CN113819674B - 一种吸收式制冷系统及运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸收式制冷系统及运行方法，属于吸收制冷吸收循环技术领域，包括发生器、冷凝器、蒸发器，还包括蒸发式冷却吸收器，所述发生器的气态制冷剂出口连接至冷凝器，所述冷凝器的液体制冷剂出口连接至蒸发器，所述蒸发器的气态制冷剂出口连接至蒸发式冷却吸收器的气态制冷剂进口，所述蒸发式冷却吸收器的富液出口连接至发生器工质溶液进口，蒸发式冷却吸收器内部设有至少两级喷射吸收器和两级冷却吸收管。本发明两级喷射吸收器和冷却吸收管内的溶液在吸收气态制冷剂后，放出的大量热量被蒸发式冷却吸收器内循环水和空气迅速蒸发冷却，提高了换热和吸收效率，降低了循环冷却水的能耗。

Description

一种吸收式制冷系统及运行方法
技术领域
本发明属于吸收制冷吸收循环技术领域，具体涉及一种吸收式制冷系统及运行方法。
背景技术
吸收式制冷系统的吸收循环部分需快速移走大量热量，另外需尽可能提高吸收压力，才能提高吸收效率，传统吸收器利用各种换热设备，利用循环水间接换热，换热效率低，循环水要用冷却塔冷却并用循环水泵输送，增加了电能消耗。CN112283982A、CN112283982A就提出了一种蒸发式吸收器及其吸收式制冷系统，采用波纹型换热管，利用水和空气直接给换热管蒸发降温，提高了换热效率，但结构较复杂，且仅仅是利用波纹型换热管降温吸收；也有专利采用喷射器进行吸收，但未及时有效进行降温，影响了吸收效率。现有换热吸收设备，由于吸收器的压力低于冷却水压力，一旦换热管泄露，冷却水很容易进入工质溶液，特别是对于非含水工质影响很大，另现有换热吸收设备多为压力容器，制造和管理成本都较高。
因此我们提出了一种吸收式制冷系统及运行方法，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，设计合理的一种吸收式制冷系统及运行方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种吸收式制冷系统，包括发生器、冷凝器、蒸发器，还包括蒸发式冷却吸收器，所述发生器的气态制冷剂出口连接至冷凝器，所述冷凝器的液体制冷剂出口连接至蒸发器，所述蒸发器的气态制冷剂出口连接至蒸发式冷却吸收器的气态制冷剂进口，所述蒸发式冷却吸收器的富液出口连接至发生器工质溶液进口；
所述蒸发式冷却吸收器内部设有至少两级喷射吸收器，所述蒸发式冷却吸收器的顶端设有循环水喷淋管，所述至少两级喷射吸收器的出口均连接蒸发式冷却吸收器内部的冷却吸收管，至少一级喷射吸收器的液相端口接入发生器的工质溶液出口，且至少一级喷射器的气相端口接入蒸发器产生的气态制冷剂，至少一级喷射器利用工质溶液引射蒸发器的气态制冷剂至蒸发式冷却吸收器内部的冷却吸收管内，经过循环水冷却形成富液，再通过溶液泵输送至发生器继续循环。
作为本发明的进一步优化方案，所述蒸发式冷却吸收器的底端设有集水槽，所述集水槽的排水口与喷淋管之间设有循环水泵，所述喷淋管上方设有轴流风机，所述轴流风机下方设有收水器，所述集水槽和吸收盘管之间设有填料。
作为本发明的进一步优化方案，所述蒸发式冷却吸收器内设有两级喷射吸收器，包括混合液喷射吸收器和贫液喷射吸收器。
