CN111795514B - 一种吸收式换热循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸收式换热循环系统，包括溶液泵，所述溶液泵包括至少一个主动泵体以及一个从动泵体，所述主动泵体设置在系统内的高压容器溶液输出端与低压容器溶液输入端之间，所述从动泵体设置在系统内的低压容器溶液输出端与高压容器溶液输入端之间，所述主动泵体利用高压容器流向低压容器溶液的能量带动从动泵体转动，使得从动泵体驱动低压容器内溶液流向高压容器。该系统实现对贫溶液能量回收的同时对其进行减压，即节能环保，又降低了系统减压阀的工作负荷；另外，所采用溶液泵整个转动部件都在腔体内部，其和外部所有连接都为静连接，起到相当于屏蔽泵的效果；所采用的溶液泵还能实现高温液体和低温液体间的高效换热。

Description

一种吸收式换热循环系统

技术领域

本发明涉及余热吸收制冷/热泵技术领域，具体涉及一种吸收式换热循环系统。

背景技术

泵是最常见的流体输送设备，广泛应用于各个领域中，其一般依靠电力为能源利用电机将电能转化为机械能，最终利用水力机械部分将机械能转变为输送流体的能量，例如，在余热吸收制冷/热泵循环系统中，由于吸收器与发生器之间要进行贫溶液以及富溶液的循环输送实现循环制冷功能，通常，发生器的压力大于吸收器，因此，在富溶液管道上，需要增设溶液泵，为富溶液从吸收器进入发生器提供输送力，需要消耗一定的能源，而余热吸收制冷系统本属于节能环保的领域范畴，因此，作为系统内消耗最多电能的溶液泵，如何降低其能源消耗，一直是本领域致力于创新的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸收式换热循环系统，通过将多余能量的流体能量进行回收并转化为输送其他流体的能量，以有效降低余热吸收制冷/热泵系统的能源消耗并提高了节能环保的性能。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种吸收式换热循环系统，包括高压容器和低压容器，还包括溶液泵，所述溶液泵包括相互联动且流道独立的至少一个主动泵体和从动泵体，所述主动泵体设置在系统内的高压容器溶液输出端与低压容器溶液输入端之间，所述从动泵体设置在系统内的低压容器溶液输出端与高压容器溶液输入端之间，所述主动泵体利用高压容器流向低压容器溶液的能量带动从动泵体转动，使得从动泵体驱动低压容器内溶液流向高压容器。

进一步改进在于，包括吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器，所述发生器为高压容器，所述吸收器为低压容器，所述吸收器和发生器之间连通有贫溶液管道和富溶液管道，所述溶液泵包括相互联动且流道独立的第一泵体和第二泵体，所述第一泵体作为主动泵体连接在贫溶液管道上，所述第二泵体作为从动泵体连接在富溶液管道上；当发生器内的贫溶液由贫溶液管道流向吸收器时，贫溶液推动第一泵体转动，第一泵体带动第二泵体转动，由第二泵体驱动吸收器内的富溶液由富溶液管道流向发生器。

进一步改进在于，所述第一泵体包括腔体一和叶轮一，第二泵体包括腔体二和叶轮二，所述腔体一与腔体二由壳体分隔而成，所述叶轮一设于所述腔体一内，所述叶轮二设于所述腔体二内，腔体一与腔体二之间设有两端分别连接叶轮一与叶轮二的共心轴，使得叶轮一与叶轮二同步转动；

腔体一上设有沿其径向分布的通道一，腔体二的底部设有沿其径向分布的通道二，腔体一上设有沿叶轮一轴向分布的通道三，腔体二上设有沿叶轮二轴向分布的通道四，其中，通道一与通道三结合腔体一形成流道一s1，且流道s1接入所述贫溶液管道中，通道二与通道四结合腔体二形成流道二s2，且流道s2接入所述富溶液管道中。

进一步改进在于，所述溶液泵为立式结构，且第一泵体位于第二泵体的下方，所述腔体一和腔体二之间形成密封的腔体三，且在腔体三内填充有换热液体。

进一步改进在于，所述共心轴位于叶轮二的一端设有呈阶梯状的凸出部，壳体内对应于该凸出部的位置设有与其相适配的收容槽，所述凸出部位于收容槽内。

进一步改进在于，所述腔体一内贯穿所述共心轴的位置开设有凹槽，所述凹槽与所述收容槽内均设有支撑轴承，所述凹槽内位于其内支撑轴承外侧设有密封圈。

进一步改进在于，所述吸收式换热循环系统为吸收式制冷循环系统或者吸收式热泵循环系统。

本发明的有益效果在于：

(1)结合溶液泵的余热吸收制冷/热泵系统，将高压容器流向低压容器流体的动能转化为机械能，并为流体向高压容器的输送提供动力，充分回收了系统内流体的多余动能，并降低了现有技术中依靠电能将流体向高压容器进行泵送的能源消耗，更加的节能环保。

