专利名称：气液固循环喷淋式多效吸收式热能制冷机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是利用热能产生制冷的吸收式制冷系统，属于热能制冷、吸收式制冷
背景技术：
现有吸收式制冷机主要有两类氨水吸收式制冷机和溴化锂吸收式制冷机。氨水吸收式制冷机所需热源温度为150℃左右，可以获得O℃以下冷量，最低蒸发温度可达-30℃。在石油化工领域中有较多应用，由于氨水解吸过程需要精馏，所以设备较复杂，钢材消耗量较大。溴化锂吸收式制冷机不需要精馏，工作压力很低(真空)，所需热源温度为80℃以上，蒸发温度必须在0℃以上。由于溴化锂有较强的腐蚀性，系统设备必须采用铜和不锈钢材料，设备对抗腐蚀和耐真空性要求高。单效溴化锂制冷机的驱动热源为低品位热源，其制冷效率COP在0.4～0.6，如果选择直燃机或蒸汽双效制冷机，其制冷效率COP可达1～1.31。但溴化锂吸收式制冷机存在系统体积大的问题，设备材料较贵(铜和不锈钢)，系统较复杂，并且系统不能抗振，水平度要求高，设备工艺要求高(系统为高真空状态)，使得溴化锂吸收式和氨水吸收式制冷机都不能在商业中实现小型化，溴化锂吸收系统制冷温度不能低于0℃以下。
发明内容
为了实现热能制冷系统体积小，制冷效率高，控制简便等目的，本实用新型提出利用余热的气液固循环喷淋式多效吸收式热能制冷机。该系统主要包括一个循环热采集器2，一个或多个发生器3、6，一个喷淋蒸发器12，一个喷淋吸收器14，2个溶液泵13、15，1个冷凝换热器8，一个吸收冷却换热器16，一个外制冷蒸发器9，一个回热换热器19。其中发生器是传递热源热量给系统内混合物质的换热装置，发生器可利用65℃以上的气体、液体和各种辐射热源。喷淋吸收器是将制冷剂吸收回来的装置，其内有固体物质，固体物质分多层布置，在吸收反应中起到增大吸收面积和加快吸收反应速度的作用。喷淋蒸发器是使制冷剂产生相变蒸发的装置，其内有固体物质，固体物质分多层布置，起到增大蒸发传质面积和加快蒸发速度的作用。。
本实用新型提出的制冷系统，其技术特征在于冷却制冷剂的冷凝换热器8、冷却吸收器的吸收冷却换热器16、回热换热器19、热循环采集器2均采用紧凑换热结构。由于制冷系统可以是为正压，也可以是负压，系统内压力由系统内制冷工质对性质决定。
本实用新型提出的制冷系统，其技术特征在于喷淋蒸发器12中的制冷剂由液态变为气态后经过气体连接管进入喷淋吸收器14中，被吸收剂溶液所吸收。气体连接管可以是金属管，也可以是耐压力软管。这种结构可以保证在系统振动时候吸收剂溶液不会从喷淋吸收器14流窜到喷淋蒸发器12中，制冷剂不会从喷淋蒸发器12流窜到喷淋吸收器14中。喷淋吸收器14底部与溶液泵15入口连接，溶液泵15入口分两路，一路通过循环管路17与吸收冷却换热器16相连通，另一路通过流量调节阀18与回热换热器19连通。
本实用新型提出的制冷系统所使用的制冷工质对为多种混合物质组成，混合物质由1种或2种气体、1种或2种液体和1种固体组成。固体物质存在于喷淋吸收器14和喷淋蒸发器12中，也可以存放在发生器3中。
本实用新型提出的制冷系统根据利用热源的温度不同，可以采用多效组合发生器形式来避免溶液结晶问题，如果热源温度较低，则系统为单发生器单效吸收式制冷系统，热源温度较高，则系统采用双发生器双效吸收式制冷系统，或多发生器多效吸收式制冷系统。
