CN201497255U - 一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置 - Google Patents

一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能回热式硫氰酸钠-氨吸收式冰箱空调及热泵装置，属于空调领域。本实用新型包括发生器(1)、蒸发器(6)、吸收器(7)、节流阀(3)、两个溶液泵(8)、多内管套管换热器(2)和单内管套管换热器(4)，以及冰箱蒸发器(18)、空调器蒸发器(19)、蓄冷装置(20)，采用硫氰酸钠-氨作为工作物质，以太阳能作为能源。本装置可用来制取生活热水。而最为重要的是能够将冰箱空调做成一套装置，即冰箱空调复合器，充分利用了此系统产生的冷量，并且将多余的冷量贮存在蓄冷装置(20)中。做到无污染，且具有节能效果。并为冰箱空调器的进一步研究提供了新的基础。

Description

一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置
技术领域
本实用新型涉及一种制冷与热泵相结合的装置，特别涉及一种太阳能回热式硫氰酸钠-氨吸收式冰箱空调及热泵装置，属于制冷技术领域。
背景技术
目前，家用冰箱和空调中所使用的CFC类工质破坏大气臭氧层，对人类健康和所依赖的生态环境造成了巨大的有害影响，解决臭氧层破坏问题已经成了世界各国义不容辞的迫切任务。同时，在制冷系统中有大量的余废热仍未开发利用。对这些低温热能，热泵是一种很有前途的利用手段，特别是吸收式热泵，由于利用了廉价的热能，同时对环境没有破环，各方面优于压缩式热泵。
另一方面目前的空调和冰箱是分开使用的系统，即空调和冰箱各自单独使用。如果将空调和冰箱集成为一体，实现家庭集中供冷，同时兼供部分家庭生活热水。这样不仅能降低电力消耗，缓解夏季用电紧张局面，也可以减少对环境破坏。
目前溴化锂系统只能制取零度以上的温度，而且腐蚀性较强，应用受到限制。氨水吸收式热泵系统由于水和氨的沸点接近，在发生器中加热时氨蒸发，水也蒸发，降低了热效率，同时需要精馏装置，增加了设备投资和能耗，同时也限制了热利用率和制冷效率的提高，此外它还需要增压泵，耗电量较大，因此已不适应目前节能、制冷形势的需求。
目前常见的氨氢水扩散吸收式制冷系统在氨水系统的基础上加入了扩散剂-氢，它的基本流程如图1所示，进入发生器1的浓溶液经过加热，蒸发后进入到精馏器17，其中液态回流入发生器1，气态氨经冷凝器14冷凝，经气体热交换器15再冷，进入蒸发器6。在蒸发器6中由于氢的影响，促成了氨迅速蒸发制冷。由蒸发器6出来的氨氢水混合气经气体热交换器15换热后，进入吸收器7。从发生器1出来的稀溶液在溶液热交换器16中被冷却后也进入吸收器7，在吸收器7中稀氨溶液吸收氨气形成浓氨溶液，在溶液泵8的作用下经溶液热交换器16预热后进入发生器1重新发生，而氢气重新回到蒸发器，如此构成循环。此系统工质采用氨和水，因此必须设有精馏装置，同时目前也有氨水系统利用虹吸泵进行循环，但相比较溶液泵而言制冷量一般较小，难以用于制冷量需求大的场合，且制冷量不易调节。另外，现在的太阳能空调主要是以LiBr/H2O为工质，其制冷温度只能在0℃以上，仅能满足空调的需要而不能满足冰箱等冷藏冷冻的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有热泵系统和制冷系统的上述不足，提供了一种回热式硫氰酸钠-氨吸收式冰箱空调及热泵装置，本装置利用较低的热源温度来达到较高的制冷效率(COP)，并且充分利用系统内部的冷凝热、吸收热等热量实现制热的目的。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：设计一种太阳能回热式硫氰酸钠-氨吸收式冰箱空调及热泵装置，包括发生器、蒸发器、吸收器、节流阀、两个溶液泵、多内管套管换热器和单内管套管换热器，工作物质采用硫氰酸钠-氨。上述的发生器为罐型容器，其顶部设有氨蒸汽出口、中部设有稀硫氰酸钠-氨溶液出口、内部设有与太阳能热水器连接的加热管；上述的吸收器顶部设有喷嘴，底部设有浓硫氰酸钠-氨溶液出口，内部设有换热盘管；上述的多内管套管换热器设有一条外管、三条内管，其外管两端分别连接循环水入口和循环水出口，三条内管一端分别与发生器的氨蒸汽出口、稀硫氰酸钠-氨溶液出口和吸收器内部的换热盘管入口相连通，相对应的三条内管的另一端分别与节流阀、吸收器中的喷嘴、以及通过一个溶液泵与吸收器底部的浓硫氰酸钠-氨溶液出口相连通；上述的单内管套管换热器外管的一端与节流阀相连通，另一端连接蒸发器后，又通过单内管套管换热器4的内管与吸收器的氨气入口相连接；上述的吸收器内部的换热盘管的出口与发生器的浓硫氰酸钠-氨溶液入口相连通；上述的蒸发器盛有载冷剂，该载冷剂通过另一个溶液泵送到冷量用户端，冷量用户端接有冰箱蒸发器和空调器蒸发器。其中的载冷剂可采用乙二醇。
