CN113758053B - 一种新型吸收器及其吸收式制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型吸收器及其吸收式制冷系统，属于吸收式制冷技术领域，包括管箱和壳体，所述壳体内设有U型管束，所述壳体内设有上下两层喷淋装置，第一层喷淋装置固定在壳体顶端，且第一层喷淋装置设置在上层管束的上方，第二喷淋装置设置在侧U型管束的U型槽内，所述壳体两侧设有两组主进气管，且每组主进气管上与壳体之间设有线性排列的分气管，所述管箱上设有与管束相连接的循环水进出口，利用所述管箱上的循环水出口的循环水与进入壳体的贫液进行热量交换以将贫液进行预冷。本发明相比较现有技术的吸收器结构，本发明采用双层喷淋+多处进气方式，使得吸收器吸收效率提高约为95％。

Description

一种新型吸收器及其吸收式制冷系统
技术领域
本发明属于吸收式制冷技术领域，具体涉及一种新型吸收器及其吸收式制冷系统。
背景技术
目前，吸收式制冷机组中吸收器多采用卧式降膜式吸收器，这种吸收器类似于管壳式换热器，如图1-2所示，壳体内布置着管束，循环水在管内通过。在管束上方有一层喷淋装置，贫液由顶部进入喷淋装置内，由喷淋装置喷出雾化状，喷洒在管束外壁上，形成薄膜并逐排流下，使所有管子表面外都为液膜所包围。气态制冷剂则由壳体上部进入，与管壁外的液膜接触为后者所吸收，产生的混合热可及时经由管壁传给循环水。然而由于管束管子排数较多，从上排流下的液体流入下排管，由于液体下落的无序性，在下排管外壁所形成的液膜不均匀，有的管外壁甚至无液膜，形成“干壁”，且这种液膜的不均匀性随着管排数的增多而加剧，严重影响吸收器的效率，且气态制冷剂仅从上部进入，壳体内气相制冷剂流动性较差，存在“死区”，气液接触面的湍动程度不够，影响吸收效率，使得该种吸收器吸收效率约为60％。另外考虑到吸收器内部喷淋装置中喷头的清洗及更换，吸收器多采用双设备法兰夹持管板的结构，在吸收器运维检修期间，需拆除管箱才能清洗管束内壁结垢，由于双设备法兰夹持管板的结构，拆除管箱前必须要将壳体内的介质进行排净及置换，此举增加了运维的检修成本。
如图3所示，现有的吸收式制冷系统为增强吸收器的吸收效率，在贫液进入吸收器之前需要将贫液在预冷器中进行预冷，而预冷器的冷却介质是采用从吸收器中流出的循环水。现有的吸收式制冷系统中从发生器出来的废余热多数以放空或回流于用户管网系统中，废余热的利用率不高。因此提出一种新型吸收器及其吸收式制冷系统，来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种新型吸收器及其吸收式制冷系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种新型吸收器，包括管箱和壳体，所述壳体内设有U型管束，所述壳体内设有上下两层喷淋装置，第一层喷淋装置固定在壳体顶端，且第一层喷淋装置设置在上层管束的上方，第二喷淋装置设置在侧U型管束的U型槽内，所述壳体两侧设有两组主进气管，且每组主进气管上与壳体之间设有线性排列的分气管，所述管箱上设有与管束相连接的第一循环水进出口，利用所述管箱上的第一循环水出口的循环水与进入壳体的贫液进行热量交换以将贫液进行预冷。
作为本发明的进一步优化方案，所述壳体内设有线性排列的用于固定管束的折流板，第二喷淋装置固定在折流板上，每支所述分气管均布设置在壳体中下侧每相邻折流板中间。
作为本发明的进一步优化方案，所述管箱与壳体采用双管板螺栓连接，包括内管板和外管板，用于固定U型管束的开口端，所述管箱上设有第一放空口及第一排净口。