作为本发明的进一步优化方案，所述蒸发式冷却器吸收内设有两级冷却吸收管，包括混合液冷却吸收管和贫液冷却吸收管，所述混合液冷却吸收管的工质溶液进口连接混合液喷射吸收器出口，所述贫液冷却吸收管的工质溶液进口连接贫液喷射吸收器出口，所述发生器工质溶液出口的贫液和贫液冷却吸收管出口的溶液形成混合液通过混合液喷射吸收器引射吸收蒸发器排出的气态制冷剂，所述发生器-工质溶液出口的贫液通过贫液喷射吸收器引射吸收混合液冷却吸收管中未被吸收的气态制冷剂。
作为本发明的进一步优化方案，所述发生器的工质溶液出口与混合液喷射吸收器进口之间设有溶液喷射器，所述溶液喷射器用于利用发生器的工质溶液引射贫液冷却吸收管出口的溶液至混合液喷射吸收器。
作为本发明的进一步优化方案，还包括缓冲罐，所述混合液吸收管出口连接至缓冲罐，所述缓冲罐的富液通过溶液泵输送至发生器，所述缓冲罐未被混合液冷却吸收管完全吸收的气态制冷剂出口连接贫液喷射吸收器，所述发生器出口的贫液通过贫液喷射吸收器引射缓冲罐中排出的气态制冷剂。
作为本发明的进一步优化方案，所述缓冲罐的出口与溶液泵进口之间的富液经过调节阀后与贫液冷却吸收管出口的溶液混合被溶液喷射吸收器引射至混合液喷射吸收器。
作为本发明的进一步优化方案，所述溶液泵出口与发生器工质溶液进口之间的富液经过调节阀后与发生器的工质溶液出口的贫液混合进入溶液喷射器作为引射流，所述溶液泵采用变频控制，可调节流量。
一种吸收式制冷运行方法，利用上述吸收式制冷系统，运行方法如下：所述吸收式制冷系统建立制冷剂循环后，通过将缓冲罐的富液出口与溶液泵进口之间的富液和贫液冷却吸收管出口的溶液的混合液再与溶液喷射器前的贫液混合，以及将溶液泵出口与发生器工质溶液进口之间的富液与发生器的工质溶液出口的贫液混合进入溶液喷射器作为引射流，用以调节混合液喷射吸收器引射流的流量和浓度。
作为本发明的进一步优化方案，具体包括以下步骤：
(1)溶液泵的工质溶液进入发生器开始雾化，建立工质循环，当发生器到达一定液位时，提供热源进入发生器，蒸发出系统需要的气态制冷剂量，准备建立制冷剂循环；
(2)连通冷凝器-蒸发器-蒸发式冷却吸收器-发生器的制冷剂流程，发生器内雾化的工质溶液与热源进行传热，工质溶液中的气态制冷剂被蒸发出发生器，进入冷凝器进行冷凝成液态制冷剂，液态制冷剂进入蒸发器蒸发成气态制冷剂进入蒸发式冷却吸收器，与进入蒸发式冷却吸收器的贫液混合形成富液进入发生器中继续循环，从而建立制冷剂循环；
(3)当发生器进溶液喷射器中的贫液流量和气态制冷剂浓度偏低时，增加溶液泵的流量，加大溶液泵出口至溶液喷射器前调节阀的开度，提高混合液喷射吸收器流量和贫液中气态制冷剂浓度；当发生器进溶液喷射器中的流量正常但气态制冷剂浓度偏低时，增加溶液泵进口至溶液喷射器的调节阀开度，提高混合液喷射吸收器流量和贫工质溶液中气态制冷剂浓度。
本发明的有益效果在于：
1、本发明设置的两级喷射吸收器和蒸发式冷却器吸收管内的溶液在吸收气态制冷剂后，放出的大量热量被蒸发式冷却吸收器内循环水和空气迅速蒸发冷却，提高了换热和吸收效率，降低了循环冷却水的能耗。
2、通过喷射吸收器的抽吸作用，在保证制冷系统效率的条件下，降低了蒸发器的蒸发压力，从而获得更低的蒸发压力下对应的制冷温度，还通过喷射吸收器的增压作用，提高了吸收压力，从而提高了吸收效率。
3、采用两级喷射吸收器串联，因贫液的浓度更低，可以对未完全吸收的气态制冷剂进行二次吸收，达到进一步吸收的目的。
4、采用蒸发式冷却方式，冷却水不会进入喷射吸收器和冷却吸收管，从而保证了溶液的品质，其次喷射吸收器及冷却吸收管结构简单，不属于压力容器，制造和管理成本都较低。
附图说明
