CN202403448U - 热动力式工业制冷机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种热动力式工业制冷机，其特征在于所述工业制冷机包括工业制冷设备、制冷剂循环系统和热动力式膨胀机系统，所述热动力式膨胀机系统的一动力输出轴与制冷剂循环系统的一制冷压缩机驱动连接；所述工业制冷设备的冷却盘管位于所述制冷剂循环系统的蒸发器内。所述制冷剂循环系统的冷凝盘管位于所述热动力式膨胀机系统的发生器内。该热动力式工业制冷机设计合理、能够有效提高工业制冷机能效比。其可以实现电能驱动的热动力式工业制冷机和利用低品位热能辅助驱动制冷剂循环系统的结合，从而降低整个工业制冷机的电能消耗量，提高中央空调的能效。
Description
技术领域
本实用新型属于工业制冷装置技术，具体的涉及一种应用于工业制冷系统并通过低品位废热利用提高工业制冷系统能效比的热动力式工业制冷机。
背景技术
现有技术中，工业制冷机主要以电力为能源，可以分为离心式制冷设备，风冷制冷设备，活塞式制冷设备，螺杆式制冷机组等；还有的制冷设备以石化燃料为能源，其根据工质类型不同可分为溴化锂吸收式制冷机组，氨—水吸收式制冷机组等。以电力为能源的压缩式制冷机组能效比相对于吸收式制冷机组较高，但消耗高品位的电能；吸收式制冷机组消耗石化燃料或工业废热资源，但能效比低，一般小于1。目前工业制冷技术的运行过程均为制冷机组通过消耗高品位的电能或石化燃料，进行能量转换从而达到降温介质热交换的效果。各类制冷设备均会存在如下缺陷，局部空气温度大幅度升高，出现热岛效应；以及过量制冷剂含氟化合物排放到大气中，破坏臭氧层的问题。同时上述制冷设备还消耗大量能源，直接或间接增加了CO2的排放。
发明内容
本实用新型提供了一种设计合理、能够有效提高工业制冷机能效比的热动力式工业制冷机。其可以实现电能驱动的热动力式工业制冷机和利用低品位热能辅助驱动制冷剂循环系统的结合，从而降低整个工业制冷机的电能消耗量，提高中央空调的能效。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种热动力式工业制冷机，其特征在于所述工业制冷机包括工业制冷设备、制冷剂循环系统和热动力式膨胀机系统，所述热动力式膨胀机系统的一动力输出轴与制冷剂循环系统的一制冷压缩机驱动连接；所述工业制冷设备的冷却盘管位于所述制冷剂循环系统的蒸发器内。所述制冷剂循环系统的冷凝盘管位于所述热动力式膨胀机系统的发生器内。
具体的讲，所述制冷剂循环系统包括一蒸发器，该蒸发器内设置有与工业制冷设备相连接的冷却盘管，该蒸汽器还连接设置低温制冷剂管路，该低温制冷剂管路的另一端连通所述发生器内的冷凝盘管的出口。
一实施方式中，所述低温制冷剂管路经由所述蒸发器引出后，串联一二次冷凝器内的盘管的出口，该盘管的入口连接所述发生器内的冷凝盘管的出口；该二次冷凝器连接一冷却系统的冷却水循环管路。
一实施方式中，所述蒸发器还连通设置一制冷压缩机，该制冷压缩机通过一高温制冷剂蒸汽管道连接所述冷凝器盘管的入口。
一实施方式中，所述制冷压缩机由一变频电机驱动连接，该驱动电机配备设置变频控制系统。
另一实施方式中，热动力式膨胀机系统包括发生器、双效热能转移器、二次换热器、膨胀机和吸收器，所述发生器、双效热能转移器、二次换热器和吸收器之间设置有工质输送管路和循环泵。
所述发生器上部设置有常温高浓度工质喷淋装置，下部设置有中温工质集液箱，该中温工质集液箱通过一工质输送管路连接二次发生器顶部的工质喷淋装置。
所述发生器的顶部通过一工质蒸汽管路连接一位于双效热能转移器内的工质蒸汽喷嘴，该工质喷嘴经由一定压膨胀器连通膨胀机的进气口，定压膨胀器连接一中温介质蒸汽通道，该中温介质蒸汽通道连接二次发生器的顶部。
