專利名稱：單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于余熱利用和制冷/熱泵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
余熱可以提高品位進(jìn)行熱利用，也可以利用余熱作為驅(qū)動熱源進(jìn)行制冷，二者都可以帶來節(jié)能、環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益。余熱制冷時，雙效或多效機(jī)組的性能指數(shù)高但要求的驅(qū)動熱的溫度也高，單效機(jī)組的性能指數(shù)低但要求的驅(qū)動熱的溫度也低。這樣，采用余熱為單級雙效或多效機(jī)組的驅(qū)動熱進(jìn)行制冷時，余熱的溫度降低到一定程度時，將導(dǎo)致無法繼續(xù)利用雙效或多效機(jī)組獲得更多的余熱制冷效果，節(jié)能效益受到制約。為了盡可能利用更多余熱來獲取更多的制冷量，可以采用單效機(jī)組、雙效機(jī)組和三效或多效機(jī)組彼此間組成聯(lián)合系統(tǒng)，但這會帶來整體系統(tǒng)復(fù)雜、造價高和占地多等多方面不利影響，經(jīng)濟(jì)效益降低甚至于無法滿足經(jīng)濟(jì)性方面的要求。因此，設(shè)法將單效、雙效和三效或多效相結(jié)合構(gòu)成簡單結(jié)構(gòu)的一體式復(fù)合機(jī)組，可以實現(xiàn)余熱資源更好的冷利用和熱利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是要提供單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，它針對采用余熱作驅(qū)動熱源的單一效數(shù)的單級單效、雙效和三效或多效吸收式制冷機(jī)不能充分利用盡可能多的余熱進(jìn)行制冷的問題，將單一效數(shù)的各種單級吸收式制冷機(jī)通過主要共用冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器和溶液泵進(jìn)行彼此間的結(jié)合，得到一體式的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，從而在一體式機(jī)組中實現(xiàn)了不同效數(shù)的制冷流程同時工作——高效數(shù)流程利用高溫度的驅(qū)動熱制冷得到高的制冷效果，低效數(shù)流程利用較低溫度的驅(qū)動熱制冷得到低一些的制冷效果，雖然后者的制冷系數(shù)低于前者，但后者能夠利用前者已無法利用的余熱繼續(xù)制冷，這就實現(xiàn)了余熱制冷的深度利用。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，它主要由發(fā)生器(或精餾塔)、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、節(jié)流閥、溶液泵和溶液熱交換器等所組成，其中冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器和溶液泵為共用部件，共用部件加上一效發(fā)生器和一效溶液熱交換器構(gòu)成單級一效制冷流程，共用部件加上二效高壓發(fā)生器、二效低壓發(fā)生器、二效節(jié)流閥和二效溶液熱交換器構(gòu)成單級二效制冷流程，共用部件加上三效高壓發(fā)生器、三效中壓發(fā)生器、三效低壓發(fā)生器、若干三效節(jié)流閥和三效溶液熱交換器構(gòu)成三效制冷流程，以此類推可得到多效制冷流程，當(dāng)不采用共用溶液泵時有相應(yīng)效數(shù)溶液泵；驅(qū)動熱介質(zhì)首先進(jìn)、出高效數(shù)的高壓發(fā)生器為高效數(shù)制冷流程提供驅(qū)動熱，然后再進(jìn)、出低效數(shù)制冷流程為其提供驅(qū)動熱；出自吸收器的稀溶液經(jīng)溶液泵打入一效發(fā)生器與其它效數(shù)的各發(fā)生器，一效發(fā)生器在驅(qū)動熱作用下釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，其它效數(shù)的高壓發(fā)生器在驅(qū)動熱作用下釋放出較高壓力的冷劑蒸汽作為對應(yīng)的下一壓力發(fā)生器的驅(qū)動熱，低壓發(fā)生器在作為驅(qū)動熱的冷劑蒸汽作用下釋放出更低壓力的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，作為驅(qū)動熱的冷劑蒸汽放熱后冷凝并經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后進(jìn)入冷凝器，進(jìn)入冷凝器的各冷劑介質(zhì)放熱于流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)后冷凝成液體，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器吸收被制冷介質(zhì)的熱實現(xiàn)制冷、冷劑液成冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器被來自各發