專利名稱：異級復合吸收式制冷機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于余熱利用和制冷/熱泵技術領域。
背景技術：
對于不同級數(shù)的吸收式機組來說，級數(shù)越低其制冷/制熱系數(shù)越高、同時其所要求的驅(qū)動熱的溫度也越高，級數(shù)越高其制冷/制熱系數(shù)越低、同時其所要求的驅(qū)動熱的溫度也越低。這樣，為了更充分地利用更多的驅(qū)動熱進行制冷，采用單一級數(shù)的機組進行制冷往往達不到滿意的制冷效益。特別是利用余熱制冷時，對一定溫度的余熱來說，利用高級數(shù)的制冷機組時可使余熱釋放出更多的熱量，但高級數(shù)制冷機組制冷系數(shù)低而導致制冷效益會較低；若采用低級數(shù)的制冷機組，雖然其制冷系數(shù)高，但由于其需要較高溫度的驅(qū)動熱，則余熱被利用的程度低、釋放出的熱量少，同樣導致制冷效益不理想。因此，要想獲得好的制冷效益，應該根據(jù)具體的余熱和冷用戶的需求，將高、低級數(shù)的制冷結合起來使用。
在采用第一類吸收式熱泵技術利用較高溫度的驅(qū)動熱對較低溫度的余熱進行熱利用時，在熱用戶用熱參數(shù)確定的情況下，低級數(shù)機組性能指數(shù)高、同時需要較高溫度的驅(qū)動熱，高級數(shù)機組性能指數(shù)低、同時需要的驅(qū)動熱溫度也低。這樣，將高、低級數(shù)的流程結合起來，較高溫度的驅(qū)動熱用于低級數(shù)流程、較低溫度的驅(qū)動熱用于較高級數(shù)的流程，與采用單一級數(shù)的機組相比可得到更好的余熱利用節(jié)能效益。
上述兩種情況，可以采用不同級數(shù)的機組組成聯(lián)合制冷或熱泵系統(tǒng)，但這會帶來系統(tǒng)復雜、造價高和占地多等多方面的不利影響，導致經(jīng)濟效益大為降低，甚至于無法滿足經(jīng)濟性方面的要求。因此，設法將一級、二級、三級甚至于多級進行彼此間的結合得到簡單結構的一體式機組，可以實現(xiàn)更好的制冷與制熱效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是要提供異級復合吸收式制冷機，它針對單一級數(shù)的吸收式制冷機不能充分有效地利用驅(qū)動熱、尤其是不能充分有效地利用余熱進行制冷的問題，將各單一級數(shù)的吸收式制冷機通過主要共用冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器進行彼此間的結合，得到一體式的異級復合吸收式制冷機，從而在一體式機組中實現(xiàn)了不同級數(shù)的制冷流程同時工作——低級數(shù)流程利用高溫度的驅(qū)動熱制冷得到較高的制冷效果，高級數(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，實現(xiàn)了制冷過程中對驅(qū)動熱的深度利用，對采用余熱制冷時尤其如此。
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、吸收-蒸發(fā)器、節(jié)流閥、溶液泵和溶液熱交換器等所組成，其中冷凝器、蒸發(fā)器和一個節(jié)流閥為共用部件，共用部件加上一級發(fā)生器或精餾塔、一級吸收器、一級溶液泵和一級溶液熱交換器構成單級吸收式制冷流程，共用部件加上二級發(fā)生器或精餾塔、二級吸收器、二級吸收-蒸發(fā)器、二級溶液泵、二級節(jié)流閥和二級溶液熱交換器構成二級吸收式制冷流程，共用部件加上三級發(fā)生器或精餾塔、三級吸收器、三級吸收-蒸發(fā)器、三級溶液泵、三級節(jié)流閥和三級溶液熱交換器構成三級吸收式制冷流程，以此類推增加相應部件可構成更高級數(shù)的制冷結構與流程，其中兩級結構包括單、雙發(fā)生器型，三級及以上結構包括單、雙及以上發(fā)生器型；驅(qū)動熱介質(zhì)首先進出低級數(shù)的發(fā)生器為低級數(shù)制冷流程提供驅(qū)動熱，然后再進出高級數(shù)制冷流程為其提供驅(qū)動熱；出自吸收器和吸收-蒸發(fā)器的稀溶液經(jīng)溶液泵打入各級發(fā)生器，雙發(fā)生器及以上型的低壓發(fā)生器內(nèi)的稀溶液在驅(qū)動熱作用下釋放出冷劑蒸汽向更高壓力的吸收器或吸收-蒸發(fā)器提供，一級發(fā)生器、單發(fā)生器型二級與三級的發(fā)生器和雙發(fā)生器及以上型的高壓發(fā)生器內(nèi)的稀溶液在驅(qū)動熱作用下釋放出冷劑蒸汽進入冷凝器；進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，一部分冷劑液經