專利名稱：三效溴化鋰吸收式制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷裝置，特別是一種三效溴化鋰吸收式制冷裝置，屬于制冷及低溫工程應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
吸收式制冷設(shè)備以熱能驅(qū)動(dòng)，采用二元或多元工質(zhì)對(duì)，以低沸點(diǎn)組分(制冷劑)的蒸發(fā)和冷凝實(shí)現(xiàn)制冷和制熱，以高沸點(diǎn)組分(吸收劑)對(duì)制冷劑吸收和解吸完成整個(gè)循環(huán)。 吸收式制冷機(jī)與壓縮式制冷機(jī)的主要區(qū)別是吸收式制冷機(jī)消耗的是熱能，而壓縮式制冷劑消耗的是功，吸收式制冷機(jī)用吸收器、溶液泵和發(fā)生器代替壓縮機(jī)，吸收器相當(dāng)于壓縮機(jī)的吸氣過(guò)程，將蒸發(fā)器中生成的冷劑蒸汽不斷抽吸出來(lái)，以維持蒸發(fā)器內(nèi)的低壓，溶液泵相當(dāng)于壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程，而發(fā)生器則相當(dāng)于壓縮機(jī)的排氣過(guò)程，不停地排出高壓、高溫的冷劑蒸汽。
溴化鋰吸收式制冷機(jī)因其能利用廢熱，節(jié)電，能緩解夏季電力緊張而燃?xì)獗容^富裕的矛盾，且運(yùn)行安靜，制冷量調(diào)節(jié)范圍廣，其所用工質(zhì)對(duì)為溴化鋰水溶液，制冷工質(zhì)為水， 無(wú)臭，無(wú)毒，對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞等優(yōu)點(diǎn)得以迅速的發(fā)展。
但是，溴化鋰吸收式制冷機(jī)在能源的有效利用方面與壓縮式制冷機(jī)相比有明顯的不足，節(jié)電不節(jié)能。目前生產(chǎn)和使用的單效、雙效型溴化鋰吸收式制冷機(jī)的制冷系數(shù)比較低。直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)的高壓發(fā)生器雖然是用高溫?zé)煔饧訜?，但是為了防止?jié)馊芤涸诘蜏責(zé)峤粨Q器中結(jié)晶，濃溶液的濃度不能太高，從而機(jī)組的放氣范圍受到限制，制冷機(jī)組的制冷量和制冷系數(shù)都無(wú)法進(jìn)一步提高。因此研究和開發(fā)具有較高性能系數(shù)的三效溴化鋰吸收式制冷機(jī)已成為各國(guó)共同關(guān)注的課題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可以提高制冷機(jī)組的放氣范圍，合理利用熱源，以提高制冷機(jī)組的制冷量和性能系數(shù)的三效溴化鋰吸收式制冷裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種三效溴化鋰吸收式制冷裝置，包括溴化鋰溶液循環(huán)系統(tǒng)和冷劑水循環(huán)系統(tǒng)，所述溴化鋰溶液循環(huán)系統(tǒng)包括高壓發(fā)生器、中壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、吸收器、高溫?zé)峤粨Q器、中溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器、節(jié)流閥和溶液泵，所述吸收器、低壓發(fā)生器、中壓發(fā)生器和高壓發(fā)生器通過(guò)管道依次串聯(lián)，所述高壓發(fā)生器的出氣口上設(shè)有高壓冷凝管，所述中壓發(fā)生器的出氣口上設(shè)有中壓冷凝管，所述低壓發(fā)生器的出氣口上設(shè)有連接管，所述連接管通過(guò)冷劑水循環(huán)系統(tǒng)與所述吸收器連接，所述高壓冷凝管穿過(guò)中壓發(fā)生器通過(guò)節(jié)流閥與所述中壓冷凝管連通，所述中壓冷凝管穿過(guò)低壓發(fā)生器通過(guò)節(jié)流閥與所述連接管連通。
本發(fā)明中，所述冷劑水循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器和冷凝器，所述連接管與所述冷凝器連接，所述冷凝器與所述蒸發(fā)器連接，所述蒸發(fā)器上設(shè)有蒸汽管與所述吸收器連通，所述蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)有冷媒水循環(huán)系統(tǒng)。