本实用新型与现有吸收技术相比，具有如下突出效果本实用新型提出的制冷系统的蒸发器为内置固体的循环喷淋式蒸发器，吸收器为内置固体的循环喷淋式吸收器，蒸发速度和吸收速度加快；系统的发生器、冷凝换热器、吸收冷却换热器、外制冷蒸发器采用换热系数高的紧凑换热器，结构紧凑、传热传质效果好；系统管路阻力小，流速大，系统蒸发效果好；系统抗振动，可以在颠簸环境中运行；系统制冷效率COP高，制造成本较低。
图1为气液固循环喷淋式双效吸收式热能制冷系统图。
图2为气液固循环喷淋式单效吸收式热能制冷系统图。
图3为循环热采集器2、冷凝换热器8、吸收冷却换热器16可采用的板翅式换热器结构图。
图4为循环热采集器2、冷凝换热器8、吸收冷却换热器16可采用的翅片管式换热器结构图。
图5为回热换热器19、循环热采集器2、冷凝换热器8、吸收冷却换热器16可采用的板式换热器结构图。
具体实施方式
以下结合附图1进一步说明本实用新型的具体实施方式
本实用新型系统主要包括热源1、循环热采集器2、发生器3和6、冷凝换热器8、节流阀(膨胀阀)10、喷淋蒸发器12、喷淋吸收器14、吸收冷却换热器16、外制冷蒸发器9、溶液泵13、15、回热换热器19和一些管路构成。
气体、液体或辐射热源1的热量通过循环热采集器2进入高压发生器3，并与高压发生器3进行热交换。高压发生器3内部装有流动混合工质对溶液，发生器受热后内部吸收剂解吸分离出制冷剂气体，高温的混合制冷剂气体通过高发冷剂管4进入低压发生器6，加热从高压发生器3侧面高发浓溶液管5流出并进入低压发生器3的溶液，使得溶液吸收剂继续解析出制冷剂气体。解析出来的制冷剂气体通过低发冷剂管7进入冷凝换热器8进行再冷却，制冷剂气体由气体变为液体后经过节流阀(膨胀阀)10进入喷淋蒸发器12内。解吸后的吸收剂浓溶液从低压发生器6侧面流出进入回热换热器19，经过回热换热后，较高温吸收剂浓溶液变成较低温吸收剂浓溶液，较低温吸收剂浓溶液由喷淋吸收器14侧面底部流入，喷淋吸收器14内部有固体物质，吸收剂浓溶液由溶液泵15一部分循环至喷淋吸收器14上端，一部分进入回热换热器19并流入高压发生器3。通过循环管路17至喷淋吸收器14上端吸收剂浓溶液被喷淋下来，再喷淋过程中进行吸收制冷剂反应，浓溶液变成稀溶液，并且由于反应放热，吸收剂稀溶液温度升高，较高温度的吸收剂稀溶液在溶液泵15循环过程中经过一个吸收冷却换热器16，吸收冷却换热器16通过风冷或水冷将吸收反应热交换出来。喷淋蒸发器12中的制冷剂由液态变为气态后经过气体连接管进入喷淋吸收器14中，被吸收剂溶液所吸收。
冷凝换热器8、吸收冷却换热器16可采用整体板式换热器、可拆卸板式换热器、板翅式换热器、翅片管式换热器、蛇形翅片盘管换热器、列管管壳式换热器等，冷却介质可以是空气或液体介质。
溶液泵13将喷淋蒸发器12底部的制冷剂泵出，经过外制冷蒸发器9并与外制冷蒸发器9进行换热，再循环回喷淋蒸发器12顶部喷淋到内部，由于循环喷淋流量大，可加快制冷剂在外制冷蒸发器9的蒸发换热速度。
以下结合附图2进一步说明本实用新型的具体实施方式
