CN1189213A - 吸收式冷冻机 - Google Patents

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CN1189213A
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absorber
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高木恒雄
钟撞光章
远藤肇
长岛义悟
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Chugoku Electric Power Co Inc
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Chugoku Electric Power Co Inc
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

一种以蒸发器、吸收器、再生器、溶液热交换器及冷凝器为主要构成部分的吸收式冷冻机,它使冷凝温度比吸收温度高,在将从吸收器送出的稀溶液供给溶液热交换器之前,利用在再生器中发生的制冷剂蒸气进行预热。

Description

吸收式冷冻机
                      技术领域
本发明涉及吸收式冷冻机，更详细地说，是涉及以水或氨等为制冷剂、以溴化锂或水等为吸收剂、且以蒸发器、吸收器、热交换器、再生器及冷凝器等为主要构成部分的吸收式冷冻机。
                      背景技术
一般来说，吸收式冷冻机由于吸收过程和再生过程的温度高低不同，所以在热交换器中是在高浓度制冷剂吸收溶液(以下称浓溶液)和比高浓度制冷剂吸收溶液的浓度低的低浓度制冷剂吸收溶液(以下称稀溶液)之间进行热交换，从浓溶液回收稀溶液预热所需要的热。
可是，稀溶液在吸收器中吸收水分，在再生器中再生的浓溶液在再生时放出水分，所以作为热源的浓溶液的流量比稀溶液的流量少。另外，浓溶液的比热也比稀溶液的比热小。由于这些原因，浓溶液的温度下降的程度比稀溶液的温度上升的程度小。
因此，稀溶液只能在比再生开始温度低的温度之前进行热回收。这一情况意味着在热交换器中只进行稀溶液的一部分预热，在再生器中为了使温度从热交换器出口温度上升到再生开始温度所需要的预热部分的热量和再生(浓缩)用的热量是必要的。因此，相应地要消耗大量的热源水，使得吸收式冷冻机的制冷系数下降。
                    发明的公开
本发明就是为了改进上述现有问题而完成的，其目的在于提供一种能降低再生器中的加热量、提高制冷系数的吸收式冷冻机。
为了达到上述目的，本发明的吸收式冷冻机是一种以蒸发器、吸收器、再生器、使在再生器中再生的浓溶液和在吸收器中产生的稀溶液进行热交换的溶液热交换器及冷凝器为主要构成部分的吸收式冷冻机，其特征在于：使冷凝温度比吸收温度高，在将从吸收器送出的稀溶液供给溶液热交换器之前，利用在再生器中发生的制冷剂蒸气进行预热。
本发明将再生及冷凝压力设定得比以往的再生及冷凝压力高，使冷凝温度比吸收温度高，使制冷剂的冷凝温度比稀溶液的吸收器出口温度高。因此，能将制冷剂的冷凝热量用于稀溶液的预热。这时，再生压力当然与冷凝压力一致，所以再生温度比以往升高。
制冷剂的冷凝压力主要与冷却温度有关，使制冷剂的冷凝压力上升，将冷凝温度设定为稀溶液预热所需要的适当的温度，这样就能做到将稀溶液用于冷凝器中的制冷剂的冷凝。即，利用从吸收器送来的稀溶液，代替以往的冷凝器中的冷却水，来冷却制冷剂蒸气。这样以来，就能将冷凝潜热用于稀溶液的预热。
另外，再生温度的上升，必然需要使热源温度上升，但利用煤气加热等来提高热源温度是没有问题的。另外，除了煤气加热以外，还可以利用煤油加热、蒸汽加热、高温水加热等。
