CN114909828B - 一种吸收式制冷系统及发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸收式制冷系统的发生器，包括加热器、U型管、引射器、混合气管和回流管；加热器包括壳体、换热盘管、溶液进口、稀溶液出口、混合气出口、热源进口和热源出口；换热盘管设在壳体内；U型管位于加热器上方，包括第一直管段、弯管段、第二直管段、气体入口，浓溶液入口、气体出口、回流口；气体入口和浓溶液入口设在第一直管段上，气体出口和回流口设在第二直管段上；混合气管连接加热器的混合气出口与U型管的气体入口；引射器位于加热器的溶液进口处，包括引射器进口和引射器出口，回流管连接U型管的回流口与引射器进口，引射器出口与加热器的溶液进口连通。本发明还公开了一种吸收式制冷系统。

Description

一种吸收式制冷系统及发生器

技术领域

本发明涉及吸收式制冷循环技术领域，特别是涉及一种吸收式制冷系统及发生器。

背景技术

吸收式制冷系统由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、节流阀等部件组成，工作介质包括制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对，例如溴化锂吸收式制冷系统中以水为制冷剂，以溴化锂水溶液为吸收剂，氨水吸收式制冷系统中以氨气为制冷剂，以氨水溶液为吸收剂。其中，发生器是吸收式制冷系统的重要组成部分，其利用热源(如水蒸汽、热水、烟气等)加热由溶液泵从吸收器输送来的具有一定浓度的溶液，并使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来。但是，现有技术中使用的发生器往往存在工作介质进液流速慢，换热效率低，溶液气体蒸发不充分，对热源余热利用不够充分等问题，进而影响整个吸收式制冷系统的制冷效率。

此外，在传统吸收式制冷系统中，气体被输送到冷凝器时，处于高温状态，因此冷凝器的冷凝负担较高，这会降低冷凝器的冷凝效率。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的至少在于提供一种吸收式制冷系统及发生器，采用加热器、U型管和引射器组合的发生器结构，由此提高发生器的蒸发效率，降低气体出气温度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种吸收式制冷系统的发生器，包括加热器、U型管、引射器、混合气管、回流管和引流管；

所述加热器包括壳体、换热盘管、溶液进口、稀溶液出口、混合气出口、热源进口和热源出口；所述换热盘管设在所述壳体内，一端连接所述热源进口，另一端连接所述热源出口；所述溶液进口设在所述壳体一侧，所述稀溶液出口和所述混合气出口设在所述壳体相对的另一侧；

所述U型管位于所述加热器上方，包括第一直管段、弯管段、第二直管段、气体入口，浓溶液入口、气体出口、回流口；所述气体入口和所述浓溶液入口设在所述第一直管段上，所述气体出口和所述回流口设在所述第二直管段上；所述混合气管连接所述加热器的混合气出口与所述U型管的气体入口；

所述引射器位于所述加热器的溶液进口处，包括工作流体进口、引射流体进口和引射器出口，所述回流管连接所述U型管的回流口与所述工作流体进口，所述引射器出口与所述加热器的溶液进口连通；

所述混合气管上设有与所述引流管的入口连通的出口，所述引射流体进口与所述引流管的出口连通。

可选地，所述稀溶液出口位于所述壳体的下侧，所述混合气出口位于所述壳体的上侧。

可选地，所述气体入口位于所述第一直管段的下侧，所述浓溶液入口位于所述第一直管段的上侧；所述气体出口位于所述第二直管段的上侧，所述回流口位于所述第二直管段的下侧。可选地，所述第二直管段的末端部分具有向下倾斜的坡度。

可选地，所述坡度为8°-15°。

本发明还提供如下技术方案：

一种吸收式制冷系统，包括冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液换热器和发生器；

所述发生器的气体出口与所述冷凝器连接，所述冷凝器与所述蒸发器连接，所述蒸发器与所述吸收器连接，所述吸收器的浓溶液出口与所述溶液换热器的浓溶液进口连接，所述溶液换热器的浓溶液出口与所述发生器的浓溶液入口连接，所述溶液换热器的稀溶液进口与所述发生器的稀溶液出口连接，所述溶液换热器的稀溶液出口与所述吸收器的稀溶液进口连接，所述吸收器的浓溶液出口与所述溶液换热器的浓溶液进口的连接管道上设有溶液泵；

所述发生器采用上述的吸收式制冷系统的发生器。

本发明具有以下有益效果：

本申请的发生器通过采用加热器、U型管和引射器组合的结构形式，使得U型管内的气体上升时，与送入U型管的浓溶液混合，实现工作介质气体与浓溶液的传质传热和气液分离，由此提高发生器的蒸发效率，并降低气体出气温度。引射器的介质分别来自回流管的浓溶液和引流管的混合气，通过引射器将两股流体充分混合并加速导入加热器内，大幅加速介质在加热器内的循环流动。