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱于流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)，其特征在于①驅(qū)動熱首先進(jìn)出高效數(shù)制冷流程發(fā)生器，然后進(jìn)出低效數(shù)制冷流程發(fā)生器；②各效數(shù)制冷流程共用冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器和吸收器，也可共用溶液泵；③一效發(fā)生器和來自其它效數(shù)的低壓發(fā)生器的冷劑介質(zhì)進(jìn)入冷凝器被冷凝，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器吸收被制冷介質(zhì)的熱成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器、被來自各發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，冷卻介質(zhì)依次流經(jīng)吸收器和冷凝器帶走熱量。
現(xiàn)以單級一效和單級二效制冷機(jī)復(fù)合而成的復(fù)合吸收式制冷機(jī)為例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明.如圖1所示，它是由單級一效制冷流程和單級二效制冷流程復(fù)合而成的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的1.在結(jié)構(gòu)上，冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器和溶液泵為兩制冷流程的共用部件，共用部件結(jié)合一效發(fā)生器和一效溶液熱交換器構(gòu)成一效制冷流程，共用部件結(jié)合二效高壓發(fā)生器、二效低壓發(fā)生器、二效節(jié)流閥和二效溶液熱交換器構(gòu)成二效制冷流程；在機(jī)組內(nèi)部，一效流程的一效發(fā)生器有冷劑蒸汽通道連通冷凝器，二效流程的二效低壓發(fā)生器有冷劑蒸汽通道直接和有冷劑液通道經(jīng)節(jié)流閥連通冷凝器，冷凝器還經(jīng)節(jié)流閥連通蒸發(fā)器，蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道連通吸收器，吸收器還分別有稀溶液管道經(jīng)溶液泵和濃溶液管道通過對應(yīng)效數(shù)的溶液熱交換器連通一效發(fā)生器、二效高壓發(fā)生器與二效低壓發(fā)生器；在機(jī)組外部，蒸發(fā)器還有通道連通被制冷介質(zhì)，一效發(fā)生器和二效高壓發(fā)生器還經(jīng)驅(qū)動熱介質(zhì)通道連通，冷凝器和吸收器還經(jīng)冷卻介質(zhì)通道連通。
2.在流程上，一效、二效和復(fù)合制冷流程分別為二效流程——稀溶液由溶液泵打入二效高壓發(fā)生器和二效低壓發(fā)生器，稀溶液在二效高壓發(fā)生器內(nèi)受高溫驅(qū)動熱的加熱釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入二效低壓發(fā)生器、加熱進(jìn)入其內(nèi)的稀溶液后冷凝、再經(jīng)二效節(jié)流閥節(jié)流進(jìn)入冷凝器，二效低壓發(fā)生器釋放出的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，冷劑介質(zhì)放熱于進(jìn)出冷凝器的冷卻介質(zhì)被冷凝并經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器、得到被制冷介質(zhì)傳給的熱蒸發(fā)成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器，冷劑蒸汽在吸收器內(nèi)被來自發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，冷卻介質(zhì)依次進(jìn)出吸收器和冷凝器帶走熱量，被制冷介質(zhì)進(jìn)出蒸發(fā)器被降溫；一效流程——稀溶液由溶液泵打入一效發(fā)生器，受高溫驅(qū)動熱的作用釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，冷劑介質(zhì)放熱于冷卻介質(zhì)被冷凝并經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器、得到被制冷介質(zhì)傳給的熱蒸發(fā)成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器，冷劑蒸汽在吸收器內(nèi)被來自發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，冷卻介質(zhì)依次流經(jīng)吸收器和冷凝器帶走熱量，被制冷介質(zhì)進(jìn)出蒸發(fā)器被降溫；復(fù)合機(jī)組流程——出自吸收器的稀溶液經(jīng)溶液泵打入一效發(fā)生器與二效高壓發(fā)生器，一效發(fā)生器在驅(qū)動熱作用下釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，二效高壓發(fā)生器在驅(qū)動熱作用下釋放出較高壓力的冷劑蒸汽作為二效低壓發(fā)生器的驅(qū)動熱、加熱進(jìn)入其內(nèi)的稀溶液使其釋放出冷劑蒸汽向冷凝器提供，作為驅(qū)動熱的冷劑蒸汽放熱后冷凝并經(jīng)二效節(jié)流閥節(jié)流降壓后進(jìn)入冷凝器，進(jìn)入冷凝器的各冷劑介質(zhì)放熱于流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)后冷凝成液體，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器吸收被制冷介質(zhì)的熱后成冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器被來自各發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱于冷卻介質(zhì)，其特征在于①驅(qū)動熱首先進(jìn)出二效高壓發(fā)生器放熱，然后進(jìn)出一效發(fā)生器放熱；②一效和二效制冷流程共用冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器和溶液泵；③來自一效發(fā)生器和二效低壓發(fā)生器的各冷劑介質(zhì)進(jìn)入冷凝器被冷凝，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器吸收被制冷介質(zhì)的熱成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器、被來自一效發(fā)生器、二效高壓發(fā)生器和二效低壓發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱；冷卻介質(zhì)依次進(jìn)、出吸收器和冷凝器帶走熱量。
圖1所示的本發(fā)明也可以看作是在單級雙效吸收式制冷機(jī)的基礎(chǔ)上主要增加了一個發(fā)生器的結(jié)果，但這種改變帶來的是得到了能夠?qū)崿F(xiàn)一個單級單效機(jī)組和一個單級雙效機(jī)組聯(lián)合作用效果的一體式新機(jī)組，與單級雙效吸收式制冷機(jī)相比它具有本質(zhì)上的改進(jìn)，能夠在余熱制冷實現(xiàn)對余熱的深度高效利用。
根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)和流程，本發(fā)明利用較高溫度驅(qū)動熱對低溫余熱進(jìn)行熱利用時為相應(yīng)復(fù)合吸收式熱泵，它也可用作開式復(fù)合吸收式熱泵，在本發(fā)明基礎(chǔ)上還可得到復(fù)合吸收式熱泵相變供熱系統(tǒng)。


圖1是依據(jù)本發(fā)明所提供的，可同時實現(xiàn)單效與雙效制冷功能的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖。
圖2是依據(jù)本發(fā)明所提供的，可同時實現(xiàn)單效與三效制冷功能的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖。
圖3是依據(jù)本發(fā)明所提供的，可同時實現(xiàn)雙效與三效制冷功能的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖。
圖4是依據(jù)本發(fā)明所提供的，可同時實現(xiàn)單效與雙效制冷功能的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖。它與圖1所示主要不同之處在于，后者以精餾塔取代了發(fā)生器；前者用于以溴化鋰水溶液為工質(zhì)作代表的機(jī)組，后者用于以氨水溶液為工質(zhì)作代表的機(jī)組。
圖5是依據(jù)本發(fā)明所提供的，可同時實現(xiàn)單效與雙效熱泵功能的開式單級復(fù)合吸收式熱泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖；它是本發(fā)明中開式熱泵的代表。
圖6是依據(jù)本發(fā)明所提供的，可同時實現(xiàn)單效與雙效熱泵功能的閉式單級復(fù)合吸收式熱泵相變供熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和流程示意圖；它是本發(fā)明熱泵相變供熱系統(tǒng)的代表。
需要指出的是，單效、雙效、三效及以上效數(shù)之間可以彼此或共同復(fù)合，從而得到更多、相應(yīng)的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)。
圖中，各部件的序號按照其所在工藝流程中的位置和與之相應(yīng)的直接聯(lián)系的角度進(jìn)行編號，分別用“阿拉伯?dāng)?shù)字+英文字母”組成的兩位數(shù)排列，阿拉伯?dāng)?shù)字代表部件所處的工藝流程體現(xiàn)的機(jī)組的效數(shù)，如2A代表處于雙效流程的高壓發(fā)生器或精餾塔；屬于不同流程效數(shù)共用以及其它的部件采用羅馬數(shù)字表示，如II代表冷凝器和蒸發(fā)器之間的節(jié)流閥；另外，考慮傳統(tǒng)稱呼，本文中的單效即一效、雙效即二效。