因此，本发明作为稀溶液预热的热源，除了以往使用的浓溶液外，在冷凝器中还利用制冷剂的冷凝液来预热稀溶液，所以稀溶液的预热温度上升，再生器中的加热量减少，吸收式冷冻机的制冷系数上升。
               附图的简单说明
图1是本发明的吸收式冷冻机的一实施例的示意图。
图2是图1所示的吸收式冷冻机的循环图。
图3是现有的单功能吸收式冷冻机的示意图。
图4是图3所示的吸收式冷冻机的循环图。
实施发明用的最佳形态
图1是将本发明应用于使用LiBr溶液的单功能吸收式冷冻机时的实施例的示意图，图2是与图1对应的循环图(杜林线型图)，图中ξ表示制冷剂吸收溶液即溴化锂水溶液的浓度。例如，ξ0表示溴化锂水溶液的浓度为0％即纯水的饱和状态。ξ1表示溴化锂水溶液的浓度为55％(以下称稀溶液)的状态，ξ2表示溴化锂水溶液的浓度为60％(以下称浓溶液)的状态。
如图1所示，作为制冷剂的水12与用蒸发器21的传热部211供给蒸发器21的冷水13进行热交换而蒸发。所蒸发的蒸汽①’通过通路31供给吸收器22。冷水13通过热交换后温度下降，并作为冷水14送出而加以利用。
在吸收器22中，浓溶液⑧沿其传热部221的表面流动。该浓溶液⑧吸收在蒸发器21中发生的蒸汽①’，溶液浓度下降而变成稀溶液②。这时，利用供给吸收器22的传热部221的冷却水15进行控制，以便使稀溶液②达到规定的温度(饱和温度T)以下。冷却水15经过热交换而使温度上升，并作为冷水16流回冷却塔(图中未示出)等中。
然后，积存在吸收器22的底部的稀溶液②由溶液泵25送出，在分别通过冷凝器24的传热部242及溶液热交换器27的期间被预热后，送给再生器23。该稀溶液②利用流过再生器23的传热部231的管内的热源水30来加热而沸腾，溶液中的水分(制冷剂液)蒸发。热源水30在通过再生器23的传热管231的期间变成热水31，流回温水器(图中未示出)等中。
在再生器23中发生的蒸汽④’通过通路32，流入冷凝器24，与流入冷凝器24的传热部242的管内的稀溶液②进行热交换而冷凝，作为液体⑤经由膨胀阀20返回蒸发器21。
另一方面，再生器23中的浓溶液④被送给溶液热交换器27，与稀溶液②进行热交换而降低温度，呈低温的浓溶液⑧返回吸收器22。
如上所述，本发明将再生及冷凝压力P4设定得高，使冷凝温度比吸收温度高，使制冷剂的冷凝温度T5比稀溶液的吸收器出口温度T2高。因此，能将制冷剂的冷凝热用于稀溶液的预热。
即，从吸收器22送出的稀溶液②被冷凝器24的传热部242及溶液热交换器27分两个阶段预热后，如图2所示，溶液热交换器27的出口部⑦处的溶液温度T7上升，接近稀溶液②的再生初始温度T6，能减少吸收器22中的热源水30的热消耗量。
另外，现有的单功能吸收式冷冻机是使吸收器22内的稀溶液②经由溶液热交换器27，直接送给再生器23，以及将冷却水17从外部供给设在冷凝器24中的传热部241，仅这两点与本发明的单功能吸收式冷冻机不同，其它方面没有什么不同，故详细说明从略。另外，相同的机器标以与本发明的单功能吸收式冷冻机相同的符号。
现有的单功能吸收式冷冻机如图3所示，稀溶液②在溶液热交换器27中与浓溶液④进行热交换，被从36℃加热到55℃，但还必须在再生器23中再预热到再生开始温度81℃(温度上升26℃)。
在本发明中，如图1所示，将稀溶液②导至冷凝器24的传热部242中，利用在再生器23中生成的再生蒸汽的潜热，进行第1阶段的预热，所以送给溶液热交换器27的稀溶液②的温度由稀溶液②的最初温度36℃上升到44℃。
因此，稀溶液②在溶液热交换器27的出口部⑦，温度上升到78℃，与现有的单功能吸收式冷冻机相比较，可知极其接近于再生开始温度81℃。因此，能大幅度地减少在再生器23中的稀溶液②预热(温度上升3℃)所需要的加热量。