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器吸收被制冷介質(zhì)的熱實現(xiàn)制冷、冷劑液成冷劑蒸汽并進入一級吸收器、二級吸收-蒸發(fā)器和三級及以上級的低壓吸收-蒸發(fā)器，其它的冷劑液經(jīng)節(jié)流分別進入二級吸收-蒸發(fā)器和各三級吸收-蒸發(fā)器吸熱成冷劑蒸汽；進入一級吸收器內(nèi)的冷劑蒸汽被來自一級發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱、形成的稀溶液再經(jīng)一級溶液泵打入一級發(fā)生器，進入二級吸收-蒸發(fā)器的各冷劑介質(zhì)分別在二級吸收-蒸發(fā)器和二級吸收器內(nèi)被溶液吸收并在二級溶液泵作用下進入二級發(fā)生器，進入三級吸收-蒸發(fā)器的各冷劑介質(zhì)分別在三級各吸收-蒸發(fā)器和三級吸收器內(nèi)被溶液吸收并在三級溶液泵作用下進入三級發(fā)生器，冷卻介質(zhì)流經(jīng)各流程中的吸收器和冷凝器帶走熱量，這就分別實現(xiàn)了一級、二級、三級和復合制冷流程； 復合制冷流程的特征在于①各級數(shù)制冷流程共用冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器；②驅(qū)動熱首先進出低數(shù)制冷流程發(fā)生器或高壓發(fā)生器，然后進出高級數(shù)制冷流程發(fā)生器或高壓發(fā)生器，加熱稀溶液使其釋放出冷劑蒸汽；③一級發(fā)生器和來自其它級數(shù)的發(fā)生器或高壓發(fā)生器的冷劑介質(zhì)進入冷凝器被冷凝，一部分冷劑液經(jīng)節(jié)流閥進入蒸發(fā)器吸收被制冷介質(zhì)的熱成冷劑蒸汽進入一級吸收器、二級吸收-蒸發(fā)器和三級低壓吸收-蒸發(fā)器被溶液吸收并放熱，其它的冷劑液經(jīng)節(jié)流進入相應吸收-蒸發(fā)器吸熱成冷劑蒸汽后進入后續(xù)環(huán)節(jié)的吸收器或吸收-蒸發(fā)器，溶液吸收冷劑蒸汽后濃度降低、并由溶液泵打入對應各發(fā)生器；冷卻介質(zhì)依次流經(jīng)各對應的吸收器和冷凝器帶走熱量。上述連接和特征對應于由不同級數(shù)的流程進行復合所組成的各異級復合吸收式制冷機中。
現(xiàn)以一級和二級吸收式制冷機復合而成的異級復合吸收式制冷機為例對本發(fā)明進行具體說明.如

圖1所示，它是由一級和二級復合而成的異級復合吸收式制冷機，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的1.在結構上，兩制冷流程有共用的冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，共用部件結合一級發(fā)生器、一級吸收器、一級溶液泵和一級溶液熱交換器構成一級制冷流程，共用部件結合二級發(fā)生器、二級吸收器、二級吸收-蒸發(fā)器、二級溶液泵、二級節(jié)流閥和二級溶液熱交換器構成二級制冷流程；一級制冷流程的一級發(fā)生器和二級流程的二級發(fā)生器分別有冷劑蒸汽通道連通冷凝器，冷凝器還經(jīng)節(jié)流閥連通蒸發(fā)器、經(jīng)二級節(jié)流閥有冷劑液通道連通二級吸收-蒸發(fā)器和有管道連通冷卻介質(zhì)并分別經(jīng)冷卻介質(zhì)通道與一級吸收器、二級吸收器之間連通，蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道連通一級吸收器和二級吸收-蒸發(fā)器、還有通道連通被制冷介質(zhì)，一級吸收器還分別有稀溶液管道經(jīng)溶液泵和濃溶液管道、通過一級溶液熱交換器連通一級發(fā)生器，二級吸收-蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道與二級吸收器連通、有稀溶液管道經(jīng)溶液泵和各二級溶液熱交換器連通二級發(fā)生器，二級吸收器還分別有溶液管道各經(jīng)一個二級溶液熱交換器連通二級吸收-蒸發(fā)器和二級發(fā)生器，一級發(fā)生器和二級發(fā)生器還分別連通驅(qū)動熱介質(zhì)和經(jīng)驅(qū)動熱介質(zhì)通道彼此間連通。
