CN205425507U - 一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机，含高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温溶液热交换器和低温溶液热交换器；高压发生器溶液出口与吸收器溶液入口，经高温溶液热交换器、低压发生器、低温溶液热交换器，通过管道相连；高压发生器水蒸汽出口与蒸发器入口，经低压发生器溶液区，通过管道相连；蒸发器冷剂水与吸收器溶液汇合成稀溶液出口，经溶液泵、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器，与高压发生器溶液入口相连；空气处理机出口冷水由蒸发器冷水入口，经内部管道，流回至空气处理机回水口；冷却塔出口冷水由吸收器冷水入口，经其内部管道、冷水出口、冷凝器冷水入口、冷凝器内部管道，流回至冷却塔回水口。

Description

一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机

技术领域：

本实用新型涉及一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机，属于吸收式制冷机技术领域。

背景技术：

微型燃气轮机在发电领域应用越来越广，其余热利用也是大家关注的焦点。在余热制冷方面，国内外均进行了大量研究。风冷制冷机体积大，技术仍不成熟，环境温度过高时易出现溴化锂溶液结晶等问题，暂未获得实际应用。因此基本集中在水冷制冷机的研发上。日本Yazaki(矢崎)、美国Carrier(开利)等厂家先后开发了35kW热水型单效溴化锂制冷机(配CapstoneC30)、烟气/直燃型溴化锂制冷机等产品为微型燃气轮机配套。此外，美国PowerHouse公司开展了烟气直接驱动的氨—水吸收式制冷机技术研究与样机开发工作，首台样机据称能效比(COP)超过1.0，但余热回收量小，制冷量仅为溴化锂制冷机的一半，应用价值低。国内，长沙远大等溴化锂制冷机制造厂家已引进微型燃气轮机，并开展相关技术研究，重点是在其传统直燃型溴化锂制冷机系列基础上开发余热驱动型溴冷机，并针对美国Honeywell75kW、CapstoneC30/60等微型燃气轮机开发了余热型单效溴冷机，但这些制冷机通过水或导热油等中间介质加热溴化锂溶液，中间换热环节，减低了热效率。

综合看，国内外配套微型燃气轮机的余热型溴冷机均为水冷单效机型，制冷循环流程简单，制造成本低，主机体积小。但其制冷能效比低，最高0.7，同时冷却负荷大，冷却水耗量较双效机高约40％，但冷却塔体积大，在空间有限的条件下布置困难。再者，微型燃气轮机主要用于发电，其发电量变化范围大，如何保证余热不稳定时制冷量的稳定输出，也是亟待解决的问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为解决微型燃气轮机配套使用的余热利用型制冷机，体积重量大、制冷量不稳定问题，提出了一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机，其特征在于，包括高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温溶液热交换器和低温溶液热交换器；其中，

高压发生器的溶液出口与低压发生器的溶液入口通过管道相连，其间经过高温溶液热交换器；高压发生器的冷剂水蒸汽出口与低压发生器的冷剂水蒸汽入口通过管道相连；

低压发生器的溶液出口与吸收器的溶液入口通过管道相连，其间经过低温溶液热交换器；低压发生器的冷剂水蒸汽入口与冷剂水出口通过管道在低压发生器内连通，并且经过溶液区；低压发生器的冷剂水出口与冷凝器的冷剂水入口之间由管道连接；低压发生器与冷凝器之间还开有可流动水蒸汽的通道，通道位置高于溶液区；

冷凝器的冷剂水出口与蒸发器的冷剂水入口通过管道相连；

蒸发器的冷剂水出口与吸收器的溶液出口汇合在一起，共同形成稀溶液出口，并经过溶液泵、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器，与高压发生器的溶液入口相连，同时，稀溶液出口经溶液泵，与低压发生器的溶液入口通过管道相连；

