专利名称：硫氰酸钠－氨扩散吸收式制冷装置的制作方法
技术领域：
属制冷技术行业，应用于远洋渔船、货轮以及一切需要制冷的场合。可在渔船制冰机、汽车空调、冷库、冷藏车和军事上使用。
背景技术：
人工制冷诞生100多年来，热能制冷主要是吸收式制冷。目前常见的吸收式制冷方式有三种溴化锂水吸收式、氨水吸收式、氨氢水吸收扩散式。
溴化锂吸收式制冷系统是研究较多的一种，不过因其只能制取零度以上的温度，因此使用范围常局限于空调上，而且腐蚀性较强。
氨水吸收式制冷是人工制冷的鼻祖，人工制冷领域是先有氨水吸收制冷才有压缩制冷的，但是由于该系统的工质对是水和氨，在加热时水蒸发，氨也蒸发，降低了热效率，同时需要精馏装置，增加了设备投资和能耗，同时也限制了制冷效率的提高。此外它还需要增压泵，耗电量较大，因此已不适应目前节能、制冷形势的需求。
氨氢水扩散吸收式制冷在氨水系统的基础上加入了扩散剂-氢，它的基本流程如图2所示，进入发生器1的浓溶液经过加热，其中气态进入到精馏器10，液态回流入发生器1。从精馏器10出来的气态氨经冷凝器3冷凝，经气体热交换器11再冷，进入蒸发器7。在蒸发器7中由于氢的影响，促成了氨迅速蒸发制冷。由蒸发器7出来的氨氢水混合气经气体热交换器11加热后，进入吸收器5。从发生器1出来的稀溶液在溶液热交换器9被冷却后也进入吸收器5，在吸收器5中稀氨溶液吸收氨气后经溶液热交换器9预热后，又流入发生器1。如此构成循环。此系统工质对仍采用氨和水，因此必须设有精馏装置，同时由于利用虹吸泵进行循环，制冷量一般较小，制冷效率(COP)一般为0.4～0.5，难以用于制冷量需求大的场合。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的扩散吸收式制冷装置，它以硫氰酸钠-氨作为制冷工质对，可以制取零度以下的温度同时省去了精馏装置，它有较低的热源温度就可以满足驱动系统的要求并可达到较高的制冷效率(COP)，除了可以应用于空调系统以外，在冷库、制冰设备等方面也可以得到应用。得到应用。对有地热源、废热源的地方，可以直接利用这些热量来达到制冷的目的。
硫氰酸钠-氨溶液具有高的溶解度、较低的蒸汽压、高的热导率、较低的粘度和比热，且对钢材无腐蚀，是一种较为理想的吸收制冷工质对。将硫氰酸钠-氨用于扩散吸收制冷系统，由于氨与硫氰化钠的沸点相差很大，溶液的气相可认为是100％的氨气，则可免去精馏装置。而且理论分析表明，硫氰酸钠-氨扩散吸收系统的性能优于传统的氨氢水系统。
硫氰酸钠-氨扩散吸收式制冷装置包括发生器1、冷凝器3、吸收器5、蒸发器7、泵8和溶液热交换器9，如图1所示，发生器1一端与气液分离器2相连，发生器1另一端与溶液热交换器9连接，气液分离器2顶部经过冷凝器3与扩散罐6相连，气液分离器2底部通过溶液热交换器9与泵8相连，扩散罐6底部通过泵8与蒸发器7形成封闭的环路，而扩散罐6与吸收器5上下端分别连通，吸收器5一端与冷却器4形成循环的环路，吸收器5同时又经过泵8与溶液热交换器9连接。
此装置流程为经发生器1中加热沸腾后，带有大量氨气的浓氨溶液在气液分离器2中进行分离，其中氨气大量蒸发出来进入冷凝器3冷凝，而分离后的浓氨溶液变为稀氨溶液从气液分离器2底部流出，通过溶液热交换器9和从吸收器5底部过来的浓氨溶液混合。混合后的溶液经过磁力泵8后分为两部分一部分通过冷却器4冷凝后被送到吸收器5中，被喷淋雾化后吸收氨气变为浓氨溶液；另一部分经过溶液加热器9被加热后重新进入发生器1；从气液分离器2中蒸发出来的氨气经过冷凝器3冷凝后变为氨液，氨液进入扩散罐6顶部被喷淋下来，一部分在氢的作用下扩散，另一部分未扩散的氨液通过溶液泵8进入蒸发器7换热，然后被重新送到扩散罐6中喷淋扩散。这样吸收了大量氨的氢气就变为氢氨混合气体，然后氢氨混合气体进入吸收器5往上流动和喷淋下来的稀氨溶液进行物质交换。氨被稀氨溶液吸收，而氢氨溶液变成氢气重新回到扩散罐6中吸收氨气。这样，系统完成了一个循环。
与目前的溴化锂，氨氢水和氨水制冷系统相比，此系统的优点有以下几个方面(1)由于在蒸发阶段只有制冷剂氨蒸发，硫氰酸盐不蒸提高了制冷效率(COP)。
(2)较低的热源温度就可以满足驱动系统的要求，一般热源温度为90～110℃，在这种情况下，蒸发(制冷)温度就可以达到-30℃。