本發(fā)明中，所述吸收器和所述低壓發(fā)生器、所述低壓發(fā)生器和所述中壓發(fā)生器、所述中壓發(fā)生器和高壓發(fā)生器之間連通的管道上安裝有溶液泵
本發(fā)明中，所述高壓發(fā)生器的出液管與所述吸收器出液管之間安裝有低溫?zé)峤粨Q器，所述高壓發(fā)生器的出液管與所述低壓發(fā)生器出液管之間安裝有中溫?zé)峤粨Q器，所述高壓發(fā)生器的出液管與所述中壓發(fā)生器出液管之間安裝有高溫?zé)峤粨Q器。
本發(fā)明中，所述吸收器的出液管上連通有一支流管，所述支流管與所述高壓發(fā)生器的出液管連通。
本發(fā)明中，所述冷凝器與所述蒸發(fā)器連通的管道上安裝有節(jié)流閥，所述吸收器的出液管以及所述支流管上安裝有節(jié)流閥，所述高壓發(fā)生器的出液管上安裝有節(jié)流閥。本發(fā)明中，所述吸收器內(nèi)設(shè)有噴淋裝置，所述噴淋裝置通過(guò)噴淋泵與所述吸收器內(nèi)溶液連通，所述蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)有噴淋裝置，所述噴淋裝置通過(guò)噴淋泵與所述蒸發(fā)器內(nèi)溶液連通。
本發(fā)明中，所述高壓發(fā)生器內(nèi)設(shè)有熱源。
采用上述方案，本發(fā)明主要有以下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)
①采用逆串聯(lián)的循環(huán)方式。溴化鋰溶液按照低溫?zé)峤粨Q器、低壓發(fā)生器、中溫?zé)峤粨Q器、中壓發(fā)生器、高溫?zé)峤粨Q器和高壓發(fā)生器的順序依次流入，形成逆串聯(lián)的循環(huán)方式。
②高壓發(fā)生器的加熱熱源是高溫?zé)煔?。中壓發(fā)生器的加熱熱源是高壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，低壓發(fā)生器的加熱熱源是中壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽。溴化鋰溶液的溫度和濃度同步逐漸升高，所用的熱源溫度也逐步升高。實(shí)現(xiàn)對(duì)不同品位能量的合理利用，提高機(jī)組的性能系數(shù)。
③高溫?zé)煔饧訜岬氖歉邏喊l(fā)生器中的濃溶液，產(chǎn)生的是高濃度的溶液，高于雙效直燃式溴化鋰制冷機(jī)組中的高壓發(fā)生器的出液濃度，提高了制冷機(jī)組的放氣范圍，有效的提高了制冷機(jī)組的制冷量和性能系數(shù)。
④由于吸收器的出液管上連通有一支流管，支流管與所述高壓發(fā)生器的出液管連通，這樣從支流管進(jìn)入的低濃度溶液與高壓發(fā)生器出來(lái)的高濃度溶液混合，起到在進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器之前稀釋高濃度溶液的作用，有效防止溶液經(jīng)過(guò)低溫交換器降溫后結(jié)晶。
綜上所述，本發(fā)明采用逆串聯(lián)的循環(huán)方式和在高濃度溶液進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器之前適當(dāng)稀釋的辦法，實(shí)現(xiàn)溴化鋰溶液的溫度和濃度同步逐漸升高和對(duì)不同品位能量的合理利用，并提高了制冷機(jī)組的放氣范圍，有效防止結(jié)晶，從而提高機(jī)組的制冷量和性能系數(shù)。


圖1本發(fā)明的系統(tǒng)圖。
圖2本發(fā)明的比焓-濃度圖。
附圖1中，1吸收器；2第一溶液泵；3低溫?zé)峤粨Q器；4第一節(jié)流閥；5低壓發(fā)生器； 6第二溶液泵；7中溫?zé)峤粨Q器；8中壓發(fā)生器；9第三溶液泵；10高溫?zé)峤粨Q器；11高壓發(fā)生器；12第二節(jié)流閥；13吸收器泵；14高壓冷凝管；15第三節(jié)流閥；16中壓冷凝管；17第四節(jié)流閥；18冷凝器；19第五節(jié)流閥；20蒸發(fā)器；21蒸發(fā)器泵；22連接管。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。4
如圖1所示本發(fā)明由溴化鋰溶液循環(huán)系統(tǒng)和冷劑水循環(huán)系統(tǒng)組成。
溴化鋰溶液循環(huán)系統(tǒng)
