CN115218529B - 一种无泵节能型氨吸收式制冷装置 - Google Patents
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Abstract
一种无泵节能型氨吸收式制冷装置，来自吸收器内的氨溶液经氨气驱动机构驱动进入发生器，受到热源加热，氨溶液蒸发出大量高压氨气，氨溶液变为稀氨溶液后流回吸收器；发生器内产生的高压氨气一部分进入冷凝器被冷凝为液氨，液氨进入蒸发器蒸发制冷，蒸发后的氨气进入吸收器；另一部分高压氨气进入氨气驱动机构，由配气阀调节进入其中一个隔膜室，隔膜室压力升高，推动隔膜运行，隔膜推动另一侧的氨溶液流入发生器，完成高压氨气在氨气驱动机构内的做功过程，做功后的氨气也进入吸收器；蒸发后的氨气和做功后的氨气均被流回吸收器内的稀氨溶液吸收，完成工作循环。
Description
技术领域
本发明涉及吸收式制冷技术领域，具体涉及一种无泵节能型氨吸收式制冷装置。
背景技术
吸收式制冷机是以热能为驱动能量、利用溶液吸收和发生制冷剂蒸汽的特性来完成工作循环的制冷装置，具有节能、环保的显著特点。吸收式制冷机常用溴化锂-水、氨-水、氨-盐等作为制冷工质对，其中氨吸收式制冷机常用于蒸发温度低于0℃的制冷系统。
现有的氨吸收式制冷装置，如图2所示，包括发生器201、溶液节流阀202、冷凝器203、液氨储罐204、氨节流阀205、蒸发器206、吸收器207、溶液泵208，来自吸收器207的氨溶液经溶液泵208驱动进入发生器201，受到热源加热，氨溶液蒸发出大量氨气，氨溶液浓度提升后经溶液节流阀202节流降压，进入吸收器207，吸收来自蒸发器206的氨气后，溶液浓度恢复，完成氨溶液的工作循环；发生器201中蒸发出的氨气进入冷凝器203被冷凝为液氨，进入液氨储罐204，后经氨节流阀205节流降压，进入蒸发器206中蒸发制冷，蒸发后的氨气进入吸收器207，被吸收器207内的溶液吸收，完成氨气循环。现有的氨吸收式制冷装置耗能大、维修量大，而且溶液流动的平衡性不够，原因在于：（1）、吸收器207内压力低，发生器201压力高，溶液泵208进口端与出口端之间的压差大，耗电量高；（2）、由于氨吸收式制冷装置为密封装置，溶液泵208均采用隔膜泵，液压油产生压力驱动隔膜往复运动，由于隔膜易破裂，因此溶液泵208内的液压油常进入装置内部，维修量大大提升；（3）受热源和冷却水温度影响，吸收器207内的压力不稳定，进、出吸收器207的溶液不能达到平衡状态，当进入吸收器207内的溶液质量小于溶液泵208的流量时，氨气会进入溶液泵208内，氨气在隔膜内部储存，严重影响了溶液泵208的效率，严重时导致溶液泵208工作失效或损坏。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的技术问题，提供一种更节能、效率高、维修量小的无泵节能型氨吸收式制冷装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无泵节能型氨吸收式制冷装置，包括发生器（1）、气液分离器（2）、挡液装置（3）、溶液换热器（4）、氨气驱动机构（5）、配气阀（6）、溶液节流阀（7）、冷凝器（8）、储氨罐（9）、蒸发器（10）、氨节流阀（11）、吸收器（12）、U型管（13）、喷淋装置（14）、隔膜室（15）、连杆（16）、隔膜（17）、圆球室（18），该制冷装置设有氨气驱动机构（5），所述氨气驱动机构（5）的氨气进口与配气阀（6）的进气端相通，配气阀（6）的进气端再分别与左右两个隔膜室（15）的内侧相通，隔膜室（15）内设有隔膜