(3)与同类装置相比，制冷效率(COP)最高可以达到0.7，在当今倡导的“节能”中迈出了一大步。
(4)在此系统中，泵8采用了磁力泵，大大降低了辅助输送泵的能耗，扩大了系统的制冷能力，适合于大、中、小型各种制冷系统应用场合。
图1硫氰酸钠-氨扩散吸收式制冷系统整体流程图；图中1.发生器，2.气液分离器，3.冷凝器，4.冷却器，5吸收器，6扩散罐，7蒸发器，8泵，9溶液热交换器；图2氨氢水扩散吸收式制冷系统流程图；图中1.发生器，3.冷凝器，5吸收器，7蒸发器，9溶液热交换器，10.精馏器，11.热交换器。
具体实施例方式本发明装置中，浓氨溶液经过发生器1加热沸腾后，在气液分离器2中进行分离，其中氨气大量蒸发出来进入冷凝器3冷凝，而分离后的浓氨溶液变为稀氨溶液从气液分离器2底部流出，通过溶液热交换器9和从吸收器5底部过来的浓氨溶液混合。混合后的溶液经过磁力泵8后分为两部分一部分通过冷却器4冷凝后被送到吸收器5中，被喷淋雾化后吸收氨气变为浓氨溶液；另一部分经过溶液加热器9被加热后重新进入发生器1。
从气液分离器2中蒸发出来的氨气经过冷凝器3冷凝后变为氨液，氨液进入扩散罐6顶部被喷淋下来，一部分在氢的作用下扩散，另一部分未扩散的氨液通过溶液泵8进入蒸发器7换热，然后被重新送到扩散罐6中喷淋扩散。这样吸收了大量氨的氢气就变为氢氨混合气体，然后氢氨混合气体进入吸收器5往上流动和喷淋下来的稀氨溶液进行物质交换。氨被稀氨溶液吸收，而氢氨溶液变成氢气重新回到扩散罐6中吸收氨气。这样，系统完成了一个循环。
本发明中，蒸发器7和吸收器5之间添加了扩散罐6这一部件，在这里，扩散罐有三个作用1)为溶液泵提供足够的氨液以让系统能够很好的运转；2)储存氨液的作用；3)为氨的扩散提供一个很好的场所。从传热的角度分析，在蒸发器7中冷媒带走的是氨液的显热，而在扩散罐6中，一部分氨在其中扩散，它的潜热就传给了扩散罐6下部的氨液，然后被冷却的氨液通过显热的形式和冷媒进行热交换。
本发明中发生器1分别与溶液热交换器9和气液分离器2相连。这样设计让浓氨溶液在溶液热交换器9加热，在气液分离器2中分离，把加热和分离在两个容器中进行，它的好处是氨气在蒸发的同时，是吸收热量的，这些热量的来源是外部热源，但是为了增大硫氰酸钠溶液的吸收能力，要尽可能的降低从溶液热交换器9中出来的硫氰酸钠溶液的温度。把加热和分离在两个容器中进行就很好的解决了这个问题，在氨气蒸发的同时，吸收溶液的热量，降低了硫氰酸钠溶液的温度，从而提高了制冷效率(COP)。
权利要求
1.一种硫氰酸钠-氨扩散吸收式制冷装置，包括发生器(1)、冷凝器(3)、吸收器(5)、蒸发器(7)、泵(8)和溶液热交换器(9)，其特征在于发生器(1)一端与气液分离器(2)相连，发生器(1)另一端与溶液热交换器(9)连接，气液分离器(2)顶部经过冷凝器(3)与扩散罐(6)相连，气液分离器(2)底部通过溶液热交换器(9)与泵(8)相连，扩散罐(6)底部通过泵(8)与蒸发器(7)形成封闭的环路，而扩散罐(6)与吸收器(5)上下端分别连通，吸收器(5)一端与冷却器(4)形成循环的环路，吸收器(5)同时又经过泵(8)与溶液热交换器(9)连接。
2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述的泵(8)采用磁力泵。
全文摘要
一种硫氰酸钠—氨扩散吸收式制冷装置，属制冷技术行业，应用于渔船、冷库、冷藏车以及一切需要制冷的场合。现有装置有些只能制取零度以上的温度，使用范围局限；有些需精馏装置，且制冷量一般较小，难以用于制冷量需求大的场合。本发明包括发生器(1)、冷凝器(3)、吸收器(5)、蒸发器(7)、泵(8)和溶液热交换器(9)，它们相互连接形成一个完整的循环回路。其中溶液在气液分离器(2)中分离，在液热交换器(9)加热，扩散罐(6)底部通过泵(8)与蒸发器(7)形成封闭的环路，扩散罐(6)与吸收器(5)上下端分别连通，使氨溶液在氢的扩散作用下吸放氨顺利进行。整个装置结构紧凑，可满足不同制冷量的需求，有很好应用前景。
文档编号F25B15/06GK101029783SQ20071006541
公开日2007年9月5日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者刘忠宝, 刘挺, 王志敏 申请人:北京工业大学