CN1300524C - 小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置。它具有高压发生器、低压发生器、高温换热器、低温换热器、冷凝器、蒸发器、吸收器、风冷却器、溶液泵和循环泵等。低压发生器换热器出口饱和冷剂水余热在低温换热器中被回收利用。冷剂冷凝器和吸收器溶液冷却器为风冷方式。吸收器内无换热器，吸收器内布置填料。采用风冷绝热吸收将吸收器中传热传质分阶段进行，使传热传质过程得以有效强化，缩小吸收器面积，有效解决风冷管内降膜吸收所存在问题，保证系统运行可靠性，降低能耗，节能效果好。它还避免电驱动空调装置冷媒对环境潜在危害，减轻夏季电力峰谷差，解决水冷燃气空调装置所固有缺陷，安全卫生，控制管理方便，适用范围广。

Description

小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置

技术领域

本发明涉及一种小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置，它采用并联连接方式以减少低压发生器浓溶液出口浓度，增大放气范围，降低高压发生器发生压力和发生温度。低压发生器换热器出口饱和冷剂水余热可通过低温换热器回收利用，减少风冷冷凝器换热面积。吸收器内布置填料，吸收器内没有换热器，风冷绝热吸收将传热传质分阶段进行，使传热传质过程得以有效强化，缩小吸收器面积，增强系统运行可靠性，降低能耗。

背景技术

溴化锂溶液吸收式空调装置是以溴化锂为吸收剂、水为制冷剂、热能为驱动力的空调装置。它通过消耗高品位热能(比如燃油、燃气或蒸汽)或低品位热能(比如太阳能、废热或余热)来提供制冷量或供热量以维持室内温度、湿度，从而满足人的舒适性要求。目前空调装置有电驱动压缩式和热能驱动吸收式两种。电驱动压缩式正成为生活和工业生产的必需品之一，它的广泛使用不但造成城市用电峰谷差即高峰电力供不应求、低谷电力供过于求等电力供应比例失调问题，而且它所使用主导制冷剂含有破坏大气臭氧层的有害物质，还有助于造成地球“温室效应”，这些问题使电驱动空调器面临严峻挑战。而以太阳能、地热等可再生能源或天然气为热能驱动力吸收式制冷除具有清洁环保优点，还有节能节电、消除电力峰谷差、应用范围广、操作简单、运动部件少、运行费用低等优势。热能驱动吸收式空调装置比电驱动压缩式空调装置所具有优点为解决电压缩空调装置取代问题找到最佳途径。西气东输工程实施，也为它最终推广利用提供能源保证，给燃气空调装置发展带来契机。可是，溴化锂吸收式制冷存在能效比低、体积庞大、制造工艺要求高、排热量大等缺点，这些都大大限制吸收式制冷向小型化，特别是风冷化燃气空调装置方向发展。虽然小型水冷燃气空调装置开始走向市场，但它却存在诸多缺陷：要求专门铺设给水管路供给冷却塔所补水量，这对整个系统安装装饰技术、室外机安装位置等都提出更高要求，还要不断消耗冷却水除去系统内热量，既造成水资源浪费，也无法适用于水资源缺乏地区或无水场合；冷却水系统要求定期维护；由于冷却水系统是一个开式系统，极易滋生细菌病毒等有害微生物；而从冷却水系统排除的带有细菌病毒的空气往往和室内外活动的人体接触，严重危害人类健康。

由此可见，水冷燃气空调装置的缺点难以显示其在未来市场上强大竞争力，而风冷燃气空调装置所具有优点正使其显现出广阔发展前景。风冷燃气空调装置结构布置紧凑灵活，使太阳能燃气空调真正走向家庭成为可能；它安装方便简单易行，安装位置不受建筑物结构限制；不需铺设专门给水补水管路，节省水资源，使用范围广，特别适用于水资源缺乏地区或无水场合；对人健康无潜在危害，卫生安全；管理方便，不存在对冷却水系统定期维护方面问题。然而，风冷燃气空调装置却需要解决在水冷燃气空调装置中所不存在的冷凝温度和吸收温度过高问题才能真正商业化、市场化。由于冷凝器和吸收器空气入口温度较高，从而导致溶液偏向高温、高浓度和高压方向，这样不但使系统运行靠近结晶区容易引起结晶问题，而且考虑正压条件压力容器安全设计、高温条件下系统腐蚀问题、以及系统COP值过低等问题。此外，风冷吸收器中水蒸气吸收过程是主要是管内降膜吸收过程，传热效果和传质效果很差，水蒸气在管内流动使其与溶液接触面积受限并且有限流动空间引起水蒸气压力损失较大，传质系数大大降低，传热温差也较低，所以风冷吸收器面积过于庞大，从而使风冷燃气空调装置体积太大，给装置小型化带来很大困难。

