专利名称：一种回热式硫氰酸钠-氨吸收式热泵系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种回热式硫氰酸钠-氨吸收式热泵系统，应用于有余废热 源、并需要供暖、制冷和热水供给设备的场合，如在室内空调，汽车空调， 以及一些制冷机上，属于空调技术领域。
技术背景目前，压縮式制冷机所使用的CFC类工质破坏大气臭氧层，对人类健康 和所依赖的生态环境造成了巨大的有害影响，解决臭氧层破坏问题己经成了 世界各国义不容辞的迫切任务。同时，世界上有大量的余废热仍未开发利用， 其它的低温热源，如太阳能、地热能也未充分利用。对这些低温热能，热泵 是一种很有前途的利用手段，特别是吸收式热泵，由于利用了廉价的热能， 同时对环境没有破环，各方面优于压縮式热泵。以往研究的溴化锂系统只能制取零度以上的温度，而且腐蚀性较强，应 用受到限制。目前研究较多的是氨水吸收式热泵系统。氨水系统由于水和氨 的沸点接近，在发生器中加热时氨蒸发，水也蒸发，降低了热效率，同时需 要精馏装置，增加了设备投资和能耗，同时也限制了热利用率和制冷效率的 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。目前常见的氨氢水扩散吸收式制冷系统在氨水系统的基础上加入了扩散 剂一氢，它的基本流程如图l所示，进入发生器l的浓溶液经过加热，蒸发 后进入到精馏器17，其中液态回流入发生器l，气态氨经冷凝器14冷凝，经 气体热交换器15再冷，进入蒸发器6。在蒸发器6中由于氢的影响，促成了 氨迅速蒸发制冷。由蒸发器6出来的氨氢水混合气经气体热交换器15换热后， 进入吸收器7。从发生器1出来的稀溶液在溶液热交换器16中被冷却后也进 入吸收器7，在吸收器7中稀氨溶液吸收氨气形成浓氨溶液，在溶液泵8的作 用下经溶液热交换器16预热后进入发生器1重新发生，而氢气重新回到蒸发器，如此构成循环。此系统工质对采用氨和水，因此必须设有精馏装置，同 时目前也有氨水系统利用虹吸泵进行循环，但相比较溶液泵而言制冷量一般 较小，难以用于制冷量需求大的场合，且制冷量不易调节。 发明内容本发明的目的是在于克服了现有热泵系统的上述不足，提供了一种回热 式硫氰酸钠一氨吸收式热泵系统，本系统用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(C0P)，并且充分利用系统内部的冷凝热、吸收热等热量实现制热的目的。为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。包括有发生器l、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8、多内管套管换热器2和单内管套管换热器4。其 中多内管套管换热器2的外管分别与循环水入口 12和循环水出口 13相连 通，三条内管一端分别与发生器l的氨蒸汽出口、稀硫氰酸钠-氨溶液出口和 吸收器7内部的换热盘管11入口相连，相对应的三条内管的另一端分别与一 次节流阀3、吸收器7中的喷嘴9和溶液泵8相连通，溶液泵8的另一端与吸 收器7底部的浓硫氰酸钠-氨溶液出口相连通； 一次节流阀3的另一端与单内 管套管换热器4外管的一端相连通，外管的另一端通过二次节流阀5与蒸发 器6的入口相连通，蒸发器6的出口又通过单内管套管换热器4的内管与吸 收器7的氨气入口相连通；吸收器7内部的换热盘管11与发生器1的浓硫氰 酸钠-氨溶液入口相连接。本发明中，通过多内管套管换热器2外管的循环水，与纯氨管路、稀硫 氰酸钠-氨溶液管路和浓硫氰酸钠-氨管路三条内管进行热交换，起到冷凝器、 预冷器作用，同时有效利用了系统需要带走的热，用来制取生活用热水，取代 了以往吸收式系统中的三个板式换热器。本发明中的单内管套管换热器4有两个作用1)用蒸发器6出口的低温 氨气进一步冷却氨液，提供并维持一个低温环境；2)作为储液罐暂时储存氨 液，通过调节进入蒸发器6的氨液流量实现制冷量可调，解决了在以往吸收 式系统中制冷量不容易调节的问题。另外，本发明系统中有两个节流阀，其中一次节流阀3位于多内管套管换热器2之后，二次节流阀5位于单内管套 管换热器4之后。制冷剂经过两次冷却、两次节流后，进入蒸发器6可以充 分蒸发制冷，提高制冷量。在吸收式制冷系统中，由于吸收过程是一个放热过程，如果产生的吸收 热不及时带走就会影响吸收效果从而影响系统循环，本系统吸收器7内的吸 收热由两部分带走， 一部分被喷嘴9喷淋下来的已经被多内管套管换热器2 预冷过的稀硫氰酸钠-氨溶液吸收，另外一部分则被同样经过多内管套管换热 器2预冷过的浓硫氰酸钠-氨溶液吸收，使吸收过程顺利进行，提高整个系统 循环效率。本发明以硫氰酸钠-氨作为制冷工质对制取零度以下的温度，同时省去了 氨水系统的精馏装置，它用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(C0P)，并且充分利用系统内部的冷凝热、吸收热等热 量实现制热的目的，同时无污染，且具有节能效果。