(2)尤其在余热吸收制冷系统中，发生器的压力大于吸收器的压力，在实际运行时，需要对贫溶液进行减压再输送至吸收器内，而本发明有效结合了余热吸收制冷系统这一特性，实现对贫溶液能量回收的同时对其进行减压，降低了系统减压阀的工作负荷，具有显著的优点。

(3)所采用的溶液泵同时起到了换热器的作用，使得富溶液温度升高后进入发生器，制冷剂蒸汽在发生器内即刻发生，而贫溶液的温度下降，可使冷剂蒸汽在吸收器内很容易被吸收，如此保证系统的良性循环，提高整机的换热效率。

(4)所采用的溶液泵的整个转动部件都在腔体内部，其和外部所有连接都为静连接，起到相当于屏蔽泵的效果。

附图说明

图1为实施例1中吸收式换热循环系统的结构示意图；

图2为实施例1中溶液泵在吸收式换热循环系统中的管道连接示意图；

图3为实施例1中溶液泵的结构示意图；

图4为实施例2中吸收式换热循环系统的结构示意图；

图5为实施例2中溶液泵在吸收式换热循环系统中的管道连接示意图；

图6为实施例2中溶液泵的结构示意图；

图中：100、溶液泵；1、腔体一；2、腔体二；3、叶轮一；4、叶轮二；5、壳体；6、共心轴；7、通道一；8、通道二；9、通道三；10、通道四；11、凸出部；12、收容槽；13、凹槽；14、支撑轴承；15、密封圈；16、腔体三；200、吸收器；300、发生器；400、冷凝器；500、蒸发器；600、贫溶液管道；700、富溶液管道。

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

结合图1和图2所示，一种吸收式换热循环系统，系统为吸收式制冷循环系统或者吸收式热泵循环系统，其包括吸收器200、发生器300、冷凝器400和蒸发器500，所述吸收器200和发生器300之间连通有贫溶液管道600、富溶液管道700，还包括溶液泵100，所述溶液泵100由相互联动且流道独立的第一泵体和第二泵体组成，所述第一泵体接入贫溶液管道600中，所述第二泵体接入富溶液管道700中；

当发生器300内的贫溶液由贫溶液管道600流向吸收器200时，贫溶液推动第一泵体转动，第一泵体带动第二泵体转动，此时第二泵体驱动吸收器200内的富溶液由富溶液管道700流向发生器300。

该系统的技术原理在于，其利用循环过程中从高压容器流向低压容器流体的能量，给系统中其他的泵(提升吸收器溶液喷淋量的吸收器自循环泵)提供动力，即提供从低压容器到高压容器溶液流动能量。相对于现有技术的泵体而言，降低了依靠电能，利用电机提供输送动力的电力消耗，更加节能环保。

再结合图3所示，溶液泵100中，第一泵体包括腔体一1和叶轮一3，第二泵体包括腔体二2和叶轮二4，所述腔体一1与腔体二2由壳体5分隔而成，具体的，腔体一1与腔体二2相对设置，叶轮一3设于腔体一1内，叶轮二4设于腔体二2内，腔体一1与腔体二2之间设有两端分别连接叶轮一3与叶轮二4的共心轴6，具体的，叶轮一3与叶轮二4同轴设置，壳体5对应于叶轮一3与叶轮轴心处开设有用于共心轴6贯穿的通孔，使得叶轮一3与叶轮二4同步转动；

腔体一1上设有沿其径向分布的通道一7，通道一7用于贫溶液进入腔体一1内，腔体二2的底部设有沿其径向分布的通道二8，通道二8用于富溶液从腔体二2内流出，腔体一1上设有沿叶轮一3轴向分布的通道三9，通道三9用于贫溶液从腔体一1内流出，腔体二2上设有沿叶轮二4轴向分布的通道四10，通道四10用于富溶液进入腔体二2内，其中，通道一7与通道三9结合腔体一1形成流道一s1，且流道s1接入所述贫溶液管道600中，通道二8与通道四10结合腔体二2形成流道二s2，且流道s2接入所述富溶液管道700中。

在工作时，当所述发生器300内的贫溶液由贫溶液管道600流向吸收器200时，贫溶液经通道一7流入腔体一1内，贫溶液推动叶轮一3转动，并经通道三9流出腔体一1；当叶轮一3转动时，通过共心轴6带动叶轮二4同步转动，此时叶轮二4将吸收器200中的富溶液由富溶液管道管道700以及通道二8抽入，富溶液进入腔体二2内后由通道四10排出，最后流向发生器300。

共心轴6位于叶轮二4的一端设有呈阶梯状的凸出部11，壳体5内对应于该凸出部11的位置设有与其相适配的收容槽12，凸出部11位于收容槽12内，腔体一1内贯穿共心轴6的位置开设有凹槽13，凹槽13与收容槽12内均设有支撑轴承14，凹槽13内位于其内支撑轴承14外侧设有密封圈15，以此对共心轴6的两端进行密封，防止腔体一1与腔体二2内的溶液串流。