气体、液体或辐射热源1的热量通过循环热采集器2进入发生器3，并与发生器3进行热交换。发生器3受热后内部吸收剂解吸分离出制冷剂气体，高温的混合制冷剂气体通过冷剂管4进入冷凝换热器8进行冷却，变为液体后经过节流阀(膨胀阀)10进入喷淋蒸发器12内。从发生器3侧面浓溶液管5流出溶液进入回热换热器19，经过回热换热后，较高温吸收剂浓溶液变成较低温吸收剂浓溶液，较低温吸收剂浓溶液由喷淋吸收器14侧面底部流入，喷淋吸收器14内部有固体物质，吸收剂浓溶液由溶液泵15一部分循环至喷淋吸收器14上端，一部分进入回热换热器19并流入发生器3。通过循环管路17至喷淋吸收器14上端吸收剂浓溶液被喷淋下来，再喷淋过程中进行吸收制冷剂反应，浓溶液变成稀溶液，并且由于反应放热，吸收剂稀溶液温度升高，较高温度的吸收剂稀溶液在溶液泵15循环过程中经过一个吸收冷却换热器16，吸收冷却换热器16通过风冷或水冷将吸收反应热交换出来。喷淋蒸发器12中的制冷剂由液态变为气态后经过气体连接管进入喷淋吸收器14中，被吸收剂溶液所吸收。
权利要求1.一种利用热能产生制冷的气液固循环喷淋式多效吸收式热能制冷机，主要包括热源(1)、一个循环热采集器(2)、一个或多个发生器(3)和(6)、一个冷凝换热器(8)、一个节流阀(膨胀阀)(10)、一个喷淋蒸发器(12)、一个喷淋吸收器(14)、一个吸收冷却换热器(16)、一个外制冷蒸发器(9)、两个溶液泵(13)、(15)、一个回热换热器(19)和一些管路构成，其特征在于喷淋蒸发器(12)为内置固体的循环喷淋式蒸发器，喷淋吸收器(14)为内置固体的循环喷淋式吸收器，喷淋蒸发器(12)与喷淋吸收器(14)之间有连接管(20)相连通。
2.按照权利要求1所述的气液固循环喷淋式多效吸收式热能制冷机，其特征在于单效系统的发生器为一个，双效系统的发生器为二个，三效系统的发生器为三个。
3.按照权利要求1和2所述的气液固循环喷淋式多效吸收式热能制冷机，其特征在于制冷工质对为多种混合物质组成，混合物质由1种或2种气体、1种或2种液体和1种固体组成，固体物质存在于喷淋蒸发器(12)和喷淋吸收器(14)中。
4.按照权利要求1和2所述的气液固循环喷淋式多效吸收式热能制冷机，其特征在于制冷量控制由溶液泵(13)，(15)的转速调控，溶液泵(13)和(15)可以采用双轴溶液泵，溶液泵(13)和(15)的转速比为0.1～10，优选0.7～2。
5.按照权利要求1或4所述的气液固循环喷淋式多效吸收式热能制冷机，其特征在于喷淋吸收器(14)底部与溶液泵(15)入口连接，溶液泵(15)入口分两路，一路通过循环管路(17)与吸收冷却换热器(16)相连通，另一路通过流量调节阀(18)与回热换热器(19)连通。
专利摘要本实用新型涉及的是利用热能产生制冷的气液固循环喷淋式多效吸收式热能制冷机，该制冷系统包括热源、一个循环热采集器、一个或多个发生器、一个冷凝换热器、一个节流阀(膨胀阀)、一个喷淋蒸发器、一个喷淋吸收器、一个吸收冷却换热器、一个外制冷蒸发器、两个溶液泵、一个回热换热器和一些管路构成。喷淋蒸发器为内置固体的循环喷淋式蒸发器，喷淋吸收器为内置固体的循环喷淋式吸收器，喷淋蒸发器与喷淋吸收器之间有连接管相连通。其内的固体物质分多层布置，在吸收和蒸发过程中起到增大吸收和蒸发面积和加快反应速度的作用。本实用新型系统提高了吸收式制冷中吸收和蒸发速度，制冷效率高，可以在颠簸的场合使用。
文档编号F25B33/00GK2773566SQ200420084558
公开日2006年4月19日 申请日期2004年7月30日 优先权日2004年7月30日
发明者李辉, 李和义, 龚文浩, 李彦 申请人:龚文浩, 李和义