CN210399576U - 一种低温余热连续制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温余热连续制冷系统，包括吸附再生塔一、吸附再生塔二、蒸发器、冷凝器、入水管一、出水管一、入水管二、出水管二、第一换热系统、第二换热系统、入水管三和出水管三，蒸发器分别与吸附再生塔一和吸附再生塔二底部连接，冷凝器分别与吸附再生塔一和吸附再生塔二顶部连接；第一换热系统和第二换热系统双并联，入水管三一端与入水管一连接，另外一端与冷凝器连接，出水管三一端与出水管一连接，另外一端与冷凝器连接，采用吸附式制冷技术，在用50℃以上的低品位热加热热水，以吸收热水的热量帮助制冷剂工质解吸，通过第一换热系统和第二换热系统的吸附和再生切换，实现连续输出低至5℃的冷量。

Description

一种低温余热连续制冷系统

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种低温余热连续制冷系统。

背景技术

在工业生产和人类生活中，大部分能量以低品位热的方式存在，特别是低于 70℃以下的低品位热，绝大部分均通过水或空气直接排放到大气中，这部份被排放的能量巨大。

如果我们能将低于70℃的热重复利用，将大大地降低工业生产成本，提高人类生活质量。

最近十几年，热泵技术的不断成熟，目前市场上用热泵技术可以将低品位热吸收后输出高品位热水，但是当高品位热水无法使用的时候，这部分热能只能继续排放到大气中。

在中国南方或东南亚地区，以及特殊行业，比如隧道工程等工作环境，对热的需求并不大，而对冷的需求非常大。

目前将余热转换成冷量的方式有：溴化锂吸收式制冷和溴化锂直燃型制冷两大类，但是它们对热源的需求温度不低于85℃，且单机最小制冷量不低于20万 kcal，热源的需求需要非常稳定且不低于28万kcal，约330kw的热量才能转换。

实用新型内容

本实用新型提供一种低温余热连续制冷系统，采用吸附式制冷技术，在用 50℃以上的低品位热加热热水，以吸收热水的热量帮助制冷剂工质解吸，通过第一换热系统和第二换热系统的吸附和再生切换，实现连续输出低至5℃的冷量。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种低温余热连续制冷系统，包括吸附再生塔一、吸附再生塔二、蒸发器、冷凝器、入水管一、出水管一、入水管二、出水管二、第一换热系统、第二换热系统、入水管三和出水管三，所述蒸发器分别与吸附再生塔一和吸附再生塔二底部通过管路连接，所述冷凝器分别与吸附再生塔一和吸附再生塔二顶部通过管路连接；

所述第一换热系统和第二换热系统双并联，第一并联的一端与入水管一相通连接，另外一端与出水管一相通连接；第二并联的一端与入水管二相通连接，另外一端与出水管二相通连接；

所述入水管三一端与入水管一相通连接，另外一端与冷凝器相通连接，所述出水管三一端与出水管一相通连接，另外一端与冷凝器相通连接。

优选的，所述吸附再生塔一下端设有下接口一，吸附再生塔二下端设有下接口二；

所述蒸发器侧面下端设有冷冻水入口，蒸发器侧面上端设有冷冻水出口，且冷冻水入口与冷冻水入水管相通连接，冷冻水出口与冷冻水出水管相通连接；

所述蒸发器顶端一侧设有吸附口一，蒸发器顶端另外一侧设有吸附口二；

所述下接口一通过电磁阀二与吸附口一相通连接，下接口二通过电磁阀四与吸附口二相通连接。

优选的，所述吸附再生塔一上端设有上接口一，吸附再生塔二上端设有上接口二；

所述冷凝器侧面下端设有冷却水入口，冷凝器侧面上端设有冷却水出口；

所述入水管三一端与冷却水入口相通连接，另外一端与入水管一相通连接，所述出水管三一端与冷却水出口相通连接，另外一端与出水管一相通连接；

所述冷凝器底端一侧设有蒸发口一，冷凝器底端另外一侧设有蒸发口二，冷凝器底端中间设有中间口二，蒸发器顶端中间设有中间口一；

所述上接口一通过电磁阀一与蒸发口一相通连接，所述上接口二通过电磁阀三与蒸发口二相通连接，所述中间口一和中间口二之间通过膨胀管路连接，且膨胀管路上设有膨胀阀。

优选的，所述第一换热系统由换热管一、三通阀一和三通阀二组成，所述换热管一设于吸附再生塔一内部，换热管一的下端设有换热管入口一，换热管一的上端设有换热管出口一；

所述三通阀一和三通阀二型号相同，且都设有a口、b口和c口；

所述三通阀一的b口与换热管出口一连接，三通阀一的c口与出水管一连接，三通阀一的a口与出水管二连接；

所述三通阀二的b口与换热管入口一连接，三通阀二的c口与入水管一连接，三通阀二的a口与入水管二连接。

优选的，所述第二换热系统由换热管二、三通阀三和三通阀四组成，所述换热管二设于吸附再生塔二内部，换热管二的下端设有换热管入口二，换热管二的上端设有换热管出口二；

所述三通阀三和三通阀四与三通阀一和三通阀二型号相同，且都设有a口、 b口和c口；

所述三通阀三的b口与换热管出口二连接，三通阀三的c口与出水管一连接，三通阀三的a口与出水管二连接；

所述三通阀四的b口与换热管入口二连接，三通阀四的c口与入水管一连接，三通阀四的a口与入水管二连接。

采用以上技术方案的有益效果是：

1、该低温余热连续制冷系统，连接的热源来自于生产设备运行过程中产生的废热、生活中厨房的废热、汽车废热源等，完全覆盖了溴化锂制冷技术无法实现的应用场所，不仅仅可以应用到工业生产，还可以应用到我们的日常生活中。

2、该低温余热连续制冷系统，所述第一换热系统和第二换热系统双并联，第一并联的一端与入水管一相通连接，另外一端与出水管一相通连接；第二并联的一端与入水管二相通连接，另外一端与出水管二相通连接；

所述三通阀一的b口与换热管出口一连接，三通阀一的c口与出水管一连接，三通阀一的a口与出水管连接；

所述三通阀二的b口与换热管入口一连接，三通阀二的c口与入水管一连接，三通阀二的a口与入水管二连接；

所述三通阀三的b口与换热管出口二连接，三通阀三的c口与出水管一连接，三通阀三的a口与出水管二连接；

所述三通阀四的b口与换热管入口二连接，三通阀四的c口与入水管一连接，三通阀四的a口与入水管二连接

所述换热管一设于吸附再生塔一内部，所述换热管二设于吸附再生塔二内部，通过三通阀一、三通阀二、三通阀三和三通阀四进行切换，操作方便，转换效率高，实现了冷却水和余热热水分别交替通入换热管一和换热管二中，实现吸附剂的吸附制冷和加热解吸再生。

3、采用吸附再生塔一和吸附再生塔二的双塔结构，实现连续回收低品位热的热量和连续制冷。

4、该低温余热连续制冷系统，采用吸附式制冷技术，采用吸附式制冷技术，在用50℃以上的低品位热加热热水，以吸收热水的热量帮助制冷剂工质解吸，通过第一换热系统和第二换热系统的吸附和再生切换，实现连续输出低至5℃的冷量；用于工业生产需要冷冻水的地方、给空调制冷、现场降温等，取缔或减少工厂的制冷机组的运行，从而帮助工厂降低生产运营成本。

5、该低温余热连续制冷系统，吸附制冷工质采用纯水，没有任何有害物质，真正的绿色环保、节能减排，该系统在负压下工作，无任何安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的工作原理图；