圖中，1A-單效發(fā)生器/單效精餾塔，1B-單效溶液熱交換器，1C-單效溶液泵；2A-雙效高壓發(fā)生器/雙效高壓精餾塔，2B-雙效低壓發(fā)生器/雙效低壓精餾塔，2C-雙效節(jié)流閥，2D-雙效溶液熱交換器，2E-雙效溶液熱交換器；3A-三效高壓發(fā)生器/三效高壓精餾塔，3B-三效中壓發(fā)生器/三效中壓精餾塔，3C-三效低壓發(fā)生器/三效低壓精餾塔，3D-三效節(jié)流閥，3E-三效節(jié)流閥，3F-三效溶液熱交換器，3G-三效溶液熱交換器，3H-三效溶液熱交換器，3I-三效溶液泵；I-冷凝器，II-節(jié)流閥，III-吸收器，IV-冷劑液再循環(huán)泵，V-溶液泵，VI-冷劑液再循環(huán)泵，VII-相變熱交換器，VIII-中間工作介質(zhì)循環(huán)泵。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實例來詳細(xì)描述本發(fā)明。
以本發(fā)明所提供的由單級一效單級二效復(fù)合而成、可同時實現(xiàn)單效與雙效制冷功能的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)為例，如圖1所示，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的1.結(jié)構(gòu)上，該單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)主要由共用部件——冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)、溶液泵(V)、冷劑液再循環(huán)泵(VI)和一效制冷流程用其它部件——一效發(fā)生器(1A)、一效溶液熱交換器(1B)，以及二效制冷流程用其它部件——二效高壓發(fā)生器(2A)、二效低壓發(fā)生器(2B)、二效節(jié)流閥(2C)、二效溶液熱交換器(2D)與(2E)所組成；冷凝器(I)分別有冷劑蒸汽通道與一效發(fā)生器(1A)和二效低壓發(fā)生器(2B)連通、分別有冷劑介質(zhì)通道經(jīng)節(jié)流閥(2C)與二效低壓發(fā)生器(2B)連通和經(jīng)節(jié)流閥(II)與蒸發(fā)器(III)連通、有管道連通冷卻介質(zhì)，蒸發(fā)器(III)還有冷劑蒸汽通道與吸收器(IV)連通、有管道連通被制冷介質(zhì)，吸收器(IV)還有稀溶液管道經(jīng)溶液泵(V)和濃溶液管道、分別經(jīng)一效溶液熱交換器(1B)連通一效發(fā)生器(1A)、經(jīng)二效溶液熱交換器(2D)連通二效高壓發(fā)生器(2A)和經(jīng)二效溶液熱交換器(2E)連通二效低壓發(fā)生器(2B)，吸收器(IV)還有管道連通冷卻介質(zhì)，二效高壓發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道與二效低壓發(fā)生器(2B)連通、還有驅(qū)動熱介質(zhì)管道連通驅(qū)動熱介質(zhì)并和一效發(fā)生器(1A)連通。
2.流程上，①一效流程和二效流程冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)、溶液泵(V)、冷劑液再循環(huán)泵(VI)和一效發(fā)生器(1A)、一效溶液熱交換器(1B)構(gòu)成一效制冷流程——稀溶液由溶液泵(V)打入一效發(fā)生器(1A)，受高溫驅(qū)動熱的作用釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器(I)，冷劑介質(zhì)放熱于冷卻介質(zhì)被冷凝并經(jīng)節(jié)流閥(II)降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器(III)、得到被制冷介質(zhì)傳給的熱蒸發(fā)成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器(IV)，冷劑蒸汽在吸收器(IV)內(nèi)被來自發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，冷卻介質(zhì)依次進(jìn)出吸收器(IV)和冷凝器(I)帶走熱量，被制冷介質(zhì)進(jìn)出蒸發(fā)器(III)被降溫；冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)、溶液泵(V)、冷劑液再循環(huán)泵(IV)和二效高壓發(fā)生器(2A)、二效低壓發(fā)生器(2B)、二效節(jié)流閥(2C)、二效溶液熱交換器(2D)與(2E)構(gòu)成二效制冷流程——稀溶液由溶液泵(V)打入二效高壓發(fā)生器(2A)和二效低壓發(fā)生器(2B)，稀溶液在二效高壓發(fā)生器(2A)內(nèi)受高溫驅(qū)動熱的加熱釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入二效低壓發(fā)生器(2B)、加熱進(jìn)入其內(nèi)的稀溶液后冷凝、節(jié)流進(jìn)入冷凝器(I)，二效低壓發(fā)生器(2B)釋放出的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器(I)，冷劑介質(zhì)放熱于流經(jīng)冷凝器(I)的冷卻介質(zhì)被冷凝并經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器(III)、得到被制冷介質(zhì)傳給的熱蒸發(fā)成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器(IV)，冷劑蒸汽在吸收器(IV)內(nèi)被來自發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，冷卻介質(zhì)依次進(jìn)出吸收器(IV)和冷凝器(I)帶走熱量，被制冷介質(zhì)進(jìn)出蒸發(fā)器(III)被降溫；②單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)的工作流程出自吸收器(IV)的稀溶液經(jīng)溶液泵(V)打入一效發(fā)生器(1A)與二效高壓發(fā)生器(2A)，一效發(fā)生器(1A)在驅(qū)動熱作用下釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器(I)，二效高壓發(fā)生器(2A)在驅(qū)動熱作用下釋放出較高壓力的冷劑蒸汽進(jìn)入二效低壓發(fā)生器(2B)作為其驅(qū)動熱、加熱進(jìn)入其內(nèi)的稀溶液使之釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器(I)，作為驅(qū)動熱的冷劑蒸汽放熱后冷凝并經(jīng)二效節(jié)流閥(2C)節(jié)流降壓后進(jìn)入冷凝器(I)，進(jìn)入冷凝器(I)的各冷劑介質(zhì)放熱于冷卻介質(zhì)后冷凝成液體，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器(III)吸收被制冷介質(zhì)的熱后成冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器(IV)被來自各發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱于冷卻介質(zhì)，其特征在于驅(qū)動熱依次進(jìn)出二效高壓發(fā)生器(2A)和一效發(fā)生器(1A)；一效和二效制冷流程共用冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)和溶液泵(V)；一效發(fā)生器(1A)和來自二效低壓發(fā)生器(2B)產(chǎn)生的冷劑蒸汽與經(jīng)節(jié)流閥(2C)節(jié)流的冷劑介質(zhì)進(jìn)入冷凝器(I)被冷卻介質(zhì)冷凝，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓進(jìn)入蒸發(fā)器(III)吸收被制冷介質(zhì)的熱而成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器(IV)、被來自一效發(fā)生器(1A)、二效高壓發(fā)生器(2A)和二效低壓發(fā)生器(2B)的濃溶液吸收并放熱；冷卻介質(zhì)依次進(jìn)出吸收器(IV)和冷凝器(I)帶走熱量。
圖2所示的由單級一效和單級三效復(fù)合而成、可同時實現(xiàn)單效與三效制冷功能的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，它是這樣實現(xiàn)本發(fā)明的冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)、冷劑液再循環(huán)泵(VI)和一效發(fā)生器(1A)、一效溶液熱交換器(1B)、一效溶液泵(1C)構(gòu)成一效制冷流程，冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)、冷劑液再循環(huán)泵(VI)和三效高壓發(fā)生器(3A)、三效中壓發(fā)生器(3B)、三效低壓發(fā)生器(3C)、三效節(jié)流閥(3D)與(3E)、三效溶液熱交換器(3F)、(3G)與(3H)、三效溶液泵(3I)構(gòu)成三效制冷流程，其特征在于兩流程產(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器(I)，三效中壓發(fā)生器(3B)和三效低壓發(fā)生器(3C)還分別有冷劑介質(zhì)經(jīng)三效節(jié)流閥(3D)和(3E)節(jié)流降壓后進(jìn)入冷凝器(I)，冷劑介質(zhì)在冷凝器(I)內(nèi)放熱后冷凝成液體，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器(III)、吸收被制冷介質(zhì)的熱成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器(IV)被來自各發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，稀溶液分別經(jīng)溶液泵(1C)打入一效發(fā)生器(1A)和溶液泵(3I)打入各三效發(fā)生器，驅(qū)動熱介質(zhì)依次進(jìn)出三效高壓發(fā)生器(3A)和一效發(fā)生器(1A)放熱，冷卻介質(zhì)依次進(jìn)出吸收器(IV)和冷凝器(I)吸熱，被制冷介質(zhì)進(jìn)出蒸發(fā)器(III)放熱實現(xiàn)制冷。
圖3所示的由單級二效和單級三效復(fù)合而成、可同時實現(xiàn)雙效與三效制冷功能的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，它是這樣實現(xiàn)本發(fā)明的冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)、溶液泵(V)、冷劑液再循環(huán)泵(IV)和二效高壓發(fā)生器(2A)、二效低壓發(fā)生器(2B)、二效節(jié)流閥(2C)、二效溶液熱交換器(2D)與(2E)構(gòu)成二效制冷流程，冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)、溶液泵(V)、冷劑液再循環(huán)泵(VI)和三效高壓發(fā)生器(3A)、三效中壓發(fā)生器(3B)、三效低壓發(fā)生器(3C)、三效節(jié)流閥(3D)與(3E)、三效溶液熱交換器(3F)、(3G)與(3H)構(gòu)成三效制冷流程，其特征在于兩個制冷流程產(chǎn)生的冷劑蒸汽與分別經(jīng)節(jié)流降壓的冷劑介質(zhì)均進(jìn)入冷凝器(I)放熱于冷卻介質(zhì)后成冷劑液，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器(III)、吸收被制冷介質(zhì)的熱成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器(IV)被來自各發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，稀溶液經(jīng)溶液泵(V)打入各發(fā)生器，驅(qū)動熱介質(zhì)依次進(jìn)出三效高壓發(fā)生器(3A)和二效高壓發(fā)生器(2A)放熱，冷卻介質(zhì)依次進(jìn)出吸收器(IV)和冷凝器(I)吸熱，被制冷介質(zhì)進(jìn)出蒸發(fā)器(III)放熱實現(xiàn)制冷。
圖4所示的由單級一效和單級三效復(fù)合而成、可同時實現(xiàn)單效與雙效制冷功能的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，它與圖1所示的主要區(qū)別在于，它以精餾塔代替了發(fā)生器并另有冷卻介質(zhì)進(jìn)出精餾塔，前者適合于以溴化鋰水溶液作工質(zhì)為代表的機(jī)組，適合于以氨水溶液作工質(zhì)為代表的機(jī)組，另外后者的蒸發(fā)器(III)采用了非噴淋式結(jié)構(gòu)。
圖5所示的是由單級一效和單級二效復(fù)合而成、可同時實現(xiàn)單效與雙效熱泵功能的開式單級復(fù)合吸收式熱泵，它與圖1所示的區(qū)別在于，用途上它作為開式熱泵使用——余熱蒸汽直接作為余熱和工作介質(zhì)的一部分被利用，結(jié)構(gòu)上它省略了蒸發(fā)器(III)。
圖6所示的由單級一效和單級二效復(fù)合而成、可同時實現(xiàn)單效與雙效熱泵功能的單級復(fù)合吸收式熱泵與相變熱交換器結(jié)合而成的單級復(fù)合吸收式熱泵相變供熱系統(tǒng)；單級復(fù)合吸收式熱泵的吸收器(IV)、冷凝器(I)和相變熱交換器(VII)之間通過中間工作介質(zhì)循環(huán)泵(VIII)有中間工作介質(zhì)通道連通并形成密閉式結(jié)構(gòu)，相變熱交換器(VII)還有通道連通被加熱介質(zhì)；過冷態(tài)的中間工作介質(zhì)經(jīng)中間工作介質(zhì)循環(huán)泵(VIII)依次流經(jīng)吸收器(IV)和冷凝器(I)吸熱后成為蒸汽進(jìn)入相變熱交換器(VII)，放熱于被加熱介質(zhì)后成為過冷態(tài)液體后再經(jīng)中間工作介質(zhì)循環(huán)泵(VIII)打入吸收器(IV)，從而實現(xiàn)熱泵相變供熱循環(huán)；采用自然對流實現(xiàn)中間工作介質(zhì)的循環(huán)時可省略中間工作介質(zhì)循環(huán)泵(VIII)。
需要說明的是，圖1～圖6中給出的單級二效、三效制冷流程是已有流程的代表，它們不是本發(fā)明的內(nèi)容；顯然，其它具體的二效、三效制冷流程不影響本發(fā)明的實質(zhì)。
下面采用一組數(shù)據(jù)來進(jìn)一步說明本發(fā)明現(xiàn)利用流量為50kg/s、溫度為260℃的余熱煙氣進(jìn)行制冷，比熱為1KJ/(kg·℃)，冷卻介質(zhì)的溫度為32℃/42℃，被制冷流體的溫度為15℃/7℃；現(xiàn)將發(fā)生器出口濃溶液與驅(qū)動熱介質(zhì)出口的溫差定為10℃，其它各處溫差相同。采用四種方案進(jìn)行余熱的冷利用①采用單級單效吸收式制冷機(jī)組；②采用單級雙效吸收式制冷機(jī)組；③采用本發(fā)明提供的單效與雙效進(jìn)行復(fù)合的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)組；④采用由單級單效吸收式機(jī)組和單級雙效吸收式機(jī)組所組成的聯(lián)合制冷系統(tǒng)。計算結(jié)果表明1.采用單級單效吸收式制冷機(jī)組，可將余熱由260℃降低到100℃，性能指數(shù)為0.78，得到6240KW制冷負(fù)荷。
