CN208504785U - 冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统，储热器入口连通太阳能集热器出口，储热器出口通过循环泵与太阳能集热器入口连通，储热器通过感温元件连接辅助加热器，发生器内设有与储热器相连的换热装置，发生器制冷剂气体出口与冷凝器连通，冷凝器低温制冷剂液体出口经节流阀与蒸发器连通，蒸发器冷冻水进出口通向高温保鲜库，蒸发器低温制冷剂气体出口与吸收器连通，发生器高浓度溴化锂水溶液出口与吸收器连通，吸收器低浓度溴化锂水溶液出口通过溶液泵与热交换器串联，再与发生器连通。将太阳能与冷库废热结合起来，不仅可实现高温保鲜冷库制冷的较低成本，减少冷库向环境释放冷凝废热量及冷却塔的耗水量和耗电量等。

Description

冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种冷库制冷系统，尤其是一种冷库热能与太阳能等绿色能源的综合利用的吸收式制冷系统。

背景技术

冷库是食品生产、加工、经营企业的重要场所，也是农产品冷链物流的基础设施。目前用于各类冷冻、冷藏的冷库装置主要是压缩式制冷循环系统。为了保证恒定并且较低的库温，压缩式制冷循环系统需要连续运行，大量消耗电能的同时，所产生的冷凝热量通常直接排放空气中，给环境带来不利影响，将对环境造成“热污染”，同时也浪费了能源。若能将这部分低品位热能加以回收利用，用来制取冷库生产、生活用热水等方面，可达到节能减排的效果。

同时，冷库工作人员的办公室在冬季需要采暖，在夏季需要制冷，额外需要相应设备及消耗能源。可见，冷库中一方面有大量的低品位热能浪费掉；另一方面，冷库在运行过程中的其它环节又需要消耗热能，若能匹配好这两方面的热能利用，将能减小冷库的能源消耗。

在能源短缺的背景下，各种新能源技术发展越来越重视，太阳能是其中一种很有潜力的新能源。太阳能的热利用已经发展较为成熟。利用太阳能作为能源驱动的制冷系统，一般采用吸收式制冷系统。吸收式制冷技术是利用吸收剂的吸收和制冷剂的蒸发特性进行制冷的技术。吸收式制冷系统的制冷溶液包括制冷剂和吸收剂，制冷溶液在发生器中被加热，分离出气态的制冷剂，同时，留在发生器中的吸收剂浓度提高，并在冷凝器散热冷凝，节流降压后的液态制冷剂在蒸发器中吸热蒸发制冷后，进入吸收器。而高浓度的吸收剂从发生器，经管道在回热器中降温，再由喷淋装置将吸收剂喷淋至吸收器中，与来自蒸发器的低温气态制冷剂混合，而变成较低温度的稀溶液，最后由回流泵将稀溶液送回至发生器，完成一个制冷循环。太阳能吸收式制冷技术，属于一种低电耗、无污染和不破坏臭氧层的可再生能源利用技术与吸收式制冷技术的结合。

因此，在冷库中的高温保鲜库可采用一种冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统，该系统保证冷库制冷装置正常运行的前提下，充分利用整个制冷装置通过冷凝器放出的废热，也结合了太阳能的可再生资源，不但保证了冷库制冷装置的冷凝器处于有利的工作状态，又对废热与太阳能等低品位热能进行了利用，大幅度节约能源消耗，也使得冷库的高温保鲜库或办公室的制冷能源成本明显降低。

冷库制冷系统运行时所产生的大量冷凝热通常直接被排放到环境中，造成环境热污染及冷却塔水耗和电耗等。若能将低品位冷凝废热回收加以利用，用来制取5℃左右低温水用于冷库中的高温保鲜库或办公室空调使用等方面，不仅可减少环境热污染，且可节省能源消耗，达到节能减排的效果。此外，太阳能具有储量丰富、维持长久、分布广泛，维护方便、清洁、无污染等优点，因此设计将冷库的废热与太阳能热利用结合起来，建立一种冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统，制取冷量用于冷库中的高温保鲜库或办公室使用。

