CN201138105Y - 一种用于冷冻冷藏的高效氨水吸收制冷机 - Google Patents

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张国强
周西文
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Abstract

一种用于冷冻冷藏的高效氨水吸收制冷机。包括氨蒸汽循环回路和氨水溶液循环回路，氨蒸汽循环回路依次包括高温发生器、中低温发生器、精馏器、冷凝器、液氨储罐、回热器、节流部件、蒸发器、低温吸收器和中温吸收器。氨水溶液循环回路依次包括高温发生器内的高温溶液换热器、中低温发生器内的中低温溶液换热器、节流阀、中温吸收器、低温吸收器、溶液储罐、溶液泵、精馏器内的换热器、中温吸收器内换热器及与之并联连接的精馏器、中低温发生器和高温发生器。本实用新型能有效利用可再生能源和低谷电能，并可获得－30℃的制冷温度，具有高效、节能、潜热储能、运行费用低、性能稳定可靠等优点，特别适用于食品冷冻冷藏等较低制冷温度场合。

Description

一种用于冷冻冷藏的高效氨水吸收制冷机
技术领域
本实用新型涉及一种制冷机，尤其涉及一种用于冷冻冷藏的高效氨水吸收制冷机。
背景技术
随着社会经济和生产加工技术发展，冷冻冷藏用制冷机在食品加工、制药、生物和化工等行业得到越来越广泛应用。现有冷冻冷藏技术所需低温环境主要是通过电驱动蒸汽压缩制冷机来获得的，因而无法利用生产过程中所产生的余热或废热。尤其，随着化石能源日益枯竭、地球环境不断恶化，采用CFC、HCFC、HFC类工质蒸汽压缩制冷机的使用已受到越来越多限制，而以溴化锂溶液或氨水为工质对的吸收制冷机却受到更多重视。吸收制冷机可实现对太阳能、地热等可再生能源或余热、废热等低品位能源有效利用，所使用制冷工质氨或水是对环境友好的优良自然工质，具有节能和环保优点。溴化锂溶液吸收制冷机的制冷温度在0℃以上，只能用于空调领域，而氨水吸收制冷机的制冷温度较低时，效率急剧下降，比如制冷温度在-25℃时COP约为0.3。因现有吸收制冷机在较低制冷温度下难以获得较好节能效果和较高效率大大限制其在冷冻冷藏领域推广使用。
发明内容
本实用新型提供一种用于冷冻冷藏的高效氨水吸收制冷机，该制冷机不仅利用浓溶液回收精馏热和吸收热，而且可利用潜热将冷量储存起来，在较低制冷温度时可获得高效率。
为实现上述目的，本实用新型所采用技术措施：高温发生器设有高温加热器、填料层和高温溶液换热器，中低温发生器设有中低温加热器、填料层和中低温溶液换热器，精馏器设有填料层和换热器；高温发生器共有三个接口，其中一个接口连接高温发生器内高温溶液换热器，另外两个接口与中低温发生器连接；中低温发生器顶部设三个接口，其中两个接口与精馏器相连，另一个接口连接到中温吸收器内换热器，中低温发生器内中低温溶液换热器两端分别高温发生器1内高温溶液换热器与节流阀相连接；精馏器内换热器一端接口与溶液泵出口连接，另一端分为并联两支，一支连接到精馏器，另一支与中温吸收器内换热器连接，精馏器顶部接口连接到冷凝器，冷凝器出口与液氨储罐相连接；回热器共四个接口，其中一个接口连接到液氨储罐，另外三个接口分别与节流部件入口端接口、蒸发器出口端接口和低温吸收器相连接，节流部件出口端接口连接到蒸发器入口端接口；低温吸收器底部出口与溶液储罐相连接，溶液储罐连接到溶液泵的吸入口处，溶液泵出口处还连接到低温吸收器顶部的其中一个接口，低温吸收器顶部共两个接口，分别与中温吸收器底部两个接口连接，中温吸收器顶端接口连接到节流阀出口端。液氨储罐内液氨流量大小由控制阀和节流部件调节控制。溶液储罐内溶液流量大小由控制阀调节控制。
高温发生器所需加热量包括电能、燃气、高温蒸汽、热水；中低温发生器所需加热量包括可再生能源太阳能、地热、余热、沼气。
本实用新型的有益效果是能有效利用可再生能源和低谷低价电能，具有高效节能、潜热储能和低运行费用等优点。依靠浓溶液回收全部精馏热和部分吸收热，在蒸发温度-25℃制冷机COP可达到0.7以上。中低温发生器可有效利用太阳能、地热、余热或废热，高温发生器出口的高温稀溶液的热能通过高温溶液换热器和中低温溶液换热器获得最大限度回收，低温吸收器出口的稀溶液先后回收精馏热和吸收热，大大节省发生器所需的加热量，节能效果显著。仅通过液氨储罐和溶液储罐可将低谷时段电能转化为冷量储存起来在电力峰值时使用，将大大降低运行费用，也可将太阳能、地热、余热或废热等转化为冷量储存起来，潜热储能避免冷量损失，有利于保证制冷机工作稳定性和可靠性。