所述膨胀机的排气口连接吸收器的顶部，该吸收器的顶部设置一低温低浓度工质喷淋装置，该低温低浓度喷淋装置通过一低温工质管路连接一位于二次发生器底部的低浓度工质集液箱。
所述吸收器的底部设置有高浓度工质集液箱，该高浓度工质集液箱连接一高浓度工质输送管，该高浓度工质输送管的另一端位于发生器的顶部并连接一常温高浓度工质喷淋装置。
该热动力式工业制冷机采用热动力式膨胀机系统作为辅助动力源，通过制冷剂循环系统的制冷传输，实现电能的节约。热动力式膨胀机系统利用制冷剂循环系统或者工业制冷设备排出的低品位热能或者其他低品位热能转化为机械能，该机械能作为制冷剂循环系统的压缩机组辅助驱动能源，使整个制冷剂循环系统具有更高的能效比，而该制冷剂循环系统的制冷量在与工业制冷机进行冷量补充后，能减少工业制冷机的能源消耗，并减少废热资源排入外部环境中，有效降低了室外环境温度；同时该热动力式工业制冷机还能够降低工业制冷设备的使用成本，缓解用电压力，并减少二氧化碳的排放。
本实用新型的有益效果在于，该热动力式工业制冷机设计合理、能够有效提高工业制冷机能效比。其可以实现电能驱动的热动力式工业制冷机和利用低品位热能辅助驱动制冷剂循环系统的结合，从而降低整个工业制冷机的电能消耗量，提高中央空调的能效。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
该热动力式工业制冷机为应用于工业制冷领域的新型工业制冷设备，其在采用电能作为驱动能源内的同时，利用热动力式膨胀机系统将低品位热能转化成机械能。机械能再驱动压缩机组制冷，从而降低整个工业制冷机的电能输入，提高工业制冷机的能效比。
如图1所示，该热动力式工业制冷机主要包括工业制冷设备、制冷剂循环系统和热动力式膨胀机系统。热动力式膨胀机系统的一动力输出轴与制冷剂循环系统的一制冷压缩机驱动连接；工业制冷设备的冷却盘管位于制冷剂循环系统的蒸发器内。制冷剂循环系统的冷凝盘管位于热动力式膨胀机系统的发生器内。
热动力式膨胀机系统的一动力输出轴131与制冷剂循环系统的一制冷压缩机220驱动连接；制冷剂循环系统的制冷剂的冷凝盘管112位于热动力式膨胀机系统的发生器110内。该冷凝盘管作为发生器内的热源换热器，实现余热的
利用并由热动力式膨胀机系统转换为机械能。同时工业制冷设备的冷却盘管位于制冷剂循环系统的蒸发器内，制冷剂循环系统的蒸发器所产生的冷量又会为工业制冷设备提供制冷需要。
制冷剂循环系统具有一蒸发器210，该蒸发器内设置有与工业制冷机230相连接的冷却盘管211，为工业制冷机提供冷源，冷却盘管211为一个封闭的冷源循环，蒸发器连通设置一低温制冷剂管路212，该低温制冷剂管路的另一端连通位于发生器内的冷凝盘管112的出口，在发生器110内经过换热后的冷凝盘管内的制冷剂经过冷却后可以作为蒸发器210的蒸发吸热介质，为了进一步提高该制冷剂在蒸发器内的制冷效果，该低温制冷剂管路212经由蒸发器引出后，还串联一二次冷凝器240内的盘管241的出口，该盘管的入口连接发生器内的冷凝盘管的出口；该二次冷凝器240连接一冷却系统242的冷却水循环管路。通过该二次冷凝器240可以进一步降低制冷剂的温度，实现更好的蒸发器内蒸发吸热的效果。蒸发器210的另一端连通设置制冷压缩机220，该制冷压缩机通过一高温制冷剂蒸汽管道221连接冷凝器盘管112的入口。由此组成一个制冷剂的循环。制冷压缩机220由一变频电机222驱动连接，该驱动电机配备设置变频控制系统223。