发明内容

本实用新型是要提供一种冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统，将太阳能与冷库废热结合起来，不仅可实现高温保鲜冷库制冷的较低成本，减少冷库向环境释放冷凝废热量及冷却塔的耗水量和耗电量等。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统，包括热交换器、发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器，所述储热器的入口连通太阳能集热器的出口，储热器的出口通过循环泵与太阳能集热器的入口连通，所述储热器连接辅助加热器，所述储热器内置有感温元件，感温元件连接辅助加热器，用于控制辅助加热器启动，所述发生器内设有与储热器相连的换热装置，所述发生器的制冷剂气体出口与冷凝器连通，所述冷凝器的低温制冷剂液体出口经节流阀与蒸发器连通，所述蒸发器的冷冻水进出口通向高温保鲜库，用于保鲜库的制冷，所述蒸发器的低温制冷剂气体出口与吸收器连通，所述发生器的高浓度溴化锂水溶液出口与吸收器连通，所述吸收器的低浓度溴化锂水溶液出口通过溶液泵与热交换器串联，再与发生器连通。

所述的热交换器与冷库冷凝器连通，用于吸收冷库冷凝器的冷凝废热热量，提高进入发生器的稀溶液的温度、提高发生器中稀溶液的浓缩效果，以及回收利用部分冷凝热，减少冷却水系统的散热量和冷却塔的水耗及电耗。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：

本实用新型通过太阳能集热系统吸收太阳能的热量，为吸收式制冷系统发生器提供热源动力；当太阳能不足时，采用辅助加热系统给予补偿，保证系统的正常运行。稀溶液从吸收器流回发生器时，经热交换器预热，回收冷库压缩式制冷系统冷凝热实现对稀溶液预热。将太阳能与冷库废热结合起来，不仅可实现高温保鲜冷库制冷的较低成本，减少冷库向环境释放冷凝废热量及冷却塔的耗水量和耗电量等。

本实用新型将低品位冷凝废热回收加以利用，用来制取5℃左右低温水用于冷库中的高温保鲜库或办公室空调使用等方面，不仅可减少环境热污染，且可节省能源消耗，达到节能减排的效果。此外，太阳能具有储量丰富、维持长久、分布防范，维护方便、清洁、无污染等优点。

附图说明

图1为本实用新型的冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种冷库冷凝废热与太阳能互补驱动的吸收式制冷系统，包括太阳能集热器1、储热器2、热水循环泵3、辅助加热器4、感温元件5、冷库冷凝器6、发生器7、冷凝器8、节流阀9、蒸发器10、吸收器11、溶液泵12、开关阀13、热交换器14等。太阳能集热器1的出口连接储热器2的入口，储热器2的出口连接热水循环泵3，热水循环泵3连接太阳能集热器1的进口。

辅助加热器4连接一个感温元件5，感温元件5置于储热器2内，辅助加热器4与感温元件5构成闭合系统，当感温元件5检测到储热器2内水温过低时，控制辅助加热器4启动以补偿热量。

储热器2通过2根保温管道与发生器7内热盘管连接，发生器7内设置有用于与发生器内的制冷液体进行热交换的热盘管。发生器7的气态制冷剂出口连接冷凝器8的气态制冷剂入口，冷凝器8的液态制冷剂出口连接节流阀9入口，节流阀9出口连接蒸发器10的液态制冷剂入口，蒸发器10的气态制冷剂出口连接吸收器11的气态制冷剂入口，吸收器11的低温稀溶液出口连接一个热交换器14，用于预热稀溶液，再连接到发生器7的入口，吸收器11 的浓溶液入口连接一个开关阀13，再连接到发生器7的浓溶液出口。

冷库冷凝器6冷却水出口连接热交换器14的入口，热交换器14用于预热从吸收器流出的稀溶液，热交换器14的热量来自于冷库冷凝器的冷凝废热。

系统内的工质循环包括热水循环系统、制冷溶液循环系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统。

热水循环系统：太阳能集热器1收集太阳光的热能，把太阳能转变成循环水的热能，储存在储热器2中，为吸收式制冷机中的发生器7提供热源。热水循环泵3提供循环水的动能，辅助加热器4用于在太阳能供应不足时补充热能，保证制冷过程的连续性。

冷却水循环系统：冷库冷凝器6把热量释放给冷却水，冷却水温度升高，通过管道输送给热交换器14，预热低温溴化锂稀溶液后，冷却水温度降低，冷却水再回到冷库冷凝器6，如此循环。

制冷溶液循环系统：在发生器7中制冷溶液被热水加热，汽化出制冷剂气体，进入冷凝器8冷凝；同时，发生器7中的稀溶液变为浓溶液，通过开关阀进入吸收器11。制冷剂气体在冷凝器8中被冷却凝结成液体，然后经过节流阀9降压进入蒸发器10吸热蒸发，产生制冷效应，供应高温保鲜库冷量。低压低温制冷剂气体进入吸收器11，流入吸收器11中的浓溶液吸收制冷剂气体，成为稀溶液后，被溶液泵12加压送入热交换器14预热，再进入发生器7，实现制冷。

