CN114251864A - 一种吸收式制冷机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吸收式制冷机，涉及吸收制冷技术领域，包括蒸发器，蒸发器的上方设有冷凝器并与之连通，冷凝器的一侧连通有高温发生器，蒸发器的一侧连通有第一吸收器；第一吸收器的一侧设有中间发生器，第一吸收器、高温发生器和中间发生器通过循环管道依次组成第一溶液循环回路；第一吸收器和冷凝器内依次穿过冷却液管道，高温发生器和中间发生器内依次穿过热液管道；本发明通过设计高温发生器对溶液进行一次浓缩，通过设计中间发生器对溶液进行二次浓缩，进而实现了热水的多级利用和溶液的多级浓缩，实现降低热水温度，减少能源消耗的积极效果。

Description

一种吸收式制冷机
技术领域
本发明涉及吸收制冷技术领域，尤其是涉及一种吸收式制冷机。
背景技术
热水型溴化锂吸收式制冷机组，是利用热水作为驱动热源，进行工业余热制冷的设备。因其可回收利用低温热水余热、对环境无污染、机组维护方便等优势，该机组在余热利用、节能环保等领域越来越广泛。
目前已有的热水型溴化锂机组均为单级驱动，稀溶液仅进行一次加热，浓缩效率低；为了保持高浓缩效果，会选择较高的热水温度，增快稀溶液中冷剂蒸发，而这又导致热水利用率低，一般情况下，热水管道的入水口和出水口的温度分别要求不低于85℃和60℃，加热需要耗费较多能源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸收式制冷机，能够使热水多级驱动浓缩，提高热水利用率和溶液浓缩效果，降低热水温度和能源消耗；
本发明提供一种吸收式制冷机，包括蒸发器，所述蒸发器的上方设有冷凝器并与之连通，所述冷凝器的一侧连通有高温发生器，所述蒸发器的一侧连通有第一吸收器；
所述第一吸收器的一侧设有中间发生器，所述第一吸收器、所述高温发生器和所述中间发生器通过循环管道依次组成第一溶液循环回路；
所述第一吸收器和所述冷凝器内依次穿过冷却液管道，所述高温发生器和所述中间发生器内依次穿过热液管道。
进一步地，所述冷凝器的一侧还连通有低温发生器，所述中间发生器的一侧还连通有中间吸收器，所述低温发生器和所述中间吸收器通过循环管道组成第二溶液循环回路。
进一步地，所述中间发生器与所述高温发生器之间设有第一溢流管，所述中间吸收器与所述低温发生器之间设有第二溢流管。
进一步地，所述第一吸收器、所述中间吸收器和所述冷凝器内依次穿过所述冷却液管道，所述高温发生器、所述中间发生器和所述低温发生器内依次穿过所述热液管道。
进一步地，所述热液管道的入水口温度和出水口温度分别可低至80℃和55℃。
进一步地，所述冷凝器包括上下两级布置的第一冷凝器和第二冷凝器，所述第二冷凝器与所述蒸发器连通，所述蒸发器的底部与顶部之间通过冷剂泵连通。
进一步地，所述高温发生器包括上下两级布置的第一高温发生器和第二高温发生器，所述中间发生器包括上下两级布置的第一中间发生器和第二中间发生器，所述第二高温发生器与所述第一中间发生器连通，所述第二中间发生器与所述第一吸收器之间通过喷淋泵连通，所述第一吸收器与所述第一高温发生器之间通过第一溶液泵连通。
进一步地，所述第一吸收器与所述第一高温发生器之间的连接管道分别与所述第二中间发生器与所述第一吸收器之间的连接管道、所述第二高温发生器与所述第一中间发生器之间的连接管道通过低温溶液热交器和高温溶液热交器连接。
进一步地，所述中间吸收器包括上下两级布置的第一中间吸收器和第二中间吸收器，所述低温发生器与所述第一中间吸收器连通，所述第二中间吸收器与所述低温发生器之间通过第二溶液泵连通。
进一步地，所述低温发生器与所述第一中间吸收器之间的连接管道和所述第一中间吸收器与所述低温发生器之间的连接管道均通过中间溶液热交器连接。
本发明的技术方案通过设计高温发生器对溶液进行一次浓缩，通过设计中间发生器对溶液进行二次浓缩，进而实现了热水的多级利用和溶液的多级浓缩，实现降低热水温度，减少能源消耗的积极效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1和实施例2的结构示意图；
图2为本发明实施例3的结构示意图；
附图标记说明：
1-蒸发器；
2-冷凝器、201-第一冷凝器、202-第二冷凝器；
3-高温发生器、301-第一高温发生器、302-第二高温发生器；
