CN203586615U - 带均匀布气器的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种带均匀布气器的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统，所述带均匀布气器的绝热喷雾吸收器的主体为罐体，罐体上设有连通内外的出气管路，底端设有连通内外的排液管路；罐体的底部设有通过连通内外的进液管路连接的、用于向上喷射溶液的雾化喷嘴，及通过连通内外的进气管路连接的、用于喷气的布气器。本实用新型实施例的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器通过罐体的底部设置雾化喷嘴及布气器，采用下喷式结构，由下向上喷雾使雾滴从上升到下落有两次与从布气器均匀进入罐体的气体相接触的机会，建立起双程吸收过程，既可充分利用吸收器空间，还能通过增加接触时间强化吸收效果，从而使吸收器的体积可进一步缩小。

Description

带均匀布气器的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，尤其涉及一种带均匀布气器的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统。

背景技术

吸收器是吸收式制冷系统中的关键设备，主要是根据稀溶液中制冷剂成分与制冷剂蒸气的浓度差，通过稀溶液吸收制冷剂蒸气而形成浓溶液，从而完成吸收过程，即使稀溶液变成浓溶液，供吸收式制冷中溶液的循环使用。

在传统的吸收式制冷系统中，普遍采用的吸收器多为降膜式吸收器，其工作原理是溶液从上喷淋在填料或换热管壁上形成液体薄膜，通过液体薄膜与气体的接触完成吸收过程，由于吸收过程要产生大量的吸收热，需要利用冷却盘管等把吸收热带走。由于降膜式吸收器中传热传质过程的相互藕合，使得同时提高传热和传质效率变得较为困难，因此其综合传热传质效率普遍不是很高，也使得传统吸收式制冷系统的吸收器体积较大，有的占系统总体积竟高达40%。这对于缩小吸收式制冷系统的体积很不利，因此，如何强化吸收器中的传热传质过程、提高其效率，就成为研究和生产人员共同面临的问题。

对于传统的降膜式吸收器而言，强化传热传质的主要办法有采用高效换热器、改变填料或换热管表面形状以加强对薄膜流动的扰动、在溶液中加添加剂等等，在一定程度上使其传热传质效率得到提高，但无法从根本上克服降膜吸收的缺陷。为此，人们提出了绝热喷雾式吸收器，通过把传热和传质过程分离并分别进行强化而实现传热传质的高效。在绝热喷雾式吸收系统中，传热过程通过外置式换热器独立完成对稀溶液的冷却和过冷，过冷后的稀溶液在绝热喷雾吸收器中喷淋并与气体接触从而完成吸收中的传质过程，同时吸收过程中产生的吸收热由溶液本身吸收而使溶液温度升高，在吸收过程中只有传质而不对外进行传热，从而实现传热与传质分离、使二者不再相互强烈藕合而相互制约，为传热传质的分离强化提供了可能，是一种较为理想的强化吸收过程的手段。利用绝热喷雾吸收可以大大减小吸收器的体积，从而缩小吸收式制冷系统的体积，为设备小型化、紧凑化提供了可能。

然而，在已有的绝热喷雾吸收器中，主要采用的是从上而下的喷雾方式。即稀溶液通过雾化喷嘴从吸收器顶部以一定角度喷淋而下，气体则自中下部进入吸收器，通过稀溶液雾滴和气体的接触完成吸收的传质过程。在这种普通的绝热喷雾吸收器中，由于雾化喷嘴的角度限制，从喷嘴喷出的雾滴不能遍布整个吸收器空间，而在吸收器上部会出现一部分无雾滴分布的空间，从而降低了吸收器的空间利用率，限制了绝热喷雾吸收器体积的进一步缩小。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种充分利用并缩小罐体空间，吸收效果强的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，主体为罐体，罐体上设有连通内外的出气管路，底端设有连通内外的排液管路；罐体的底部设有通过连通内外的进液管路连接的、用于向上喷射溶液的雾化喷嘴，及通过连通内外的进气管路连接的、用于喷气的布气器。