附图说明
附图是用于冷冻冷藏的高效氨水吸收制冷机的结构示意图。
图中，1、高温发生器，2、中低温发生器，3、精馏器，4、冷凝器，5、液氨储罐，6、回热器，7、节流部件，8、蒸发器，9、低温吸收器，10、中温吸收器，11、节流阀，12、溶液储罐，13、溶液泵，14、高温加热器，15、高温溶液换热器，16、中低温加热器，17、中低温溶液换热器，18、换热器，19、换热器，20、换热器，21、填料层，22、填料层，23、填料层，24、25、26、27、控制阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型详细说明。
一种用于冷冻冷藏的高效氨水吸收制冷机是利用浓溶液回收精馏热和吸收热、潜热储能、较低制冷温度的单级吸收制冷机。高温发生器1设有高温加热器14、填料层21和高温溶液换热器15，中低温发生器2设有中低温加热器16、填料层22和中低温溶液换热器17，精馏器3设有填料层23和换热器18；高温发生器1共有三个接口，其中一个接口连接高温发生器1内高温溶液换热器15，另外两个接口与中低温发生器2连接；中低温发生器2顶部设三个接口，其中两个接口与精馏器3相连，另一个接口连接到中温吸收器12内换热器19，中低温发生器2内中低温溶液换热器17两端分别高温发生器1内高温溶液换热器15与节流阀11相连接；精馏器3内换热器18一端接口与溶液泵13出口连接，另一端分为并联两支，一支连接到精馏器3，另一支与中温吸收器10内换热器19连接，精馏器3顶部接口连接到冷凝器4，冷凝器4出口与液氨储罐5相连接；回热器6共四个接口，其中一个接口连接到液氨储罐5，另外三个接口分别与节流部件7入口端接口、蒸发器8出口端接口和低温吸收器9相连接，节流部件7出口端接口连接到蒸发器8入口端接口；低温吸收器9底部出口与溶液储罐12相连接，溶液储罐12连接到溶液泵13的吸入口处，溶液泵13出口处还连接到低温吸收器9顶部的其中一个接口，低温吸收器9顶部共两个接口，分别与中温吸收器10底部两个接口连接，中温吸收器10顶端接口连接到节流阀11出口端。液氨储罐5内液氨流量大小由控制阀24和节流部件7调节控制。溶液储罐12内溶液流量大小由控制阀25、26、27调节控制。
制冷机循环包括氨蒸汽循环和氨水溶液循环。氨水浓溶液经高温发生器1和中低温发生器2加热产生氨水蒸汽后成为氨水稀溶液。氨蒸汽循环过程为：氨水蒸汽依次经过氨水高温发生器1内填料层21提馏和高温溶液换热器15换热，再经中低温发生器2内填料层22提馏和中低温溶液换热器17换热后，经精馏器3内填料层23提馏与换热器18精馏后变成纯度约99.8％氨蒸汽，再经过冷凝器4、液氨储罐5和回热器6后成为过冷液氨，之后经节流部件7节流后进入蒸发器8蒸发，然后进入低温吸收器9和中温吸收器10被氨水稀溶液吸收。氨水溶液循环过程为：高温发生器1出口氨水稀溶液依次经高温发生器1内的稀溶液换热器15换热、中低温发生器2内的稀溶液换热器17换热、节流阀11节流，再依次进入中温吸收器10和低温吸收器9吸收氨蒸汽变成氨水浓溶液而进入溶液储罐12，之后经溶液泵13送入精馏器3内的换热器18换热后分为两支，一支直接进入精馏器3，再依靠重力流回中低温发生器2、高温发生器1，而另一支则经中温吸收器10内的换热器19换热后，再依次返回中低温发生器2、高温发生器1，至此，制冷机完成一个完整的循环过程。
当系统处于潜热储能状态工作时，控制阀24、25、26、27均开启同时节流部件7开度减小，部分液氨进入液氨储罐5储存起来，溶液储罐12内所储存溶液浓度逐渐减少。
当部分制冷量由系统所储存储能提供时，控制阀24、25、26、27均开启同时节流部件7开度增大，液氨储罐5所储存液氨体积逐渐减少，溶液储罐12内所储存溶液浓度逐渐增大。
当全部制冷量由系统储存的潜能提供时，控制阀24、控制阀26、控制阀27关闭，控制阀25开启，液氨储罐5内液氨先进入回热器6之后，经节流部件7节流后进入蒸发器8变成氨蒸汽，再经回热器6换热后进入低温吸收器9而被溶液吸收，溶液储罐12内溶液经溶液泵13后直接被送入低温吸收器9吸收氨蒸汽再返回溶液储罐12。液氨储罐5内所储存液氨体积逐渐减少，溶液储罐12内所储存溶液浓度逐渐增大。