本装置中的多内管套管换热器的循环水入口和循环水出口与热量用户端连接。
本装置中的冷量用户端设有装有蓄冷剂的蓄冷装置，其中的蓄冷剂采用相变材料，相变材料可采用水。
利用本实用新型所述装置可用来制取生活热水。而最为重要的是这个系统能够将冰箱空调做成一套装置，即冰箱空调复合器，充分利用了此系统产生的冷量，并且将多余的冷量贮存在蓄冷装置中。做到无污染，且具有节能效果。并为冰箱空调器的进一步研究提供了新的基础。
附图说明
图1氨氢水扩散吸收式制冷系统流程图
图2本发明装置的流程图
图中：1.发生器，2.多内管套管换热器，3.节流阀，4.单内管套管换热器，5.三通阀，6.蒸发器，7.吸收器，8.溶液泵，9.喷嘴，10.加热管，11.换热盘管，12.循环水入口，13.循环水出口，14.冷凝器，15.气体热交换器，16.溶液热交换器，17.精馏器，18.冰箱蒸发器，19.空调器蒸发器，20.蓄冷装置。
具体实施方式
下面结合附图2对本发明作进一步说明：
本发明可分成两个部分组成，第一部分是制冷部分，有发生器1、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8、多内管套管换热器2和单内管套管换热器4。多内管套管换热器2的外管分别连接循环水入口12和循环水出口13，三条内管一端分别与发生器1的氨蒸汽出口、稀硫氰酸钠-氨溶液出口和吸收器7内部的换热盘管11入口相连通，相对应的三条内管的另一端分别与节流阀3、吸收器7中的喷嘴9、以及通过溶液泵8与吸收器7底部的浓硫氰酸钠-氨溶液出口相连通。单内管套管换热器4外管的一端与节流阀3相连通，另一端连接蒸发器6后，又通过单内管套管换热器4的内管与吸收器7的氨气入口相连接。吸收器7通过内部的换热盘管11与发生器1的浓硫氰酸钠-氨溶液入口相连通。第二部分是冷量用户端，有冰箱蒸发器18、空调器蒸发器19、蓄冷装置20和三通阀5。冰箱蒸发器18，空调器蒸发器19和蓄冷装置20分别并联在经过蒸发器6的管路上，且可接多个空调器蒸发器19；而三通阀5分别位于冰箱蒸发器18，空调器蒸发器19和蓄冷装置20的进出口管路上。
复合机的制冷系统采用吸收式制冷系统。吸收式制冷机的构成及工作原理如图2所示，主要由发生器1、多内管套管换热器2、蒸发器6、吸收器7和单内管套管换热器4等组成。运行过程如下：在发生器1中，浓硫氰酸钠-氨溶液经过加热管10加热沸腾后，由于氨与硫氰酸钠的沸点相差较大，纯氨气大量蒸发出来，同时浓硫氰酸钠-氨溶液变为稀硫氰酸钠-氨溶液。其中氨气进入多内管套管换热器2的一条内管，被外管从循环水入口12和循环水出口13出入的循环水冷凝成氨液，并经过节流阀3节流降压后，进入单内管套管换热器4的外管暂时储存，同时被单内管套管换热器4内管中从蒸发器6出来的低温氨气进一步冷却，之后氨液进入蒸发器6，在蒸发器6中氨液充分进行蒸发制冷。从蒸发器6出来的氨气经过单内管套管换热器4的内管与外管的氨液换热后最终进入吸收器7，被喷嘴9喷淋下来的稀硫氰酸钠-氨溶液吸收形成浓硫氰酸钠-氨溶液。这里的稀硫氰酸钠-氨溶液来自发生器1，流入多内管套管换热器2的内管，并且经过多内管套管换热器2外管循环水的冷却降温，之后进入吸收器7内的喷嘴9进行喷淋。喷淋下来的稀硫氰酸钠-氨溶液在吸收器7内吸收了来自蒸发器6的氨气形成浓硫氰酸钠-氨溶液，在溶液泵8的作用下也进入多内管套管换热器2的内管与外管循环水进行热交换，然后以换热盘管11的形式再次进入吸收器7内进行热交换，有效带走吸收器7内吸收过程产生的吸收热，并最终送入发生器1内被加热管10再次加热蒸发开始新的循环。在装置的冷量用户端，将乙二醇作为载冷剂经过蒸发器6后将冷量带到冷量用户端，一部分冷量被输送到冰箱蒸发器18中，一部分冷量被输送到空调器蒸发器19中，还有多余的冷量被贮存在蓄冷装置20中，蓄冷装置20中采用相变蓄冷材料(如水)来贮存冷量。

