CN1139768C - 具有气液回热功能的间歇式吸附制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种具有气液回热功能的间歇式吸附制冷系统，在冷凝液回路中，冷凝器和蒸发器之间，接有储液及气液回热器，蒸发气体回路中，蒸发器和吸附器的连接，也需经过储液及气液回热器。从吸附器中解吸出来的冷凝液，需在储液及气液回热器中等待与蒸发气体回热后，才进入蒸发。冷凝液体显热的降低，节省了部分因冷凝液与蒸发器温度差所抵消的制冷负荷，使间歇式运行的吸附制冷系统循环制冷量增大。本发明可应用于各种间歇式吸附制冷系统系统，尤其适用于冷凝及蒸发温度差较大的吸附制冷系统中。

Description

具有气液回热功能的间歇式吸附制冷系统

技术领域：

本发明涉及一种具有气液回热功能的间歇式吸附制冷系统，适用于冷凝及蒸发温度差较大的吸附制冷系统中，属于制冷技术领域。

背景技术：

一般的间歇式吸附制冷系统中，主要的部件有吸附器、蒸发器、冷凝器以及一些连接这些部件的管路系统。其工作循环可看成由吸附-蒸发和解吸-冷凝两个过程组成。在吸附-蒸发过程中，吸附器吸收来自蒸发器的制冷剂气体，并受来自环境的常温介质冷却，通常蒸发器温度低于环境温度，如空调工况运行，其温度在5～10℃，制冰工况运行时，其温度在-10～-5℃，因此来自蒸发器的制冷剂气体的温度通常也比较低。另外，在解吸-冷凝过程中，通常用温度较高的介质加热吸附器，促使吸附质(制冷剂)解吸，制冷剂气体进入冷凝器后冷凝成液体，然后流入蒸发器。通常经由冷凝器的制冷剂液体温度比较高，在35～50℃之间，它进入蒸发器后，将抵消部分蒸发器的制冷量，或提高蒸发器的温度。但现有的间歇式吸附制冷循环中，并没有安排冷凝液与蒸发气体的回热的节能装置。

目前在部分蒸气压缩式制冷循环和部分(多床)连续吸附制冷系统中安排了气液回热。即制冷剂回路中温度较低的蒸发气体与温度较高的冷凝液体之间的显热交换，从而使节流元件前的制冷剂液体继续过冷，而从蒸发器出来的制冷剂气体过热。在压缩制冷系统中，气液回热的好坏取舍需要根据循环系统具体分析，它虽然使循环的制冷量有所增加，但也使驱动循环的比功增加，后者过大将导致从循环性能系数(COP)降低。对于多床连续吸附制冷循环(通常系统有两个以上的吸附床)，经气液回热后，则使系统中的部分有用能得到了有效利用，对于吸附制冷系统来说，气液回热一方面增加了循环制冷量，另一方面对驱动循环运行的加热量影响非常小，因此在考虑制冷性能系数的变化时，不会出现类似部分压缩制冷循环中出现的负面效果。一般情况下，即使考虑换热器的有效度，回热可使吸附制冷循环制冷量和制冷系数提高10％以上。蒸发器与冷凝器工作温度差越大，效果越明显，气液回热装置在这种系统中越必要。

间歇式吸附制冷循环目前还没有气液回热的报道，主要因为间歇循环中，蒸发气体和冷凝液体分别在吸附制冷循环的两个半周期内出现，流动不同步。但间歇式吸附制冷循环中，蒸发器和冷凝器也存在较大的温度差，因为温度较高的冷凝液体直接进入蒸发器，明显使蒸发器的对外制冷量减少。另外，间歇运行的吸附式制冰机中，蒸发器一般保温良好，如果冷凝液直接进入蒸发器，必然将使蒸发器温度提高或直接减少产冰量。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种具有气液回热功能的间歇式吸附制冷系统，利用蒸发器和冷凝器之间存在的较大温差，能够回收部分蒸发气体的显冷量，提高制冷效果。

为实现这样的目的，本发明采用了在间歇式制冷循环中引入气液回热的技术方案，在冷凝液回路中，冷凝器和蒸发器之间接有储液及气液回热器，蒸发气体回路中，蒸发器和吸附器的连接也需经过储液及气液回热器。从吸附器中解吸出来的冷凝液，需在储液及气液回热器中等待与蒸发气体回热后，才进入蒸发。

