CN202792674U - 一种制冷机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种制冷机，属于技术领域。该制冷剂的储液罐通往发生器，发生器的气体出口通往冷凝器，液体出口通往吸收器；冷凝器经蒸发器后返回储液罐的回流口；吸收器的下端通往储液罐的回流口，上端穿入蒸发器中；发生器的下环管中心安置垂向蓄热套管，下环管延伸出一组通往上环管的提升管，上环管通过上口连通的输气管和下口连通的输液管分别接精馏器的外管和内管；精馏器的外管作为发生器的气体出口，内管作为发生器的液体出口。本实用新型的提升管巧妙设置在蓄热套管周围，换热面积充分，提升管提升动力强劲，氨蒸气的输送量显著增加，因此制冷量明显提高，可以满足大场合的空调制冷量需求。

Description

一种制冷机

技术领域

本实用新型涉及一种制冷机，尤其是一种发动机余热制冷机，属于低碳制冷技术领域。

背景技术

据申请人了解，目前通用的船用制冷压缩机由发电机驱动，这类制冷机不仅价格昂贵，而且耗油量大，在海洋大气中极易腐蚀损坏。由于不具有储能功能，因此其运行被限制在发动机工作阶段。

扩散/吸收式制冷系统以氨为制冷剂、水为吸收剂、惰性气体为扩散剂，通过惰性气体的扩散作用，使液氨分压降低而蒸发产生冷量，以此代替节流效应。该系统以热源为推动力，利用热虹吸原理使工质连续循环，因而无需任何机械泵、阀，结构简单、造价低。

现有扩散/吸收式制冷系统主要由存储水氨浓溶液的储液灌、被外界热源加热的发生器、使氨气冷凝成液氨的冷凝器、使液氨在惰性气体扩散作用下气化的蒸发器、借助稀溶液吸收氨气的吸收器等部分组成。然而由于存在发生器与加热管接触面小、提升管只能设一根等缺陷，因此氨蒸气的输送量非常有限，制冷量普遍小于700Kcal/h不能产生较大的制冷量，只能用于冰箱等处，作为空调使用制冷量远远不够，尤其无法应用于船用发动机余热制冷等场合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于:通过结构改进，提出一种可以显著提高制冷量的制冷机。

为了达到以上目的，本实用新型的制冷机包括存储水氨浓溶液的储液灌，所述储液罐的出口通往发生器进口端，所述发生器的气体出口经氨气管通往冷凝器，且液体出口通过稀液冷却管通往吸收器；所述冷凝器经蒸发器后通过混合气体管返回储液罐的回流口；所述吸收器的下端通往储液罐的回流口，上端通过惰性气体管穿入蒸发器中；其改进之处在于：所述发生器由串接的提升管、气液分离器以及精馏器构成，具有作为进口端的下环管；所述下环管中心安置插装加热装置的垂向蓄热套管，所述下环管延伸出一组紧邻蓄热套管外壁且通往上环管的提升管，所述上环管作为气液分离器，通过上口连通的输气管和下口连通的输液管朝下延伸分别接精馏器的外管和内管；所述精馏器的外管作为所述发生器的气体出口，内管作为所述发生器的液体出口。

本实用新型不仅合理设计了由提升管、气液分离器以及精馏器串接构成的发生器，从而显著提高气液分离效果，而且提升管巧妙设置在蓄热套管周围，换热面积充分，提升管提升动力强劲，氨蒸气的输送量显著增加，因此制冷量明显提高，可以满足大场合的空调制冷量需求。

附图说明

    下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的系统原理示意图。

图2为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图3为图2的侧视图。

图4为图2中发生器部分的局部放大示意图。

图5为图4的侧视图。

具体实施方式

实施例一

本实施例为一种利用船用发动机余热的制冷机，其具体结构参见图1至图5，包括存储水氨浓溶液的储液灌11，储液罐11的出口通往发生器5进口端。该发生器5由串接的提升管5-5、气液分离器以及精馏器3构成，具有作为进口端的下环管5-1。该下环管与储液罐11的出口管路之间先通过起暂存过渡作用的副罐5-7。下环管5-1中心安置插装热管加热装置2的垂向蓄热套管5-2，下环管5-1延伸出一组紧邻蓄热套管5-2外壁且朝上延伸通往上环管5-3的提升管5-5，本实施例的提升管5-5至少四根，沿下环管圆周均布。上环管5-3作为气液分离器，通过上口连通的C形输气管5-4和下口连通的输液管5-6朝下延伸分别接精馏器3的外管和内管。精馏器3的主体由盘绕在提升管外的盘管构成，结构十分紧凑，其外管作为发生器5的气体出口，经氨气管15通往冷凝器6，其内管作为发生器5的液体出口，通过稀液冷却管12通往吸收器7。

此外，本实施例还具有如下主要结构特点：

1）冷凝器6与蒸发器8的连接管路还引出气压平衡管4，该气压平衡管的另一端即可如图1所示接至回流口，也可如图2所示接至大气，从而可以避免蒸发器两端的压差过大，有利于蒸发制冷；

2）储液罐11出口通往发生器5进口端的管路穿过稀液冷却管12，因此构成了溶液热交换器10，可以利用返回液的热量预热输出的氨液；

3）发生器以及氨气管均包裹保温材料（图中未示），这样更有利于热能的利用。

需要说明的是：图2至4中由于管路投影存在重叠，因此其连通结构需要借助图1加以理解。

本实施例的发动机余热制冷机以氨为制冷剂，水为吸收剂，惰性气体（氦气）为扩散剂。加热装置由内灌热载体的上、下两段蓄热器和输送热量的热管构成。下段蓄热器连接发动机排气集热装置，热管的蒸发段和冷凝段分别插入下段及上段蓄热器——即发生器的蓄热套管。

本实施例的工作原理与现有技术类同（参见图1，其中AL——气液混合物，L——稀溶液，NH——氨汽，NH3——氨液，MIX——混合气体，HI2——氦气），储液罐内由水和氨组成的浓溶液经液体热交换器到达提升管（俗称气泡泵），随着发生器被加热温度上升（160—180℃），一部分氨蒸气从溶液中逸出，形成气泡，推动圆柱形液体到达提升管上部，共同溢出，初步气、液分离。氨蒸气的逸出使溶液的浓度变稀（氨的含量接近1%），成为稀溶液。稀溶液通过精馏器进入液体热交换器的外管，将预热传给回流的浓溶液，并经过回流液进口到达吸收器的上端。从气泡泵溢出的氨蒸气由于温度较高，含有大量的水蒸气，该混合气体通过精馏器时其中的水蒸气被冷凝下来，达到精馏，精馏器出口的氨蒸气浓度可达到99%，氨蒸气经保温的氨气管上升进入冷凝器，纯氨蒸气在冷凝器入口处的温度在70℃左右，到达冷凝器出口处接近室温，被冷凝成液氨。之后液氨到达蒸发器，以液膜的形式湿润管壁。在蒸发器中氦气流过潮湿的管道内壁，便产生制冷效应，蒸发器进口处的温度可降至-18℃以下，出口处温度可为0℃左右。

氦气和氨混合气体的比重较纯氦显著增大，形成重力降到达吸收器底部。该混合气体在氨蒸气碰到从发生器来到吸收器的稀溶液时，稀溶液从混合气体中吸收氨蒸气，氦气在此过程中不受影响，即氦氨混合气体变成了几乎是纯氦气上升到吸收器顶部，进入蒸发器，从而形成氦气循环。在吸收器底部的浓溶液经液体热交换器进入精馏器，在精馏器中吸收氨水混合蒸气的精馏热，经过充分的热交换，回到发生器底部，完成氨水循环。

本实施例突破了发生器的设计常规，将加热装置置于发生器底部中央，并加大了换热面积，大大增加了加热量。同时，在加热装置周边设置多根提升管，使氨蒸气的发生量大幅度增加，从而显著提高了制冷效率，增加了制冷量。此外，发生器有关部分的合理设计以及上述其它结构的完善和改进，进一步增加了制冷量。实验表明，本实施例的制冷量完全可以应用在空间较大场所的空调，当将其利用船用发动机排放的大量废热时，基本上不耗能源，提高了发动机的工作效能。

Claims (9)

1.一种制冷机，包括存储水氨浓溶液的储液灌（11），所述储液罐（11）的出口通往发生器（5）进口端，所述发生器（5）的气体出口经氨气管（15）通往冷凝器（6），且液体出口通过稀液冷却管（12）通往吸收器（7）；所述冷凝器（6）经蒸发器（8）后通过混合气体管（16）返回储液罐（11）的回流口；所述吸收器（7）的下端通往储液罐（11）的回流口，上端通过惰性气体管（17）穿入蒸发器（8）中；其特征在于：所述发生器（5）由串接的提升管（5-5）、气液分离器以及精馏器（3）构成，具有作为进口端的下环管（5-1）；所述下环管（5-1）中心安置插装加热装置（2）的垂向蓄热套管（5-2），所述下环管（5-1）延伸出一组紧邻蓄热套管（5-2）外壁且通往上环管（5-3）的提升管（5-5）；所述上环管（5-3）作为气液分离器，通过上口连通的输气管（5-4）和下口连通的输液管（5-6）朝下延伸分别接精馏器（3）的外管和内管；所述精馏器（3）的外管作为所述发生器（5）的气体出口，内管作为所述发生器（5）的液体出口。

2.根据权利要求1所述的制冷机，其特征在于：所述储液罐出口通往发生器进口端的管路穿过稀液冷却管，构成溶液热交换器。

3.根据权利要求1或2所述的制冷机，其特征在于：所述精馏器的主体由盘绕在提升管外的盘管构成。

4.根据权利要求3所述的制冷机，其特征在于：所述冷凝器与蒸发器的连接管路还引出气压平衡管，所述气压平衡管的另一端接至回流口或接至大气。

5.根据权利要求4所述的制冷机，其特征在于：所述下环管与储液罐的出口管路之间通过副罐。

6.根据权利要求5所述的制冷机，其特征在于：所述提升管至少四根，沿下环管圆周均布。

7.根据权利要求6所述的制冷机，其特征在于：所述上环管通过上口连通的C形输气管朝下延伸接所述精馏器的外管。

8.根据权利要求7所述的制冷机，其特征在于：所述加热装置由内灌热载体的上、下两段蓄热器和输送热量的热管构成。

9.根据权利要求8所述的制冷机，其特征在于：所述发生器以及氨气管均包裹保温材料。

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