发明内容

本发明目的是提出一种小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置。

它是一种回收饱和冷剂水余热、风冷冷却、并联连接双效吸收式制冷系统。它具有高压发生器，高压发生器设有燃烧器和热交换器，高压发生器共有三个接口，其中高压发生器稀溶液接口与高温换热器稀溶液通道出口端连接，高压发生器浓溶液接口与高温换热器浓溶液通道入口端相连接，高压发生器过热蒸汽接口连接低压发生器内热交换器，低压发生器内热交换器另一端接口与低温换热器冷剂水通道接口相连，低温换热器冷剂水通道另一端接口与风冷冷凝器过冷冷剂水通道入口端连接，低压发生器共有三个接口，其中低压发生器稀溶液接口与低温换热器稀溶液通道出口端连接，低压发生器浓溶液接口与低温换热器浓溶液通道入口端相连接，低压发生器过热蒸汽接口与风冷冷凝器过热蒸汽冷凝通道入口端相连接，风冷冷凝器过冷冷剂水通道出口端连接节流阀，节流阀另一端接口与风冷冷凝器过热蒸汽冷凝通道出口端汇合并连接到节流装置，节流装置另一端接口连接蒸发器，蒸发器另一端接口与吸收器相连接，吸收器底部还有三个接口，其中浓溶液接口与高温换热器浓溶液出口端和低温换热器浓溶液出口端连接，循环溶液接口连接循环泵，循环泵另一端连接风冷冷却器，风冷冷却器另一端与吸收器上部所布置喷头连接，吸收器底部稀溶液接口连接溶液泵，溶液泵出口分成并联两支，分别与高温换热器稀溶液通道入口端和低温换热器稀溶液通道入口端相连接。

本发明的有益效果是避免电驱动空调器冷媒对环境潜在危害，减轻夏季电力峰谷差，缓解天然气冬季和夏季负荷差较大现状，解决水冷燃气空调装置所固有缺陷，安全卫生，控制管理方便，适用范围广，回收冷剂水余热，显著提高系统COP值，吸收器内无热交换器，采用风冷绝热吸收比风冷管内降膜吸收大大增强传热传质效果，吸收器内加入填料使吸收效果进一步增强，减少吸收器面积，使机组布置更紧凑灵活，较好解决风冷管内降膜吸收式循环所存在的偏向高温、高压、高浓度、结晶区以及腐蚀严重等问题，保证系统运行可靠性，节能效果显著，可获得较高能效比。

附图说明

附图是小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置示意图。

具体实施方式

小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置是一种回收饱和冷剂水余热、风冷却绝热吸收、并联连接双效吸收式制冷系统。它具有高压发生器1，高压发生器1设有燃烧器13和热交换器17，高压发生器1共有三个接口，其中高压发生器1稀溶液接口与高温换热器2稀溶液通道出口端连接，高压发生器1浓溶液接口与高温换热器2浓溶液通道入口端相连接，高压发生器1过热蒸汽接口连接低压发生器3内热交换器14，低压发生器3内热交换器14另一端接口与低温换热器4冷剂水通道接口相连，低温换热器4冷剂水通道另一端接口与风冷冷凝器12过冷冷剂水通道入口端连接，低压发生器3共有三个接口，其中低压发生器3稀溶液接口与低温换热器4稀溶液通道出口端连接，低压发生器3浓溶液接口与低温换热器4浓溶液通道入口端相连接，低压发生器3过热蒸汽接口与风冷冷凝器12过热蒸汽冷凝通道入口端相连接，风冷冷凝器12过冷冷剂水通道出口端连接节流阀17，节流阀17另一端接口与风冷冷凝器12过热蒸汽冷凝通道出口端汇合并连接到节流装置11，节流装置11另一端接口连接蒸发器7，蒸发器7另一端接口与吸收器6相连接，吸收器6底部还有三个接口，其中浓溶液接口与高温换热器2浓溶液出口端和低温换热器4浓溶液出口端连接，循环溶液接口连接循环泵10，循环泵10另一端连接风冷冷却器9，风冷冷却器9另一端与吸收器上部所布置喷头连接，吸收器6底部稀溶液接口连接溶液泵5，溶液泵5出口分成并联两支，分别与高温换热器2稀溶液通道入口端和低温换热器4稀溶液通道入口端相连接。所说吸收器6内布置填料8，吸收器6底部设有分隔板15。