2.在流程上，一級、二級和復合制冷流程分別為一級流程——稀溶液由一級溶液泵打入一級發(fā)生器，受驅(qū)動熱的作用釋放出冷劑蒸汽進入冷凝器，冷劑蒸汽放熱于冷卻介質(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)成冷劑蒸汽進入一級吸收器、被來自一級發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，冷卻介質(zhì)依次流經(jīng)一級吸收器和冷凝器帶走熱量，被制冷介質(zhì)進出蒸發(fā)器被降溫；二級流程——稀溶液由二級溶液泵打入二級發(fā)生器，稀溶液在二級發(fā)生器內(nèi)受驅(qū)動熱的作用釋放出冷劑蒸汽進入冷凝器、放熱于進出冷凝器的冷卻介質(zhì)被冷凝，一部分冷凝液經(jīng)共用節(jié)流閥節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器、得到被制冷介質(zhì)傳給的熱后蒸發(fā)成冷劑蒸汽進入二級吸收-蒸發(fā)器被來自二級吸收器的溶液吸收并放熱，另一部分冷凝液經(jīng)二級節(jié)流閥節(jié)流降壓后進入二級吸收-蒸發(fā)器吸熱成冷劑蒸汽進入二級吸收器、被來自二級發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱，二級吸收器內(nèi)低濃度溶液進入二級吸收-蒸發(fā)器，二級吸收-蒸發(fā)器的稀溶液經(jīng)二級溶液泵打入二級發(fā)生器，冷卻介質(zhì)依次流經(jīng)二級吸收器和冷凝器帶走熱量，被制冷介質(zhì)進出蒸發(fā)器被降溫；復合制冷流程——出自一級流程的一級吸收器和二級流程的二級吸收-蒸發(fā)器的稀溶液分別經(jīng)一級溶液泵和二級溶液泵打入一級發(fā)生器和二級發(fā)生器，一級發(fā)生器和二級發(fā)生器的稀溶液在驅(qū)動熱作用下釋放出冷劑蒸汽進入冷凝器、放熱于流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)成冷劑液，一部分冷劑液經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器吸收被制冷介質(zhì)的熱后成冷劑蒸汽、分別向一級吸收器和二級吸收-蒸發(fā)器提供，其余冷劑液經(jīng)二級節(jié)流閥節(jié)流降壓后進入二級吸收-蒸發(fā)器，冷劑介質(zhì)回到一級和二級流程，其特征在于①一級和二級制冷流程共用冷凝器、蒸發(fā)器和一節(jié)流閥；②驅(qū)動熱依次進出一級發(fā)生器和二級發(fā)生器放熱、分別加熱來自一級吸收器和二級吸收-蒸發(fā)器的稀溶液使其釋放出冷劑蒸汽向冷凝器提供；③來自一級流程和二級流程的冷劑介質(zhì)進入冷凝器被流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)冷凝成冷劑液，冷劑液一部分經(jīng)共用節(jié)流閥節(jié)流進入蒸發(fā)器吸收被制冷介質(zhì)的熱成冷劑蒸汽進入一級流程一級吸收器和二級流程二級吸收-蒸發(fā)器，另一部分經(jīng)二級節(jié)流閥節(jié)流降壓后進入二級流程二級吸收-蒸發(fā)器，從而使冷劑介質(zhì)重新回到一級和二級流程；冷卻介質(zhì)分別依次流經(jīng)一級吸收器與冷凝器和二級吸收器與冷凝器帶走熱量。
圖1所示的本發(fā)明也可以看作是在單發(fā)生器型兩級吸收式制冷機的基礎上主要增加了發(fā)生器、吸收器、溶液泵和溶液熱交換器的結果，但這種改變帶來的是得到了能夠?qū)崿F(xiàn)一個一級機組和一個兩級機組聯(lián)合作用效果的一體式新機組，與兩級吸收式制冷機相比它具有本質(zhì)上的改進，在制冷時能夠?qū)崿F(xiàn)對驅(qū)動熱的深度高效利用，在利用余熱制冷時更是如此。
根據(jù)不同的結構和流程，本發(fā)明利用較高溫度驅(qū)動熱對低溫余熱進行熱利用時為相應復合吸收式熱泵，并可用作開式復合吸收式熱泵，也可以在本發(fā)明基礎上得到復合吸收式熱泵相變供熱系統(tǒng)。
圖中，1A-一級發(fā)生器/一級精餾塔，1B-一級吸收器，1C-一級溶液泵，1D-一級溶液熱交換器；2A-二級發(fā)生器/二級精餾塔，2B-二級吸收器器，2C-二級吸收-蒸發(fā)器，2D-二級溶液泵，2E-二級節(jié)流閥，2F、2G-二級溶液熱交換器；2a-二級高壓發(fā)生器/二級高壓精餾塔，2b-二級吸收器器，2c-二級吸收-蒸發(fā)器，2d、2i-二級溶液泵，2e-二級節(jié)流閥，2f、2g-二級溶液熱交換器，2h-二級低壓發(fā)生器；3A-三級發(fā)生器/三級精餾塔，3B-三級吸收器，3C、3D-三級吸收-蒸發(fā)器，3E-三級溶液泵，3F、3G-三級節(jié)流閥，3H、3I、3J-三級溶液熱交換器；I-冷凝器，II-節(jié)流閥，III-吸收器，IV、V-相變熱交換器，VI-中間工作介質(zhì)循環(huán)泵。
具體實施例方式下面結合附圖和實例來詳細描述本發(fā)明。