4-中间发生器、401-第一中间发生器、402-第二中间发生器；
5-低温发生器；
6-第一吸收器；
7-中间吸收器、701-第一中间吸收器、702-第二中间吸收器；
8-第一溶液循环回路、9-第二溶液循环回路、10-第一溢流管、11-第二溢流管、12-冷剂泵、13-喷淋泵、14-第一溶液泵、15-第二溶液泵、16-高温溶液热交器、17-中间溶液热交器、18-低温溶液热交器、19-冷却水管道19、20-热水管道、21-低温水管；
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种吸收式制冷机，包括蒸发器1，蒸发器1的上方设有冷凝器2并与之连通，冷凝器2的一侧连通有高温发生器3，蒸发器1的一侧连通有第一吸收器6；第一吸收器6的一侧设有中间发生器4，第一吸收器6、高温发生器3和中间发生器4通过循环管道依次组成第一溶液循环回路8；第一吸收器6和冷凝器2内依次穿过冷却水管道19，高温发生器3和中间发生器4内依次穿过热水管道20。
具体的，蒸发器1内部贯穿有低温水管21，通过喷淋在低温水管21上的液体冷剂蒸发为气体而吸收低温水的热量，使低温水的温度降低，该原理为现有制冷机蒸发器的基本原理，不再赘述；
冷凝器2位于蒸发器1的上方，用于将高温发生器3产生的冷剂蒸汽冷凝回液态，回流入蒸发器1内保持蒸发器1内的低压环境，该原理为现有制冷机冷凝器的基本原理，不再赘述；
蒸发器1内的蒸汽进入第一吸收器6后被液化吸收，会放出大量的热，所以本实施例1中，冷却水管道19首先通过第一吸收器6，保持第一吸收器6内的温度稳定，避免水蒸气被再次蒸发回到蒸发器1中破坏低压环境，然后冷却水管道19进入上方的冷凝器2中，对高温发生器3蒸发出的水蒸气进行冷凝液化，使之回到蒸发器1中作为冷剂；
在高温发生器3中，需要高温将被第一吸收器6中被稀释的溴化锂溶液中的水加热蒸发，使溴化锂溶液浓缩，在传统的吸收器结构中，均采用热水一级驱动加热，为了保证溴化锂溶液的浓度达标，需要热水管道20入口位置温度不低于85℃，在本发明中，在第一吸收器6的一侧还设置了中间发生器4，稀溴化锂溶液在高温发生器3内进行第一次浓缩后，在重力作用下沿管道进入中间发生器4，热水在经过高温发生器3后也进入中间发生器4内，虽然中间发生器4内的热水温度较高温发生器3内的热水温度低，但仍然高于溴化锂溶液的饱和温度，则溴化锂溶液在中间发生器4内再一次内被蒸发掉部分水分，使溴化锂溶液的浓度进一步提高；
由于上述的热水二级驱动加热发生过程(第一溶液循环回路8)，所以对热水的利用率更高，在不降低溴化锂溶液浓度的同时，可以允许降低热水的水温，进而减少加热水温所需要的能耗，或对利用余热的要求更低。
实施例2
如图1所示，本实施例2叙述进一步提高热能利用效率的技术方案：
冷凝器2的一侧还连通有低温发生器5，中间发生器4的一侧还连通有中间吸收器7，低温发生器5和中间吸收器7通过循环管道组成第二溶液循环回路9。
具体的，本实施例2中，在中间发生器4的一侧还设有与之连通的中间吸收器7，在冷凝器2的一侧还设有与之连通的低温发生器5，使中间吸收器7的底端与低温发生器5的顶端之间通过管道连接，中间吸收器7的顶端与低温发生器5的底端之间通过管道连接，则形成循环的第二溶液循环回路9；第二溶液循环回路9的作用在于，热水在经过中间发生器4之后进入低温发生器5，虽然温度进一步降低，但仍然高于溴化锂溶液的饱和温度，为了进一步提高热水利用率，本实施例2设计了与中间发生器4连通的中间吸收器7，中间吸收器7内的溶液通过低温发生器5进行浓缩后，浓溶液吸收中间发生器4的冷剂蒸汽，进一步使中间发生器4的溶液浓缩，从而对整个系统的热能利用效率更高的同时，也使流向第一吸收器6的溶液的浓度更高。
中间发生器4与高温发生器3之间设有第一溢流管10，中间吸收器7与低温发生器5之间设有第二溢流管11。
具体的，在本实施例2中，由于在溶液循环中，机组在不同的负荷下，其内部压力也不同，内压变化时溶液可以通过第一溢流管10、第二溢流管11回到下一级容器中；且第一溢流管10与中间发生器4的连接处位于中间发生器4的下部(或实施例3中的第二中间发生器402)，第二溢流管11与中间吸收器7的连接处位于中间吸收器7的上部(或实施例3中的第一中间吸收器701)，所以通过不同高度的第一溢流管10和第二溢流管11，能够满足机组从零负荷到满负荷都可以稳定运行。