空气处理机出水口的冷水由蒸发器冷水入口，经蒸发器内部管道，由蒸发器冷水出口流至空气处理机的回水口；

冷却塔出水口的冷水由吸收器冷水入口，经吸收器内部管道，由吸收器冷水出口流至冷凝器冷水入口，再经冷凝器内部管道，最后由冷凝器冷水出口流至冷却塔的回水口。

本实用新型进一步的改进在于，还包括真空泵，其设置在冷凝器和蒸发器的真空口外部。

本实用新型进一步的改进在于，还包括自动融晶套管，其设置在溶液泵与低压发生器的溶液入口相连管道的外部。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型可大大降低体积重量，稳定制冷量输出。同时还采用了溶液串联流程、单泵、半沉浸式蒸发器方案，改善了溴冷机溶液易结晶和冷剂易污染的特点，结合溶液泵自动变频控制高发液位技术，降低了运行维护要求。该实用新型的制冷机以水为制冷剂，以溴化锂水溶液为吸收剂，在真空状态下运行。与传统的蒸汽压缩式制冷相比，运动部件少，噪声小，运行平稳，没有造成环境污染的易挥发工质泄漏。附加的补燃系统，既能满足用户在各种复杂条件下的用冷需求，又极大地提高了微型燃气轮机组的综合效率。

制冷机将微型燃气轮机组排烟中的热能转化为空调水的冷能，通过空调循环泵输送至空气处理器内，与室内排出的热风进行能量交换，使风温湿度降低后由风管输送至用户处。

溴化锂吸收式制冷机的制冷原理从根本上说就是利用水蒸发吸热的原理。在高压发生器和低压发生器内，水蒸发吸收外加热源的热量，产生系统循环的动力；在蒸发器内，水蒸发吸收空调水从空调房间带来的热量，使空调水降温，从而达到为空调房间降温的目的。其它各部件的功能是辅助实现水的循环(冷凝器、吸收器)，或回收热量以尽可能减少能源消耗(高温溶液换热器、低温溶液换热器)。

附图说明：

图1为本实用新型的水冷双效溶液串联溴化锂吸收式制冷流程图。

图中：1为高压发生器，2为低压发生器，3为冷凝器，4为蒸发器，5为吸收器，6为高温溶液热交换器，7为低温溶液热交换器，8为溶液泵，9为真空泵，10为自动融晶套管。

具体实施方式：

下面结合附图中的实施例作进一步的描述：

如图1所示，本实用新型的制冷机主要由高压发生器1、低压发生器2、冷凝器3、蒸发器4、吸收器5、高温溶液热交换器6、低温溶液热交换器7、溶液泵8、真空泵9、自动融晶套管10、管路和调节阀等组成。

所述的高压发生器1，其溶液出口与低压发生器2溶液入口通过管道相连，其间经过高温溶液热交换器6；高压发生器1冷剂水蒸汽出口与低压发生器2冷剂水蒸汽入口通过管道相连。

所述的低压发生器2，其溶液出口与吸收器5溶液入口通过管道相连，其间经过低温溶液热交换器7；低压发生器2冷剂水蒸汽入口与冷剂水出口通过管道在低压发生器2内连通，并且经过溶液区；低压发生器2冷剂水出口与冷凝器3冷剂水入口之间由管道连接；低压发生器2与冷凝器3之间还开有可流动水蒸汽的通道，通道位置应高于溶液区。

所述的冷凝器3，其冷剂水出口与蒸发器4冷剂水入口通过管道相连。

所述的蒸发器4，其冷剂水出口与吸收器5溶液出口汇合在一起，共同形成稀溶液出口，并经过溶液泵8、低温溶液热交换器6、高温溶液热交换器7，与高压发生器1溶液入口相连。

所述的真空泵9，其设置在冷凝器3和蒸发器4的真空口外部。

所述的自动融晶套管10，其设置在溶液泵8与低压发生器2的溶液入口相连管道的外部。

空气处理机出水口的冷水由蒸发器4冷水入口，经蒸发器4内部管道，由蒸发器4冷水出口流至空气处理机的回水口。

冷却塔出水口的冷水由吸收器5冷水入口，经吸收器5内部管道，由吸收器5冷水出口流至冷凝器3冷水入口，再经冷凝器3内部管道，最后由冷凝器3冷水出口流至冷却塔的回水口。