以本發(fā)明所提供的由一級和單發(fā)生器型二級復合而成、可同時實現(xiàn)一級與二級制冷功能的異級復合吸收式制冷機為例，如圖1所示，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的1.在結構上，冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)和蒸發(fā)器(III)為兩制冷流程的共用部件，共用部件結合一級發(fā)生器(1A)、一級吸收器(1B)、一級溶液泵(1C)和一級溶液熱交換器(1D)構成一級制冷流程，共用部件結合二級發(fā)生器(2A)、二級吸收器(2B)、二級吸收-蒸發(fā)器(2C)、二級溶液泵(2D)、二級節(jié)流閥(2E)和二級溶液熱交換器(2F)與(2G)構成二級制冷流程；一級制冷流程的一級發(fā)生器(1A)和二級流程的二級發(fā)生器(2A)分別有冷劑蒸汽通道連通冷凝器(I)，冷凝器還經(jīng)節(jié)流閥(II)連通蒸發(fā)器(III)、經(jīng)二級節(jié)流閥(2E)有冷劑液通道連通二級吸收-蒸發(fā)器(2C)和有管道連通冷卻介質(zhì)并分別經(jīng)冷卻介質(zhì)通道與一級吸收器(1B)、二級吸收器(2B)之間連通，蒸發(fā)器(I)還有冷劑蒸汽通道連通一級吸收器(1B)和二級吸收-蒸發(fā)器(2C)、還有通道連通被制冷介質(zhì)，一級吸收器(1A)還分別有稀溶液管道經(jīng)一級溶液泵(1C)和濃溶液管道、通過一級溶液熱交換器(1D)連通一級發(fā)生器(1A)，二級吸收-蒸發(fā)器(2A)還有冷劑蒸汽通道與二級吸收器(2B)連通、有稀溶液管道經(jīng)二級溶液泵、二級溶液熱交換器(2F)與(2G)連通二級發(fā)生器(2A)，二級吸收器(2B)還有溶液管道分別經(jīng)二級溶液熱交換器(2F)和(2G)連通二級吸收-蒸發(fā)器(2C)和二級發(fā)生器(2A)，一級發(fā)生器(1A)和二級發(fā)生器(2A)還分別連通驅(qū)動熱介質(zhì)和經(jīng)驅(qū)動熱介質(zhì)通道彼此間連通。
2.在流程上，共用部件與其它一級制冷流程用部件完成一級制冷流程——稀溶液由一級溶液泵(1C)打入一級發(fā)生器(1A)，受驅(qū)動熱的作用釋放出冷劑蒸汽進入冷凝器(I)放熱于流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)后被冷凝、并經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器(III)、得到被制冷介質(zhì)傳給的熱后蒸發(fā)成冷劑蒸汽進入一級吸收器(1B)、被來自一級發(fā)生器(1A)的濃溶液吸收并放熱，冷卻介質(zhì)依次流經(jīng)一級吸收器(1B)和冷凝器(I)帶走熱量，被制冷介質(zhì)進出蒸發(fā)器被降溫；共用部件與其它二級制冷流程用部件完成二級制冷流程——稀溶液由二級溶液泵(2D)打入二級發(fā)生器(2A)，稀溶液在二級發(fā)生器(2A)內(nèi)受驅(qū)動熱的作用釋放出冷劑蒸汽進入冷凝器(I)、放熱于流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)被冷凝，一部分冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器(III)、得到被制冷介質(zhì)傳給的熱后蒸發(fā)成冷劑蒸汽進入二級吸收-蒸發(fā)器(2C)被來自二級吸收器(2B)的溶液吸收并放熱，另一部分冷劑液經(jīng)二級節(jié)流閥(2E)節(jié)流降壓后進入二級吸收-蒸發(fā)器(2C)吸熱成冷劑蒸汽進入二級吸收器(2B)、被來自二級發(fā)生器(2A)的濃溶液吸收并放熱，二級吸收-蒸發(fā)器(2C)的稀溶液經(jīng)二級溶液泵(2D)打入二級發(fā)生器(2A)，二級吸收器(2B)內(nèi)的低濃度溶液進入二級吸收-蒸發(fā)器(2C)，冷卻介質(zhì)依次流經(jīng)二級吸收器(2B)和冷凝器(I)帶走熱量，被制冷介質(zhì)進出蒸發(fā)器被降溫；本一體式機組的復合流程是這樣的出自一級流程的一級吸收器(1A)和二級流程的二級吸收-蒸發(fā)器(2C)的稀溶液分別經(jīng)一級溶液泵(1C)和二級溶液泵(2D)打入一級發(fā)生器(1A)和二級發(fā)生器(2A)，一級發(fā)生器(1A)和二級發(fā)生器(2A)內(nèi)的稀溶液在驅(qū)動熱作用下釋放出冷劑蒸汽進入冷凝器(I)放熱于流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