温差大、蓄能和释能速率低。基于吸收原理的化学溶液蓄能具有蓄能密度高、采用环保型工质对，储存装置只是结构非常简单的储液罐，与其相关的吸收式制冷技术比较成熟，易于将吸收式制冷空调改造成蓄能型空调等优点，拥有巨大的发展空间和应用前景。溶液化学蓄能是将热能转换为工作溶液的化学势能，溶液蓄能能力取决于蓄能前后的化学势能差，而化学势能差主要由蓄能前后的浓度差决定。但目前的溶液吸收式蓄能为避免溶液结晶带来的危险，工作溶液蓄能前后的浓度差受到限制，不能充分利用溶液的蓄能潜力，为进一步挖掘溶液蓄能的潜力，提高溶液蓄能装置的蓄能密度，发明了一种利用吸收式制冷工质对作为蓄能介质的汽液固三相蓄能器，并且此蓄能器可直接与吸收式制冷空调系统结合，形成蓄能型空调系统，解决能源供能与空调用能的不平衡问题。
发明内容
本发明提供一种汽液固三相蓄能器，它不仅避免了目前溶液吸收式蓄能中结晶带来的危险，反而利用汽液固三相来达到高蓄能密度，使得蓄能器体积减小，并且可方便地与吸收式制冷空调系统结合，为实现供能与用能的良好匹配提供保障。
一种汽液固三相蓄能器，包括吸收式制冷空调系统，所述吸收式制冷空调系统2包括热源、发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、节流装置、冷却塔和空调末端，其特征在于：
将三相蓄能器1联接到吸收式制冷空调系统2，三相蓄能器1由三相蓄能罐3和液态制冷剂蓄罐4组合而成，三相蓄能器1和吸收式制冷空调系统2共用热源，吸收器、蒸发器和节流装置；热源出口端被分为两个并联管路，分别连接到三相蓄能罐3和发生器6上；
制冷剂蓄罐4中的换热装置与冷却塔11连成一个回路，制冷剂蓄罐4通过管路经过节流装置10连接到蒸发器9，三相蓄能罐3中的换热装置与热源5连成一个回路，三相蓄能罐3和吸收器8连成一个回路；制冷剂蓄罐4底部依次通过泵、管路及喷淋装置连接到制冷剂蓄罐4顶部实现自循环；三相蓄能罐3依次通过泵、管路及喷淋装置连接到三相蓄能罐3顶部实现自循环；三相蓄能罐3上部布置的换热装置采用表面多孔管换热器，在三相蓄能罐下部布置结晶物分布器15，布置4层，4层滤网分层交错排列。
一种汽液固三相蓄能器，其特征在于：所述三相蓄能器与吸收式制冷空调系统共同组成带三相蓄能器的吸收式制冷空调系统。三相蓄能器采用吸收式制冷工质对(如：溴化锂-水溶液)作为蓄能介质，蓄能是以蓄能介质汽液固三相态实现蓄能，从而挖掘溶液蓄能的潜力，有效增强蓄能能力，提高蓄能器的蓄能密度。三相蓄能器由“三相蓄能罐”和“液态制冷剂蓄罐”有机组合而成，“三相蓄能罐”及“液态制冷剂蓄罐”均采用上部换热和下部储存液体的一体化及液体泵加压后自循环喷淋设计。“三相蓄能罐”上部换热器采用表面多孔管换热器来强化传热传质过程，在“三相蓄能罐”下部布置结晶物分布器来加速溶液结晶和融晶，布置4层滤网装置，分层交错排列。
蓄能时，热源直接为三相蓄能罐提供热量，利用三相蓄能罐中的表面多孔管换热器对蓄能介质进行加热，并在加热过程中依靠溶液喷淋泵加压及溶液喷嘴喷淋，溶液被加热浓缩，直到产生结晶，结晶物分布在结晶物分布器中，而加热所产生的制冷剂蒸汽进入液态制冷剂蓄罐(如，溴化锂-水溶液作 蓄能介质时，水为制冷剂)，来自冷却塔的冷却水进入液态制冷剂蓄罐内的换热盘管，并对制冷剂蒸汽进行冷却，使制冷剂蒸汽冷凝成为液态制冷剂，并蓄存在液态制冷剂蓄罐中，同时依靠液态制冷剂喷淋泵加压及液态制冷剂喷嘴喷淋；释能时，液态制冷剂蓄罐中的液态制冷剂经节流装置降压后进入蒸发器，在蒸发器中吸收空调水的热量而汽化，制冷剂蒸汽进入吸收器，而三相蓄能罐中的溶液也流到吸收器，吸收来自蒸发器的制冷剂蒸汽，随后，吸收器中被稀释后的溶液又流回到三相蓄能罐中，蒸发器中被吸热的空调冷水流经空调末端，提供空调所需冷量。
所述的吸收式制冷空调系统直接将热源热量转换为空调冷量，热源直接为发生器提供发生用热，产生的制冷剂蒸汽进入冷凝器，被来自冷却塔的冷却水冷却冷凝成液态制冷剂，液态制冷剂经节流装置降压后进入蒸发器，在蒸发器吸热汽化为制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽进入吸收器，被吸收器中的浓溶液吸收，变稀的溶液流回到发生器、再次被加热，再次产生制冷剂蒸汽，发生器中的浓溶液再次流入吸收器，而蒸发器产生的空调冷水提供给空调末端，满足空调所需冷量。
