CN110553420A - 一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，涉及吸收式制冷系统领域，该系统包括氨循环管路和水循环管路，所述水循环管路包括锅炉、溴化锂吸收式制冷机组、树脂过滤器、热源利用装置、发生器的热源侧通道和吸收器的循环冷却水侧通道，吸收器的循环冷却水侧通道输出端连接至冷凝器的循环冷却水侧通道输入端，吸收器的循环冷却水侧通道输入端与溴化锂吸收式制冷机组的循环冷却水侧通道输出端连接，冷凝器的循环冷却水侧通道输出端连接至溴化锂吸收式制冷机组的循环冷却水侧通道输入端。与现有技术相比，本发明的系统可将热源温度降低后进入过滤器，在保护了过滤器的同时使整个系统的制冷效率提高，提高了系统的制冷效率和低品位热能的利用率。

Description

一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统

技术领域

本发明属于吸收式制冷领域，具体涉及一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统。

背景技术

氨类吸收式制冷系统主要包括发生器、吸收器、蒸发器等各换热器、泵、阀门等组成，通过工质(如氨气)的相变实现制冷。现有系统如图1所示，包括锅炉、树脂过滤器、吸收器、中间换热器、发生器、冷凝器、气液换热器和蒸发器，该系统的工艺原理为：吸收器的富溶液输出端通过循环泵、中间换热器连接至发生器的富溶液输入端，将吸收器内的富溶液输入发生器中；利用锅炉产生的工作热源80℃-150℃的废热对发生器进行加热，使富溶液中的大部分低沸点的氨蒸发出来，经过发生器利用后的工作热源，经过树脂过滤器过滤后再输送给锅炉循环使用；发生器中的氨气通过氨气管路被输送到冷凝器中，在冷凝器中被循环冷却水冷却成饱和液体(氨液)，经氨液管路输送到气液换热器中；在气液换热器中，氨液与经蒸发器出来的低温氨气进行热交换后，通过减压阀降压到蒸发压力，降压后的液氨进入蒸发器中，吸收被冷却介质(如乙二醇水溶液)的热量而汽化成蒸发压力下的氨气，经气液换热器复热后进入吸收器中；在发生器中经发生过程剩余的贫溶液进入中间换热器中，与经吸收器吸收后的富溶液热交换后节流降压进入吸收器中，与从蒸发器出来的低压氨气相混合，吸收低压氨气并恢复到原来的浓度，成为富溶液。该系统中的气液换热器和中间换热器提高了整个循环的热利用效率。吸收过程往往是一个放热过程，故需要在吸收器中用冷却水来冷却混合溶液，在吸收器中恢复了浓度的溶液又经循环泵升压后进入中间换热器中与贫溶液换热后送入发生器中继续循环。该循环系统单级循环可制取零下四十摄氏度的低温。

该系统的缺点包括：①因为氨类吸收式制冷系统的特性，从发生器出来的热源大约还有100℃，未能充分利用热量，且由于树脂过滤器的原因，这个热源在50℃以上时，温度越低越好，温度超过105℃时，会照成树脂的老化加剧；②基于上一条缺点，为树脂的使用寿命考虑，当进入树脂过滤器温度需要控制在105℃以下时，供给发生器的余热稳定性就会降低，使得氨吸收式制冷系统不能利用温度稍高一些的热源(供给余热温度在180℃以下时，提高温度并不会增加热源提供方的能耗)，不能给发生器提供更高的温度和压力；③在夏季较热时，循环水进水温度高至约30℃，根据氨类吸收式制冷系统的特性，吸收器的效果较差。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题，提供了一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，以解决现有氨吸收式制冷系统低品位热源利用不充分以及夏季工况吸收器效果不好等技术问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，包括氨循环管路、水循环管路，所述氨循环管路包括氨吸收器的制冷剂侧通道、氨发生器的制冷剂侧通道、第一冷凝器和第一蒸发器，所述水循环管路包括氨发生器的热源侧通道、氨吸收器的循环冷却水侧通道、第一冷凝器的循环冷却水侧通道，所述水循环管路还包括溴化锂吸收式制冷机组，其中：

氨吸收器的循环冷却水侧通道输出端连接至第一冷凝器的循环冷却水侧通道输入端，第一冷凝器的循环冷却水侧通道输出端连接至溴化锂吸收式制冷机组的循环冷却水侧通道输入端，氨吸收器的循环冷却水侧通道输入端与溴化锂吸收式制冷机组的循环冷却水侧通道输出端连接；氨发生器的热源输出端通过溴化锂吸收式制冷机组的热源侧通道输出低品位热源。

所述溴化锂吸收式制冷机组包括溴化锂发生器、溴化锂吸收器、第二冷凝器和第二蒸发器，其中，所述溴化锂发生器包括热源侧通道、贫富溶液侧通道和水蒸气输出端，所述第二蒸发器包括循环冷却水测通道和水蒸气侧通道，所述溴化锂发生器的热源侧通道作为吸收式制冷机组的热源侧通道，其输入端与氨发生器的热源输出端连接，其输出端输出低品位热源；所述第二蒸发器的循环冷却水侧通道作为吸收式制冷机组的循环冷却水侧通道，其输入端与第一冷凝器的循环冷却水侧通道输出端连接，其输出端与氨吸收器的循环冷却水侧通道输入端连接。

所述溴化锂吸收器的富溶液输出端与溴化锂发生器的富溶液输入端连接，溴化锂发生器的贫溶液输出端与溴化锂吸收器的贫溶液输入端连接，形成贫富溶液循环管路；所述溴化锂发生器的水蒸气输出端与第二冷凝器的水蒸气输入端连接，第二冷凝器的冷却水输出端与第二蒸发器的冷却水输入端连接，第二蒸发器的水蒸气输出端与溴化锂吸收器的水蒸气输入端连接。

将氨发生器出来的热源，先经过溴化锂吸收式机组，充分利用其热量给循环水降温，把这个低温的循环水给氨吸收器使用，提高其吸收效果。溴化锂机组出来的冷冻水可以先经过氨吸收器然后串联经过第一冷凝器，这样效果更好，而且集成度更高一些。

所述氨循环管路还包括中间换热器，所述氨吸收器的富溶液输出端通过所述中间换热器与氨发生器的富溶液输入端连接，氨发生器的贫溶液输出端通过中间换热器与氨吸收器的贫溶液输入端连接，形成制冷剂循环管路，富溶液和贫溶液在中间换热器内发生热交换。

所述氨循环管路还包括气液换热器，所述第一冷凝器的氨液输出端通过气液换热器与第一蒸发器的氨液输入端连接，第一蒸发器的氨气输出端通过气液换热器与氨吸收器的氨气输入端连接，氨液和氨气在气液换热器内发生热交换。

所述吸收式制冷系统还包括热源过滤装置，所述热源过滤装置与溴化锂吸收式制冷机组的热源侧通道的输出端连接，用于对热源进行过滤，经过滤的热源再输送给外部锅炉循环使用。

所述热源过滤装置为树脂过滤器。

本发明的有益效果在于：

1)溴化锂吸收式制冷机组可将热源降温至60℃，进入热源过滤装置；

2)由于没有热源过滤装置温度过高的考虑，提供给氨发生器的热源温度可以进一步提高，整个机组的效率可进一步提升；

3)溴化锂吸收式制冷机组的循环冷却水出口最低可将循环水降至5℃左右，从经济性和实用性考虑，可将出口温度设为25℃，这样溴化锂吸收式制冷机组的热效率更高；

4)夏季氨吸收器的循环水可以从30℃下降至25℃甚至更低，氨吸收器的效率会大大增加；

5)安装溴化锂吸收式制冷机组后，会降低氨吸收器内的压力，这样蒸发器的压力也会随之下降，使整个制冷系统能够制出更低温度，输出更多的冷量；

6)溴化锂吸收式制冷机组的设置提高了整个低品位热能利用率。

附图说明

图1是现有氨吸收式制冷系统的工艺流程图；

图2是本发明基于溴化锂吸收式制冷机组的氨吸收式制冷系统的工艺流程图。

图3是本发明中溴化锂机组的结构及工作流程图。

其中：1、氨吸收器；2、中间换热器；3、氨发生器；4、第一冷凝器；5、气液换热器；6、第一蒸发器；7、第一减压阀；8、第一循环泵；9、第一节流阀；10、溴化锂吸收式制冷系统；11、树脂过滤器(热源过滤装置)；12、锅炉(热源利用装置)；101、溴化锂吸收器；103、溴化锂发生器；104、第二冷凝器；106、第二蒸发器；107、第二减压阀；108、第二循环泵；109、第二节流阀。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图2所示，本实施例提供了一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，所述氨循环管路包括氨吸收器1的制冷剂侧通道、氨发生器3的制冷剂侧通道、第一冷凝器4和第一蒸发器6，所述水循环管路包括氨发生器3的热源侧通道、氨吸收器1的循环冷却水侧通道、第一冷凝器4的循环冷却水侧通道，其特征在于，所述水循环管路还包括溴化锂吸收式制冷机组10，其中，