图1是本发明一种吸收式制冷系统的结构示意图。
图中：1、混合液喷射吸收器；2、贫液喷射吸收器；3、溶液喷射器；4、混合液冷却吸收管；5、缓冲罐；6、溶液泵；7、贫液冷却吸收管；8、循环水泵；9、喷淋管；10、集水槽；11、轴流风机；12、填料；13、发生器；14、冷凝器；15、蒸发器；16、收水器。
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1所示，本实施例中的吸收式制冷系统，包括发生器13、冷凝器14、蒸发器15，还包括蒸发式冷却吸收器，发生器13的气态制冷剂出口连接至冷凝器14，冷凝器14的液体制冷剂出口连接至蒸发器15，蒸发器15的气态制冷剂出口连接至蒸发式冷却吸收器的气态制冷剂进口，蒸发式冷却吸收器的富液出口连接至发生器13工质溶液进口；
具体地，蒸发式冷却吸收器内设有两级喷射吸收器，包括混合液喷射吸收器1和贫液喷射吸收器2，还设有两级冷却吸收管，管中溶液自下而上流动，包括混合液冷却吸收管4和贫液冷却吸收管7，混合液冷却吸收管4的工质溶液进口连接混合液喷射吸收器1出口，贫液冷却吸收管7的工质溶液进口连接贫液喷射吸收器2出口，混合液喷射吸收器1包括混合液冷却吸收管4和贫液喷射吸收器2包括贫液冷却吸收管7在蒸发式冷却吸收器中均可根据系统处理能力采用多个并联，并在蒸发式冷却器中并列放置，喷射吸收器可以垂直安装也可水平安装，每一个喷射吸收器奇数和偶数喷射吸收器分别放置在蒸发式冷却器两端，发生器13工质溶液出口的贫液和贫液冷却吸收管7出口的溶液形成混合液通过混合液喷射吸收器1引射吸收蒸发器15排出的气态制冷剂，发生器13工质溶液出口的贫液通过贫液喷射吸收器引射混合液冷却吸收管4中未被吸收的气态制冷剂，蒸发式冷却器的底端设有集水槽10，集水槽10的排水口与喷淋管9之间设有循环水泵8，喷淋管9上方设有轴流风机11，轴流风机11下方设有收水器16，集水槽10和吸收盘管之间设有填料12。
发生器13的工质溶液出口与混合液吸收喷射器1进口之间设有溶液喷射器3，溶液喷射器3用于利用发生器13工质溶液出口的贫液引射贫液冷却吸收管7出口的溶液至混合液喷射吸收器1，混合液冷却吸收管4出口连接至缓冲罐5，缓冲罐5的富液通过溶液泵6输送至发生器13，缓冲罐5的气态制冷剂出口连接贫液喷射吸收器2，发生器13工质溶液出口的贫液通过贫液喷射吸收器引射缓冲罐5中排出的气态制冷剂。
缓冲罐5的富液出口与变频控制的溶液泵6进口之间的富液经过调节阀后与贫液冷却吸收管7出口的溶液混合被溶液喷射器3引射至混合液喷射吸收器1，溶液泵6出口与发生器13工质溶液进口之间的富液经过调节阀后与发生器13的工质溶液出口的贫液混合进入溶液喷射器3作为引射流。
将混合液喷射吸收器和贫液喷射吸收器置于蒸发式冷却吸收器内，分别用混合液和贫液引射吸收气态制冷剂后，直接进入蒸发式冷却吸收器内的冷却吸收管，喷射吸收器和冷却吸收管里溶液在被水和空气蒸发降温的同时对气态制冷剂进行吸收，从而省去了传统的换热管吸收器。
本实施例中喷射吸收器分为两级，第一级为混合液喷射吸收器1，第二级为贫液喷射吸收器2，从发生器13来的贫液分为两个部分，一部分作为溶液喷射器3的引射流，引射贫液冷却吸收管7出口溶液，混合后的溶液作为混合液喷射吸收器3的引射流，引射吸收蒸发器15来的气态制冷剂，采用溶液喷射器3引射贫液冷却吸收管7出口的溶液，可增加混合液喷射吸收器的引射流量，提高吸收效率，经混合吸收后进入混合液冷却吸收管4，吸收时放出的热量被蒸发式冷却吸收器内水和空气蒸发冷却，吸收了气态制冷剂的富液进入缓冲罐5，富液被溶液泵6送入发生器13；另一部分贫液作为贫液喷射吸收器2的引射流，引射缓冲罐5里未被混合液冷却吸收管4完全吸收的气态制冷剂，经混合吸收后进入贫液冷却吸收管7，吸收了缓冲罐5气态制冷剂的不饱和溶液被溶液喷射器3引射混合后作为混合液喷射吸收器1的引射流体。