图1氨氢水扩散吸收式制冷系统流程2本发明一种回热式硫氰酸钠-氨吸收式热泵系统流程中l.发生器，2.多内管套管换热器，3.—次节流阀，4.单内管套管换热器，5.二次节流阀，6.蒸发器，7.吸收器，8.溶液泵，9.喷嘴，10.热源，ll.换热盘管，12.循环水入口， 13.循环水出口， 14.冷凝器，15.气体热交换器，16.溶液热交换器，17.精馏器。
具体实施方式
下面结合附图2对本发明作进一步说明本系统包括有发生器l、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8、多内管套管换 热器2和单内管套管换热器4。多内管套管换热器2的外管分别连接循环水入 口 12和循环水出口 13，三条内管一端分别与发生器l的氨蒸汽出口、稀硫氰 酸钠-氨溶液出口和吸收器7内部的换热盘管11入口相连通，相对应的三条 内管的另一端分别与一次节流阀3、吸收器7中的喷嘴9、以及通过溶液泵8与吸收器7底部的浓硫氰酸钠-氨溶液出口相连通。单内管套管换热器4外管 的一端与一次节流阀3相连通，另一端经过二次节流阀5连接蒸发器6后， 又通过单内管套管换热器4的内管与吸收器7的氨气入口相连接。吸收器7 通过内部的换热盘管11与发生器1的浓硫氰酸钠-氨溶液入口相连通。本系统的运行主要包括三个循环，即纯氨(包括氨气和纯氨液)循环，稀 硫氰酸钠-氨溶液循环和浓硫氰酸钠-氨循环，通过完成这三个循环，达到系 统最终热泵的效果。本系统的运行过程如下在发生器l中，浓硫氰酸钠-氨溶液经过热源10 加热沸腾后，由于氨与硫氰酸钠的沸点相差较大，纯氨气大量蒸发出来，同 时浓硫氰酸钠-氨溶液变为稀硫氰酸钠-氨溶液。其中氨气进入多内管套管换 热器2的一条内管，被外管从循环水入口 12和循环水出口 13出入的循环水 冷凝成氨液，并经过一次节流阀3节流降压后，进入单内管套管换热器4的 外管暂时储存，同时被单内管套管换热器4内管中从蒸发器6出来的低温氨 气进一步冷却，之后经过二次节流阀5进一步节流，并且根据需要调节进入 蒸发器6的氨液流量，使氨液充分蒸发制冷，提高制冷量并且实现制冷量可 调节。从蒸发器6出来的氨气经过单内管套管换热器4的内管与外管的氨液 换热后最终进入吸收器7，被喷嘴9喷淋下来的稀硫氰酸钠-氨溶液吸收形成 浓硫氰酸钠-氨溶液。这里的稀硫氰酸钠-氨溶液来自发生器l，流入多内管套 管换热器2的内管，并且经过多内管套管换热器2外管循环水的冷却降温， 之后进入吸收器7内的喷嘴9进行喷淋。而在吸收器7底部形成的浓硫氰酸 钠-氨溶液因为处于低压端，在溶液泵8的作用下也进入多内管套管换热器2 的内管与外管循环水进行热交换，然后以换热盘管11的形式再次进入吸收器 7内进行热交换，有效带走吸收器7内吸收过程产生的吸收热，并最终送入发生器1内被热源10再次加热蒸发开始新的循环。
权利要求
1、一种回热式硫氰酸钠-氨吸收式热泵系统，包括有发生器(1)、蒸发器(6)、吸收器(7)和溶液泵(8)；其特征在于还包括有多内管套管换热器(2)和单内管套管换热器(4)；其中多内管套管换热器(2)的外管分别与循环水入口(12)和循环水出口(13)相连通，三条内管一端分别与发生器(1)的氨蒸汽出口、稀硫氰酸钠-氨溶液出口和吸收器(7)内部的换热盘管(11)入口相连，相对应的三条内管的另一端分别与一次节流阀(3)、吸收器(7)中的喷嘴(9)和溶液泵(8)相连通，溶液泵(8)的另一端与吸收器(7)底部的浓硫氰酸钠-氨溶液出口相连通；一次节流阀(3)的另一端与单内管套管换热器(4)外管的一端相连通，外管的另一端通过二次节流阀(5)与蒸发器(6)的入口相连通，蒸发器(6)的出口又通过单内管套管换热器(4)的内管与吸收器(7)的氨气入口相连通；吸收器(7)内部的换热盘管(11)与发生器(1)的浓硫氰酸钠-氨溶液入口相连接。
全文摘要
本发明是一种回热式硫氰酸钠-氨吸收式热泵系统，属于空调技术领域。多内管套管换热器的外管与循环水入口和循环水出口相连，三条内管一端分别与发生器的氨蒸汽出口、稀硫氰酸钠-氨溶液出口和吸收器内部的换热盘管入口相连，相对应的三条内管的另一端分别与一次节流阀、吸收器中的喷嘴和吸收器底部的浓硫氰酸钠-氨溶液出口相连。一次节流阀的另一端依次通过单内管套管换热器外管、二次节流阀与蒸发器的入口相连，蒸发器的出口通过单内管套管换热器的内管与吸收器的氨气入口相连。本发明以硫氰酸钠-氨作为制冷工质对制取零度以下的温度，同时省去了氨水系统的精馏装置，它用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。
文档编号F25B30/06GK101261055SQ20081010425
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者刘忠宝, 郝玉涛 申请人:北京工业大学