)成冷劑液，一部分冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器(III)吸收被制冷介質(zhì)的熱后成冷劑蒸汽、分別向一級吸收器(1B)和二級吸收-蒸發(fā)器(2C)提供，其余冷劑液經(jīng)二級節(jié)流閥(2E)節(jié)流降壓后進入二級吸收-蒸發(fā)器(2C)，冷劑介質(zhì)重新回到一級和二級流程，其特征在于①一級和二級制冷流程共用冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)和蒸發(fā)器(III)；②驅(qū)動熱依次進出一級發(fā)生器(1A)和二級發(fā)生器(2A)放熱，分別加熱來自一級吸收器(1B)和二級吸收-蒸發(fā)器(2C)的稀溶液使其釋放出冷劑蒸汽向冷凝器(I)提供；③來自一級流程和二級流程的冷劑介質(zhì)進入冷凝器(I)被流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)冷凝成冷劑液，冷劑液中的一部分經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流進入蒸發(fā)器(III)吸收被制冷介質(zhì)的熱后成冷劑蒸汽進入一級流程的一級吸收器(1B)和二級流程的二級吸收-蒸發(fā)器(2C)，另一部分經(jīng)二級節(jié)流閥(2E)節(jié)流降壓后進入二級流程二級吸收-蒸發(fā)器(2C)，從而使冷劑介質(zhì)重新回到一級和二級流程；冷卻介質(zhì)分別依次流經(jīng)一級吸收器(1B)與冷凝器(I)和二級吸收器(2B)與冷凝器(I)帶走熱量。
有一點需要說明的是，單一級數(shù)的制冷/制熱流程不是本發(fā)明的內(nèi)容，后面對各具體單一級數(shù)的結構與流程不再作詳細說明。
圖2所示的由一級和單精餾塔型二級復合而成、可同時實現(xiàn)一級與二級制冷功能的異級復合吸收式制冷機，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)為代表的機組，后者適合于以氨水溶液作工質(zhì)為代表的機組。
圖3所示的由單發(fā)生器型二級和雙發(fā)器型二級復合而成的異級復合吸收式制冷機，它是這樣實現(xiàn)本發(fā)明的冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)和蒸發(fā)器(III)為兩制冷流程的共用部件，共用部件結合二級發(fā)生器(2A)、二級吸收器(2B)、二級吸收-蒸發(fā)器(2C)、二級溶液泵(2D)、二級節(jié)流閥(2E)和二級溶液熱交換器(2F)與(2G)構成單發(fā)生器型二級制冷流程，共用部件結合二級高壓發(fā)生器(2a)、二級吸收器(2b)、二級吸收-蒸發(fā)器(2c)、二級溶液泵(2d)與(2i)、二級節(jié)流閥(2e)、二級低壓發(fā)生器(2h)和二級溶液熱交換器(2f)與(2g)構成雙發(fā)生器型二級制冷流程，其特征在于①兩制冷流程共用冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)和蒸發(fā)器(III)；②驅(qū)動熱依次進出二級發(fā)生器(2A)和(2a)放熱，分別加熱來自二級吸收器(2C)和(2d)的稀溶液使其釋放出冷劑蒸汽向冷凝器(I)提供，冷卻介質(zhì)分別依次流經(jīng)二級吸收器(2B)與冷凝器(I)和二級吸收器(2b)與冷凝器(I)帶走熱量；③來自兩流程的冷劑介質(zhì)進入冷凝器(I)被流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)冷凝成冷劑液，冷劑液一部分經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流進入蒸發(fā)器(III)吸收被制冷介質(zhì)的熱后成冷劑蒸汽進入兩流程的二級吸收-蒸發(fā)器(2C)和(2c)、另一部分分別經(jīng)二級節(jié)流閥(2E)和(2e)節(jié)流降壓后進入二級吸收-蒸發(fā)器(2C)和(2c)，從而使冷劑介質(zhì)重新進入兩制冷流程。