Claims (6)

1.一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置，包括发生器(1)、蒸发器(6)、吸收器(7)、节流阀(3)、两个溶液泵(8)、多内管套管换热器(2)和单内管套管换热器(4)，其特征在于：采用硫氰酸钠—氨作为工作物质；所述发生器(1)为罐型容器，其顶部设有氨蒸汽出口、中部设有稀硫氰酸钠-氨溶液出口、内部设有与太阳能热水器连接的加热管(10)；所述吸收器(7)顶部设有喷嘴(9)，底部设有浓硫氰酸钠-氨溶液出口，内部设有换热盘管(11)；所述多内管套管换热器(2)设有一条外管、三条内管，其外管两端分别连接循环水入口(12)和循环水出口(13)，三条内管一端分别与发生器(1)的氨蒸汽出口、稀硫氰酸钠-氨溶液出口和吸收器(7)内部的换热盘管(11)入口相连通，相对应的三条内管的另一端分别与节流阀(3)、吸收器(7)中的喷嘴(9)、以及通过一个溶液泵(8)与吸收器(7)底部的浓硫氰酸钠-氨溶液出口相连通；所述单内管套管换热器(4)外管的一端与节流阀(3)相连通，另一端连接蒸发器(6)后，又通过单内管套管换热器(4)的内管与吸收器(7)的氨气入口相连接；吸收器(7)通过内部的换热盘管(11)的出口与发生器(1)的浓硫氰酸钠-氨溶液入口相连通；所述蒸发器(6)盛有载冷剂，该载冷剂通过另一个溶液泵(8)送到冷量用户端，冷量用户端接有冰箱蒸发器(18)和空调器蒸发器(19)。
2.如权利要求1所述的一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置，其特征在于：所述多内管套管换热器(2)的循环水入口(12)和循环水出口(13)与热量用户端连接。
3.如权利要求1所述的一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置，其特征在于：所述冷量用户端设有装有蓄冷剂的蓄冷装置(20)。
4.如权利要求3所述的一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置，其特征在于：所述蓄冷剂采用相变材料。
5.如权利要求4所述的一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置，其特征在于：所述相变材料为水。
6.如权利要求1所述的一种太阳能回热式硫氰酸钠—氨吸收式冰箱空调及热泵装置，其特征在于：所述载冷剂采用乙二醇。
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CN102840719A (zh) * 2012-09-26 2012-12-26 山东威特人工环境有限公司 一种太阳能空气源吸收式热泵装置
CN103313445A (zh) * 2013-05-13 2013-09-18 镇江市东方节能设备有限公司 一种中央空调用电加热器的电加热管
CN104613670A (zh) * 2015-02-13 2015-05-13 海南泰立来科技有限公司 利用太阳能热的溴化锂-水吸收式制冷装置

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