其结果是，再生器23的热输入虽然未图示，但在本图中与以往相比，能使热源水的流量降低约28％。因此，图3所示的现有的单功能吸收式冷冻机的制冷系数为0.65，图1所示的本发明的单功能吸收式冷冻机的制冷系数为0.83。
另外，图1中，①表示积存在蒸发器21的底部的液体，71表示冷凝器24的传热部242的出口部。另外，图3中，18表示从冷凝器24的传热部241送出的冷却水。
将水作为制冷剂、将溴化锂作为吸收剂的吸收式冷冻机除了本图中的单功能型的以外，还有将在再生器中发生的蒸汽引导到第2再生器中的双重功能型的。双重功能型(图示从略)的是将在高压再生器中发生的蒸汽导至低压再生器中，作为低压再生器的热源，所以输入高压再生器中的热量比单功能型的能有效的利用约2倍，制冷系数能改善2倍。
可是，与单功能型的一样，由于在热交换器中的稀溶液预热用的热量不足，所以输入高压再生器中的热量中不能忽视与稀溶液的预热部分相当的比例。
因此，利用在低压再生器中发生的蒸汽的冷凝热来预热第1段中的稀溶液，然后，如果输出给低压溶液用热交换器，则基本上能与本发明同样应用，详细说明从略。
在以上说明中，说明了将水作为制冷剂、将溴化锂作为吸收剂的情况，但将水作为制冷剂的吸收式冷冻机的制冷剂中，除了LiBr以外，还有LiI、LiCl、LiNO3、KBr、NaBr、CaCl2、ZnCl2、ZnBr2及它们的混合物。单一成分的LiBr由于其腐蚀性小，而且结晶浓度高等，具有良好的性能，所以被广泛地使用。
另外，在将氨作为制冷剂、将水作为吸收剂的吸收式冷冻机中，增加了精馏器和分凝器等构成部分。可是，在热循环中(在杜林线型图上)，被送给再生器的溶液在热交换器中的预热不充分，增大再生器中的加热量，将导致制冷系数下降，这一点与使用LiBr溶液的吸收式冷冻机相同。
因此，通过设定再生及冷凝所需要的温度及压力，以使由再生器送出的氨蒸汽的冷凝温度比吸收温度高，用冷凝热进行溶液的预热，能减少再生器的加热量，提高制冷系数。这一点与使用水和溴化锂的吸收式冷冻机完全相同。
另外，虽然以制冷(或冷却)为目的而使用制冷装置，但按照同一原理，通过将热源(冷却水)和热输出(冷水)颠倒过来，将蒸发器的热量输入作为热源，将吸收器的冷却热作为热输出，也可以作为热泵用于取暖(或加热)。
因此，本发明是吸收式冷冻机和吸收式热泵两者都成立的技术，所以本发明的范围还涉及热泵。

Claims (2)

1.一种以蒸发器、吸收器、再生器、使在再生器中再生的浓溶液和在吸收器中产生的稀溶液进行热交换的溶液热交换器及冷凝器为主要构成部分的吸收式冷冻机，其特征在于：使冷凝温度比吸收温度高，在将从吸收器送出的稀溶液供给溶液热交换器之前，利用在再生器中发生的制冷剂蒸气进行预热。
2.根据权利要求1所述的吸收式冷冻机，其特征在于：在冷凝器中备有利用从吸收器送出的稀溶液使从再生器送给冷凝器的制冷剂蒸汽冷凝用的传热部。
CN97190346A 1996-02-26 1997-02-26 吸收式冷冻机 Pending CN1189213A (zh)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102374695A (zh) * 2011-10-24 2012-03-14 浙江大学 低品位热驱动高效无运动部件超低温冷冻装置
CN114234312A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 李鹏逻 一种压缩式+吸收式一体化空调的储能方法及储能空调

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PB01 Publication
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication