CN202885331U - 一种内置发电装置的吸收式制冷系统 - Google Patents

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本实用新型公开了一种内置发电装置的吸收式制冷系统,包括由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和冷却水循环管道组成的吸收式制冷装置。发生器和冷凝器之间设置第一发电装置,第一发电装置包括第一汽轮机和第一发电机。第一汽轮机的进气口与发生器输出气态工质的管路连通,第一汽轮机的出气口与冷凝器的进气管路相连。蒸发器和吸收器之间设置有第二发电装置,所述第二发电装置包括第二汽轮机和第二发电机。第二汽轮机的进气口与蒸发器输出气态工质的管路连通,第二汽轮机的出气口与吸收器的进气管路相连。本实用新型充分利用吸收式制冷系统中气体工质的热能和动能,达到进一步节约能源的目的。

Description

一种内置发电装置的吸收式制冷系统技术领域[0001] 本实用新型涉及节能技术,尤其涉及一种内置发电装置的吸收式制冷系统。背景技术[0002] 随着人们生活水平的大幅提高,空调器已逐渐成为家庭必备的家用电器,大范围 地使用传统制冷方式,导致每年常规高能耗的制冷需求占用国家电力消耗的比例迅速增 加,引起电力紧张,特别是沿海一带由于电力的紧缺,停电现象严重,拉电限电十分普遍。因 此,利用其它能源进行制冷的方式则越来越受到重视。吸收式制冷机以热能直接驱动,具有 电能消耗少,可利用低品位太阳能、余热及废热进行制冷的优点。因此,近些年得到越来越 广泛的应用。小型化吸收式制冷机在别墅、办公室、住宅等建筑中具有较好市场前景。[0003] 图1介绍了吸收式制冷机的原理:吸收式制冷装置包括:发生器、冷凝器、蒸发器、 吸收器。在发生器中通过加热溶液,将溶液中的制冷剂析出,成为气态制冷剂;气态制冷剂 在冷凝器中冷凝为液态制冷剂,该过程中释放的热量被冷却水带着;液态制冷剂进入到低 压的蒸发器中变为气态制冷剂,该过程中吸收热量,从而达到制冷目的;低压的、气态制冷 剂进入到吸收器,发生器中析出了制冷剂的浓溶液传输到吸收器中喷淋而出,从而吸收了 吸收器中的气态制冷剂,形成稀溶液后再回输到发生器中。[0004] 然而现有技术中吸收式制冷机的发生器内溶液加热成的气态制冷剂需在发生器 中输出后再输入到冷凝器中冷凝成为液态制冷剂。在此过程中,制冷剂蒸发形成气流的动 能和热能并没有被充分利用,从而导致能源浪费。实用新型内容[0005] 本实用新型实施例提供了一种内置发电装置的吸收式制冷系统,用以提供一种可 充分利用吸收式制冷机中气态制冷剂由发生器输入到冷凝器过程中形成气流的动能和热 能,达到进一步节约能源的目的。[0006] 根据本实用新型的实施例,提供一种内置发电装置的吸收式制冷系统,包括由发 生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和冷却水循环管道组成的吸收式制冷装置,所述发生器和所 述冷凝器之间设置第一发电装置,所述第一发电装置包括第一汽轮机和第一发电机,其中,[0007] 第一汽轮机的进气口与所述发生器输出气态工质的管路连通,第一汽轮机的出气 口与冷凝器的进气管路相连,所述发生器输出的气态工质推动第一汽轮机的叶片转动从而 使与之相连的第一发电机发电;[0008] 所述蒸发器和吸收器之间设置有第二发电装置,所述第二发电装置包括第二汽轮 机和第二发电机,[0009] 第二汽轮机的进气口与所述蒸发器输出气态工质的管路连通,第二汽轮机的出气 口与所述吸收器的进气管路相连,所述发生器输出的气态工质推动第二汽轮机的叶片转动 从而使与之相连的第二发电机发电。[0010] 所述吸收式制冷装置中发生器的个数至少为I个。[0011] 进一步地,所述吸收式制冷装置包括高温发生器、低温发生器、冷凝器、蒸发器和 吸收器,所述高温发生器和所述低温发生器的输送管道上设置第一发电装置。所述蒸发器 和所述吸收器之间的输送管道上设置第二发电装置。[0012] 所述吸收式制冷装置内的工质为溴化锂或与溴化锂性质相同的物质。[0013] 所述吸收式制冷装置中用于将发生器内的浓溶液加热成气态工质的加热装置为 热泵,所述热泵通过第一供热管道为所述发生器加热。[0014] 所述热泵包括第一换热池、第二换热池、热泵蒸发器、热泵冷凝器;[0015] 第一换热池的进水口与所述吸收式制冷装置的冷却水循环管道出口相连,第一换 热池的出水口与所述吸收式制冷装置的冷却水循环管道进口相连;[0016] 所述热泵蒸发器设置于第一换热池中,用于吸收流经第一换热池中的冷却水的热[0017] 第二换热池的出水口与第一供热管道的入水口通过管道相连,第二换热池的进入 口与第一供热管道的出水口通过管道相连;[0018] 所述热泵冷凝器设置于第二换热池中,用于向流经第二换热池中的介质释放热量。[0019] 所述第二换热池中的介质具体可以是水、导热油、空气。[0020] 进一步地,所述加热装置为热泵和直燃式装置或利用太阳能的供热装置的组合, 所述直燃式装置或利用太阳能的供热装置通过第二供热管道为所述发生器加热。[0021] 所述加热装置设置有供热管道切换开关,所述供热管道切换开关与第一供热管道 中的阀门以及第二供热管道中的阀门电连接,用于控制第一供热管道的阀门开启时,第二 供热管道的阀门关闭;或者,控制第二供热管道的阀门开启时,第一供热管道的阀门关闭。[0022] 所述热泵与第一发电装置的第一发电机或第二发电装置的第二发电机电连接,所 述热泵工作的电能由第一发电机或第二发电机提供。[0023] 由以上可知,在吸收式制冷系统的发生器和冷凝器之间、蒸发器和吸收器之间设 置有第一发电装置和第二发电装置。在发生器中通过加热浓溶液产生较高温度的气态工 质,此较高温度的气态工质进入第一汽轮机,第一汽轮机中的叶片在较高温度蒸汽的推动 下转动,从而带动第一发电机进行发电。此过程中发生器中浓溶液的热焓转化为机械能,进 而转化为电能。第二发电装置则是利用蒸发器中的气态工质进行发电,只是由于蒸发器的 蒸汽热焓较低,因此其发电效率要小于第一汽轮机。本实用新型所发出的电能不但可以用 于满足自身的电能需要还可以向其他用电装置供电。且本实用新型中吸收式制冷系统设置 有两个发生器,这样就可以大大发电效率。同时发生器的加热装置采用热泵和利用太阳能 的供热装置相切换的供热装置,大大节省燃料能源。因此本实用新型充分利用吸收式制冷 系统中气体工质的热能和动能,达到进一步节约能源的目的。附图说明[0024] 图1为现有技术的吸收式制冷机工作原理示意图;[0025] 图2示出了单效吸收式制冷系统内部结构图;[0026] 图3示出了双效吸收式制冷系统内部结构图;[0027] 图4为本实用新型实施例中热泵的的内部结构图;[0028] 图5为本实用新型实施例中混合加热装置的结构图。具体实施方式[0029] 为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并列举实 施例,对本实用新型进一步详细说明。[0030]当吸收式制冷系统为单效吸收式制冷系统,即系统中的发生器的个数为一个时, 图2示出了单效吸收式制冷系统内部结构图。如图2所示,单效吸收式制冷系统包括由发 生器201、冷凝器202、蒸发器203、吸收器204和冷却水循环管道(图中未标出)组成的吸收 式制冷装置。在发生器201和冷凝器202之间设有第一发电装置I。第一发电装置I包括 第一汽轮机11和第一发电机12。其中,第一汽轮机11的进气口与发生器201输出气态工 质的管路连通,第一汽轮机11的出气口与冷凝器202的进气管路相连。在蒸发器203和吸 收器204之间还设置有第二发电装置2。第二发电装置2包括第二汽轮机21和第二发电机 22。第二汽轮机21的进气口与蒸发器203输出气态工质的管路连通,第二汽轮机21的出 气口与吸收器204的进气管路相连。[0031] 吸收式制冷系统的制冷原理为:首先将发生器201内的浓溶液加热,使制冷剂蒸 发形成蒸汽;然后输入到冷凝器202中,被冷却介质冷凝成制冷剂液体;制冷剂经节流进入 蒸发器203中,吸收被冷却系统中的热量而激化成蒸发压力下的制冷剂蒸气,从而达到制 冷的效果。随后蒸发器203中的低压制冷剂蒸汽进入吸收器204。同时发生器201中经发 生过程剩余的溶液(高沸点的吸收剂以及少量未蒸发的制冷剂)经吸收剂节流器喷淋到吸 收器204中,并吸收从蒸发器203出来的低压制冷剂蒸气并恢复到原来的浓度。其中,冷却 水循环管道中的冷却水流经吸收式制冷装置的冷凝器202和吸收器204,为吸收式制冷装 置的冷凝器202及吸收器204进行降温。[0032] 现有技术中,加热后的制冷剂蒸汽由发生器201输出后便直接进入到冷凝器202 中需要大量的冷水进行冷凝。蒸发器203中的制冷剂蒸汽直接进入吸收器204。而本实用 新型则是利用发生器201中加热成的较高温度的制冷剂蒸汽向冷凝器202输送过程中形成 气流的动能,来推动第一汽轮机11的叶片转动,从而带动第一发电机12进行发电。此过程 中,浓溶液的热焓转化为机械能,进而转化为电能。对于第一汽轮机11带动第一发电机12 进行发电的原理为现有技术,此处不再赘述。第二发电装置2的发电原理与第一发电装置 I的原理相同,此处不再赘述。由于蒸发器203的蒸汽热焓较低,因此第二发电装置2的发 电效率要小于第一发电装置I。因此,本实用新型中的第一发电装置I和第二发电装置2实 现对热能的充分利用。[0033]当吸收式制冷系统为双效或多效吸收式制冷系统,即系统中的发生器的个数为至 少2个时。以双效吸收式制冷系统为例,图3示出了双效吸收式制冷系统内部结构图。如 图3所示,双效吸收式制冷系统包括高温发生器301、低温发生器302、冷凝器303、蒸发器 304和吸收器305。在高温发生器301向低温发生器302输送高温制冷剂蒸汽的管道上设 置第一发电装置I。其中,第一发电装置I的第一汽轮机11的进气口与高温发生器301输 出高温高压气态工质的管路连通,第一汽轮机11的出气口与低温发生器302的进气管路相 连。同时在蒸发器304和吸收器305之间的管道上设置有第二发电装置2。[0034] 双效吸收式制冷系统的原理为:溶液在高温发生器301中加热生成部分高温高压制冷剂蒸汽,使得溶液浓缩。浓缩后的溶液高温溶液经高压换热器(图中未示出)降温后进 入到低温发生器302,溶液在低温发生器302中被来自高压发生器的制冷剂蒸汽加热从而 使溶液中的制冷剂继续气化产生低温制冷剂蒸汽,此时溶液浓度进一步浓缩,浓缩后的溶 液经低温热交换器(图中未显示)降温后送回吸收器305 ;由高温发生器301产生的制冷剂 蒸汽经低温发生器302降温后进入冷凝器303,由低温发生器302产生的制冷剂蒸汽直接进 入冷凝器303。这两股制冷剂蒸汽在真空冷凝器303中冷凝成低温制冷剂,低温制冷剂节流 降压后送入真空蒸发器304中低压蒸发,蒸发后的蒸汽被吸收器305中溶液吸收,一方面使 溶液浓度降低成为稀溶液,另一方面使溶液放热而降温达到制冷的目的。第一发电装置I 正是利用高温发生器301加热生成的制冷剂蒸汽产生的动能带动第一汽轮机11的叶片旋 转,从而带动第一发电装置I进行发电。和单效吸收式制冷系统相比,由于高温发生器301 产生的制冷剂蒸汽的热量和动能均大于单效吸收式制冷系统,因此双效吸收式制冷系统第 一发电装置I的发电效率大于单效吸收式制冷系统第一发电装置I的发电效率。双效吸收 式制冷系统中第二发电装置2的发电效率和单效吸收式制冷系统中的第二发电装置2的发 电效率差别不大。[0035] 本实施例中,单效吸收式制冷系统和双效吸收式制冷系统使用的工质均为溴化钾 或与溴化钾性质相同的物质。[0036] 单效吸收式制冷系统中发生器的加热装置或者双效吸收式制冷系统中高温发生 器301和低温发生器302的加热装置均可采用热泵。热泵通过第一供热管道为相应的发生 器加热。图4示出了热泵的的内部结构图。如图4所示,热泵包括第一换热池401、第二换 热池402、热泵蒸发器403、压缩机404、节流阀405和热泵冷凝器406。其中,压缩机404、热 泵冷凝器406、节流阀405、热泵蒸发器403依次通过循环管道407首尾相连。第一换热池 401的进水口与吸收式制冷装置的冷却水循环管道出口相连,第一换热池401的出水口与 吸收式制冷装置的冷却水循环管道进口相连。热泵蒸发器403设置于第一换热池401中, 用于吸收流经第一换热池401中的冷却水的热量。第二换热池402的出水口与第一供热管 道的入水口通过管道相连,第二换热池402的进入口与第一供热管道的出水口通过管道相 连。热泵冷凝器406设置于第二换热池402中,用于向流经第二换热池402中的介质释放 热量。第二换热池402中的介质具体可以为水、导热油或者空气。[0037] 热泵的加热原理为:热泵蒸发器403从第一换热池401中的冷却水中吸收热量, 使热泵内的制冷剂气化成为气体。经气化后的气体经循环管道输入到压缩机404中进行加 压,成为高温高压气体。高温高压气体进入热泵冷凝器406,热泵冷凝器406冷凝液化制冷 剂,使制冷剂成为液体。制冷剂液化过程中释放的热量释放到第二换热池402中,第二换热 池402中被加热后的介质从第二换热池402的出水口流入到第二供热管道中,经第二供热 管道向吸收式制冷装置的发生器进行供热后,再从第二换热池402的进入口回流到第二换 热池402。热泵的节流阀405对从热泵冷凝器406流出的制冷剂进行减压,制冷剂经减压后 变为低温低压液体进入热泵蒸发器403,从而实现对发生器的循环加热。[0038] 进一步地,单效吸收式制冷系统中发生器的加热装置或者双效吸收式制冷系统中 高温发生器301和低温发生器302的加热装置还可为热泵和利用太阳能的供热装置的混合 加热装置。图5示出了混合加热装置的结构图。如图5所示,热泵为第一供热装置501,利 用太阳能的供热装置为第二供热装置502,第一供热装置501通过第一供热管道为吸收式制冷装置加热,第二供热装置502通过第二供热管道为吸收式制冷装置加热。第一供热装 置501和第二供热装置502的使用通过供热管道切换开关503进行切换。供热管道切换开 关503与第一供热管道中的阀门以及第二供热管道中的阀门电连接。当第一供热管道的阀 门开启时,第二供热管道的阀门关闭;当第二供热管道的阀门开启时,第一供热管道的阀门 关闭。[0039] 由第一发电装置I的第一发电机12和第二发电装置2的第二发电机22所发出 的电可供外部的用电设备使用,同时还可以为吸收式制冷系统中的用电设备(如热泵等)供 电。[0040] 由以上可知,本实用新型不论是在单效吸收式制冷系统或多效吸收式制冷系统中 均将发生器和冷凝器之间的热焓、蒸发器和吸收器之间的热焓进行充分利用,使其转化为 电能供本系统的用电设备和其他供电设备使用,同时发生器的加热装置采用热泵,由于热 泵只需第一发电装置I的第一发电机12或第二发电装置2的第二发电机22提供的电力做 功便可将低品质热源变成高品质热源,因此本实用新型充分利用吸收式制冷系统中气体工 质的热能和动能,且不消耗其他能源,因此进一步实现节约能源的目的。[0041] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技 术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1. 一种内置发电装置的吸收式制冷系统,包括由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和冷却水循环管道组成的吸收式制冷装置,其特征在于,所述发生器和所述冷凝器之间设置第一发电装置,所述第一发电装置包括第一汽轮机和第一发电机,其中, 第一汽轮机的进气口与所述发生器输出气态工质的管路连通,第一汽轮机的出气口与冷凝器的进气管路相连,所述发生器输出的气态工质推动第一汽轮机的叶片转动从而使与之相连的第一发电机发电; 所述蒸发器和吸收器之间设置有第二发电装置,所述第二发电装置包括第二汽轮机和第二发电机, 第二汽轮机的进气口与所述蒸发器输出气态工质的管路连通,第二汽轮机的出气口与所述吸收器的进气管路相连,所述发生器输出的气态工质推动第二汽轮机的叶片转动从而使与之相连的第二发电机发电。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述吸收式制冷装置中发生器的个数至少为I个。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述吸收式制冷装置包括高温发生器、低温发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器,所述高温发生器和所述低温发生器的输送管道上设置第一发电装置,所述蒸发器和所述吸收器之间的输送管道上设置第二发电装置。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述吸收式制冷装置内的工质为溴化锂。
5.如权利要求1至4之一所述的系统,其特征在于,所述吸收式制冷装置中用于将发生器内的浓溶液加热成气态工质的加热装置为热泵,所述热泵通过第一供热管道为所述发生器加热。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述热泵包括第一换热池、第二换热池、热泵蒸发器、热泵冷凝器; 第一换热池的进水口与所述吸收式制冷装置的冷却水循环管道出口相连,第一换热池的出水口与所述吸收式制冷装置的冷却水循环管道进口相连; 所述热泵蒸发器设置于第一换热池中,用于吸收流经第一换热池中的冷却水的热量; 第二换热池的出水口与第一供热管道的入水口通过管道相连,第二换热池的进入口与第一供热管道的出水口通过管道相连; 所述热泵冷凝器设置于第二换热池中,用于向流经第二换热池中的介质释放热量。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述第二换热池中的介质具体可以是水、导热油或空气。
8.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述加热装置为热泵和利用太阳能的供热装置的组合,所述利用太阳能的供热装置通过第二供热管道为所述发生器加热。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述加热装置设置有供热管道切换开关,所述供热管道切换开关与第一供热管道中的阀门以及第二供热管道中的阀门电连接,用于控制第一供热管道的阀门开启时,第二供热管道的阀门关闭;或者,控制第二供热管道的阀门开启时,第一供热管道的阀门关闭。
10.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述热泵与第一发电装置的第一发电机或第二发电装置的第二发电机电连接,所述热泵工作的电能由第一发电机或第二发电机提供。
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