本发明由溴化锂溶液空气预冷绝热吸收循环系统和冷剂制冷循环系统组成。溴化锂溶液空气预冷绝热吸收循环系统工作过程：吸收器6中稀溶液经溶液泵5送出后，分成并联连接两支，一支流入高温换热器2与来自高压发生器1的浓溶液发生热交换后温度升高，然后流入高温发生器1被加热，而另一支则流入低温换热器4同时与来自低压发生器3浓溶液和来自低压发生器3饱和水发生热交换后稀溶液温度升高，然后被送到低压发生器3被加热。进入高压发生器1稀溶液在高温下被加热后，溶液中水不断被汽化成水蒸汽，高压发生器1入口稀溶液逐渐被浓缩成浓溶液，之后浓溶液进入高温换热器2与来自吸收器6稀溶液进行换热。进入低压发生器3稀溶液被来自高压发生器1过热水蒸汽加热，溶液中水不断被汽化成水蒸汽，低压发生器3入口稀溶液逐渐被浓缩成浓溶液，之后浓溶液先流入低温换热器4与来自吸收器6稀溶液进行换热，再与高温换热器2出口浓溶液混合成中间浓度溶液，然后进入吸收器6和再循环溶液相混合成喷淋溶液并经再循环泵10进入空气冷却器9，喷淋溶液在空气冷却器9中与空气换热温度降低后再进入吸收器6并喷淋吸收来自蒸发器7水蒸汽，经填料层8水蒸汽被完全绝热吸收，溶液温度升高并成为稀溶液，其中大部分则与中间浓度溶液重新混合后又重复绝热吸收过程，而另一部分则经溶液泵5送出，从而不断重复上述过程。冷剂制冷循环系统工作过程：冷剂首先是由高压发生器1和低压发生器3中稀溶液被加热汽化所产生的。来自高温换热器2稀溶液在高压发生器1中被加热所产生的水蒸汽，先进入低压发生器3加热来自低温换热器4稀溶液并产生过热蒸汽，自身被凝结成饱和水，再流入低温换热器4和来自吸收器6稀溶液发生热交换，其部分热量被稀溶液回收，然后流入风冷冷凝器12和空气换热而成为过冷冷剂水，最后经过节流阀17降压节流而变成其压力降至冷凝压力的饱和冷剂水，而从低压发生器3所产生的过热蒸汽则直接进入风冷换热器12被冷凝成饱和冷剂水，然后与节流阀17出口冷剂混合并经节流后送入蒸发器6，冷剂在蒸发器6中吸收热量汽化成水蒸汽，并被吸收器6浓溶液吸收而成为稀溶液，吸收水蒸汽后所形成的稀溶液重新被送至高压发生器1和低压发生器3加热，冷剂蒸汽又不断从稀溶液中汽化出来，从而不断重复进行冷剂制冷循环。

Claims (2)

1.一种小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置，其特征在于：它具有高压发生器(1)，高压发生器(1)设有燃烧器(13)和热交换器(17)，高压发生器(1)共有三个接口，其中高压发生器(1)稀溶液接口与高温换热器(2)稀溶液通道出口端连接，高压发生器(1)浓溶液接口与高温换热器(2)浓溶液通道入口端相连接，高压发生器(1)过热蒸汽接口连接低压发生器(3)内热交换器(14)，低压发生器(3)内热交换器(14)另一端接口与低温换热器(4)冷剂水通道接口相连，低温换热器(4)冷剂水通道另一端接口与风冷冷凝器(12)过冷冷剂水通道入口端连接，低压发生器(3)共有三个接口，其中低压发生器(3)稀溶液接口与低温换热器(4)稀溶液通道出口端连接，低压发生器(3)浓溶液接口与低温换热器(4)浓溶液通道入口端相连接，低压发生器(3)过热蒸汽接口与风冷冷凝器(12)过热蒸汽冷凝通道入口端相连接，风冷冷凝器(12)过冷冷剂水通道出口端连接节流阀(17)，节流阀(17)另一端接口与风冷冷凝器(12)过热蒸汽冷凝通道出口端汇合并连接到节流装置(11)，节流装置(11)另一端接口连接蒸发器(7)，蒸发器(7)另一端接口与吸收器(6)相连接，吸收器(6)底部还有三个接口，其中浓溶液接口与高温换热器(2)浓溶液出口端和低温换热器(4)浓溶液出口端连接，循环溶液接口连接循环泵(10)，循环泵(10)另一端连接风冷冷却器(9)，风冷冷却器(9)另一端与吸收器上部所布置喷头连接，吸收器(6)底部稀溶液接口连接溶液泵(5)，溶液泵(5)出口分成并联两支，分别与高温换热器(2)稀溶液通道入口端和低温换热器(4)稀溶液通道入口端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种小型节能风冷绝热吸收燃气空调装置，其特征在于所说吸收器(6)内布置填料(8)，吸收器(6)底部设有分隔板(15)。