图2是本实用新型实施例2的工作原理图；

其中：

A、吸附再生塔一；A1、下接口一；A2、上接口一；

B、吸附再生塔二；B1、下接口二；B2、上接口二；

Ev、蒸发器；E1、冷冻水入口；E2、冷冻水出口；E3、吸附口一；E4、吸附口二；E5、中间口一；

Co、冷凝器；C1、冷却水入口；C2、冷却水出口；C3、蒸发口一；C4、蒸发口二；C5、中间口二；

1、入水管一；2、出水管一；3、入水管二；4、出水管二；

5、第一换热系统；50、换热管一；50-1、换热管入口一；50-2、换热管出口一；M1、三通阀一；M2、三通阀二；

6、第二换热系统；60、换热管二；60-1、换热管入口二；60-2、换热管出口二；M3、三通阀三；M4、三通阀四；

7、入水管三；8、出水管三；

Y1、电磁阀一；Y2、电磁阀二；Y3、电磁阀三；Y4、电磁阀四；

Tv、膨胀阀。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图2所示，本实用新型是一种低温余热连续制冷系统，采用吸附式制冷技术，在用50℃以上的低品位热加热热水，以吸收热水的热量帮助制冷剂工质解吸，通过第一换热系统和第二换热系统的吸附和再生切换，实现连续输出低至5℃的冷量。

具体的说，如图1至图2所示，包括吸附再生塔一A、吸附再生塔二B、蒸发器Ev、冷凝器Co、入水管一1、出水管一2、入水管二3、出水管二(4)、第一换热系统5、第二换热系统6、入水管三7和出水管三8，所述蒸发器Ev分别与吸附再生塔一A和吸附再生塔二B底部通过管路连接，所述冷凝器Co分别与吸附再生塔一A和吸附再生塔二B顶部通过管路连接；

所述第一换热系统5和第二换热系统6双并联，第一并联的一端与入水管一 1相通连接，另外一端与出水管一2相通连接；第二并联的一端与入水管二3相通连接，另外一端与出水管二4相通连接；

所述入水管三7一端与入水管一1相通连接，另外一端与冷凝器Co相通连接，所述出水管三8一端与出水管一2相通连接，另外一端与冷凝器Co相通连接。

如图1、图2所示，所述吸附再生塔一A下端设有下接口一A1，吸附再生塔二B下端设有下接口二B1；

所述蒸发器Ev侧面下端设有冷冻水入口E1，蒸发器Ev侧面上端设有冷冻水出口E2，且冷冻水入口E1与冷冻水入水管相通连接，冷冻水出口E2与冷冻水出水管相通连接；

所述蒸发器Ev顶端一侧设有吸附口一E3，蒸发器Ev顶端另外一侧设有吸附口二E4；

所述下接口一A1通过电磁阀二Y2与吸附口一E3相通连接，下接口二B1 通过电磁阀四Y4与吸附口二E4相通连接。

如图1、图2所示，所述吸附再生塔一A上端设有上接口一A2，吸附再生塔二B上端设有上接口二B2；

所述冷凝器Co侧面下端设有冷却水入口C1，冷凝器Co侧面上端设有冷却水出口C2；

所述入水管三7一端与冷却水入口C1相通连接，另外一端与入水管一1相通连接，所述出水管三8一端与冷却水出口C2相通连接，另外一端与出水管一 2相通连接；

所述冷凝器Co底端一侧设有蒸发口一C3，冷凝器Co底端另外一侧设有蒸发口二C4，冷凝器Co底端中间设有中间口二C5，蒸发器Ev顶端中间设有中间口一E5；

所述上接口一A2通过电磁阀一Y1与蒸发口一C3相通连接，所述上接口二 B2通过电磁阀三Y3与蒸发口二C4相通连接，所述中间口一E5和中间口二C5 之间通过膨胀管路连接，且膨胀管路上设有膨胀阀Tv。

如图1、图2所示，所述第一换热系统5由换热管一50、三通阀一M1和三通阀二M2组成，所述换热管一50设于吸附再生塔一A内部，换热管一50的下端设有换热管入口一50-1，换热管一50的上端设有换热管出口一50-2；

所述三通阀一M1和三通阀二M2型号相同，且都设有a口、b口和c口；

所述三通阀一M1的b口与换热管出口一50-2连接，三通阀一M1的c口与出水管一2连接，三通阀一M1的a口与出水管二4连接；

所述三通阀二M2的b口与换热管入口一50-1连接，三通阀二M2的c口与入水管一1连接，三通阀二M2的a口与入水管二3连接。

如图1、图2所示，所述第二换热系统6由换热管二60、三通阀三M3和三通阀四M4组成，所述换热管二60设于吸附再生塔二B内部，换热管二60的下端设有换热管入口二60-1，换热管二60的上端设有换热管出口二60-2；

所述三通阀三M3和三通阀四M4与三通阀一M1和三通阀二M2型号相同，且都设有a口、b口和c口；

所述三通阀三M3的b口与换热管出口二60-2连接，三通阀三M3的c口与出水管一2连接，三通阀三M3的a口与出水管二4连接；

所述三通阀四M4的b口与换热管入口二60-1连接，三通阀四M4的c口与入水管一1连接，三通阀四M4的a口与入水管二3连接。

以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：

实施例1：

如图1所示，所述吸附再生塔一A和吸附再生塔二B中设有干燥的吸附剂，所述蒸发器Ev中设有液态冷媒工质，电磁阀一Y1和电磁阀四Y4关闭、电磁阀二Y2和电磁阀三Y3打开、膨胀阀Tv常开、三通阀一M1和三通阀二M2上的b 口和c口接通，三通阀三M3和三通阀四M4上的a口和b口接通，吸附再生塔一 A中的干燥的吸附剂通过下接口一A1、开启的电磁阀二Y2和吸附口一E3对蒸发器Ev中的液态冷媒工质进行吸附，蒸发器Ev中的液态冷媒工质被蒸发，液态冷媒工质在蒸发的过程中吸收蒸发器Ev环境中的热量，实现制冷；高温冷冻水从冷冻水入水管经过冷冻水入口E1进入蒸发器Ev中，高温冷冻水的热量被吸收后形成低温冷冻水经过冷冻水出口E2由冷冻水出水管流出。

于此同时，冷却水通过入水管一1和三通阀二M2经过换热管入口一50-1 进入换热管一50中，对换热管一50内的吸附剂进行冷却，提高其吸附能力，然后冷却水通过换热管出口一50-2和三通阀一M1经过出水管一2回流。

于此同时，被低品位热余热加热的热水通过入水管二3和三通阀四M4经过换热管入口二60-1进入换热管二60，对吸附再生塔二B内的吸附剂进行加热，实现其解吸，然后余热热水通过换热管出口二60-2和三通阀三M3经过出水管二 4回流；其中吸附再生塔二B内被解吸的蒸汽冷媒工质通过上接口二B2、电磁阀三Y3和蒸发口二C4进入冷凝器Co中，同时冷却水从入水管三7经过冷却水入口C1进入冷凝器Co中，对蒸汽冷媒工质进行冷却液化形成液态冷媒工质，然后液态冷媒工质通过中间口二C5、膨胀阀Tv和中间口一E5进入蒸发器Ev中，同时冷却水通过冷却水出口C2经过出水管三8回流。

实现了冷却水循环对吸附再生塔一A中吸附剂的吸附制冷，实现了低品位热余热对吸附再生塔二B中吸附剂的加热解吸再生。

实施例2：

如图2所示，当吸附再生塔一A中的吸附剂的吸附能力达到饱和临界点时，电磁阀一Y1和电磁阀四Y4打开、电磁阀二Y2和电磁阀三Y3关闭、膨胀阀Tv 常开、三通阀一M1和三通阀二M2上的a口和b口接通，三通阀三M3和三通阀四M4上的b口和c口接通，吸附再生塔二B中的干燥的吸附剂通过下接口二B1、开启的电磁阀四Y4和吸附口二E4对蒸发器Ev中的液态冷媒工质进行吸附，蒸发器Ev中的液态冷媒工质被蒸发，液态冷媒工质在蒸发的过程中吸收蒸发器Ev 环境中的热量，实现制冷；高温冷冻水从冷冻水入水管经过冷冻水入口E1进入蒸发器Ev中，高温冷冻水的热量被吸收后形成低温冷冻水经过冷冻水出口E2 由冷冻水出水管流出。

于此同时，冷却水通过入水管一1和三通阀四M4经过换热管入口二60-1 进入换热管二60中，对换热管二60内的吸附剂进行冷却，提高其吸附能力，然后冷却水通过换热管出口二60-2和三通阀三M3经过出水管一2回流。