氨吸收器1的循环冷却水侧通道输出端连接至第一冷凝器4的循环冷却水侧通道输入端，第一冷凝器4的循环冷却水侧通道输出端连接至溴化锂吸收式制冷机组10的循环冷却水侧通道输入端，氨吸收器1的循环冷却水侧通道输入端与溴化锂吸收式制冷机组10的循环冷却水侧通道输出端连接；氨发生器3的热源输出端通过溴化锂吸收式制冷机组10的热源侧通道输出低品位热源。

所述发生器3的热源输入端用于接收外部的工作热源，该发生器3的热源输出端依次通过溴化锂吸收式制冷机组10的热源侧通道和树脂过滤器11连接至锅炉12，发生器3利用外部80℃以上的工作热源进行加热，使发生器3内的富溶液中的大部分低沸点的氨蒸发出来，经过发生器3利用后的工作热源从发生器3的热源输出端输出后，依次通过溴化锂吸收式制冷机组10的热源侧通道和树脂过滤器11处理后输送给锅炉12循环使用。

如图3，所述溴化锂吸收式制冷机组10的结构包括溴化锂发生器103、溴化锂吸收器101、第二冷凝器104和第二蒸发器106，其中，所述溴化锂发生器10包括热源侧通道、贫富溶液侧通道和水蒸气输出端，所述第二蒸发器106包括循环冷却水测通道和水蒸气侧通道，所述溴化锂发生器103的热源侧通道作为吸收式制冷机组的热源侧通道，其输入端与氨发生器3的热源输出端连接，其输出端输出低品位热源；所述第二蒸发器106的循环冷却水侧通道作为吸收式制冷机组的循环冷却水侧通道，其输入端与第一冷凝器4的循环冷却水侧通道输出端连接，其输出端与氨吸收器1的循环冷却水侧通道输入端连接。

所述溴化锂吸收器101的富溶液输出端通过第二循环泵108与溴化锂发生器103的富溶液输入端连接，溴化锂发生器103的贫溶液输出端通过第二节流阀109与溴化锂吸收器101的贫溶液输入端连接，形成贫富溶液循环管路；所述溴化锂发生器103的水蒸气输出端与第二冷凝器104的水蒸气输入端连接，第二冷凝器104的冷却水输出端通过第二减压阀107与第二蒸发器106的冷却水输入端连接，第二蒸发器106的水蒸气输出端与溴化锂吸收器101的水蒸气输入端连接。

热源进入溴化锂发生器103，溴化锂发生器103中富溴化锂溶液蒸发出水蒸气而成为贫溴化锂溶液，贫溴化锂溶液进入溴化锂吸收器101，溴化锂吸收器101与溴化锂发生器103形成溴化锂溶液循环，水蒸气进入第二冷凝器104冷凝成水进入第二蒸发器106，外部进入第二蒸发器106的冷水在第二蒸发器106内吸收被冷却水溶液的热量而气化成蒸发压力下的水蒸气，并得到更低温的冷水输出到外部，第二蒸发器106中的水蒸气再进入溴化锂吸收器101与贫溴化锂溶液融合形成富溴化锂溶液进入溴化锂发生器103，完成冷却水溶液循环。

溴化锂机组10出来的冷冻水可以先经过氨吸收器1然后串联经过第一冷凝器4，这样效果更好，而且集成度更高一些。将氨发生器3出来的热源，先经过溴化锂吸收式机组10，充分利用其热量给循环水降温，把这个低温的循环水给氨吸收器1使用，提高其吸收效果。通过溴化锂吸收式制冷机组10对氨吸收器1进行降温，提高夏季氨吸收器1的工作效率。

所述氨发生器3的氨气输出端连接至第一冷凝器4，氨气在第一冷凝器4中被冷却成饱和氨液。

氨液经气液换热器5被输送到第一蒸发器6中，在第一蒸发器6内吸收被冷却介质(如乙二醇水溶液)的热量而气化成蒸发压力下的氨气，同时第一蒸发器6输出冷量，氨气经气液交换器中与氨液进行热交换复热后进入氨吸收器1中，完成氨循环。