作为本发明的进一步优化方案，所述上下两层喷淋装置均设有喷淋液口，所述喷淋液口通入贫液，第一层喷淋装置的喷淋液口设置在壳体的顶端，第二层喷淋液口设置在设置在管箱内。
作为本发明的进一步优化方案，所述壳体下端设有两组集液包，所述集液包内均设有翅片盘管，第一组集液包上设有贫液进口、壳体循环液出口、第二循环水进出口、测温口及下液位计口，且第二循环水进出口连通第一组集液包上的翅片盘管，循环水在翅片盘管上循环以用于贫液进口进入的贫液预冷。
作为本发明的进一步优化方案，第二组集液包上设有富液出口和热源进出口，热源进出口连通第二组集液包上的翅片盘管，热源在翅片盘管上循环以用于富液出口的富液预热。
作为本发明的进一步优化方案，所述壳体内壁顶端设有上液位计口，所述壳体上还设有测压口、测温口、安全阀口、置换口、第二放空口和第二排净口。
本发明还提供了一种吸收式制冷系统，包括蒸发器、冷凝器、发生器、溶液泵，还包括上述新型吸收器。
作为本发明的进一步优化方案，所述发生器利用废余热介质作为加热源，所述新型吸收器利用发生器热源出口排出的废余热介质用作预热新型吸收器排出富液的热源。
作为本发明的进一步优化方案，所述发生器内富溶液加热后产生贫液和气态制冷剂，气态制冷剂进入冷凝器冷凝成液态后经过GVX换热器到达蒸发器蒸发为载冷剂进行降温，蒸发器的气态制冷剂经过GVX换热器进入新型吸收器，与发生器进入吸收器的贫液吸收结合形成富溶液依次经过溶液泵和GAX换热器进入发生器循环。
本发明的有益效果在于以下几点：
1、双层喷淋：实现了管束外壁液膜的均布，加大了液膜的面积，以增加气、液接触的面积，提高吸收效率。
2、多处进气：壳体内管束区域多处进气，加剧了气、液接触面湍动的程度，极大地促进了气、液面接触吸收。
3、相比较现有技术的吸收器结构(单层喷淋+上部进气)，本发明采用双层喷淋+多处进气方式，使得吸收器吸收效率提高约为95％。
4、循环水预冷贫液及废余热预热富液：将预冷器与吸收器做成合体，可减少一台设备以减小机组的占地面积；将从发生器出来的废余热引入吸收器用于富液的预热，一方面可提高对废余热的利用率，另一方面可减少发生器热量的输入以提高机组的性能。
5、双管板结构：在壳程载液带压的工况下，可拆除管箱清洗管束内壁结垢，避免了运维期间壳程需排液放空置换的工序，减少了运维的成本。同时使的U型管束可整体抽出，方便后期检修更换内部喷淋装置的喷头。
附图说明
图1是现有技术中吸收器正视结构示意图；
图2是现有技术中吸收器侧视结构示意图；
图3是现有技术中吸收式制冷系统流程图；
图4是本发明新型吸收器正视结构示意图；
图5是本发明新型吸收器侧视结构示意图；
图6是本发明新型吸收器主进气管俯视结构示意图；
图7是本发明吸收式制冷系统流程图；
图中：1、管箱；2、壳体；3、管束；4、第一层喷淋装置；5、第二层喷淋装置；6、主进气管；7、分气管；8、折流板；9、喷淋液口；10、第一循环水进出口；11、第一放空口；12、第一排净口；13、内管板；14、外管板；15、第二放空口；16、第二排净口；17、测压口；18、上液位计口；19、集液包；20、第二循环水进出口；21、下液位计口；22、测温口；23、贫液入口；24、循环液出口；25、富液出口；26、热源进出口；27、置换口；28、安全阀口；100、发生器；200、冷凝器；300、蒸发器；400、溶液泵；500、GAX换热器；600、GVX换热器。
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。