吸收器1中的溴化鋰稀溶液(濃度為《a)，在第一溶液泵2的作用下流經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器3回?zé)?，然后分成兩部分?br> 一部分經(jīng)支流管和第一節(jié)流閥4節(jié)流，然后與高壓發(fā)生器11過(guò)來(lái)的經(jīng)過(guò)第二節(jié)流閥12節(jié)流后的高濃度溴化鋰溶液(濃度為ω》混合，使高濃度溴化鋰溶液在經(jīng)過(guò)低溫?zé)峤粨Q器3之前有一個(gè)稀釋的過(guò)程，防止結(jié)晶。另一部分進(jìn)入低壓發(fā)生器5中，低壓發(fā)生器5 中溴化鋰稀溶液被中壓發(fā)生器8過(guò)來(lái)的中壓冷凝管中的冷劑水及蒸汽加熱，使得低壓發(fā)生器5中的部分水蒸發(fā)，這樣提高了低壓發(fā)生器5中溴化鋰溶液的濃度，使得低壓發(fā)生器5中形成中等濃度溶液(濃度為《k)。同時(shí)低壓發(fā)生器5中的中等濃度溶液經(jīng)第二溶液泵6加壓，并在中溫?zé)峤粨Q器7中和從高壓發(fā)生器11中出來(lái)的高濃度溴化鋰溶液進(jìn)行熱交換后， 進(jìn)入中壓發(fā)生器8，中壓發(fā)生器8中的溴化鋰溶液被高壓發(fā)生器11過(guò)來(lái)的高壓冷凝管中的冷劑水蒸汽再次加熱，溴化鋰溶液中又有部分水蒸發(fā)，使得溴化鋰溶液進(jìn)一步形成濃溶液 (濃度為《t)。這樣從中壓發(fā)生器8中出來(lái)的濃溶液經(jīng)第三溶液泵9加壓，通過(guò)高溫?zé)峤粨Q器10，再次與從高壓發(fā)生器11中出來(lái)的高濃度溴化鉀溶液進(jìn)行熱交換后，然后進(jìn)入高壓發(fā)生器11中，在高壓發(fā)生器11中的濃溶液被熱源加熱，使得溴化鋰溶液中的部分水再次蒸發(fā)，形成高濃度溴化鋰溶液(濃度為ωρ比現(xiàn)有的雙效和三效機(jī)組濃度高，從而提高了放氣范圍)，高濃度溴化鋰溶液從高壓發(fā)生器11中出來(lái)，依次經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤粨Q器10和中溫?zé)峤粨Q器7進(jìn)行回?zé)岷?，在進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器3之前，與一部分來(lái)自第一節(jié)流閥4的溴化鋰稀溶液混合，使高濃度的溴化鋰有所稀釋，被稀釋后的高濃度溴化鋰溶液經(jīng)過(guò)低溫交換器3回?zé)岷筮M(jìn)入吸收器1，吸收器1吸收蒸發(fā)器中產(chǎn)生的水蒸汽，再形成溴化鋰稀溶液，從而完成溴化鋰溶液循環(huán)。
冷劑水循環(huán)系統(tǒng)
將高壓發(fā)生器11中產(chǎn)生的高壓冷劑水蒸汽(壓力為Pr)導(dǎo)入中壓發(fā)生器8的高壓冷凝管14中，用來(lái)加熱中壓發(fā)生器8中的中等濃度溶液，使得中壓發(fā)生器8中中等濃度溶液中的部分水蒸發(fā)，高壓冷劑蒸汽冷凝成高壓冷劑水，但尚有部分顯熱，高壓冷劑水經(jīng)第三節(jié)流閥15節(jié)流至中間壓力Pt后，與中壓發(fā)生器8中產(chǎn)生的中壓冷劑蒸汽(壓力為Pt)匯合，一起進(jìn)入低壓發(fā)生器5中的中壓冷凝管中，再次加熱低壓發(fā)生器5中的溴化鋰稀溶液， 中壓冷劑蒸汽冷凝成中壓冷劑水，中壓冷劑水經(jīng)第四節(jié)流閥17節(jié)流至冷凝壓力1 后，和低壓發(fā)生器5中產(chǎn)生的冷劑蒸汽匯合后從連接管22進(jìn)入冷凝器18中冷凝成冷劑水，冷凝器 18中的冷劑水經(jīng)第五節(jié)流閥19節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器20，在蒸發(fā)器泵21的作用下噴淋蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽被吸收器1中的溴化鋰溶液吸收，完成整個(gè)冷劑水的循環(huán)。
如圖2所示，溴化鋰溶液的循環(huán)過(guò)程如下
點(diǎn)2為吸收器出口的低壓溴化鋰稀溶液(濃度為ω a)，經(jīng)第一溶液泵2加壓后壓力提高至冷凝壓力1 ，但其濃度和比焓都不變，還處于點(diǎn)2。點(diǎn)2至點(diǎn)3是稀溶液在低溫?zé)峤粨Q器的受熱過(guò)程，點(diǎn)3至點(diǎn)4是稀溶液進(jìn)入低壓發(fā)生器后，被來(lái)自中壓發(fā)生器的水蒸汽加熱升溫的過(guò)程，但在達(dá)到發(fā)生溫度之前，其濃度不變。點(diǎn)4至點(diǎn)6是稀溶液在低壓發(fā)生器中的發(fā)生過(guò)程，濃度升高至中等濃度《k。