于此同时，被低品位热余热加热的热水通过入水管二3和三通阀二M2经过换热管入口一50-1进入换热管一50，对吸附再生塔一A内的吸附剂进行加热，实现其解吸，然后余热热水通过换热管出口一50-2和三通阀一M1经过出水管二 4回流；其中吸附再生塔一A内被解吸的蒸汽冷媒工质通过上接口一A2、电磁阀一Y1和蒸发口一C3进入冷凝器Co中，同时冷却水从入水管三7经过冷却水入口C1进入冷凝器Co中，对蒸汽冷媒工质进行冷却液化形成液态冷媒工质，然后液态冷媒工质通过中间口二C5、膨胀阀Tv和中间口一E5进入蒸发器Ev中，同时冷却水通过冷却水出口C2经过出水管三8回流。

实现了冷却水循环对吸附再生塔二B中吸附剂的吸附制冷，实现了低品位热余热对吸附再生塔一A中吸附剂的加热解吸再生。

综合实施例1和实施例2可知，该低温余热连续制冷系统，连接的热源来自于生产设备运行过程中产生的废热、生活中厨房的废热、汽车废热源等，完全覆盖了溴化锂制冷技术无法实现的应用场所，不仅仅可以应用到工业生产，还可以应用到我们的日常生活中。

该低温余热连续制冷系统，所述第一换热系统5和第二换热系统6双并联，第一并联的一端与入水管一1相通连接，另外一端与出水管一2相通连接；第二并联的一端与入水管二3相通连接，另外一端与出水管二4相通连接；

所述三通阀一M1的b口与换热管出口一50-2连接，三通阀一M1的c口与出水管一2连接，三通阀一M1的a口与出水管二4连接；

所述三通阀二M2的b口与换热管入口一50-1连接，三通阀二M2的c口与入水管一1连接，三通阀二M2的a口与入水管二3连接；

所述三通阀三M3的b口与换热管出口二60-2连接，三通阀三M3的c口与出水管一2连接，三通阀三M3的a口与出水管二4连接；

所述三通阀四M4的b口与换热管入口二60-1连接，三通阀四M4的c口与入水管一1连接，三通阀四M4的a口与入水管二3连接

所述换热管一50设于吸附再生塔一A内部，所述换热管二60设于吸附再生塔二B内部，通过三通阀一M1、三通阀二M2、三通阀三M3和三通阀四M4进行切换，操作方便，转换效率高，实现了冷却水和余热热水分别交替通入换热管一 50和换热管二60中，实现吸附剂的吸附制冷和加热解吸再生。

采用吸附再生塔一A和吸附再生塔二B的双塔结构，实现连续回收低品位热的热量和连续制冷。

该低温余热连续制冷系统，采用吸附式制冷技术，采用吸附式制冷技术，在用50℃以上的低品位热加热热水，以吸收热水的热量帮助制冷剂工质解吸，通过第一换热系统和第二换热系统的吸附和再生切换，实现连续输出低至5℃的冷量；用于工业生产需要冷冻水的地方、给空调制冷、现场降温等，取缔或减少工厂的制冷机组的运行，从而帮助工厂降低生产运营成本。

该低温余热连续制冷系统，吸附制冷工质采用纯水，没有任何有害物质，真正的绿色环保、节能减排，该系统在负压下工作，无任何安全隐患。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低温余热连续制冷系统，其特征在于：包括吸附再生塔一(A)、吸附再生塔二(B)、蒸发器(Ev)、冷凝器(Co)、入水管一(1)、出水管一(2)、入水管二(3)、出水管二(4)、第一换热系统(5)、第二换热系统(6)、入水管三(7)和出水管三(8)，所述蒸发器(Ev)分别与吸附再生塔一(A)和吸附再生塔二(B)底部通过管路连接，所述冷凝器(Co)分别与吸附再生塔一(A)和吸附再生塔二(B)顶部通过管路连接；

所述第一换热系统(5)和第二换热系统(6)双并联，第一并联的一端与入水管一(1)相通连接，另外一端与出水管一(2)相通连接；第二并联的一端与入水管二(3)相通连接，另外一端与出水管二(4)相通连接；