如图7所示，本实施例中的吸收式制冷系统，包括蒸发器300、冷凝器200、发生器100、溶液泵400和新型吸收器，发生器100利用废余热介质作为加热源，新型吸收器利用发生器100热源出口排出的废余热介质用作预热新型吸收器排出富液的热源，一方面可提高对废余热的利用率，另一方面可减少发生器100热量的输入以提高机组的性能，发生器100内富溶液加热后产生贫液和气态制冷剂，气态制冷剂进入冷凝器200冷凝成液态后经过GVX换热器600到达蒸发器300蒸发为载冷剂进行降温，蒸发器300的气态制冷剂经过GVX换热器600进入新型吸收器，与发生器100进入吸收器的贫液吸收结合形成富溶液依次经过溶液泵400和GAX换热器500进入发生器100循环。
如图4-图6所示，本实施例的新型吸收器，主体结构采用管壳式双管板釜式热交换换器结构，管箱1与壳体2采用双管板螺栓连接，分外管板14和内管板13，壳体2内设有U型管束3，U型管束3的头部固定在内外管板14之间的隔离腔上，管箱1上还设有第一放空口11及第一排净口12，壳体2内还设有线性排列的用于固定U型管束3的折流板8，在壳程载液带压的工况下，可拆除管箱1清洗管束3内壁结垢，避免了运维期间壳程需排液放空置换的工序，减少了运维的成本，同时使得壳体2内的换热管束3可整体抽出，方便后期检修更换内部设备。
壳体2内设置两层喷淋装置，第一层喷淋装置4设置在上层管束3的上部，上层喷淋装置的喷淋液口9设置在壳体2上，第二层喷淋装置5设置在下层管束3的上部，第二层喷淋装置5是利用U型管束3最内排管弯曲的空间来设置，即第二喷淋装置设置在侧U型管束3的U型槽内，且喷淋装置固定在折流板8上，第二层喷淋装置5进液管设置在双管板之间的隔离腔上。第一层喷淋装置4喷出雾化状贫溶液，喷洒在上层管束3外壁上，形成薄膜并逐排流下。因上层管束3排数较少，逐排流下的液体可实现下排管外壁液膜的均布分布，同理，第二层喷淋装置5可实现下层管束3管外壁液膜的均布分布，同时上层管束3流下的液体可再次淋至在下层管束3外壁，实现了液膜的再次更新。结合改进后的吸收器的结构，双层喷淋实现了管束3管外壁液膜的均布，加大了液膜的面积，以增加气、液接触的面积，提高吸收效率。
壳体2两侧设有两组主进气管6，每根主进气管6上分出多支分气管7，每支分气管7均布设置在壳体2中下侧每相邻折流板8中间，该结构实现了壳体2内管束3区域多处进气，结合第二层喷淋装置5，加剧了气、液接触面湍动的程度，极大地促进了气、液面接触吸收，壳体2上还设有测压口17、测温口22、安全阀口28、置换口27、第二放空口15和第二排净口16。
管箱1上设有与管束3相连接的第一循环水进出口10，壳体2下端设有两组集液包19，集液包19内均设有翅片盘管，第一组集液包19靠近管箱1，第一组集液包19上设有贫液进口23、循环液出口24、第二循环水进出口20、测温口22及下液位计口21，且循环水进出口连通第一组集液包19上的翅片盘管，循环水在翅片盘管上循环以用于贫液进口23进入的贫液预冷，即利用管箱1上的第一循环水出口的循环水与进入壳体2的贫液进行热量交换以将贫液进行预冷，将原有系统中的预冷器与吸收器合二为一，减小了机组的占地面积，优化了系统结构，减少了成本，贫液经过预冷后通过泵组件泵入喷淋液口9，未完全吸收制冷剂的贫液从循环液出口24流出继续被泵组件泵入喷淋液口9，依次循环。
将从发生器100出来的废余热引入第二组集液包19中，第二组集液包19上设有富液出口25和热源进出口26，热源进出口26连通第二组集液包19上的翅片盘管，发生器100出来的废余热作为热源通过翅片盘管与第二组集液包19内的富液进行热量交换即将富液进行预热，一方面可提高对废余热的利用率，另一方面可减少发生器100热量的输入以提高机组的性能。