圖4所示的由單發(fā)生器型二級和單發(fā)器型三級復合而成的異級復合吸收式制冷機，它是這樣實現(xiàn)本發(fā)明的冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)和蒸發(fā)器(IH)為兩制冷流程的共用部件，共用部件結合二級發(fā)生器(2A)、二級吸收器(2B)、二級吸收-蒸發(fā)器(2C)、二級溶液泵(2D)、二級節(jié)流閥(2E)和二級溶液熱交換器(2F)與(2G)構成二級制冷流程，共用部件結合三級發(fā)生器(3A)、三級吸收器(3B)、三級吸收-蒸發(fā)器(3C)與(3D)、三級溶液泵(3E)、三級節(jié)流閥(3F)與(3G)和三級溶液熱交換器(3H)、(3I)與(3J)構成三級制冷流程，其特征在于①二級和三級制冷流程共用冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)和蒸發(fā)器(III)；②驅(qū)動熱依次進出二級發(fā)生器(2A)和三級發(fā)生器(3A)放熱，分別加熱來自二級吸收器(2C)和三級吸收-蒸發(fā)器(3D)的稀溶液使其釋放出冷劑蒸汽向冷凝器(I)提供，冷卻介質(zhì)分別依次流經(jīng)二級吸收器(2B)與冷凝器(I)和三級吸收器(3B)與冷凝器(I)帶走熱量；③來自二級流程和三級流程的冷劑介質(zhì)進入冷凝器(I)被流經(jīng)其內(nèi)的冷卻介質(zhì)冷凝成冷劑液，一部分冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流進入蒸發(fā)器(III)吸收被制冷介質(zhì)的熱后成冷劑蒸汽進入二級流程的二級吸收-蒸發(fā)器(2C)和三級流程三級吸收-蒸發(fā)器(3D)，其它的冷劑液分經(jīng)二級節(jié)流閥(2E)節(jié)流降壓后進入二級流程二級吸收-蒸發(fā)器(2C)和分別經(jīng)三級節(jié)流閥(3F)與(3G)節(jié)流進入三級流程的三級吸收-蒸發(fā)器(3D)與(3C)，從而使冷劑介質(zhì)重新進入二級和三級流程。
圖5所示的是由一級和單發(fā)生器型二級復合而成的、可同時實現(xiàn)一級與二級熱泵功能的開式異級復合吸收式熱泵，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，結構上它省略了蒸發(fā)器(III)和節(jié)流閥(II)。
圖6所示的由一級和單發(fā)生器型二級復合而成的、可同時實現(xiàn)一與二級熱泵功能的異級復合吸收式熱泵與相變熱交換器結合而成的異級復合吸收式熱泵相變供熱系統(tǒng)；異級復合吸收式熱泵的一級吸收器(1B)、冷凝器(I)和相變熱交換器(IV)之間有中間工作介質(zhì)通道連通并形成密閉式結構，相變熱交換器(IV)還有通道連通被加熱介質(zhì)，過冷態(tài)的中間工作介質(zhì)通過自然對流方式依次流經(jīng)一級吸收器(1B)和冷凝器(I)吸熱后成為蒸汽進入相變熱交換器(IV)、放熱于被加熱介質(zhì)后成為過冷態(tài)液體后再進入一級吸收器(1B)，從而實現(xiàn)熱泵相變供熱循環(huán)；異級復合吸收式熱泵的二級吸收器(2B)、冷凝器(I)和相變熱交換器(V)之間經(jīng)中間工作介質(zhì)循環(huán)泵(VI)有中間工作介質(zhì)通道連通并形成密閉式結構，相變熱交換器(V)還有通道連通被加熱介質(zhì)，過冷態(tài)的中間工作介質(zhì)通過強制對流方式依次流經(jīng)二級吸收器(2B)和冷凝器(I)吸熱后成為蒸汽進入相變熱交換器(V)、放熱于被加熱介質(zhì)后成為過冷態(tài)液體后再進入二級吸收器(2B)，從而實現(xiàn)熱泵相變供熱循環(huán)。
圖1～圖6中給出的一級、二級、三級等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，其它具體的二級、三級制冷流程也不影響本發(fā)明的實質(zhì)；另外，嚴格地講，單發(fā)生器型二級與雙發(fā)生器型二級也屬于不同的二級。
下面采用一組數(shù)據(jù)來進一步說明本發(fā)明現(xiàn)利用流量為60kg/s、溫度為130℃、比熱為1KJ/(kg·℃)的熱介質(zhì)進行制冷，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。采用四種方案進行余熱的冷利用1.采用一級吸收式制冷機組；2.采用單發(fā)生器型兩級吸收式制冷機組；3.采用本發(fā)明提供的一級與單發(fā)生器型兩級進行復合的異級復合吸收式制冷機組；4.采用由一級吸收式機組和單發(fā)生器型兩級吸收式制冷機組所組成聯(lián)合制冷系統(tǒng)。計算結果表明1.采用一級吸收式制冷機組，可將驅(qū)動熱介質(zhì)由130℃降低到100℃，性能指數(shù)為0.78，得到1404KW制冷負荷。
2.單發(fā)生器型兩級吸收式制冷機組，可將驅(qū)動熱介質(zhì)由130℃降低到80℃，性能指數(shù)為0.417，得到1251KW制冷負荷。