所述入水管三(7)一端与入水管一(1)相通连接，另外一端与冷凝器(Co)相通连接，所述出水管三(8)一端与出水管一(2)相通连接，另外一端与冷凝器(Co)相通连接。

2.根据权利要求1所述的一种低温余热连续制冷系统，其特征在于：所述吸附再生塔一(A)下端设有下接口一(A1)，吸附再生塔二(B)下端设有下接口二(B1)；

所述蒸发器(Ev)侧面下端设有冷冻水入口(E1)，蒸发器(Ev)侧面上端设有冷冻水出口(E2)，且冷冻水入口(E1)与冷冻水入水管相通连接，冷冻水出口(E2)与冷冻水出水管相通连接；

所述蒸发器(Ev)顶端一侧设有吸附口一(E3)，蒸发器(Ev)顶端另外一侧设有吸附口二(E4)；

所述下接口一(A1)通过电磁阀二(Y2)与吸附口一(E3)相通连接，下接口二(B1)通过电磁阀四(Y4)与吸附口二(E4)相通连接。

3.根据权利要求1所述的一种低温余热连续制冷系统，其特征在于：所述吸附再生塔一(A)上端设有上接口一(A2)，吸附再生塔二(B)上端设有上接口二(B2)；

所述冷凝器(Co)侧面下端设有冷却水入口(C1)，冷凝器(Co)侧面上端设有冷却水出口(C2)；

所述入水管三(7)一端与冷却水入口(C1)相通连接，另外一端与入水管一(1)相通连接，所述出水管三(8)一端与冷却水出口(C2)相通连接，另外一端与出水管一(2)相通连接；

所述冷凝器(Co)底端一侧设有蒸发口一(C3)，冷凝器(Co)底端另外一侧设有蒸发口二(C4)，冷凝器(Co)底端中间设有中间口二(C5)，蒸发器(Ev)顶端中间设有中间口一(E5)；

所述上接口一(A2)通过电磁阀一(Y1)与蒸发口一(C3)相通连接，所述上接口二(B2)通过电磁阀三(Y3)与蒸发口二(C4)相通连接，所述中间口一(E5)和中间口二(C5)之间通过膨胀管路连接，且膨胀管路上设有膨胀阀(Tv)。

4.根据权利要求1所述的一种低温余热连续制冷系统，其特征在于：所述第一换热系统(5)由换热管一(50)、三通阀一(M1)和三通阀二(M2)组成，所述换热管一(50)设于吸附再生塔一(A)内部，换热管一(50)的下端设有换热管入口一(50-1)，换热管一(50)的上端设有换热管出口一(50-2)；

所述三通阀一(M1)和三通阀二(M2)型号相同，且都设有a口、b口和c口；

所述三通阀一(M1)的b口与换热管出口一(50-2)连接，三通阀一(M1)的c口与出水管一(2)连接，三通阀一(M1)的a口与出水管二(4)连接；

所述三通阀二(M2)的b口与换热管入口一(50-1)连接，三通阀二(M2)的c口与入水管一(1)连接，三通阀二(M2)的a口与入水管二(3)连接。

5.根据权利要求4所述的一种低温余热连续制冷系统，其特征在于：所述第二换热系统(6)由换热管二(60)、三通阀三(M3)和三通阀四(M4)组成，所述换热管二(60)设于吸附再生塔二(B)内部，换热管二(60)的下端设有换热管入口二(60-1)，换热管二(60)的上端设有换热管出口二(60-2)；

所述三通阀三(M3)和三通阀四(M4)与三通阀一(M1)和三通阀二(M2)型号相同，且都设有a口、b口和c口；

所述三通阀三(M3)的b口与换热管出口二(60-2)连接，三通阀三(M3)的c口与出水管一(2)连接，三通阀三(M3)的a口与出水管二(4)连接；

所述三通阀四(M4)的b口与换热管入口二(60-1)连接，三通阀四(M4)的c口与入水管一(1)连接，三通阀四(M4)的a口与入水管二(3)连接。

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