凸出部11沿共心轴6的轴向与收容槽12之间具有间隙，使得在叶轮一3和叶轮二4转动时，产生的轴向拉力会推动共心轴6运动，以使得间隙呈不断减小的趋势，此时，共心轴6会挤压位于收容槽12内的密封圈15，提高密封效果。

由余热吸收制冷/热泵系统的实际运行可知，发生器300与吸收器200之间具有压差，在贫溶液从发生器300输送至吸收器200内时，需要先对贫溶液减压，而将富溶液从吸收器200输送至发生其内时，需要消耗一部分电能采用泵体提供动力，因此，结合上述的溶液泵100以及余热吸收制冷系统的自身属性，将二者有效结合，利用贫溶液的压力以及发生器300与吸收器200之间的压差作为能源，对贫溶液进行能量回收的同时，将该部分能量转化为富溶液输送的动力，不仅可以减小电机泵的消耗功率，且效果突出。另外，在吸收贫溶液能量的同时，对其具有减压过程，降低了余热吸收制冷系统减压阀的工作负荷，具有显著的优点和使用价值。

实施例2

结合图4至图6所示，实施例2的结构与实施例1基本相同，区别在于：溶液泵100为立式结构，且第一泵体位于第二泵体的下方，所述腔体一1和腔体二2之间形成密封的腔体三16，且在腔体三16内填充有换热液体。

吸收式循环系统中吸收器200和发生器300温度不同(差别比较大)，从发生器300流出的贫溶液温度较高，离开吸收器200的富溶液温度又相当低，所以一般需要设置换热器进行热量交换。而实施例2中，将溶液泵100设计为立式，下部的腔体一1走高温的贫溶液，上部的腔体二2走低温的富溶液，腔体一1和腔体二2之间的空间也密封起来，形成腔体三16。根据上述两股流体的温度，在腔体三16内注入合适的液体，使液体在腔体一1吸收高温液体的热量蒸发为气体，然后气体在腔体二2传热给低温液体，冷凝为液体滴下，形成循环，从而实现高温液体和低温液体间的高效换热。

实施例2中，所采用的溶液泵100同时起到了换热器的作用，使得富溶液温度升高后进入发生器300，使制冷剂蒸汽在发生器300内即刻发生，而贫溶液的温度下降，可使冷剂蒸汽在吸收器200内很容易被吸收，如此保证系统的良性循环，提高整机的换热效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (4)

1.一种吸收式换热循环系统，其特征在于：包括吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器，所述发生器为高压容器，所述吸收器为低压容器，所述吸收器和发生器之间连通有贫溶液管道和富溶液管道，还包括溶液泵，所述溶液泵包括相互联动且流道独立的第一泵体和第二泵体，所述第一泵体作为主动泵体连接在贫溶液管道上，所述第二泵体作为从动泵体连接在富溶液管道上；当发生器内的贫溶液由贫溶液管道流向吸收器时，贫溶液推动第一泵体转动，第一泵体带动第二泵体转动，由第二泵体驱动吸收器内的富溶液由富溶液管道流向发生器；

所述第一泵体包括腔体一和叶轮一，第二泵体包括腔体二和叶轮二，所述腔体一与腔体二由壳体分隔而成，所述叶轮一设于所述腔体一内，所述叶轮二设于所述腔体二内，腔体一与腔体二之间设有两端分别连接叶轮一与叶轮二的共心轴，使得叶轮一与叶轮二同步转动；

腔体一上设有沿其径向分布的通道一，腔体二的底部设有沿其径向分布的通道二，腔体一上设有沿叶轮一轴向分布的通道三，腔体二上设有沿叶轮二轴向分布的通道四，其中，通道一与通道三结合腔体一形成流道一s1，且流道s1接入所述贫溶液管道中，通道二与通道四结合腔体二形成流道二s2，且流道s2接入所述富溶液管道中；

所述溶液泵为立式结构，且第一泵体位于第二泵体的下方，所述腔体一和腔体二之间形成密封的腔体三，且在腔体三内填充有换热液体。

2.根据权利要求1所述的一种吸收式换热循环系统，其特征在于：所述共心轴位于叶轮二的一端设有呈阶梯状的凸出部，壳体内对应于该凸出部的位置设有与其相适配的收容槽，所述凸出部位于收容槽内。

3.根据权利要求2所述的一种吸收式换热循环系统，其特征在于：所述腔体一内贯穿所述共心轴的位置开设有凹槽，所述凹槽与所述收容槽内均设有支撑轴承，所述凹槽内位于其内支撑轴承外侧设有密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种吸收式换热循环系统，其特征在于：所述吸收式换热循环系统为吸收式制冷循环系统或者吸收式热泵循环系统。

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