點(diǎn)6的中等濃度溶液經(jīng)第二溶液泵6加壓至中壓Pt。點(diǎn)6至點(diǎn)7是中壓的中等濃度溶液在中溫?zé)峤粨Q器中被高濃度溶液加熱升溫的過(guò)程。點(diǎn)7至點(diǎn)8是中等濃度溶液進(jìn)入中壓發(fā)生器后，被來(lái)自高壓發(fā)生器的水蒸汽加熱升溫的過(guò)程，其濃度不變。點(diǎn)8至點(diǎn)10是中等濃度溶液在中壓發(fā)生器中的發(fā)生過(guò)程，濃度升高ω”變成濃溶液。
點(diǎn)10的濃溶液經(jīng)第三溶液泵9加壓至高壓ft·。點(diǎn)10至點(diǎn)11是濃溶液在高溫?zé)峤粨Q器中被高濃度溶液加熱升溫的過(guò)程。點(diǎn)11至點(diǎn)12是濃溶液進(jìn)入高壓發(fā)生器后，外界熱源加熱升溫的過(guò)程，其濃度不變。點(diǎn)12至點(diǎn)14是濃溶液在高壓發(fā)生器中的發(fā)生過(guò)程，濃度升高至ωy變成高濃度溶液。
點(diǎn)14至點(diǎn)15為高濃度溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器和中溫?zé)峤粨Q器的放熱過(guò)程。點(diǎn)15 的高濃度溶液和點(diǎn)2的稀溶液混合達(dá)點(diǎn)16。點(diǎn)16至點(diǎn)17是混合溶液在低溫?zé)峤粨Q器的放熱過(guò)程。
點(diǎn)17的混合溶液和吸收器中的稀溶液混合后達(dá)到點(diǎn)18’，閃發(fā)后到點(diǎn)18。點(diǎn)18 至點(diǎn)2是溶液在吸收器中吸收蒸發(fā)器中水蒸汽的過(guò)程。
冷劑水的循環(huán)過(guò)程
高壓發(fā)生器11產(chǎn)生的高壓冷劑水蒸汽的比焓為h。2，在中壓發(fā)生器8和低壓發(fā)生器5中放熱，凝結(jié)成水，比焓降為Iica，進(jìn)入冷凝器18冷卻后比焓降至hal。
中壓發(fā)生器8中產(chǎn)生的蒸汽的比焓為hb2，在低壓發(fā)生器5中放熱，凝結(jié)成水，比焓降為hbl，進(jìn)入冷凝器18后冷卻，比焓降為hal。
低壓發(fā)生器5產(chǎn)生的水蒸汽的比焓為ha2，在冷凝器18中冷凝，比焓降為hal。
冷凝器18中的冷劑水經(jīng)第五節(jié)流閥19節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器20，液態(tài)水比焓為 Ii1，在蒸發(fā)器20中吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效果，比焓升至hla。此水蒸汽在吸收器中被溴化鋰溶液吸收。
綜上所述，采用逆串聯(lián)的循環(huán)方式和在高濃度溶液進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器之前適當(dāng)稀釋的辦法，實(shí)現(xiàn)溴化鋰溶液的溫度和濃度同步逐漸升高和對(duì)不同品位能量的合理利用，并提高了制冷機(jī)組的放氣范圍，有效防止結(jié)晶，從而提高機(jī)組的制冷量和性能系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種三效溴化鋰吸收式制冷裝置，包括溴化鋰溶液循環(huán)系統(tǒng)和冷劑水循環(huán)系統(tǒng)，所述溴化鋰溶液循環(huán)系統(tǒng)包括高壓發(fā)生器、中壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、吸收器、高溫?zé)峤粨Q器、 中溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器、節(jié)流閥和溶液泵，其特征在于所述吸收器、低壓發(fā)生器、中壓發(fā)生器和高壓發(fā)生器通過(guò)管道依次串聯(lián)，所述高壓發(fā)生器的出氣口上設(shè)有高壓冷凝管， 