CN209541223U - 热驱动无泵吸收式辅助过冷的跨临界co2的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热驱动无泵吸收式辅助过冷的跨临界CO₂的制冷系统。本反的压缩机高温排气管连接发生器，发生器的制冷剂蒸汽出口、冷凝器、节流阀一、冷凝器的制冷剂入口依次连接,冷凝器的制冷剂出口、吸收器、提升管、发生器溶液入口依次连接,发生器的溶液出口、提升管内管，吸收器溶液入口依次连接；压缩机出气口通过气体冷却器连接冷凝器的CO₂入口,冷凝器的CO₂出口通过节流阀二、蒸发器、压缩机进气口依次连接；压缩机出气口、发生器内的热交换器、蒸发器的入口依次连接。本实用新型的两个系统相互协调匹配,共同提高循环整体效率。

Description

热驱动无泵吸收式辅助过冷的跨临界CO2的制冷系统

技术领域

本实用新型涉及压缩机排气热回收使用技术和CO₂制冷技术领域，尤其是涉及一种压缩机排气热回收驱动无泵吸收式辅助过冷的CO₂跨临界制冷循环系统。

背景技术

我国已经成为制冷装置产销量最大的国家，而制冷装置运转时冷凝器会排放大量热量造成热污染。制冷装置压缩机排气温度可打80—130℃，制冷装置蒸发器吸收的热量和压缩机做功产生的热量都被冷凝器排放到了环境中造成了能量的浪费。所以，对制冷装置的排放的热量进行有效的回收利用，在很大成都上提高了能量的利用率。

现在大多数制冷装置所使用的制冷剂好多虽然ODP很低，但是GWP很高不能二者兼得。而CO₂作为制冷剂在这些方面具有得天独厚的优势。其具有以下优点：(1)、自然工质,对环境无破坏作用,ODP＝0、GWP＝1。(2)、单位体积制冷量大,与普通工质相比,设备体积小。(3)、安全系数高,无毒不可燃,化学性质稳定。(4)、粘度低,具有优良的流动性及传热性,与润滑油具有良好的相容性。(5)、廉价容易获取。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种热驱动无泵吸收式制冷辅助过冷的跨临界CO2的制冷系统。

为了满足以上的需求，本实用新型所采取的技术方案是：提出一种基于制冷装置热回收驱动无泵吸收式制冷辅助过冷的CO₂跨临界制冷装置，包括辅助无泵吸收式制冷系统和CO₂跨临界制冷系统：

所述辅助无泵吸收式制冷循环系统包括发生器、冷凝器、节流阀一、冷凝器、吸收器和提升管；压缩机的高温排气管连接发生器，发生器内放置制冷剂，发生器的制冷剂蒸汽出口、冷凝器、节流阀一、冷凝器的制冷剂入口依次连接,冷凝器的制冷剂出口、吸收器、提升管内管、发生器溶液入口依次连接,发生器的溶液出口、提升管的弦月形通道，吸收器溶液入口依次连接。

所述跨临界制冷循环是由压缩机出气口通过气体冷却器连接冷凝器的CO₂入口,冷凝器的CO₂出口通过节流阀二、蒸发器、压缩机进气口依次连接；压缩机出气口、发生器内的热交换器、蒸发器的入口依次连接。

辅助无泵吸收式制冷循环所使用的制冷剂为水，吸收剂为溴化锂。CO₂跨临界制冷循环所使用的制冷剂是自然工质CO₂。CO₂跨临界制冷循环为：低温低压的CO2工质从需要降温的环境吸收热量，进入到压缩机内压缩为高温高压的超临界流体，然后一部分进入到气体冷却器向环境放热，此时CO₂超临界流体的温度略高于环境温度。随后无泵吸收式制冷系统的蒸发器从气冷器出口的CO₂流体中吸收热量，CO₂流体的温度降低，过冷度变大。最后进入节流阀节流变为低温低压的气液两相流体进入到蒸发器吸收需要降温环境的热量。完成整个循环。另一方面无泵吸收式制冷循环中的低温低压的水蒸气吸收气冷器出口CO₂中的热量后，再进入到发生器被吸收剂吸收，形成含制冷剂的溶液，将该溶液用提升管内管送到发生器，经过制冷装置的热回收加热使溶液中的制冷剂重新蒸发出来送入冷凝器。与此同时，发生后的溶液重新恢复到原来的成分，经过冷却后，经过布液板淋撒在吸收器盘管上吸收来自发生器的低压制冷剂水蒸气，从而完成整个循环。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)跨临界制冷系统所使用工质为CO₂,无毒无害不可燃,安全系数高,廉价易获取,单位容积制冷量大,使得设备体积小。更重要的是它的ODP＝O,GWP＝1,可以大幅度减缓温室效应过程，是一种节能环保的工质。

(2)引入一个新的无泵吸收式制冷循环。由于超临界制冷循环气体冷却器出口与蒸发器入口压差大,导致整个系统的效率不高,所以利用无泵吸收式制冷循环来降低气冷器出口超临界流体的温度,可大幅度降低节流损失,增加循环制冷量,进而大大提高系统的效率。