进一步地，所述罐体的顶部正对出气管路的管口设有第一挡板。

进一步地，所述罐体的顶部，且第一挡板的背离于所述管口的一侧设有第二挡板。

进一步地，所述第二挡板设有网孔状的布液孔。

进一步地，所述布气器呈与罐体的底部匹配的环形，底面均匀地设有至少4个布气孔。

进一步地，所述雾化喷嘴通过螺纹和密封垫圈固定连接于罐体的底部。

进一步地，所述罐体顶端设有均与罐体空间相连通的压力传感器接管和平衡管接管。

进一步地，所述罐体上还设有测温管，测温管呈桶状，其内设有测温器件。

进一步地，所述罐体的侧壁上对称地设有视镜。

相应地，本实用新型实施例还提供了一种吸收式制冷系统，包括通过管路连接构成循环回路的发生器、冷凝器、蒸发器、冷剂泵、溶液泵、吸收器、储液器及溶液热交换器；所述吸收器采用如上所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器。

本实用新型实施例的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统的有益效果是：通过罐体的底部设置雾化喷嘴及布气器，采用下喷式结构，由下向上喷雾使雾滴从上升到下落有两次与从布气器均匀流进罐体的气体相接触的机会，建立起双程吸收过程，既可充分利用吸收器空间，还能通过增加接触时间强化吸收效果，从而使吸收器的体积可进一步缩小。

附图说明

图1是本实用新型实施例的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器的剖面结构示意图。

图2是本实用新型实施例的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器的布气器的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器的俯视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

为了克服现有装置的缺点及减小罐体的体积，促进制冷空调工程中的能源综合利用、节能和环保，本实用新型实施例提供一种具有均匀布气功能的绝热喷雾吸收器，可以大大减小罐体和吸收式制冷系统的体积，提高其效率，进而可促进余热/废热、清洁能源和不可再生能源如天然气及太阳能等在制冷空调工程中的应用，在提高用能效率的同时还能保护地球的自然环境。有利于从根本上解决我国用电紧张局面和保护环境问题，无论是对能源替代使用、综合利用，还是对环境保护都有着积极的意义。

请参考图1至图3，本实用新型实施例的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，主体为罐体10，包括出气管路20、排液管路30、雾化喷嘴40及布气器50。

出气管路20设于罐体10上，连通内外。具体地，出气管路20设于罐体10顶端的中心或其他位置。

排液管路30设于罐体10的底端的中心位置或其他位置，也连通内外。

雾化喷嘴40设于罐体10的底部，且通过连通内外的进液管路60连接，用于向上喷射溶液。其中，进液管路60设于罐体10底端中心位置或其他位置且不与排液管路30相干扰，并通过螺纹连接件61接入。优选地，所述雾化喷嘴40安装于螺纹连接件61的伸入罐体10内部的一端，通过螺纹和密封垫圈密封地固定连接于罐体10的底部，便于根据需要对雾化喷嘴40进行维护与检修。

布气器50也设于罐体10的底部，且通过连通内外的进气管路70连接，用于喷气。其中，进气管路70设于罐体10的预定高度的侧壁上，且伸入罐体10内部的一端与布气器50相连通。优选地，所述布气器50呈与罐体10的底部匹配的环形，底面均匀地设有至少4个布气孔，使混合气体进入罐体10并均匀分布在罐体10中。

所述带均匀布气器的绝热喷雾吸收器还包括第一挡板80、第二挡板90、压力传感器接管100、平衡管接管110、测温管120及视镜130。

第一挡板80设于所述罐体10的顶部正对出气管路20的管口，以防止喷射的雾滴直接进入出气管路20。

第二挡板90设于所述罐体10的顶部，且位于第一挡板80的背离于所述管口的一侧。优选地，所述第二挡板90设有网孔状的布液孔。从而，第二挡板90固设于第一挡板80的下方，既能满足溶液以液滴下落的要求、又允许混合气从网孔状布液孔中穿过而进入排气管路排出罐体10。

压力传感器接管100和平衡管接管110设于所述罐体10顶端，且均与罐体10空间相连通。

测温管120设于所述罐体10上需要测温的部位，呈桶状，测温器件通过测温管120的开口端置入并安装于其内。具体地，测温管120的数量根据需要确定，可以是一个也可以是多个；测温器件为温度计或温度传感器。

视镜130对称地设于所述罐体10的侧壁上，具体地，两个能承受2.5MPa压力的视镜130在罐体10侧壁上对称安装，供运行时对喷雾和吸收情况进行观察。上述各部件有机连接成一个装置整体，可以实现稀溶液自下向上喷雾、自上向下滴落并与混合气充分接触完成双程吸收过程，并可实时监测吸收过程中的温度、压力和溶液喷雾吸收等情况。