所述中壓發(fā)生器的出氣口上設(shè)有中壓冷凝管，所述低壓發(fā)生器的出氣口上設(shè)有連接管，所述連接管通過(guò)冷劑水循環(huán)系統(tǒng)與所述吸收器連接，所述高壓冷凝管穿過(guò)中壓發(fā)生器通過(guò)節(jié)流閥與所述中壓冷凝管連通，所述中壓冷凝管穿過(guò)低壓發(fā)生器通過(guò)節(jié)流閥與所述連接管連O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三效溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于所述冷劑水循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器和冷凝器，所述連接管與所述冷凝器連接，所述冷凝器與所述蒸發(fā)器連接， 所述蒸發(fā)器上設(shè)有蒸汽管與所述吸收器連通，所述蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)有冷媒水循環(huán)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三效溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于所述吸收器和所述低壓發(fā)生器、所述的低壓發(fā)生器和所述中壓發(fā)生器、所述的中壓發(fā)生器和高壓發(fā)生器之間連通的管道上安裝有溶液泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三效溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于所述高壓發(fā)生器的出液管與所述吸收器出液管之間安裝有低溫?zé)峤粨Q器，所述高壓發(fā)生器的出液管與所述低壓發(fā)生器出液管之間安裝有中溫?zé)峤粨Q器，所述高壓發(fā)生器的出液管與所述中壓發(fā)生器出液管之間安裝有高溫?zé)峤粨Q器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的三效溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于所述吸收器的出液管上連通有一支流管，所述支流管與所述高壓發(fā)生器的出液管連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三效溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于所述冷凝器與所述蒸發(fā)器連通的管道上安裝有節(jié)流閥，所述吸收器的出液管以及所述支流管上安裝有節(jié)流閥，所述高壓發(fā)生器的出液管上安裝有節(jié)流閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三效溴化鋰吸收式制冷裝置。該制冷裝置包括高壓發(fā)生器、中壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、吸收器、高溫?zé)峤粨Q器、中溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流閥、溶液泵等。通過(guò)采用逆串聯(lián)的循環(huán)方式，高溫?zé)煔饧訜岣邏喊l(fā)生器中的濃溶液，產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽作為中壓發(fā)生器的熱源，中壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽作為低壓發(fā)生器的熱源，而溴化鋰溶液依次經(jīng)過(guò)低壓發(fā)生器、中壓發(fā)生器、高壓發(fā)生器被加熱，其溫度和濃度同步逐漸升高，達(dá)到和加熱熱源的溫度逐步升高的特點(diǎn)相匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同品位能量的合理利用。另外，在高濃度溶液進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器之前適當(dāng)稀釋，可以提高了制冷機(jī)組的放氣范圍，有效防止結(jié)晶，從而提高機(jī)組的制冷量和性能系數(shù)。
文檔編號(hào)F25B27/02GK102519165SQ20121000110
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者劉耀輝, 張建華, 曹小林, 曾偉 申請(qǐng)人:中南大學(xué), 廣東韶鋼松山股份有限公司