具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例公开一种具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统，所述吸收器主体为罐体，罐体上设有连通内外的进气管路和出气管路，底端设有连通内外的进液管路和排液管路；进液管路在罐体内部向罐体顶部延伸预定高度且末端安装有用于向罐体顶部喷射溶液的雾化喷嘴，进气管路设置于罐体的侧壁中部。本实用新型的吸收器及吸收式制冷系统使用时，溶液由下往上喷出，与混合气体存在上升与下降二次接触与吸收过程，此双程吸收过程可使在较短的吸收路程内具有较为充分的吸收时间，确保吸收过程的充分进行；既可减小罐体的高度、又可充分利用罐体的全部空间以满足吸收过程的需要，可最大程度减小罐体的体积，且吸收效果强。
【专利说明】具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器及系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷【技术领域】，尤其涉及一种具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统。
【背景技术】
[0002]吸收器是吸收式制冷系统中的关键设备，主要是根据稀溶液中制冷剂成分与制冷剂蒸气的浓度差，通过稀溶液吸收制冷剂蒸气而形成浓溶液，从而完成吸收过程，即使稀溶液变成浓溶液，供吸收式制冷中溶液的循环使用。
[0003]在传统的吸收式制冷系统中，普遍采用的吸收器多为降膜式吸收器，其工作原理是溶液从上喷淋在填料或换热管壁上形成液体薄膜，通过液体薄膜与气体的接触完成吸收过程，由于吸收过程要产生大量的吸收热，需要利用冷却盘管等把吸收热带走。由于降膜式吸收器中传热传质过程的相互藕合，使得同时提高传热和传质效率变得较为困难，因此其综合传热传质效率普遍不是很高，也使得传统吸收式制冷系统的吸收器体积较大，有的占系统总体积竟高达40%。这对于缩小吸收式制冷系统的体积很不利，因此，如何强化吸收器中的传热传质过程、提高其效率，就成为研究和生产人员共同面临的问题。
[0004]对于传统的降膜式吸收器而言，强化传热传质的主要办法有采用高效换热器、改变填料或换热管表面形状以加强对薄膜流动的扰动、在溶液中加添加剂等等，在一定程度上使其传热传质效率得到提高，但无法从根本上克服降膜吸收的缺陷。为此，人们提出了绝热喷雾式吸收器，通过把传热和传质过程分离并分别进行强化而实现传热传质的高效。在绝热喷雾式吸收系统中，传热过程通过外置式换热器独立完成对稀溶液的冷却和过冷，过冷后的稀溶液在绝热喷雾吸收器中喷淋并与气体接触从而完成吸收中的传质过程，同时吸收过程中产生的吸收热由溶液本身吸收而使溶液温度升高，在吸收过程中只有传质而不对外进行传热，从而实现传热与传质分离、使二者不再相互强烈藕合而相互制约，为传热传质的分离强化提供了可能，是一种较为理想的强化吸收过程的手段。利用绝热喷雾吸收可以大大减小吸收器的体积，从而缩小吸收式制冷系统的体积，为设备小型化、紧凑化提供了可倉泛。
[0005]然而，已有的绝热喷雾吸收器并不能充分利用并缩小罐体空间。
实用新型内容
[0006]本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种能充分缩小罐体体积的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统。
[0007]此外，本实用新型实施例还提供一种具有储液功能的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器，主体为罐体，罐体上设有连通内外的进气管路和出气管路，底端设有连通内外的进液管路和排液管路；所述进液管路在罐体内部向罐体顶部延伸预定高度且末端安装有用于向罐体顶部喷射溶液的雾化喷嘴，所述进气管路设置于罐体的侧壁中部。
[0009]进一步地，罐体底部形成储液空间，储液空间的液面上限高度低于雾化喷嘴和进气管路的进气口的闻度。
[0010]进一步地，罐体侧壁附设有液位感应器件或者在罐体外侧面附设有液位计，所述液位计的顶端与罐体内部空间相连通，底端连通于排液管路。
[0011]进一步地，所述罐体的顶部正对出气管路的管口设有第一挡板。
[0012]进一步地，所述罐体的顶部，且第一挡板的背离于所述管口的一侧设有第二挡板。
[0013]进一步地，所述第二挡板设有网孔状的布液孔。
[0014]进一步地，雾化喷嘴螺接于进液管路的末端，进液管路通过螺纹和密封垫圈固定连接于罐体。
[0015]进一步地，所述罐体顶端设有均与罐体空间相连通的压力传感器接管和平衡管接管。
[0016]进一步地，所述罐体上还设有测温管，测温管呈桶状，内体设有测温器件。
[0017]相应地，本实用新型实施例还提供了一种吸收式制冷系统，包括通过管路连接构成循环回路的发生器、冷凝器、蒸发器、冷剂泵、溶液泵、吸收器及溶液热交换器；所述吸收器采用如上所述的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器。
[0018]本实用新型实施例的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统的有益效果是:本实用新型的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统使用时，溶液由下往上喷出，与混合气体存在上升与下降二次接触与吸收过程，此双程吸收过程可使在较短的吸收路程内具有较为充分的吸收时间，确保吸收过程的充分进行；既可减小罐体的高度、又可充分利用罐体的全部空间以满足吸收过程的需要，可最大程度减小罐体的体积，且吸收效果强；此外，在罐体内部设有储液空间，且雾化喷嘴和进气管路的进气口的高度高于储液空间的液面上限高度，使绝热喷雾吸收器及系统具有储液功能，满足人们储液缓冲需要的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施例的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器的剖面结构示意图。