根据下文结合附图对本发明的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明一个实施例中的发生器的结构示意图。

图2是本发明一个实施例中的吸收式制冷系统的结构示意图。

附图标记：

加热器1、换热盘管2、溶液进口3、稀溶液出口4、混合气出口5、热源进口6，热源出口7、U型管8、气体入口9，浓溶液入口10、气体出口11、回流口12、混合气管13、回流管14、引射器15、引流管16、冷凝器31、蒸发器32、吸收器33、溶液换热器34、溶液泵35

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1示出本发明发生器的一个实施例，包括加热器1、U型管8、引射器15、混合气管13和回流管14。加热器1包括壳体、换热盘管2、溶液进口3、稀溶液出口4、混合气出口5。换热盘管2设在壳体内，溶液进口3设在壳体一侧，稀溶液出口4和混合气出口5设在壳体另一侧。U型管8固定在加热器1上部，包括管体、气体入口9，浓溶液入口10、气体出口11、回流口12。U型管8包括第一直管段、第二直管段和连接二者的弯管段，气体入口9和浓溶液入口10设在U型管8的第一直管段上，气体出口11和回流口12设在U型管8的第二直管段上。混合气管13连接加热器1的混合气出口5与U型管8的气体入口9。引射器15位于加热器1的溶液进口3处，包括引射器工作流体进口、引射流体进口和引射器出口，回流管14连接U型管8的回流口12与引射器工作流体进口，引射器出口与加热器1的溶液进口3连通。

发生器1还具有引流管16，混合气管13上设有与引流管16的入口连通的出口，引射器引射流体进口与引流管16的出口连通。

本实施例图示U型管8的第二直管段位于第一直管段上方，在其他实施例中可将二者设置于同一高度。

换热盘管2设在加热器壳体的中部，在壳体上具有热源进口6和热源出口7，盘管2一端连接热源进口6，一端连接热源出口7；热源流动方向与溶液流动方向相反，实现二者逆流换热。

加热器1的稀溶液出口4位于与溶液进口3相反的壳体另一侧的下部，混合气出口5位于与溶液进口3相反的壳体另一侧的上部。

U型管8的气体入口9位于第一直管段的下侧，浓溶液入口10位于第一直管段的上侧；气体出口11位于第二直管段的上侧，回流口12位于第二直管段的下侧。

为了便于溶液的回流，第二直管段的末端部分可设置为具有向下倾斜的坡度，坡度以8°-15°为宜。

在该发生器工作时，外部热源从热源进口6进入加热器1，与加热器1的壳体内的溶液形成逆流换热，保证后端充分加热，最后热源从热源出口7排出，完成对工作介质溶液的加热。

工作介质溶液在加热器1内受热后气化，成为混有液滴的高温高压状态的气体流，通过混合气出口5排出，进入混合气管13，在管内混合气上升，通过气体入口9进入U型管8。在此，来自吸收式制冷系统的工作介质浓溶液从U型管8的浓溶液入口10流入U型管8，与来自加热器1的混合气混合，此时由于混合气的流速较快，将会携带浓溶液一同依次沿着U型管8的第一直管段、弯管段、第二直管段向前输送，在输送过程中，发生传热传质，浓溶液吸热而混合气放热，使得高温混合气的温度下降，浓溶液的温度上升，促使其中的部分制冷剂蒸发。

同时，气体与液体在U型管8内，由于重力和离心力作用，使得液体与气体发生较好的分离，最终气体从U型管8的气体出口11排出，溶液流入回流口12，并通过回流管14引入到入引射器工作流体进口处。同时，进入混合气管13的一部分混合气还通过引流管16被抽吸至加热器1的溶液进口3处的引射器引射流体进口，由此被加热后的气液混合流与回流管14中的溶液汇合，混合后的两股流体一起进入引射器。通过引射器的射流加速作用，使得进入引射器的溶液流速加快，并高速从引射器出口喷射进入加热器1壳体内。

相比于不采用引射器的情况，由于引射器可以对液体加速，使液体在加热器1内快速循环流动，可以提高加热器1内的换热效率，增加介质的蒸发量。而且采用引射器可以对进入加热器1的溶液的进液量进行控制，进而调控整个制冷系统的运行，也能减少工作介质的充注总量，提高整体制冷效率和经济性。

进一步的，图2示出本发明的吸收式制冷系统的一个实施例，包括冷凝器31、蒸发器32、吸收器33、溶液换热器34和发生器。发生器的气体出口11与冷凝器31连接，冷凝器31与蒸发器32连接，蒸发器32与吸收器33连接，吸收器33的浓溶液出口与溶液换热器34的浓溶液进口连接，溶液换热器34的浓溶液出口与发生器的浓溶液入口10连接，溶液换热器34的稀溶液进口与发生器的稀溶液出口4连接，溶液换热器34的稀溶液出口与吸收器33的稀溶液进口连接。