热动力式膨胀机系统包括发生器110、双效热能转移器120、二次换热器124、膨胀机130和吸收器140，发生器110、双效热能转移器120、二次换热器124和吸收器140之间设置有工质输送管路和循环泵，实现工质的循环输送。发生器110上部设置有常温高浓度工质喷淋装置，下部设置有中温工质集液箱113，中部为冷凝盘管112，该中温工质集液箱113通过一工质输送管路114连接二次发生器124顶部的工质喷淋装置。发生器110的顶部通过一工质蒸汽管路连接一位于双效热能转移器内的工质蒸汽喷嘴111，该工质喷嘴经由一定压膨胀器122连通膨胀机的进气口121，定压膨胀器122连接一中温介质蒸汽通道123，该中温介质蒸汽通道123连接二次发生器124的顶部。膨胀机的排气口连接吸收器140的顶部，该吸收器的顶部设置一低温低浓度工质喷淋装置，该低温低浓度喷淋装置通过一低温工质管路126连接位于二次发生器底部的低浓度工质集液箱125。吸收器的底部设置有高浓度工质集液箱141，该高浓度工质集液箱141连接一高浓度工质输送管142，该高浓度工质输送管的另一端位于发生器110的顶部并连接常温高浓度工质喷淋装置。
Claims (10)
1.一种热动力式工业制冷机，其特征在于所述工业制冷机包括工业制冷设备、制冷剂循环系统和热动力式膨胀机系统，所述热动力式膨胀机系统的一动力输出轴与制冷剂循环系统的一制冷压缩机驱动连接；所述工业制冷设备的冷却盘管位于所述制冷剂循环系统的蒸发器内，所述制冷剂循环系统的冷凝盘管位于所述热动力式膨胀机系统的发生器内。
2.根据权利要求1所述的热动力式工业制冷机，其特征在于所述制冷剂循环系统包括一蒸发器，该蒸发器内设置有与工业制冷设备相连接的冷却盘管，该蒸汽器还连接设置低温制冷剂管路，该低温制冷剂管路的另一端连通所述发生器内的冷凝盘管的出口。
3.根据权利要求2所述的热动力式工业制冷机，其特征在于所述低温制冷剂管路经由所述蒸发器引出后，串联一二次冷凝器内的盘管的出口，该盘管的入口连接所述发生器内的冷凝盘管的出口；该二次冷凝器连接一冷却系统的冷却水循环管路。
4.根据权利要求2所述的热动力式工业制冷机，其特征在于所述蒸发器还连通设置一制冷压缩机，该制冷压缩机通过一高温制冷剂蒸汽管道连接所述冷凝器盘管的入口。
5.根据权利要求4所述的热动力式工业制冷机，其特征在于所述制冷压缩机由一变频电机驱动连接，该驱动电机配备设置变频控制系统。
6.根据权利要求1所述的热动力式工业制冷机，其特征在于热动力式膨胀机系统包括发生器、双效热能转移器、二次换热器、膨胀机和吸收器，所述发生器、双效热能转移器、二次换热器和吸收器之间设置有工质输送管路和循环泵。
7.根据权利要求6所述的热动力式工业制冷机，其特征在于所述发生器上部设置有常温高浓度工质喷淋装置，下部设置有中温工质集液箱，该中温工质集液箱通过一工质输送管路连接二次发生器顶部的工质喷淋装置。
8.根据权利要求7所述的热动力式工业制冷机，其特征在于所述发生器的顶部通过一工质蒸汽管路连接一位于双效热能转移器内的工质蒸汽喷嘴，该工质喷嘴经由一定压膨胀器连通膨胀机的进气口，定压膨胀器连接一中温介质蒸汽通道，该中温介质蒸汽通道连接二次发生器的顶部。
9.根据权利要求6所述的热动力式工业制冷机，其特征在于所述膨胀机的排气口连接吸收器的顶部，该吸收器的顶部设置一低温低浓度工质喷淋装置，该低温低浓度喷淋装置通过一低温工质管路连接一位于二次发生器底部的低浓度工质集液箱。
10.根据权利要求6所述的热动力式工业制冷机，其特征在于所述吸收器的底部设置有高浓度工质集液箱，该高浓度工质集液箱连接一高浓度工质输送管，该高浓度工质输送管的另一端位于发生器的顶部并连接一常温高浓度工质喷淋装置。
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