第一吸收器6、中间吸收器7和冷凝器2内依次穿过冷却水管道19，高温发生器3、中间发生器4和低温发生器5内依次穿过热水管道20。
具体的，冷却水管道19穿过第一吸收器6和中间吸收器7以降低两吸收器内因为液化吸收水蒸气而放出的热量，维持吸收器内部温度平衡，穿过冷凝器2以冷凝发生器产生的水蒸气作为冷剂继续回到蒸发器1；热水管道20在高温发生器3、中间发生器4和低温发生器5内逐级加热溶液，自身温度也逐渐降低。
热水管道20的入水口温度和出水口温度分别可低至80℃和55℃。
具体的，经过实际生产使用确定，采用本发明中的吸收式制冷机，热水管道20的入水口温度约为80℃时即可使溶液达到达标的浓度，经过循环后出水口温度约为55℃。
实施例3
如图2所示，本实施例3叙述进一步提高能源利用效率的技术方案：
冷凝器2包括上下两级布置的第一冷凝器201和第二冷凝器202，第二冷凝器202与蒸发器1连通，蒸发器1的底部与顶部之间通过冷剂泵12连通。具体的，将冷凝器2分为上下两级，可以提高冷却效率，由于在冷凝器2中，冷却水先进入下方的第二冷凝器202，后进入上方的第一冷凝器201，所以其在第二冷凝器202中的冷凝效率强于第一冷凝器201，而冷剂从第二冷凝器202进入蒸发室内，从而使制冷效果更好；通过冷剂泵12完成蒸发器1内冷剂的喷洒。
高温发生器3包括上下两级布置的第一高温发生器301和第二高温发生器302，中间发生器4包括上下两级布置的第一中间发生器401和第二中间发生器402，第二高温发生器302与第一中间发生器401连通，第二中间发生器402与第一吸收器6之间通过喷淋泵13连通，第一吸收器6与第一高温发生器301之间通过第一溶液泵14连通。具体的，将高温发生器3、中间发生器4分为上下两级，可以进一步提高热能使用率，由于热水先进入下方的第二高温发生器302，所以第二高温发生器302内温度更高，进入第一中间发生器401的溴化锂溶液的浓度更高，在中间发生器4中热水先进入第二中间发生器402，所以第二中间发生器402的温度更高，进入第一吸收器6的溶液浓度也更高；第二高温发生器302内的溶液通过重力流向第一中间发生器401，第二中间发生器402与第一吸收器6之间通过喷淋泵13克服重力流通。
第一吸收器6与第一高温发生器301之间的连接管道分别与第二中间发生器402与第一吸收器6之间的连接管道、第二高温发生器302与第一中间发生器401之间的连接管道通过低温溶液热交器18和高温溶液热交器16连接。具体的，通过调节高温溶液热交器16内的不同连接管道的流量，可以将由第二高温发生器302流向第一中间发生器401的溴化锂溶液的多余热量传递给从第一吸收器6流向第一高温发生器301的溴化锂溶液，提高能源利用率；低温溶液热交器18的作用相同，不再赘述。
中间吸收器7包括上下两级布置的第一中间吸收器701和第二中间吸收器702，低温发生器5与第一中间吸收器701连通，第二中间吸收器702与低温发生器5之间通过第二溶液泵15连通。具体的，低温发生器5内的溶液在重力作用下进入第一中间吸收器701，由于第二中间吸收器702与低温发生器5之间具有高度差，利用第二溶液泵15使第二中间吸收器702内的溶液回到低温发生器5中，完成第二溶液循环回路9。
低温发生器5与第一中间吸收器701之间的连接管道和第一中间吸收器701与低温发生器5之间的连接管道均通过中间溶液热交器17连接。具体的，通过调节中间溶液热交器17内的不同连接管道的流量，可以将由低温发生器5流向第一中间吸收器701的溴化锂溶液的多余热量传递给从第一中间吸收器701流向低温发生器5的溴化锂溶液，提高能源利用率。
本发明的具体工作过程：
第一溶液循环回路8，浓溶液在第一吸收器6中吸收冷剂蒸汽后，通过第一溶液泵14加压，依次经过低温溶液热交器18、高温溶液热交器16后，进入第一高温发生器301、第二高温发生器302；在高温发生器3中第一次浓缩后，溶液浓度变成中间浓度的溶液，经过重力作用，该溶液经过高温溶液热交器16进入第一中间发生器401、第二中间发生器402；在中间发生器4中进一步浓缩变成浓溶液后，通过喷淋泵13加压，经过低温溶液热交器18与稀溶液换热后，该浓溶液进入第一吸收器6，在第一吸收器6中吸收冷剂蒸汽变为稀溶液，完成第一溶液循环回路8。