为调节混合液喷射吸收器1引射流的流量和浓度，还设置了两条副线，一条是从溶液泵6出口引一条管路与溶液喷射器3前的贫液混合，作为溶液喷射器3的引射流，一条从缓冲罐5出口引一条管路与贫液冷却吸收管7出口液体混合，被溶液喷射器3引射。喷射吸收器和冷却吸收管在吸收时放出的大量热量被蒸发式冷却吸收器内水和空气蒸发迅速冷却。蒸发冷却吸收器的喷淋水由循环水泵8将集水槽10中的水加压送入喷淋管9，经喷嘴喷淋到到冷却吸收管的外表面形成很薄的水膜，水膜中部分水吸热后蒸发为水蒸气，其余落入集水槽10，供循环水泵8使用。轴流风机11强迫空气从顶部和侧壁下部被吸入流经冷却吸收管、填料12，饱和热湿空气则被排到周围大气中，热湿空气中夹带的部分水滴通过收水器16截留，有效地控制水滴飘散损失。
本实施例中的吸收式制冷系统的运行方法，具体包括以下步骤：
(1)溶液泵6的工质溶液进入发生器13开始雾化，建立工质循环，当发生器13到达一定液位时，提供热源进入发生器13，蒸发出系统需要的气态制冷剂量，准备建立制冷剂循环；
(2)连通冷凝器14-蒸发器15-蒸发式冷却吸收器-发生器13的制冷剂流程，发生器13内雾化的工质溶液与热源进行传热，工质溶液中的气态制冷剂被蒸发出发生器13，进入冷凝器13进行冷凝成液态制冷剂，液态制冷剂进入蒸发器15蒸发成气态制冷剂进入蒸发式冷却吸收器，与进入蒸发式冷却吸收器的贫液混合形成富液进入发生器13中继续循环，从而建立制冷剂循环；
(3)当发生器13进溶液喷射器3中的贫液流量和气态制冷剂浓度偏低时，可利用变频增加溶液泵6的流量，加大溶液泵6出口至溶液喷射器3前调节阀的开度，提高混合液喷射吸收器1流量和贫液中气态制冷剂浓度，可减少发生器的负荷，但溶液泵6的功耗会略有增加；当发生器13进溶液喷射器3中的流量正常，但气态制冷剂浓度偏低时，可加大溶液泵6进口至溶液喷射器3前调节阀的开度，也会提高混合液喷射吸收器1流量和贫液中气态制冷剂浓度，可同时减少发生器13的负荷和溶液泵6的功耗。
溶液泵6出口富液送入发生器13，经热源加热后贫液送溶液喷射器3和贫液喷射吸收器2，溶液喷射器3出口的混合液送混合液喷射吸收器1，发生器13来的气态制冷剂送冷凝器14被冷却水冷凝成液态制冷剂送蒸发器15，液态制冷剂在蒸发器15中汽化成气态制冷剂，同时将载冷剂降温，蒸发器15来的气态制冷剂送混合液喷射吸收器1。
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)

1.一种吸收式制冷系统，包括发生器、冷凝器、蒸发器，其特征在于，还包括蒸发式冷却吸收器和缓冲罐，所述发生器的气态制冷剂出口连接至冷凝器，所述冷凝器的液体制冷剂出口连接至蒸发器，所述蒸发器的气态制冷剂出口连接至蒸发式冷却吸收器的气态制冷剂进口，所述蒸发式冷却吸收器的富液出口连接至发生器工质溶液进口；