（17），隔膜（17）将隔膜室（15）分为外侧和内侧，内侧是氨气，外侧是氨溶液，左右两个隔膜（17）通过连杆（16）连接，隔膜室（15）的出气口与配气阀（6）的出气口和氨气驱动机构（5）的氨气出口相通，氨气驱动机构（5）的溶液进口通过溶液管下侧的圆球室（18）与隔膜室（15）的外侧相通，隔膜室（15）的外侧通过溶液管上侧圆球室与氨气驱动机构（5）的溶液出口相通，圆球室（18）内设有起到单向阀作用的圆球，构成该制冷装置的氨气驱动机构；所述吸收器（12）底端的竖直高度高于氨气驱动机构（5）顶端的竖直高度，氨气驱动机构（5）底端的竖直高度高于气液分离器（2）溶液出口的竖直高度；所述吸收器（12）的溶液出口端与U型管（13）的进口端相连，U型管（13）的出口端与氨气驱动机构（5）的溶液进口端相连，氨气驱动机构（5）的溶液出口端与溶液换热器（4）的冷端进口相连，溶液换热器（4）的冷端出口与发生器（1）的溶液进口端相连，发生器（1）上端与气液分离器（2）相通，气液分离器（2）的溶液出口端与溶液换热器（4）的热端进口相连，溶液换热器（4）的热端出口与溶液节流阀（7）的进口相连，溶液节流阀（7）的出口与吸收器（12）的溶液进口相连，构成该制冷装置的氨溶液工作线路；所述气液分离器（2）顶端的氨气出口一端与冷凝器（8）的氨气进口相连，冷凝器（8）的氨出口与储氨罐（9）的进口相连，储氨罐（9）的出口与氨节流阀（11）的进口相连，氨节流阀（11）的出口与蒸发器（10）的氨进口相连，蒸发器（10）的氨气出口与吸收器（12）的氨气进口相连，所述气液分离器（2）顶端的氨气出口另一端与氨气驱动机构（5）的氨气进口端相连，氨气驱动机构（5）的氨气出口端与吸收器（12）的氨气进口相连，构成氨气的工作线路。
优选地，所述吸收器（12）为管壳式换热结构，冷却水位于管程，氨溶液位于壳程；吸收器（12）内部顶端设有喷淋装置（14），喷淋装置（14）的进口与吸收器（12）的溶液进口相连，喷淋装置（14）下端设有数根换热管。
优选地，所述发生器（1）与气液分离器（2）为一体化结构设计，气液分离器（2）内部顶端设有挡液装置（3）。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
（1）节能。由以上技术方案可知，发生器中产生的高压氨气一部分被冷凝，另一部分进入氨气驱动机构，高压氨气驱动溶液进入发生器，替代了溶液泵，因此本装置本身没有电驱动，与现有制冷装置相比更节能。
（2）维修量小。对于氨吸收式制冷装置而言，隔膜泵内的隔膜是易损件，本装置中，氨气驱动机构的隔膜两侧一侧是氨溶液，一侧是氨气，当隔膜破损时，少量氨气进入另一侧被氨溶液吸收，不会污染溶液，更不会发生氨泄漏的情况。现有装置，当隔膜破损时，溶液泵内的液压油会进入装置内部，装置内部的氨也会泄露出来，因此相比现有技术，本装置维修量小、维修方便。
（3）效率高。由以上技术方案可知，氨气驱动机构在工作过程中，一个隔膜室与气液分离器相通，另一个隔膜室与吸收器相通，由于吸收器的高度高于氨气驱动机构的高度，吸收器内的氨溶液流经U型管进入氨气驱动机构，因此进入吸收器的溶液质量与流出吸收器的溶液质量一样，系统更平衡，而且氨气不会进入到氨气驱动机构，氨气驱动机构效率高，机组效率高。
附图说明
图1是本发明实施例的结构流程示意图。
图2是现有氨吸收式制冷装置的结构流程示意图。