发生器100的贫液从第一组集液包19的贫液进口23进入，经过U型管束3流出的循环水预冷然后从喷淋液口9分别进入第一层喷淋装置4和第二层喷淋装置5，喷出雾化状贫溶液在管束3外壁上，同时蒸发器300蒸发出的气态制冷剂通过两组主进气管6再通过若干组分气管7均匀进入壳体2内，贫液吸收气态制冷剂形成富溶液，管束3管外壁液膜的均布，加大了液膜的面积，以增加气、液接触的面积，提高吸收效率，利用管束3内流动的循环水不断地带走吸收过程中放出的吸收热，形成富溶液从第二组集液包19的富液出口25经过发生器100排出的废余热介质预热后排出依次经过溶液泵400和GAX换热器500返回至发生器100继续循环。
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 (8)

1.一种新型吸收器，其特征在于，包括管箱和壳体，所述壳体内设有U型管束，所述壳体内设有上下两层喷淋装置，第一层喷淋装置固定在壳体顶端，且第一层喷淋装置设置在上层管束的上方，第二喷淋装置设置在侧U型管束的U型槽内，所述壳体两侧设有两组主进气管，且每组主进气管上与壳体之间设有线性排列的分气管，所述管箱上设有与管束相连接的第一循环水进出口，利用所述管箱上的第一循环水出口的循环水与进入壳体的贫液进行热量交换以将贫液进行预冷；
所述壳体下端设有两组集液包，所述集液包内均设有翅片盘管，第一组集液包上设有贫液进口、壳体循环液出口、第二循环水进出口、测温口及下液位计口，且第二循环水进出口连通第一组集液包上的翅片盘管，循环水在翅片盘管上循环以用于贫液进口进入的贫液预冷，第二组集液包上设有富液出口和热源进出口，热源进出口连通第二组集液包上的翅片盘管，热源在翅片盘管上循环以用于富液出口的富液预热。
2.根据权利要求1所述的一种新型吸收器，其特征在于，所述壳体内设有线性排列的用于固定管束的折流板，第二喷淋装置固定在折流板上，每支所述分气管均布设置在壳体中下侧每相邻折流板中间。
3.根据权利要求1所述的一种新型吸收器，其特征在于，所述管箱与壳体采用双管板螺栓连接，包括内管板和外管板，用于固定U型管束的开口端，所述管箱上设有第一放空口及第一排净口。
4.根据权利要求1所述的一种新型吸收器，其特征在于，所述上下两层喷淋装置均设有喷淋液口，所述喷淋液口通入贫液，第一层喷淋装置的喷淋液口设置在壳体的顶端，第二层喷淋液口设置在设置在管箱内。
5.根据权利要求1所述的一种新型吸收器，其特征在于，所述壳体内壁顶端设有上液位计口，所述壳体上还设有测压口、测温口、安全阀口、置换口、第二放空口和第二排净口。
6.一种吸收式制冷系统，包括蒸发器、冷凝器、发生器、溶液泵，其特征在于，还包括如权利要求1-5任一所述的新型吸收器。
7.根据权利要求6所述的一种吸收式制冷系统，其特征在于，所述发生器利用废余热介质作为加热源，所述新型吸收器利用发生器热源出口排出的废余热介质用作预热新型吸收器排出富液的热源。
8.根据权利要求6所述的一种吸收式制冷系统，其特征在于，所述发生器内富溶液加热后产生贫液和气态制冷剂，气态制冷剂进入冷凝器冷凝成液态后经过GVX换热器到达蒸发器蒸发为载冷剂进行降温，蒸发器的气态制冷剂经过GVX换热器进入新型吸收器，与发生器进入吸收器的贫液吸收结合形成富溶液依次经过溶液泵和GAX换热器进入发生器循环。
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