所述蒸发式冷却吸收器内设有两级喷射吸收器，包括混合液喷射吸收器和贫液喷射吸收器，所述蒸发式冷却吸收器的顶端设有循环水喷淋管，所述两级喷射吸收器的出口均连接蒸发式冷却吸收器内部的冷却吸收管，至少一级喷射吸收器的液相端口接入发生器的工质溶液出口，且至少一级喷射吸收器的气相端口接入蒸发器产生的气态制冷剂，至少一级喷射吸收器利用工质溶液引射吸收蒸发器的气态制冷剂至蒸发式冷却吸收器内部的冷却吸收管内，经过循环水冷却形成富液，再通过溶液泵输送至发生器继续循环；
其中，所述蒸发式冷却吸收器内设有两级冷却吸收管，包括混合液冷却吸收管和贫液冷却吸收管，所述混合液冷却吸收管的工质溶液进口连接混合液喷射吸收器出口，所述贫液冷却吸收管的工质溶液进口连接贫液喷射吸收器出口，所述发生器工质溶液出口的贫液和贫液冷却吸收管出口的溶液形成混合液通过混合液喷射吸收器引射吸收蒸发器排出的气态制冷剂，所述发生器工质溶液出口的贫液通过贫液喷射吸收器引射吸收混合液冷却吸收管中未被吸收的气态制冷剂；
所述发生器的工质溶液出口与混合液喷射吸收器进口之间设有溶液喷射器，所述溶液喷射器用于利用发生器工质溶液出口的贫液引射贫液冷却吸收管出口的溶液至混合液喷射吸收器；
所述混合液冷却吸收管出口连接至缓冲罐，所述缓冲罐的富液通过溶液泵输送至发生器，所述缓冲罐的气态制冷剂出口连接贫液喷射吸收器，所述发生器工质溶液出口的贫液通过贫液喷射吸收器引射缓冲罐中排出的气态制冷剂，所述缓冲罐的富液出口与溶液泵进口之间的富液经过调节阀后与贫液冷却吸收管出口的溶液混合被溶液喷射器引射至混合液喷射吸收器；
所述蒸发式冷却吸收器的底端设有集水槽，所述集水槽的排水口与喷淋管之间设有循环水泵，所述喷淋管上方设有轴流风机，所述轴流风机下方设有收水器，所述集水槽和冷却吸收管之间设有填料。
2.根据权利要求1所述的一种吸收式制冷系统，其特征在于，所述溶液泵出口与发生器工质溶液进口之间的富液经过调节阀后与发生器工质溶液出口的贫液混合进入溶液喷射器作为引射流。
3.一种吸收式制冷运行方法，其特征在于，利用如权利要求2所述的吸收式制冷系统，运行方法如下：所述吸收式制冷系统建立制冷剂循环后，通过将缓冲罐的富液出口与溶液泵进口之间的富液和贫液冷却吸收管出口的溶液的混合液再与溶液喷射器前的贫液混合，以及将溶液泵出口与发生器工质溶液进口之间的富液与发生器工质溶液出口的贫液混合进入溶液喷射器作为引射流，用以调节混合液喷射吸收器引射流的流量和浓度。
4.根据权利要求3所述的吸收式制冷运行方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）溶液泵的工质溶液进入发生器开始雾化，建立工质循环，当发生器到达一定液位时，提供热源进入发生器，蒸发出系统需要的气态制冷剂量，准备建立制冷剂循环；
（2）连通冷凝器-蒸发器-蒸发式冷却吸收器-发生器的制冷剂流程，发生器内雾化的工质溶液与热源进行传热，工质溶液中的气态制冷剂被蒸发出发生器，进入冷凝器进行冷凝成液态制冷剂，液态制冷剂进入蒸发器蒸发成气态制冷剂进入蒸发式冷却吸收器，与进入蒸发式冷却吸收器的贫液混合形成富液进入发生器中继续循环，从而建立制冷剂循环；
（3）当发生器进溶液喷射器中的贫液流量和气态制冷剂浓度偏低时，增加溶液泵的流量，加大溶液泵出口至溶液喷射器前调节阀的开度，提高混合液喷射吸收器流量和贫液中气态制冷剂浓度；当发生器进溶液喷射器中的流量正常但气态制冷剂浓度偏低时，增加溶液泵进口至溶液喷射器的调节阀开度，提高混合液喷射吸收器流量和贫液中气态制冷剂浓度。
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