图中：发生器1、气液分离器2、挡液装置3、溶液换热器4、氨气驱动机构5、配气阀6、溶液节流阀7、冷凝器8、储氨罐9、蒸发器10、氨节流阀11、吸收器12、U型管13、喷淋装置14、隔膜室15、连杆16、隔膜17、圆球室18、发生器201、溶液节流阀202、冷凝器203、液氨储罐204、氨节流阀205、蒸发器206、吸收器207、溶液泵208。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
一种无泵节能型氨吸收式制冷装置，如图1所示：包括发生器1、气液分离器2、挡液装置3、溶液换热器4、氨气驱动机构5、配气阀6、溶液节流阀7、冷凝器8、储氨罐9、蒸发器10、氨节流阀11、吸收器12、U型管13、喷淋装置14、隔膜室15、连杆16、隔膜17、圆球室18，该制冷装置设有氨气驱动机构5，氨气驱动机构5的氨气进口与配气阀6的进气端相通，配气阀6的进气端再分别与左右两个隔膜室15的内侧相通，隔膜室15内设有隔膜17，隔膜17将隔膜室15分为外侧和内侧，内侧是氨气，外侧是氨溶液，左右两个隔膜17通过连杆16连接，隔膜室15的出气口与配气阀6的出气口和氨气驱动机构5的氨气出口相通，氨气驱动机构5的溶液进口通过溶液管下侧的圆球室18与隔膜室15的外侧相通，隔膜室15的外侧通过溶液管上侧圆球室与氨气驱动机构5的溶液出口相通，圆球室18内设有起到单向阀作用的圆球，构成该制冷装置的氨气驱动机构；吸收器12底端的竖直高度高于氨气驱动机构5顶端的竖直高度，氨气驱动机构5底端的竖直高度高于气液分离器2溶液出口的竖直高度；吸收器12的溶液出口端与U型管13的进口端相连，U型管13的出口端与氨气驱动机构5的溶液进口端相连，氨气驱动机构5的溶液出口端与溶液换热器4的冷端进口相连，溶液换热器4的冷端出口与发生器1的溶液进口端相连，发生器1上端与气液分离器2相通，气液分离器2的溶液出口端与溶液换热器4的热端进口相连，溶液换热器4的热端出口与溶液节流阀7的进口相连，溶液节流阀7的出口与吸收器12的溶液进口相连，构成该制冷装置的氨溶液工作线路；气液分离器2顶端的氨气出口一端与冷凝器8的氨气进口相连，冷凝器8的氨出口与储氨罐9的进口相连，储氨罐9的出口与氨节流阀11的进口相连，氨节流阀11的出口与蒸发器10的氨进口相连，蒸发器10的氨气出口与吸收器12的氨气进口相连，气液分离器2顶端的氨气出口另一端与氨气驱动机构5的氨气进口端相连，氨气驱动机构5的氨气出口端与吸收器12的氨气进口相连，构成氨气的工作线路。
本装置的工作原理如下：高压氨气由配气阀6调节，进入其中一个隔膜室15，隔膜室15压力升高至与气液分离器2相同，高压氨气推动隔膜17运行，隔膜17推动另一侧的氨溶液向一个方向流动，此时，处于高压的隔膜室15与发生器1、气液分离器2均处于连通状态，由于氨气驱动机构5高于发生器1的高度，氨溶液由氨气驱动机构5的溶液出口流出到发生器1，同时，配气阀6的进气位置发生变化，高压氨气开始进入另一个处于低压的隔膜室，处于高压的隔膜室15开始与吸收器12相通，氨气流出至吸收器12，如此往复运行，形成氨气驱动机构5的工作循环。来自吸收器12内的氨溶液流经U型管13，然后经氨气驱动机构5驱动进入溶液换热器4，换热后再进入发生器1，受到热源加热，氨溶液蒸发出大量氨气，溶液浓度提升，变为稀氨溶液，稀氨溶液进入气液分离器2分离后，经溶液换热器4换热，再经过溶液节流阀7节流降压，回到吸收器12，吸收来自蒸发器的氨气，浓度恢复，完成氨溶液的工作循环。气液分离器2分离出的氨气一部分进入冷凝器8被冷凝为液氨，进入储氨罐9，再经过氨节流阀11节流降压后进入蒸发器10内蒸发为氨气，蒸发过程中制冷，制冷后的氨气进入吸收器12，被吸收器12的溶液吸收；气液分离器2分离出的氨气另一部分进入氨气驱动机构5，推动隔膜运行，做功后的氨气进入吸收器12，同样被吸收器12内的溶液吸收，完成氨气的工作循环。