该系统中，利用气液换热器5和中间换热器2可提高整个系统的热利用效率。在氨发生器3的热源输出端，通过设置溴化锂吸收式制冷机组10给输出的热源进行降温后再输入树脂过滤器11中，供锅炉12使用，可大大延长树脂过滤器11的使用寿命。此外，溴化锂吸收式制冷机组10的循环冷却水来源于第一冷凝器4的循环冷却水，第一冷凝器4中的循环冷却水来源于氨吸收器1的循环冷却水，使得溴化锂吸收式制冷机组10与氨吸收式制冷机组完美地融合为一体，将氨吸收器1的循环水温度降低，大大增加了氨吸收器1在夏天工作的效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，包括氨循环管路、水循环管路，所述氨循环管路包括氨吸收器(1)的制冷剂侧通道、氨发生器(3)的制冷剂侧通道、第一冷凝器(4)和第一蒸发器(6)，所述水循环管路包括氨发生器(3)的热源侧通道、氨吸收器(1)的循环冷却水侧通道、第一冷凝器(4)的循环冷却水侧通道，其特征在于，所述水循环管路还包括溴化锂吸收式制冷机组(10)，其中，

氨吸收器(1)的循环冷却水侧通道输出端连接至第一冷凝器(4)的循环冷却水侧通道输入端，第一冷凝器(4)的循环冷却水侧通道输出端连接至溴化锂吸收式制冷机组(10)的循环冷却水侧通道输入端，氨吸收器(1)的循环冷却水侧通道输入端与溴化锂吸收式制冷机组(10)的循环冷却水侧通道输出端连接；氨发生器(3)的热源输出端通过溴化锂吸收式制冷机组(10)的热源侧通道输出低品位热源。

2.根据权利要求1所述的一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，其特征在于，所述溴化锂吸收式制冷机组(10)包括溴化锂发生器(103)、溴化锂吸收器(101)、第二冷凝器(104)和第二蒸发器(106)，其中，所述溴化锂发生器(102)包括热源侧通道、贫富溶液侧通道和水蒸气输出端，所述第二蒸发器(106)包括循环冷却水测通道和水蒸气侧通道，所述溴化锂发生器(102)的热源侧通道作为吸收式制冷机组(10)的热源侧通道，其输入端与氨发生器(3)的热源输出端连接，其输出端输出低品位热源；所述第二蒸发器(106)的循环冷却水侧通道作为吸收式制冷机组(10)的循环冷却水侧通道，其输入端与第一冷凝器(4)的循环冷却水侧通道输出端连接，其输出端与氨吸收器(1)的循环冷却水侧通道输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，其特征在于，所述溴化锂吸收器(101)的富溶液输出端与溴化锂发生器(103)的富溶液输入端连接，溴化锂发生器(103)的贫溶液输出端与溴化锂吸收器(101)的贫溶液输入端连接，形成贫富溶液循环管路；所述溴化锂发生器(103)的水蒸气输出端与第二冷凝器(104)的水蒸气输入端连接，第二冷凝器(104)的冷却水输出端与第二蒸发器(106)的冷却水输入端连接，第二蒸发器(106)的水蒸气输出端与溴化锂吸收器(101)的水蒸气输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，其特征在于，所述氨循环管路还包括中间换热器(2)，所述氨吸收器(1)的富溶液输出端通过所述中间换热器(2)与氨发生器(3)的富溶液输入端连接，氨发生器(3)的贫溶液输出端通过中间换热器(2)与氨吸收器(1)的贫溶液输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，其特征在于，所述氨循环管路还包括气液换热器(5)，所述第一冷凝器(4)的氨液输出端通过气液换热器(5)与第一蒸发器(6)的氨液输入端连接，第一蒸发器(6)的氨气输出端通过气液换热器(5)与氨吸收器(1)的氨气输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，其特征在于，所述吸收式制冷系统还包括热源过滤装置(11)，所述热源过滤装置(11)与溴化锂吸收式制冷机组(10)的热源侧通道的输出端连接，用于对热源进行过滤，经过滤的热源再输送给外部锅炉循环使用。

7.根据权利要求6所述的一种基于溴化锂机组的氨吸收式制冷系统，其特征在于，所述热源过滤装置(11)为树脂过滤器。