有益效果
本发明专利提出的汽液固三相蓄能器，与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果，避免了目前溶液吸收式蓄能中结晶带来的危险，同时使得蓄能密度比两相蓄能方式明显提高，50％的结晶率可使蓄能密度提高50％以上，换言之，50％的结晶率，蓄能器的体积缩小一半以上。控制简单，方便与吸收式制冷空调系统组成蓄能型空调系统。
附图说明
图1为本发明专利提供的带三相蓄能器的吸收式制冷空调系统图。
图2为三相蓄能器的构造图。
图中：各部件的序号和名称如下：
1—三相蓄能器；2—吸收式制冷空调系统；3—三相蓄能罐；4—液态制冷剂蓄罐；5—热源；6—发生器；7—冷凝器；8—吸收器；9—蒸发器；10— 节流装置；11—冷却塔；12—空调末端；13—溶液喷淋泵；14—液态制冷剂喷淋泵；15—结晶物分布器；16—表面多孔管换热器；17—溶液喷嘴；18—液态制冷剂喷嘴；19—换热盘管
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
参见图1和图2，三相蓄能器1包括三相蓄能罐3和液态制冷剂蓄罐4。蓄能时，三相蓄能器1将热源5多余的热量储存在三相蓄能器1中，热源5直接为三相蓄能罐3提供热量，利用三相蓄能罐3中的表面多孔管换热器16对蓄能介质进行加热，并在加热过程中依靠溶液喷淋泵13加压及溶液喷嘴17喷淋，溶液被加热浓缩，直到产生结晶，结晶物分布在结晶物分布器15中，而加热所产生的制冷剂蒸汽进入液态制冷剂蓄罐4(如，溴化锂-水溶液作蓄能介质时，水为制冷剂)，来自冷却塔11的冷却水进入液态制冷剂蓄罐4内的换热盘管19，并对制冷剂蒸汽进行冷却，使制冷剂蒸汽冷凝成为液态制冷剂，并蓄存在液态制冷剂蓄罐4中，同时依靠液态制冷剂喷淋泵14加压及液态制冷剂喷嘴18喷淋；释能时，液态制冷剂蓄罐4中的液态制冷剂经节流装置10降压后进入蒸发器9，在蒸发器9中吸收空调水的热量而汽化，制冷剂蒸汽进入吸收器8，而三相蓄能罐3中的溶液也流到吸收器8，吸收来自蒸发器9的制冷剂蒸汽，随后，吸收器8中被稀释后的溶液又流回到三相蓄能罐3中，蒸发器9中被吸热的空调冷水流经空调末端12，提供空调所需冷量。
吸收式制冷空调系统2直接将热源5热量转换为空调冷量，热源5直接为发生器6提供发生用热，产生的制冷剂蒸汽进入冷凝器7，被来自冷却塔11的冷却水冷却冷凝成液态制冷剂，液态制冷剂经节流装置10降压后进入蒸发器9，在蒸发器9吸热汽化为制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽进入吸收器8，被吸收器8中的浓溶液吸收，变稀的溶液流回到发生器6、再次被加热，再次产生制冷剂蒸汽，发生器6中的浓溶液再次流入吸收器8，而蒸发器9产生的空调冷水提供给空调末端12，满足空调所需冷量。

Claims (1)

1.一种带三相蓄能器的吸收式制冷空调系统，将三相蓄能器(1)联接到吸收式制冷空调系统(2)，所述吸收式制冷空调系统(2)包括热源、发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、节流装置、冷却塔和空调末端，其特征在于：
三相蓄能器(1)由三相蓄能罐(3)和液态制冷剂蓄罐(4)组合而成，三相蓄能器(1)和吸收式制冷空调系统(2)共用热源，吸收器、蒸发器和节流装置；热源出口端被分为两个并联管路，分别连接到三相蓄能罐(3)和发生器(6)上；
制冷剂蓄罐(4)中的换热装置与冷却塔(11)连成一个回路，制冷剂蓄罐(4)通过管路经过节流装置(10)连接到蒸发器(9)，三相蓄能罐(3)中的换热装置与热源(5)连成一个回路，三相蓄能罐(3)与吸收器(8)连成一个回路；制冷剂蓄罐(4)底部依次通过泵、管路及喷淋装置连接到制冷剂蓄罐(4)顶部实现自循环；三相蓄能罐(3)依次通过泵、管路及喷淋装置连接到三相蓄能罐(3)顶部实现自循环；三相蓄能罐(3)上部布置的换热装置采用表面多孔管换热器，在三相蓄能罐下部布置结晶物分布器(15)，布置4层，4层滤网分层交错排列。
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