本发明吸附器的出口与冷凝器的进口之间接有一个冷凝液回路阀门，冷凝器的出口连接储液及气液回热器，储液及气液回热器经一个阀门与蒸发器进口相连，蒸发器的出口接到储液及气液回热器中的蒸发气体回路，并经蒸发气体回路阀门与吸附器相连。

从吸附器解吸出来的制冷剂，经冷凝液回路阀门、冷凝器、储液及气液回热器到达蒸发器，而从蒸发器出来的气体经储液及气液回热器、蒸发气体回路阀门进入吸附器。

本发明结构简单，实现容易。冷凝液体显热的降低，节省了部分因冷凝液与蒸发器温度差所抵消的制冷负荷，使间歇式运行的吸附制冷系统循环制冷量增大，有效提高了制冷效果，节约了能源。

本发明可应用于各种间歇式吸附制冷系统，尤其适用于冷凝及蒸发温度差较大的吸附制冷系统中。

附图说明：

图1是本发明系统原理图。

图1中，吸附器1，冷凝器2，储液及气液回热器3，阀门4，蒸发器5，蒸发气体回路阀门6，冷凝液回路阀门7。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

如图1所示，本发明由吸附器1，冷凝器2，储液及气液回热器3，阀门4，蒸发器5，蒸发气体回路阀门6，冷凝液回路阀门7组成，吸附器1的出口与冷凝器2的进口之间接有一个冷凝液回路阀门7，冷凝器2的出口连接储液及气液回热器3，储液及气液回热器3经阀门4与蒸发器5进口相连，蒸发器5的出口接到储液及气液回热器3中的蒸发气体回路，并经蒸发气体回路阀门6与吸附器1相连。

从吸附器1解吸出来的制冷剂经冷凝液回路阀门7、冷凝器2、储液及气液回热器3、阀门4到达蒸发器5，而从蒸发器5出来的气体经储液及气液回热器3、蒸发气体回路阀门6进入吸附器1。

储液及气液回热器3内部的气、液通道分别与吸附制冷系统的气、液回路串联。由于其兼起储液和气液热交换作用，可采用管壳式换热器结构，为增强换热效果，管内外可进行换热强化处理，管子盘成蛇行管。

阀门4可阻止冷凝液直接进入蒸发器5，蒸发气体回路阀门6用于阻止解吸出来的气体直接进入蒸发器5，冷凝液回路阀门7用于阻止吸附器1直接从气液回热器3中吸收气体。蒸发气体回路阀门6可采用流动方向为自蒸发器5向吸附器1的单向止回阀，冷凝液回路阀门7可采用流动方向为自吸附器1向冷凝器2的单向止回阀，这样阀门6和7在运行中可自动运行。

吸附制冷循环在工作时，在吸附器1解吸过程中，阀门7开启，阀门6关闭，解吸-冷凝过程中流动的冷凝制冷剂流出冷凝器2后，先进入储液及气液回热器3，此时阀4关闭，制冷剂液体不能直接进入蒸发器5；在紧接的吸附-蒸发过程中，阀门6开启，阀门7关闭，气体制冷从蒸发器5出来后，得经过储液及气液回热器3，然后进入吸附器1，在此过程中，储液及气液回热器3吸附中的制冷剂液体得到了回热，温度降低，在吸附-蒸发过程结束时，储液回热器3吸附中的制冷剂液体已经较低了，打开阀门4，让其流入蒸发器5；然后关闭阀门4，开始下一个循环。

储液及气液回热器3中的冷凝液在与蒸发器5出来的蒸发气体回热前或温度高于环境温度时，可以先安排其与周围环境进行换热以预冷。

Claims (1)

1、一种具有气液回热功能的间歇式吸附制冷系统，其特征在于由吸附器(1)，冷凝器(2)，储液及气液回热器(3)，阀门(4)，蒸发器(5)，蒸发气体回路阀门(6)，冷凝液回路阀门(7)组成，吸附器(1)的出口与冷凝器(2)的进口之间接有一个冷凝液回路阀门(7)，冷凝器(2)的出口连接储液及气液回热器(3)，储液及气液回热器(3)经阀门(4)与蒸发器(5)进口相连，蒸发器(5)的出口接到储液及气液回热器(3)中的蒸发气体回路，并经蒸发气体回路阀门(6)与吸附器(1)相连。

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