冷冻水循环系统：来自高温保鲜库的高温冷冻水与蒸发器10中的制冷剂液体交换热量，而温度下降，再进入高温保鲜库，吸收高温保鲜库热量，冷冻水温度升高，再流回蒸发器10，实现高温保鲜库的制冷。

本实用新型的具体工作过程如下：

一种冷库冷凝废热与太阳能互补驱动的吸收式制冷系统，太阳能集热器1采用平板集热器，该集热器能够提供100℃的热水，将太阳能集热器1与储热器2、热水循环泵3串联起来，构成闭合回路，将吸收的太阳能转化为热水的热能储存在储热器中。若储热器内的感温元件 5感受到的温度偏低(低于80℃)时，启动辅助加热器4，以使得储热器内热水的温度满足吸收式制冷系统的热源需求75℃-95℃。若储热器内的感温元件5感受到的温度达到要求(高于80℃)，辅助加热器4不工作。

储热器2中的100℃热水进入发生器7，为发生器7中的溴化锂稀溶液蒸发提供热源。溴化锂水溶液受到加热后，溶液中的水不断汽化为水蒸气，水蒸气进入冷凝器8，冷凝放热成为高压液态水。高压液态水从冷凝器8出发进入节流阀9，节流降压为低温低压液态水(约4℃) 进入蒸发器。低温低压液态水在蒸发器10内蒸发并吸收冷媒水的热量，从而达到高温保鲜库 (温度0-10℃)降温制冷的目的。在发生器7内随着水的不断汽化，溴化锂水溶液浓度不断升高，浓溶液通过开关阀13进入吸收器11。从蒸发器10蒸发出来的低温水蒸气进入吸收器 11，被吸收器11的浓溴化锂水溶液吸收，溶液浓度降低，同时温度下降。较低温度的溴化锂稀溶液(15℃)，通过溶液泵12加压后进入热交换器预热，吸收来自冷凝器的冷却水(35℃) 的热量，升温后送回发生器7，再加热析出制冷剂水蒸气，同时成为浓溶液，如此循环。

冷库压缩式制冷系统冷凝废热回收用于吸收式制冷系统吸收器中低温稀溶液的预热，提高进入发生器中稀溶液的温度，提升发生器中高品位热能对稀溶液的浓缩效果。为了实现冷库冷凝废热用于稀溶液的预热，在发生器7与吸收器11之间设置一个热交换器14，冷库冷凝器的冷凝温度一般维持在35-40℃，这部分废热属于低品位废热。刚好可以对低温溴化锂稀溶液(15℃)进入发生器7之前进行预热，达到废热利用的目的，也缩小了发生器7中稀溴化锂溶液蒸发的温度差。

Claims (2)

1.一种冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统，包括热交换器(14)、发生器(7)、冷凝器(8)、节流阀(9)、蒸发器(10)、吸收器(11)，其特征在于：储热器(2)的入口连通太阳能集热器(1)的出口，储热器(2)的出口通过循环泵(3)与太阳能集热器(1)的入口连通，所述储热器(2)连接辅助加热器(4)，所述储热器(2)内置有感温元件(5)，感温元件(5)连接辅助加热器(4)，用于控制辅助加热器(4)启动，所述发生器(7)内设有与储热器(2)相连的换热装置，所述发生器(7)的制冷剂气体出口与冷凝器(8)连通，所述冷凝器(8)的低温制冷剂液体出口经节流阀(9)与蒸发器(10)连通，所述蒸发器(10)的冷冻水进出口通向高温保鲜库，用于保鲜库的制冷，所述蒸发器(10)的低温制冷剂气体出口与吸收器(11)连通，所述发生器(7)的高浓度溴化锂水溶液出口与吸收器(11)连通，所述吸收器(11)的低浓度溴化锂水溶液出口通过溶液泵(12)与热交换器(14)串联，再与发生器(7)连通。

2.根据权利要求1所述的冷库冷凝废热与太阳能互补的吸收式制冷系统，其特征在于：所述的热交换器(14)与冷库冷凝器(6)连通，用于吸收冷库冷凝器的冷凝废热热量，提高进入发生器的稀溶液的温度、提高发生器中稀溶液的浓缩效果，以及回收利用部分冷凝热，减少冷却水系统的散热量和冷却塔的水耗及电耗。