吸收器33的浓溶液出口与溶液换热器34的浓溶液进口的连接管道上设有溶液泵35。

在该吸收式制冷系统工作时，来自发生器的气体出口11的气体介质进入冷凝器31，冷凝变成高压液体，由于采用本发明的具有U型管的发生器，降低了进入冷凝器31的气体温度，可以减少冷凝器31的工作负荷。然后工作介质再进入蒸发器32实现制冷，蒸发后的低温低压的气体进入吸收器33，与从加热器1的稀溶液出口4排出的稀溶液发生吸收过程。稀溶液在吸收器33内部变成浓溶液，浓溶液由溶液泵35输送到溶液换热器34，溶液换热器34的目的是使得从加热器1排出的高温稀溶液，与吸收反应后的浓溶液进一步实现换热，使得浓溶液温度升高，减小发生器内的热源消耗，提高系统效率。同时稀溶液降低温度后进入吸收器33，使得吸收器33内的反应热得到降低，有效减少吸收器33内的冷却消耗。

本发明采用加热器、U型管和引射器组合的发生器，利用U型管内的气体上升进行传质传热和气液分离，利用U型管产生的液位差和引射器为流体加速，由此提供额外的溶液流动动力，让溶液的循环流动速度更快，增加工作介质溶液的蒸发效率，降低进入冷凝器的气体温度。而且，由于蒸发换热效率提高，可以降低原有设备的溶液介质充注量，使得整个装置更加紧凑高效，体积更小、调控更精准。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种吸收式制冷系统的发生器，包括加热器、U型管、引射器、混合气管、回流管和引流管；

所述加热器包括壳体、换热盘管、溶液进口、稀溶液出口、混合气出口、热源进口和热源出口；所述换热盘管设在所述壳体内，一端连接所述热源进口，另一端连接所述热源出口；所述溶液进口设在所述壳体一侧，所述稀溶液出口和所述混合气出口设在所述壳体相对的另一侧；

所述U型管位于所述加热器上方，包括依次连接的第一直管段、弯管段和第二直管段，所述U型管包括气体入口、浓溶液入口、气体出口和回流口；所述气体入口和所述浓溶液入口设在所述第一直管段的上游端，所述气体入口位于所述第一直管段的下侧，所述浓溶液入口位于所述第一直管段的上侧；所述气体出口和所述回流口设在所述第二直管段上，所述气体出口位于所述第二直管段的上侧，所述回流口位于所述第二直管段的下侧，所述回流口位于所述气体出口的下游；所述混合气管连接所述加热器的混合气出口与所述U型管的气体入口；

所述引射器位于所述加热器的溶液进口处，包括工作流体进口、引射流体进口和引射器出口，所述工作流体进口和所述引射流体进口位于所述引射器的相同的一端，所述引射器出口位于所述引射器的相对的另一端，所述工作流体进口与所述引射器出口沿所述引射器的轴向相对，所述引射流体进口位于所述引射器的侧部，所述回流管连接所述U型管的回流口与所述工作流体进口，所述引射器出口与所述加热器的溶液进口连通；

所述混合气管上设有与所述引流管的入口连通的出口，所述引射流体进口与所述引流管的出口连通。

2.根据权利要求1所述的吸收式制冷系统的发生器，其特征在于：所述稀溶液出口位于所述壳体的下侧，所述混合气出口位于所述壳体的上侧。

3.根据权利要求1所述的吸收式制冷系统的发生器，其特征在于：所述气体入口位于所述第一直管段的下侧，所述浓溶液入口位于所述第一直管段的上侧；所述气体出口位于所述第二直管段的上侧，所述回流口位于所述第二直管段的下侧。

4.根据权利要求3所述的吸收式制冷系统的发生器，其特征在于：所述第二直管段的末端部分具有向下倾斜的坡度。

5.根据权利要求4所述的吸收式制冷系统的发生器，其特征在于：所述坡度为8°-15°。

6.一种吸收式制冷系统，包括冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液换热器和发生器；

所述发生器的气体出口与所述冷凝器连接，所述冷凝器与所述蒸发器连接，所述蒸发器与所述吸收器连接，所述吸收器的浓溶液出口与所述溶液换热器的浓溶液进口连接，所述溶液换热器的浓溶液出口与所述发生器的浓溶液入口连接，所述溶液换热器的稀溶液进口与所述发生器的稀溶液出口连接，所述溶液换热器的稀溶液出口与所述吸收器的稀溶液进口连接，所述吸收器的浓溶液出口与所述溶液换热器的浓溶液进口的连接管道上设有溶液泵；

所述发生器为根据权利要求1-5任一所述的吸收式制冷系统的发生器。