吸收器12为管壳式换热结构，冷却水位于管程，氨溶液位于壳程；吸收器12内部顶端设有喷淋装置14，喷淋装置14的进口与吸收器12的溶液进口相连，喷淋装置14下端设有数根换热管。
发生器1与气液分离器2为一体化结构设计，气液分离器2内部顶端设有挡液装置3，防止溶液进入到冷凝器和氨气驱动机构。
Claims (3)
1.一种无泵节能型氨吸收式制冷装置，包括发生器（1）、气液分离器（2）、挡液装置（3）、溶液换热器（4）、氨气驱动机构（5）、配气阀（6）、溶液节流阀（7）、冷凝器（8）、储氨罐（9）、蒸发器（10）、氨节流阀（11）、吸收器（12）、U型管（13）、喷淋装置（14）、隔膜室（15）、连杆（16）、隔膜（17）、圆球室（18），其特征在于：该制冷装置设有氨气驱动机构（5），所述氨气驱动机构（5）的氨气进口与配气阀（6）的进气端相通，配气阀（6）的进气端再分别与左右两个隔膜室（15）的内侧相通，隔膜室（15）内设有隔膜（17），隔膜（17）将隔膜室（15）分为外侧和内侧，内侧是氨气，外侧是氨溶液，左右两个隔膜（17）通过连杆（16）连接，隔膜室（15）的出气口与配气阀（6）的出气口和氨气驱动机构（5）的氨气出口相通，氨气驱动机构（5）的溶液进口通过溶液管下侧的圆球室（18）与隔膜室（15）的外侧相通，隔膜室（15）的外侧通过溶液管上侧圆球室与氨气驱动机构（5）的溶液出口相通，圆球室（18）内设有起到单向阀作用的圆球，构成该制冷装置的氨气驱动机构；所述吸收器（12）底端的竖直高度高于氨气驱动机构（5）顶端的竖直高度，氨气驱动机构（5）底端的竖直高度高于气液分离器（2）溶液出口的竖直高度；所述吸收器（12）的溶液出口端与U型管（13）的进口端相连，U型管（13）的出口端与氨气驱动机构（5）的溶液进口端相连，氨气驱动机构（5）的溶液出口端与溶液换热器（4）的冷端进口相连，溶液换热器（4）的冷端出口与发生器（1）的溶液进口端相连，发生器（1）上端与气液分离器（2）相通，气液分离器（2）的溶液出口端与溶液换热器（4）的热端进口相连，溶液换热器（4）的热端出口与溶液节流阀（7）的进口相连，溶液节流阀（7）的出口与吸收器（12）的溶液进口相连，构成该制冷装置的氨溶液工作线路；所述气液分离器（2）顶端的氨气出口一端与冷凝器（8）的氨气进口相连，冷凝器（8）的氨出口与储氨罐（9）的进口相连，储氨罐（9）的出口与氨节流阀（11）的进口相连，氨节流阀（11）的出口与蒸发器（10）的氨进口相连，蒸发器（10）的氨气出口与吸收器（12）的氨气进口相连，所述气液分离器（2）顶端的氨气出口另一端与氨气驱动机构（5）的氨气进口端相连，氨气驱动机构（5）的氨气出口端与吸收器（12）的氨气进口相连，构成氨气的工作线路。
2.根据权利要求1所述的一种无泵节能型氨吸收式制冷装置，其特征在于：所述吸收器（12）为管壳式换热结构，冷却水位于管程，氨溶液位于壳程；吸收器（12）内部顶端设有喷淋装置（14），喷淋装置（14）的进口与吸收器（12）的溶液进口相连，喷淋装置（14）下端设有数根换热管。
3.根据权利要求1所述的一种无泵节能型氨吸收式制冷装置，其特征在于：所述发生器（1）与气液分离器（2）为一体化结构设计，气液分离器（2）内部顶端设有挡液装置（3）。
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| CN115218529A (zh) | 2022-10-21 |
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