相应地，本实用新型实施例还提供了一种吸收式制冷系统，包括通过管路连接构成循环回路的发生器、冷凝器、蒸发器、冷剂泵、溶液泵、吸收器、储液器及溶液热交换器；所述吸收器采用如上所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器。

本实用新型实施例的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器的工作过程如下：经过预冷的稀溶液通过进液管路60由雾化喷嘴40以预定喷射角度范围在罐体10底部呈实心圆锥体形向上喷出；同时，含制冷剂气体较多的混合气（如氨/氢或氨/氦混合气）通过进气管路70并由布气器50均匀进入罐体10底部并向上部空间扩散流动；向上喷射的稀溶液雾滴与向上流动的混合气接触时，部分混合气中的制冷剂气体成分由稀溶液雾滴吸收形成中间浓度溶液雾滴，而制冷剂气体成分被吸收后的混合气由于密度减小而继续向上流动，并经由罐体10顶部的出气管路20流出带均匀布气器的绝热喷雾吸收器；中间浓度溶液雾滴向上碰撞到罐体10顶壁及第二挡板90后，由第二挡板90表面及其设置的网孔状布液孔以液滴形式向下滴落；下落的中间浓度溶液液滴在下落过程中与雾化喷嘴40喷出的雾滴产生碰撞并继续与持续向上流动的混合气接触，再次吸收混合气中的制冷剂气体成分，直到吸收达到饱和而形成最终的浓溶液，浓溶液滴落在罐体10底部后从排液管路30及时排出以避免溶液过多集聚于罐体10底部而影响雾化喷嘴40工作；通过两个对称设置的视镜130可观察罐体10内溶液的喷雾吸收情况。上述过程可以持续不断地进行，溶液与混合气体存在上升与下降二次接触与吸收过程，此双程吸收过程可使在较短的吸收路程内具有较为充分的吸收时间，确保吸收过程的充分进行；既可减小罐体10的高度、又可充分利用罐体10的全部空间以满足吸收过程的需要，可最大程度减小罐体10的体积，并满足吸收效果的需要。吸收过程中带均匀布气器的绝热喷雾吸收器内的压力和温度则分别由装设的压力传感器和测温器件测出，用以监控该双程绝热喷雾带均匀布气器的绝热喷雾吸收器的运行状态。

在以上工作过程中，同时存在两个流程：一个是溶液流程，即从进液管路60及雾化喷嘴40向上喷射、碰到罐体10顶壁及第二挡板90后以液滴下落并最终形成浓溶液的双程溶液流程；另一个是从进气管路70和布气器50进入罐体10并先向下后向上流动、最后从罐体10顶部的出气管路20流出罐体10的混合气流程。溶液流程和混合气流程中，溶液与混合气进行充分接触并完成吸收过程。溶液流程和混合器流程的组合，使吸收式制冷系统中的吸收过程可以持续不断地进行，从而确保制冷循环的进行。

在实际应用中,可以根据实际情况对喷淋稀溶液的流量、温度和压力等参数进行调节，使带均匀布气器的绝热喷雾吸收器内的参数和最终浓溶液的浓度等满足使用要求。

以上所述是本实用新型的具体实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，主体为罐体，罐体上设有连通内外的出气管路，底端设有连通内外的排液管路；其特征在于，罐体的底部设有通过连通内外的进液管路连接的、用于向上喷射溶液的雾化喷嘴，及通过连通内外的进气管路连接的、用于喷气的布气器。

2.如权利要求1所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体的顶部正对出气管路的管口设有第一挡板。

3.如权利要求2所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体的顶部，且第一挡板的背离于所述管口的一侧设有第二挡板。

4.如权利要求3所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述第二挡板设有网孔状的布液孔。

5.如权利要求1所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述布气器呈与罐体的底部匹配的环形，底面均匀地设有至少4个布气孔。

6.如权利要求1所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述雾化喷嘴通过螺纹和密封垫圈固定连接于罐体的底部。

7.如权利要求1所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体顶端设有均与罐体空间相连通的压力传感器接管和平衡管接管。

8.如权利要求1所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体上还设有测温管，测温管呈桶状，其内设有测温器件。

9.如权利要求1所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体的侧壁上对称地设有视镜。

10.一种吸收式制冷系统，包括通过管路连接构成循环回路的发生器、冷凝器、蒸发器、冷剂泵、溶液泵、吸收器、储液器及溶液热交换器；其特征在于，所述吸收器采用如权利要求1至9中任一项所述的带均匀布气器的绝热喷雾吸收器。

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