(3)充分利用跨临界制冷装置的热回收。通过将压缩机排放的高温气体做为吸收式制冷的热源,吸收式系统的冷量对CO₂进行过冷处理,从而提高整个系统的能效。可以做到低碳环保,节能高效。

(4)无泵吸收式制冷系统的目的为冷却气体冷却器出口的CO₂,其蒸发温度较高,高于系统的蒸发温度,两个系统相互协调匹配,共同提高循环整体效率。

(5)、无泵吸收式制冷系统没有溶液泵采用提升管供液，大大减少了吸收式制冷的功耗，从而大大提高整个制冷循环的效率。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图。

图中1、压缩机；2、蒸发器；3、节流阀二；4、热交换器；5、节流阀一；6、冷凝器；7、提升管；8、吸收器；9、提升管内管；10、发生器；11、气体冷却器；12、压缩机排气管；13、提升管弦乐形通道；14、布液板。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下：

图1为一种热驱动无泵吸收式制冷辅助过冷的跨临界CO₂的制冷系统。

如图1所示,CO₂跨临界制冷系统的热回收作为吸收式制冷系统的热源,其中辅助无泵吸收式制冷循环系统由发生器10、冷凝器6、节流阀一5、热交换器4、吸收器8、提升管7组成；压缩机高温CO2排气管12连接发生器10,发生器10内放置制冷剂,发生器10的制冷剂蒸汽出口、冷凝器6、节流阀一5、热交换器4的制冷剂入口依次连接,热交换器4的制冷剂出口、吸收器8、提升管内管9、发生器10溶液入口依次连接,发生器10的溶液出口、提升管的弦月形通道13，吸收器8溶液入口依次连接，

跨临界制冷循环是由压缩机1、蒸发器2、气体冷却器11和节流阀二2组成；由压缩机1出气口通过气体冷却器11连接冷凝器4的CO₂入口,冷凝器4的CO₂出口通过节流阀二3、蒸发器2、压缩机1进气口依次连接；压缩机1出气口、发生器10内的热交换器、蒸发器2的入口依次连接。

本实施例的基于CO₂跨临界制冷系统的热回收驱动吸收式制冷辅助过冷的跨临界制冷系统的工作原理是

第一阶段：压缩机1的高温排气管通过无泵吸收式制冷系统的发生器10,经过高温排气加热使溶液中的制冷剂重新蒸发出来送入冷凝器6,高压制冷剂水蒸气在冷凝器6中冷凝成液体经节流阀一5节流降压后到冷凝器4。另一方面发生后的溴化锂溶液重新恢复到原来的成分经过提升管弦乐形通道13与经过提升馆内管9的稀溶液对流冷却、布液板14布液成为具有吸收能力的吸收液进入吸收器吸收来自冷凝器的低压制冷剂水蒸气。

第二阶段：蒸气压缩制冷系统内充注的工质为CO₂,低温低压的蒸汽进入压缩机1吸气口,由压缩机1压缩至高温高压的超临界流体,进入气体冷却器11与环境空气进行换热,由于气冷器11存在换热温差,此时温度稍高于环境温度。

第三阶段：冷凝器4内的低温低压水蒸气吸收来自气冷器11出口的热量,对气冷器11出口的进行过冷,进一步冷却为低温、较高压超临界流体。

第四阶段：低温高压超临界流体经过节流阀二3膨胀节流后为低温低压的气液两相流体状态,进入蒸发器2吸收被试空间内的热量,而后进入压缩机1,完成制冷循环。

第五阶段：对CO₂实现过冷后的低温低压的水蒸气,进入到吸收器8被吸收剂吸收,形成含制冷剂的溶液,将该溶液用溶液泵送到发生器10,经过压缩机高温排气加热使溶液中的制冷剂重新蒸发经冷凝器6冷却、节流阀一5节流降压后,再次进入蒸发器对CO₂实现过冷完成辅助循环。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述,但是本实用新型及实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型及实用新型的启示下,在不脱离本实用新型及实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可以做出很多形式,这些均属于本实用新型及实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种热驱动无泵吸收式辅助过冷的跨临界CO₂的制冷系统，其特征在于，由辅助无泵吸收式制冷系统和CO₂跨临界制冷系统组成，

辅助吸收式制冷循环系统是包括发生器、冷凝器、节流阀一、冷凝器、吸收器、提升管、发生器；压缩机高温CO₂排气管连接发生器,发生器内放置制冷剂,发生器的制冷剂蒸汽出口、冷凝器、节流阀一、冷凝器的制冷剂入口依次连接,冷凝器的制冷剂出口、吸收器、提升管内管、发生器溶液入口依次连接,发生器的溶液出口、提升管的弦月形通道，吸收器溶液入口依次连接；

跨临界制冷循环是由压缩机出气口通过气体冷却器连接冷凝器的CO₂入口,冷凝器的CO₂出口通过节流阀二、蒸发器、压缩机进气口依次连接；压缩机出气口、发生器内的热交换器、蒸发器的入口依次连接。