第二溶液循环回路9，稀溶液在第一中间吸收器701、第二中间吸收器702中吸收冷剂蒸汽后，通过第二溶液泵15加压，经过中间溶液热交器17后，进入低温发生器5中被加热浓缩成浓溶液；该浓溶液通过中间溶液热交器17与稀溶液换热后回到中间吸收器7中，然后在中间吸收器7中吸收中间发生器4的冷剂蒸汽后变成稀溶液，完成第二溶液循环回路9。
冷剂循环回路，在第一高温发生器301、第二高温发生器302和低温发生器5中加热稀溶液，蒸发出冷剂蒸汽，冷剂蒸汽通过第一冷凝器201、第二冷凝器202冷凝节流后，进入蒸发器1中；在蒸发器1中通过冷剂泵12的输送喷洒，吸收冷水中的热量，变成冷剂蒸汽后进入第一吸收器6中；在第一吸收器6中被浓溶液吸收后，进入溶液循环，通过溶液循环，在发生器中，冷剂又被蒸发出来再一次进入冷凝器2冷凝节流，完成冷剂循环。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种吸收式制冷机，其特征在于，包括蒸发器，所述蒸发器的上方设有冷凝器并与之连通，所述冷凝器的一侧连通有高温发生器，所述蒸发器的一侧连通有第一吸收器；
所述第一吸收器的一侧设有中间发生器，所述第一吸收器、所述高温发生器和所述中间发生器通过循环管道依次组成第一溶液循环回路；
所述第一吸收器和所述冷凝器内依次穿过冷却液管道，所述高温发生器和所述中间发生器内依次穿过热液管道。
2.根据权利要求1所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述冷凝器的一侧还连通有低温发生器，所述中间发生器的一侧还连通有中间吸收器，所述低温发生器和所述中间吸收器通过循环管道组成第二溶液循环回路。
3.根据权利要求2所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述中间发生器与所述高温发生器之间设有第一溢流管，所述中间吸收器与所述低温发生器之间设有第二溢流管。
4.根据权利要求2所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述第一吸收器、所述中间吸收器和所述冷凝器内依次穿过所述冷却液管道，所述高温发生器、所述中间发生器和所述低温发生器内依次穿过所述热液管道。
5.根据权利要求4所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述热液管道的入水口温度和出水口温度分别可低至80℃和55℃。
6.根据权利要求1所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述冷凝器包括上下两级布置的第一冷凝器和第二冷凝器，所述第二冷凝器与所述蒸发器连通，所述蒸发器的底部与顶部之间通过冷剂泵连通。
7.根据权利要求1所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述高温发生器包括上下两级布置的第一高温发生器和第二高温发生器，所述中间发生器包括上下两级布置的第一中间发生器和第二中间发生器，所述第二高温发生器与所述第一中间发生器连通，所述第二中间发生器与所述第一吸收器之间通过喷淋泵连通，所述第一吸收器与所述第一高温发生器之间通过第一溶液泵连通。
8.根据权利要求7所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述第一吸收器与所述第一高温发生器之间的连接管道分别与所述第二中间发生器与所述第一吸收器之间的连接管道、所述第二高温发生器与所述第一中间发生器之间的连接管道通过低温溶液热交器和高温溶液热交器连接。
9.根据权利要求2所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述中间吸收器包括上下两级布置的第一中间吸收器和第二中间吸收器，所述低温发生器与所述第一中间吸收器连通，所述第二中间吸收器与所述低温发生器之间通过第二溶液泵连通。
10.根据权利要求9所述的吸收式制冷机，其特征在于，所述低温发生器与所述第一中间吸收器之间的连接管道和所述第一中间吸收器与所述低温发生器之间的连接管道均通过中间溶液热交器连接。
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