一種閃蒸-擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制冷技術(shù)，尤其涉及一種利用低品位熱能驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速增長，能源消費(fèi)量持續(xù)上升，能源供給形勢日益緊張。另一方面，由于能源利用率較低，我國低品位熱能非常豐富。因而，高效、合理地開發(fā)利用低品位能源對緩解我國能源壓力及促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
[0003]擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)可以有效地利用太陽能、地?zé)崮?、發(fā)動(dòng)機(jī)余熱以及工業(yè)余熱等低品位能源，且不使用對臭氧層有破壞作用的工質(zhì)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。但現(xiàn)有的擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)由于使用氣泡泵驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)性能系數(shù)(COP)較低，制冷量一般較小，難以用于制冷量需求較大的場合；系統(tǒng)在單一壓力下運(yùn)行，亦即吸熱與放熱過程均在冷凝壓力下進(jìn)行，溶液濃度及循環(huán)流量操作范圍窄，可調(diào)節(jié)性差；發(fā)生器傳熱過程存在相變，傳熱系數(shù)小。此外，目前絕大多數(shù)的擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)以nh3/h2o為工質(zhì)，必須配置精餾器，從而造成部分熱量的損耗和浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種閃蒸-擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)，采用加熱器、閃蒸器及循環(huán)泵組合替代常規(guī)擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)中的發(fā)生器和氣泡泵，可以在較低的熱源溫度下運(yùn)行(多70°C )，且無需精餾裝置，具有較高的COP和較大的制冷量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案:
[0006]一種閃蒸-擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)，其包括加熱器、閃蒸器、冷凝器、蒸發(fā)器、氣體熱交換器、吸收器、儲(chǔ)液器、循環(huán)泵以及溶液熱交換器，其中，所述氣體熱交換器包括進(jìn)行熱交換的第一流體通道和第二流體通道，所述溶液熱交換器包括進(jìn)行熱交換的第三流體通道和第四流體通道；所述儲(chǔ)液器的出液口依次通過循環(huán)泵、第四流體通道、加熱器后連接至閃蒸器的入口端，所述閃蒸器的氣體出口端通過冷凝器后連接至蒸發(fā)器的第一入口端，所述閃蒸器的液體出口端通過第三流體通道后連接至吸收器的第二入口端，所述吸收器的第一出口端連接至儲(chǔ)液器的進(jìn)液口，所述吸收器的第二出口端通過第二流體通道連接至蒸發(fā)器的第二入口端，所述蒸發(fā)器的出口端通過第一流體通道后連接至吸收器的第一入口端。
[0007]所述閃蒸器和蒸發(fā)器的位置均低于冷凝器的位置，所述蒸發(fā)器、氣體熱交換器、吸收器以及儲(chǔ)液器的位置依次降低，所述溶液熱交換器、閃蒸器以及加熱器的位置依次升高，所述閃蒸器的液體出口端的位置高于吸收器的第二入口端的位置。
[0008]所述系統(tǒng)采用TFE為制冷劑，E181為吸收劑，He為擴(kuò)散劑。以TFE/E181作為工質(zhì)，采用加熱器、閃蒸器及循環(huán)泵組合替代常規(guī)擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)中的發(fā)生器和氣泡泵，該特征使得閃蒸-擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)在兩個(gè)壓力下運(yùn)行，其中，加熱器和溶液熱交換器的第四流體通道在第一壓力(高壓)下運(yùn)行，系統(tǒng)其余設(shè)備在第二壓力(低壓)下運(yùn)轉(zhuǎn)。且針對不同的應(yīng)用場所，系統(tǒng)溶液循環(huán)流量及吸熱過程的運(yùn)行壓力可以根據(jù)熱源溫度和溶液濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以在較低的熱源溫度下運(yùn)行(多70°C )，且無需精餾裝置，具有較高的COP和較大的制冷量。
[0009]TFE/E181具有良好的熱物性。與ΝΗ3/Η20相比，TFE/E181制冷系統(tǒng)具有較低的工作壓力，安全性好，而且TFE與E181之間的沸點(diǎn)差較大(200.3°C )，系統(tǒng)不需要設(shè)置精餾設(shè)備。此外，理論分析表明，TFE/E181擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)的性能優(yōu)于常規(guī)的ΝΗ3/Η20系統(tǒng)。
[0010]所述加熱器、冷凝器、蒸發(fā)器、氣體熱交換器、吸收器以及溶液熱交換器均為換熱器，可以采用噴淋式或沉浸式，也可以是套管式或其他形式，其換熱管可以是普通管也可以是強(qiáng)化管。
[0011]所述循環(huán)泵為磁力泵。
[0012]本發(fā)明中，出自溶液熱交換器的濃溶液進(jìn)入加熱器，在其中被加熱至飽和液態(tài)，隨后進(jìn)入閃蒸器，經(jīng)降壓擴(kuò)容產(chǎn)生氣液兩相混合物并分離，氣相從其頂部流出進(jìn)入冷凝器，液相從其底部流出進(jìn)入溶液熱交換器。
[0013]與現(xiàn)有的擴(kuò)散吸收式制冷技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)系統(tǒng)溶液濃度、循環(huán)流量以及吸熱過程運(yùn)行壓力的操作范圍變寬，系統(tǒng)具備可調(diào)節(jié)性，提高了制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)和制冷量；
[0015](2)系統(tǒng)要求的驅(qū)動(dòng)熱源溫度進(jìn)一步降低，擴(kuò)大了擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)的使用范圍，且溶液吸熱過程不涉及相變，傳熱系數(shù)高；
[0016](3)閃蒸過程中只有制冷劑TFE閃發(fā)成蒸汽，吸收劑E181依然為液相，因而制冷系統(tǒng)無需精餾裝置，提高了低品位能源的利用效率；
[0017](4)將現(xiàn)有擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)的COP由原來的0.3?0.4提高到0.6?0.7左右，且使得制冷量增大，可以滿足不同制冷場所的應(yīng)用需求。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種閃蒸-擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明:1、加熱器；2、閃蒸器；3、冷凝器；4、蒸發(fā)器；5、氣體熱交換器；6、吸收器；7、儲(chǔ)液器；8、循環(huán)泵；9、溶液熱交換器。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0021]如圖1所示的一種閃蒸-擴(kuò)散吸收式制冷系統(tǒng)，其包括加熱器1、閃蒸器2、冷凝器3、蒸發(fā)器4、氣體熱交換器5、吸收器6、儲(chǔ)液器7、循環(huán)泵8以及溶液熱交換器9。其中，溶液熱交換器9包括進(jìn)行熱交換的第三流體通道和第四流體通道，氣體熱交換器5包括進(jìn)行熱交換的第一流體通道和第二流體通道。加熱器1、冷凝器3、蒸發(fā)器4、氣體熱交換器5、吸收器6以及溶液熱交換器9均是換熱器，可以采用噴淋式或沉浸式，也可以是套管式或其他形式，其換熱管可以是普通管也可以是強(qiáng)化管。儲(chǔ)液器7與普通制冷裝置中儲(chǔ)液器類似。循環(huán)泵8為磁力泵。
[0022]加熱器I的入口端Ia與溶液熱交換器9的第四流體通道出口端9d相連，加熱器I的出口端Ib與閃蒸器2的入口端2a相連，閃蒸器2的液體出口端2b(設(shè)置于閃蒸器2的低部)與溶液熱交換器9的第三流體通道入口端9a相連，閃蒸器2的氣體出口端2c (設(shè)置于閃蒸器2的頂部