3.采用本發(fā)明提供的一級與單發(fā)生器型兩級進行復合的異級復合吸收式制冷機組，可將驅(qū)動熱介質(zhì)由130℃降低到80℃，其中驅(qū)動熱介質(zhì)進出一級發(fā)生器的溫度變化為130℃/100℃并制冷1404KW、進出二級發(fā)生器的溫度變化為100℃/80℃并制冷500KW，合計制冷負荷為1904KW。
4.采用由一級吸收式機組和單發(fā)生器型兩級吸收式制冷機組所組成的聯(lián)合制冷系統(tǒng)，其熱力學效果與方案③相同，但整體系統(tǒng)復雜。
比較以上不同方案可見采用本發(fā)明提供的一級與單發(fā)生器型兩級進行復合的異級復合吸收式制冷機組時制冷負荷最大，一級機組次之，單發(fā)生器型兩級機組最小，第3種方案的制冷負荷比一級機組高出35.6％，比單發(fā)生器型兩級機組高出52.2％，而相比之下其結構沒有較多的增加；與采用由一級機組和單發(fā)生器型兩級機組所組成的聯(lián)合制冷系統(tǒng)作對比，二者熱力學效果相同，但前者在設備制造、占地空間、控制操作和系統(tǒng)造價等方面具有顯著的優(yōu)勢，這反映出本發(fā)明的主要目的和優(yōu)勢所在。
本發(fā)明技術可以實現(xiàn)的效果——本發(fā)明所提出的異級復合吸收式制冷機具有如下的效果和優(yōu)勢①以簡單的流程和結構實現(xiàn)了不同級數(shù)吸收式制冷機之間的結合，構成了一體式機組，可實現(xiàn)由相對應機組所組成的聯(lián)合系統(tǒng)的功能。
②能夠充分利用驅(qū)動熱獲得更多的制冷效益，尤其在利用余熱作驅(qū)動熱進行制冷時，比較單一級數(shù)的機組本發(fā)明的異級復合機組可實現(xiàn)更多的余熱制冷。
③具有熱利用率高、設備與系統(tǒng)造價低、占地少和綜合經(jīng)濟性高等多方面的綜合優(yōu)勢。
權利要求
1.異級復合吸收式制冷機，主要由共用冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥和參與復合的各級數(shù)的發(fā)生器或精餾塔、吸收器、吸收-蒸發(fā)器、節(jié)流閥、溶液泵與溶液熱交換器所組成；用作開式熱泵時各具體機組相應省略共用蒸發(fā)器與節(jié)流閥，結合相變熱交換器可構成熱泵相變供熱系統(tǒng)；級數(shù)為一的發(fā)生器/精餾塔、吸收器、溶液泵與溶液熱交換器，結合共用冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥構成一級結構與流程，級數(shù)為二的發(fā)生器/精餾塔、吸收器、吸收-蒸發(fā)器、溶液泵、節(jié)流閥與溶液熱交換器構成二級結構與流程，級數(shù)為三的發(fā)生器/精餾塔、吸收器、吸收-蒸發(fā)器、溶液泵、節(jié)流閥與溶液熱交換器構成三級結構與流程，增加相應部件可構成多效結構與流程，其中兩級結構包括單、雙發(fā)生器型，三級及以上結構包括單、雙及以上發(fā)生器型；冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)和蒸發(fā)器(III)為共用部件，共用部件加上一級發(fā)生器或精餾塔(1A)、一級吸收器(1B)、一級溶液泵(1C)和一級溶液熱交換器(1D)構成一級制冷結構與流程；共用部件加上二級發(fā)生器或精餾塔(2A)、二級吸收器(2B)、二級吸收-蒸發(fā)器(2C)、二級溶液泵(2D)、二級節(jié)流閥(2E)、二級溶液熱交換器(2F)與(2G)構成單發(fā)生器型二級制冷結構與流程，共用部件加上二級高壓發(fā)生器或精餾塔(2a)、二級吸收器(2b)、二級吸收-蒸發(fā)器(2c)、二級溶液泵(2d)與(2i)、二級節(jié)流閥(2e)、二級溶液熱交換器(2f)與(2g)、二級低壓發(fā)生器或精餾塔(2h)構成雙發(fā)生器型二級制冷結構與流程；共用部件加上三級發(fā)生器或精餾塔(3A)、三級吸收器(3B)、三級吸收-蒸發(fā)器(3C)與(3D)、三級溶液泵(3E)、三級節(jié)流閥(3F)與(3G)、三級溶液熱交換器(3H)、(3I)與(3J)構成單發(fā)生器型三級制冷結構與流程，也可有兩個及以上發(fā)生器的三級制冷結構與流程，以此類推可得到更高級數(shù)的制冷結構與流程；冷凝器(I)分別與進行復合的一級發(fā)生器(1A)、二級發(fā)生器(2A)或(2a)、三級發(fā)生器(3A)之間有冷劑蒸汽通道相連通，冷凝器(I)還經(jīng)節(jié)流閥(II)有冷劑液通道與蒸發(fā)器(III)連通和有冷劑液通道分別經(jīng)二級節(jié)流閥(2E)與二級吸收-蒸發(fā)器(2C)、經(jīng)二級節(jié)流閥(2e)與二級吸