2.采用單級雙效吸收式制冷機(jī)組，可將余熱由260℃降低到159℃，性能指數(shù)為1.36，得到6868KW制冷負(fù)荷。
3.采用本發(fā)明提供的單效與雙效進(jìn)行復(fù)合而成的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)組，可將余熱由260℃降低到100℃，其中余熱進(jìn)出雙效發(fā)生器的溫度為260℃/159℃并制冷6868KW，進(jìn)出單效發(fā)生器的溫度為159℃/100℃并制冷2301KW，合計制冷負(fù)荷為9169KW。
4.采用由單級單效吸收式機(jī)組和單級雙效吸收式機(jī)組所組成的聯(lián)合制冷系統(tǒng)，其熱力學(xué)效果與方案3相同，但整體系統(tǒng)復(fù)雜而相對龐大。
比較以上不同方案可見采用本發(fā)明提供的單效與雙效進(jìn)行復(fù)合的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)組和由單級單效機(jī)組和單級雙效機(jī)組所組成的聯(lián)合制冷系統(tǒng)時制冷負(fù)荷相等并最大，雙效機(jī)組次之，單效機(jī)組最?。坏?種方案的制冷負(fù)荷分別比雙效機(jī)組高出33.5％，比單效機(jī)組高出46.9％，而機(jī)組相比其結(jié)構(gòu)沒有增加很多；第3、第4兩種二者熱力學(xué)效果相同，但后者整體系統(tǒng)復(fù)雜而相對龐大，本發(fā)明有很大優(yōu)勢。
本發(fā)明技術(shù)可以實現(xiàn)的效果——本發(fā)明所提出的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)具有如下的效果和優(yōu)勢1.以最為簡單的流程和結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了單級吸收式機(jī)組的單效、雙效和多效之間的彼此或共同復(fù)合，構(gòu)成了一體式機(jī)組，可實現(xiàn)聯(lián)合制冷系統(tǒng)所能實現(xiàn)的熱力學(xué)效果。
2.利用余熱作驅(qū)動熱進(jìn)行制冷時，能夠比單一效數(shù)的機(jī)組實現(xiàn)更多的余熱制冷。
3.具有余熱利用率較高、設(shè)備與系統(tǒng)造價低、占地少和綜合經(jīng)濟(jì)性高等多方面的綜合優(yōu)勢。
4.作為熱泵機(jī)組時，利用低品位熱源作為驅(qū)動熱時可有利于低品位熱的深度利用。
權(quán)利要求
1.單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，主要由共用冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、節(jié)流閥、溶液泵和各個效數(shù)的發(fā)生器或精餾塔、節(jié)流閥與溶液熱交換器所組成；用作開式熱泵時各具體機(jī)組相應(yīng)省略共用蒸發(fā)器，結(jié)合相變熱交換器可構(gòu)成熱泵相變供熱系統(tǒng)；效數(shù)為一的發(fā)生器/精餾塔、溶液熱交換器，結(jié)合共用冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、節(jié)流閥和溶液泵構(gòu)成單級一效結(jié)構(gòu)與流程，效數(shù)為二的高、低壓發(fā)生器/精餾塔、節(jié)流閥與溶液熱交換器構(gòu)成單級二效結(jié)構(gòu)與流程，效數(shù)為三的高、中、低壓發(fā)生器/精餾塔、節(jié)流閥與溶液熱交換器構(gòu)成單級三效結(jié)構(gòu)與流程，增加相應(yīng)部件可構(gòu)成多效結(jié)構(gòu)與流程，其中不采用共用溶液泵時有相應(yīng)效數(shù)溶液泵；冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)、蒸發(fā)器(III)、吸收器(IV)和溶液泵(V)為共用部件，共用部件加上一效發(fā)生器或精餾塔(1A)、一效溶液熱交換器(1B)構(gòu)成單級一效制冷流程，共用部件加上二效高壓發(fā)生器或精餾塔(2A)、二效低壓發(fā)生器或精餾塔(2B)、二效節(jié)流閥(2C)、二效溶液熱交換器(2D)與(2E)構(gòu)成單級二效制冷流程，共用部件加上三效高壓發(fā)生器或精餾塔(3A)、三效中壓發(fā)生器或精餾塔(3B)、三效低壓發(fā)生器或精餾塔(3C)、三效節(jié)流閥(3D)與(3E)、三效溶液熱交換器(3F)、(3G)與(3H)構(gòu)成單級三效制冷流程，依次類推；構(gòu)成相應(yīng)效數(shù)的部件之間除按照各自的作用進(jìn)行與外部和彼此間的連通形成對應(yīng)的制冷流程外，冷凝器(I)與一效發(fā)生器(1A)之間有冷劑蒸汽通道相連通、與二效低壓發(fā)生器(2B)之間分別直接有冷劑蒸汽通道相連通和經(jīng)二效節(jié)流閥(2C)有冷劑介質(zhì)通道連通、與