所述的溴化锂吸收式制冷机的内部工作流程分为冷剂水流程和溶液流程，两个流程既有相互独立的阶段，也有相互融合的阶段，详细描述如下。

1)余热烟气从高压发生器的烟气通道流过，加热高压发生器内的溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液沸腾产生冷剂水蒸汽。产生的冷剂水蒸汽由密闭的蒸汽管道输送到低压发生器内(从低压发生器换热管内通过)，加热换热管外侧的溴化锂溶液，加热完低发溶液的水蒸汽凝结成高温液态冷剂水，与低压发生器沸腾产生的冷剂水蒸汽分别进入冷凝器，被冷凝管内的冷却水冷凝成为常温液态冷剂水。常温液态冷剂水经过节流后压力降低，在蒸发器内低温蒸发，吸收换热管内空调水带来的热量，产生制冷效果。

2)在高压发生器内，稀溶液受烟气加热沸腾，产生冷剂水蒸汽，压力升高，同时溶液失水浓度提高，在高压发生器溶液出口附近形成浓度较高的溶液――称为中间溶液。中间溶液在压差作用下，经过节流降压后进入低压发生器，受换热管内冷剂水蒸汽加热沸腾，进一步失水浓缩，在低压发生器溶液出口附近形成浓溶液，浓溶液进入吸收器，吸收从蒸发器蒸发产生的低温冷剂水蒸汽，重新成为稀溶液，由溶液泵输送至高压发生器内加热，从而完成一个循环。在高压发生器出口和低压发生器出口分别放置一个换热器――即高温溶液换热器和低温溶液换热器，用于回收溶液的热量，分别对进高压发生器和低压发生器的溶液进行预热，以提高系统的整体经济性能。

制冷机运行控制要求很高，为降低操作难度，对机组的启动、正常运行、停机前的稀释运行和故障报警安全保护等分别设计了相应的控制程序，实现了机组的全自动化运行，无需人工值守。其中高发溶液液位控制采用四组电极划分为低、正常、高和超高液位等级，通过溶液泵的变频，采用二分法结合液位预测等算法实现了液位的稳定控制，保证了循环参数的稳定。

Claims (3)

1.一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机，其特征在于，包括高压发生器(1)、低压发生器(2)、冷凝器(3)、蒸发器(4)、吸收器(5)、高温溶液热交换器(6)和低温溶液热交换器(7)；其中，

高压发生器(1)的溶液出口与低压发生器(2)的溶液入口通过管道相连，其间经过高温溶液热交换器(6)；高压发生器(1)的冷剂水蒸汽出口与低压发生器(2)的冷剂水蒸汽入口通过管道相连；

低压发生器(2)的溶液出口与吸收器(5)的溶液入口通过管道相连，其间经过低温溶液热交换器(7)；低压发生器(2)的冷剂水蒸汽入口与冷剂水出口通过管道在低压发生器(2)内连通，并且经过溶液区；低压发生器(2)的冷剂水出口与冷凝器(3)的冷剂水入口之间由管道连接；低压发生器(2)与冷凝器(3)之间还开有可流动水蒸汽的通道，通道位置高于溶液区；

冷凝器(3)的冷剂水出口与蒸发器(4)的冷剂水入口通过管道相连；

蒸发器(4)的冷剂水出口与吸收器(5)的溶液出口汇合在一起，共同形成稀溶液出口，并经过溶液泵(8)、低温溶液热交换器(7)、高温溶液热交换器(6)，与高压发生器(1)的溶液入口相连，同时，稀溶液出口经溶液泵(8)，与低压发生器(2)的溶液入口通过管道相连；

空气处理机出水口的冷水由蒸发器(4)冷水入口，经蒸发器(4)内部管道，由蒸发器(4)冷水出口流至空气处理机的回水口；

冷却塔出水口的冷水由吸收器(5)冷水入口，经吸收器(5)内部管道，由吸收器(5)冷水出口流至冷凝器(3)冷水入口，再经冷凝器(3)内部管道，最后由冷凝器(3)冷水出口流至冷却塔的回水口。

2.根据权利要求1所述的一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机，其特征在于，还包括真空泵(9)，其设置在冷凝器(3)和蒸发器(4)的真空口外部。

3.根据权利要求1所述的一种双效余热补燃型溴化锂吸收式制冷机，其特征在于，还包括自动融晶套管(10)，其设置在溶液泵(8)与低压发生器(2)的溶液入口相连管道的外部。