Claims (1)

1、一种用于冷冻冷藏的高效氨水吸收制冷机，其特征在于：高温发生器(1)设有高温加热器(14)、填料层(21)和高温溶液换热器(15)，中低温发生器(2)设有中低温加热器(16)、填料层(22)和中低温溶液换热器(17)，精馏器(3)设有填料层(23)和换热器(18)；高温发生器(1)共有三个接口，其中一个接口连接高温发生器(1)内高温溶液换热器(15)，另外两个接口与中低温发生器(2)连接；中低温发生器(2)顶部设三个接口，其中两个接口与精馏器(3)相连，另一个接口连接到中温吸收器(10)内换热器(19)，中低温发生器(2)内中低温溶液换热器(17)两端分别高温发生器(1)内高温溶液换热器(15)与节流阀(11)相连接；精馏器(3)内换热器(18)一端接口与溶液泵(13)出口连接，另一端分为并联两支，一支连接到精馏器(3)，另一支与中温吸收器(10)内换热器(19)连接，精馏器(3)顶部接口连接到冷凝器(4)，冷凝器(4)出口与液氨储罐(5)相连接；回热器(6)共四个接口，其中一个接口连接到液氨储罐(5)，另外三个接口分别与节流部件(7)入口端接口、蒸发器(8)出口端接口和低温吸收器(9)相连接，节流部件(7)出口端接口连接到蒸发器(8)入口端接口；低温吸收器(9)底部出口与溶液储罐(12)相连接，溶液储罐(12)连接到溶液泵(13)的吸入口处，溶液泵(13)出口处还连接到低温吸收器(9)顶部的其中一个接口，低温吸收器(9)顶部共两个接口，分别与中温吸收器(10)底部两个接口连接，中温吸收器(10)顶端接口连接到节流阀(11)出口端。
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