收-蒸發(fā)器(2c)、經(jīng)三級節(jié)流閥(3F)/(3G)與三級吸收-蒸發(fā)器(3D)/(3C)連通，冷凝器(I)還有分別有冷卻介質(zhì)通道連通一級吸收器(1B)、二級吸收器(2B)或(2b)和三級吸收器(3B)，蒸發(fā)器(III)還有冷劑蒸汽通道分別與一級吸收器(1A)、二級吸收-蒸發(fā)器(2C)或(2c)、三級吸收-蒸發(fā)器(3D)連通，一級發(fā)生器(1A)、二級發(fā)生器(2A)或(2a)、三級發(fā)生器(3A)分別有管道連通驅(qū)動熱介質(zhì)、并在所復合的機組中彼此之間由驅(qū)動熱介質(zhì)通道連通，另外構成相應級數(shù)制冷結構與流程的部件之間按照各自的作用進行彼此間的連通，其特征在于冷凝器(I)、節(jié)流閥(II)和蒸發(fā)器(III)為各流程共用，驅(qū)動熱介質(zhì)依次進出低級數(shù)發(fā)生器和與之復合的高級數(shù)發(fā)生器，即驅(qū)動熱首先進出低級數(shù)發(fā)生器(1A)/(2A)，然后進出高級數(shù)發(fā)生器(2A)/(3A)，各制冷流程產(chǎn)生的冷劑介質(zhì)進入冷凝器(I)被冷卻介質(zhì)吸熱后成為冷劑液，一部分冷劑液經(jīng)節(jié)流閥(II)節(jié)流降壓進入蒸發(fā)器(III)吸收被制冷介質(zhì)的熱后成為冷劑蒸汽、分別向一級吸收器(1B)、二級吸收-蒸發(fā)器(2C)或(2c)、三級吸收-蒸發(fā)器(3D)提供，其它的冷劑液分別經(jīng)二級節(jié)流閥(2E)或(2e)、三級節(jié)流閥(3F)/(3G)節(jié)流降壓后向二級吸收-蒸發(fā)器(2C)或(2c)、三級吸收-蒸發(fā)器(3D)/(3C)提供，冷劑介質(zhì)在一級吸收器(1A)內(nèi)被來自一級發(fā)生器(1A)的濃溶液吸收并放熱、形成的稀溶液再經(jīng)一級溶液泵(1C)打入一級發(fā)生器(1A)實現(xiàn)一級相應制冷流程，冷劑介質(zhì)進入二級吸收-蒸發(fā)器(2B)或(2b)、分別在二級吸收器(2B)或(2b)和二級吸收-蒸發(fā)器(2C)或(2c)內(nèi)被溶液吸收并在二級溶液泵(2D)或(2d)作用下實現(xiàn)二級相應制冷流程，冷劑介質(zhì)進入三級吸收-蒸發(fā)器(3D)和(3C)、分別在三級吸收-蒸發(fā)器(3D)、(3C)和三級吸收器(3B)內(nèi)被溶液吸收并在三級溶液泵(3E)作用下實現(xiàn)三級相應制冷流程，冷卻介質(zhì)流經(jīng)各對應吸收器和冷凝器帶走熱量；上述連接和特征對應于由不同級數(shù)的流程進行復合所組成的各異級復合吸收式制冷機中。
2.根據(jù)權利要求1所述的異級復合吸收式制冷機，其特征是所說的開式熱泵中，一級吸收器(1B)、二級吸收-蒸發(fā)器(2C)、三級吸收-蒸發(fā)器(3D)分別有通道直接連通外部余熱蒸汽，冷凝器(I)有冷凝水管道直接與外部連通。
3.根據(jù)權利要求1所述的開級復合吸收式制冷機，其特征是所說的熱泵相變供熱系統(tǒng)中，機組相應級數(shù)的吸收器、冷凝器和相變熱交換器之間有中間工作介質(zhì)通道連通形成密閉式結構，中間工作介質(zhì)采用自然對流或強迫對流方式以過冷態(tài)進機組、依次在對應的吸收器和冷凝器內(nèi)吸熱成蒸汽后進入相變熱交換器、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)明提供了異級復合吸收式制冷機，屬于余熱利用和制冷/熱泵技術領域。主要提供了由共用冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥和其它發(fā)生器或精餾塔、吸收器、吸收－蒸發(fā)器、節(jié)流閥、溶液泵和溶液熱交換器組成的一體式復合機組。共用部件或加上一級用發(fā)生器、吸收器、溶液泵和溶液熱交換器，或加上兩級/三級用發(fā)生器、吸收器、吸收－蒸發(fā)器、溶液泵、節(jié)流閥和溶液熱交換器，分別構成一級、兩級和三級流程，依次類推；各流程的稀溶液受驅(qū)動熱作用釋放冷劑蒸汽向冷凝器提供，冷劑液經(jīng)節(jié)流分別向蒸發(fā)器和各流程吸收－蒸發(fā)器提供，蒸發(fā)器再向各流程提供冷劑蒸汽，冷劑介質(zhì)在各流程中進入溶液后由泵將稀溶液打入相應發(fā)生器。機組可充分利用余熱，也用作熱泵。
文檔編號F25B15/00GK101086398SQ20071001538
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權日2007年7月13日
發(fā)明者李華玉 申請人:李華玉