三效低壓發(fā)生器(3C)之間分別直接有冷劑蒸汽通道相連通和經(jīng)三效節(jié)流閥(3E)有冷劑介質(zhì)通道連通、與三效中壓發(fā)生器(3B)之間經(jīng)三效節(jié)流閥(3D)有冷劑介質(zhì)通道連通、與蒸發(fā)器(III)之間還有管道經(jīng)節(jié)流閥(II)連通和有管道連通冷卻介質(zhì)，蒸發(fā)器(III)分別有冷劑蒸汽通道與吸收器(IV)相連和有管道連通被制冷介質(zhì)，吸收器(IV)還有稀溶液管道經(jīng)溶液泵(V)和濃溶液管道分別通過對應(yīng)的溶液熱交換器連通對應(yīng)的各個效數(shù)發(fā)生器，吸收器(IV)還有管道連通冷卻介質(zhì)，一效發(fā)生器(1A)、二效高壓發(fā)生器(2A)、三效高壓發(fā)生器(3A)分別有管道連通驅(qū)動熱介質(zhì)、并在所復(fù)合形成的機(jī)組中彼此之間有驅(qū)動熱介質(zhì)通道相連，其特征在于驅(qū)動熱介質(zhì)先進(jìn)入高效數(shù)發(fā)生器再進(jìn)入與之復(fù)合的低效數(shù)發(fā)生器，即驅(qū)動熱首先進(jìn)、出高效數(shù)發(fā)生器(3A)/(2A)，然后進(jìn)、出低效數(shù)發(fā)生器(2A)/(1A)，一效發(fā)生器(1A)/二效低壓發(fā)生器(2B)/三效低壓發(fā)生器(3C)的冷劑蒸汽和二效低壓發(fā)生器(2B)/三效低壓發(fā)生器(3C)/三效中壓發(fā)生器(3B)的冷劑介質(zhì)進(jìn)入冷凝器(I)被冷卻介質(zhì)吸熱后成為液體，冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓進(jìn)入蒸發(fā)器(III)吸收被制冷介質(zhì)的熱后成為蒸汽進(jìn)入吸收器(IV)、被來自各效數(shù)對應(yīng)發(fā)生器的濃溶液所吸收并放熱于冷卻介質(zhì)、濃度變稀，稀溶液經(jīng)溶液泵(V)分別打入一效發(fā)生器(1A)、在驅(qū)動熱作用下釋放出冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器(I)、溶液變濃后回到吸收器(IV)，打入二效高壓發(fā)生器(2A)和二效低壓發(fā)生器(2B)、在驅(qū)動熱作用下形成二效作用、冷劑介質(zhì)或直接或經(jīng)節(jié)流閥(2C)節(jié)流進(jìn)入冷凝器(I)、溶液變濃后回到吸收器(IV)，打入三效高壓發(fā)生器(3A)、三效中壓發(fā)生器(3B)與三效低壓發(fā)生器(3C)、在驅(qū)動熱作用下形成三效作用，稀溶液釋放出的冷劑介質(zhì)或直接或經(jīng)節(jié)流閥(3D)、(3E)節(jié)流降壓后進(jìn)入冷凝器(I)、溶液變濃后回到吸收器(IV)，上述連接和特征對應(yīng)于不同效數(shù)流程進(jìn)行復(fù)合的各單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，其特征是所說的開式熱泵中，吸收器(IV)有通道直接連通外部余熱蒸汽，冷凝器(I)有冷凝水管道與外部連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，其特征是所說的熱泵相變供熱系統(tǒng)中，機(jī)組的吸收器(IV)、冷凝器(I)和相變熱交換器(VII)之間有中間工作介質(zhì)通道連通形成密閉式結(jié)構(gòu)，中間工作介質(zhì)采用自然對流或強(qiáng)迫對流方式以過冷態(tài)進(jìn)機(jī)組，依次在吸收器(IV)和冷凝器(I)內(nèi)吸熱成蒸汽后進(jìn)入相變熱交換器(VII)、放熱于被加熱介質(zhì)后被冷凝、降溫成過冷態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供了單級復(fù)合吸收式制冷機(jī)，屬于余熱利用和制冷/熱泵技術(shù)領(lǐng)域。主要針對單一效數(shù)制冷機(jī)不能充分利用余熱的情況，提供了由共用冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、節(jié)流閥、溶液泵和其它發(fā)生器或精餾塔、節(jié)流閥和溶液熱交換器組成的一體式復(fù)合機(jī)組。共用部件或加上單效發(fā)生器，或加上雙效高、低壓發(fā)生器和節(jié)流閥，或加上三效高壓、中、低壓發(fā)生器和節(jié)流閥，分別構(gòu)成單效、雙效和三效流程，依次類推；由泵入各流程的稀溶液受依次進(jìn)出高、低效數(shù)流程的驅(qū)動熱作用釋放的冷劑介質(zhì)進(jìn)冷凝器放熱成冷劑液后節(jié)流進(jìn)蒸發(fā)器制冷、吸熱成蒸汽進(jìn)吸收器、被來自發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，冷卻介質(zhì)依次進(jìn)出吸收器、冷凝器吸熱。機(jī)組充分利用余熱制冷，也用作熱泵。
文檔編號F25B15/00GK101093118SQ20071001619
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月8日
發(fā)明者李華玉 申請人:李華玉