[0020]图2是本实用新型实施例的含具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器的俯视图。
【具体实施方式】
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0022]为了克服现有技术的缺点，本实用新型实施例通过在罐体内中下部设置向上喷雾的雾化喷嘴和在罐体的内部设置储液空间，且雾化喷嘴和进气管路的进气口的高度高于储液空间的液面上限高度，从而使绝热喷雾吸收器及吸收式制冷系统具有双程吸收功能，并具有储液功能。
[0023]另一方面为了减小罐体的体积，促进制冷空调工程中的能源综合利用、节能和环保，本实用新型实施例提供的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器，可以大大减小罐体和吸收式制冷系统的体积，提高其效率，具有双程吸收结构，充分利用并缩小罐体空间，吸收效果强的特点，进而可促进余热/废热、清洁能源和不可再生能源如天然气及太阳能等在制冷空调工程中的应用，在提高用能效率的同时还能保护地球的自然环境。有利于从根本上解决我国用电紧张局面和保护环境问题，无论是对能源替代使用、综合利用，还是对环境保护都有着积极的意义。
[0024]请参考图1及图2，本实用新型实施例的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器，主体为罐体10，罐体10内设有储液空间11，包括出气管路20、排液管路30、雾化喷嘴40及进气管路50。
[0025]出气管路20设于罐体10上，连通内外。具体地，出气管路20设于罐体10顶端的中心或其他位置。
[0026]排液管路30设于罐体10的底端的中心位置或其他位置，也连通内外。
[0027]雾化喷嘴40设于罐体10内，且通过连通内外的进液管路60连接，用于向上喷射溶液。具体地，进液管路60设于罐体10底端中心位置或其他位置且不与排液管路30相干扰，并通过螺纹连接件61密封接入，或者通过螺纹和密封垫圈固定连接于罐体10，且向罐体10的顶部延伸预定高度，所述雾化喷嘴40安装于进液管路60的末端，具体可是通过螺纹连接，便于根据需要对雾化喷嘴40进行维护与检修。
[0028]进气管路50设于罐体10侧壁的中部，进气管路50的进气口和雾化喷嘴40的高度高于储液空间11的液面上限高度，从而防止溶液倒灌。
[0029]所述绝热喷雾吸收器还包括液位计70、第一挡板80、第二挡板90、压力传感器接管100、平衡管接管110及测温管120。
[0030]液位计70附设于罐体10外侧面，顶端与罐体10内部空间相连通，底端连通于排液管路30。
[0031]作为另一种实施方式，罐体10侧壁附设有液位感应器件。所述液位感应器件为液位传感器或液位开关。
[0032]第一挡板80设于所述罐体10的顶部正对出气管路20的管口，以防止喷射的雾滴直接进入出气管路20。
[0033]第二挡板90设于所述罐体10的顶部，且位于第一挡板80的背离于所述管口的一侦U。优选地，所述第二挡板90设有网孔状的布液孔。从而，第二挡板90固设于第一挡板80的下方，既能满足溶液以液滴下落的要求、又允许混合气从网孔状布液孔中穿过而进入排气管路排出具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器。
[0034]压力传感器接管100和平衡管接管110设于所述罐体10顶端，且均与罐体10空间相连通。
[0035]测温管120设于所述罐体10上需要测温的部位，呈桶状，测温器件通过测温管120的开口端置入并安装于其内。具体地，测温管120的数量根据需要确定，可以是一个也可以是多个；测温器件为温度计或温度传感器。上述各部件有机连接成一个整体，可以实现稀溶液自下向上喷雾、自上向下滴落并与混合气充分接触完成双程吸收过程，并可实时监测吸收过程中的温度、压力和溶液喷雾吸收等情况。
[0036]相应地，本实用新型实施例还提供了一种吸收式制冷系统，包括通过管路连接构成循环回路的发生器、冷凝器、蒸发器、冷剂泵、溶液泵、吸收器及溶液热交换器；所述吸收器采用如上所述的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器。
[0037]本实用新型实施例的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器的工作过程如下:经过预冷的稀溶液通过进液管路60由雾化喷嘴40以预定喷射角度范围在罐体10底部呈圆锥体形向上喷出；同时，含制冷剂气体较多的混合气(如氨/氢或氨/氦混合气)通过进气管路50进入罐体10底部并向上部空间扩散流动；向上喷射的稀溶液雾滴与向上流动的混合气接触时，部分混合气中的制冷剂气体成分由稀溶液雾滴吸收形成中间浓度溶液雾滴，而制冷剂气体成分被吸收后的混合气由于密度减小而继续向上流动，并经由罐体10顶部的出气管路20流出绝热喷雾吸收器；中间浓度溶液雾滴向上碰撞到罐体10顶壁及第二挡板90后，由第二挡板90表面及其设置的网孔状布液孔以液滴形式向下滴落；下落的中间浓度溶液液滴在下落过程中与雾化喷嘴40喷出的雾滴产生碰撞并继续与持续向上流动的混合气接触，再次吸收混合气中的制冷剂气体成分，直到吸收达到饱和而形成最终的浓溶液，浓溶液滴落在罐体10底部后集聚于罐体10底部的储液空间11中，储液空间11实现储液缓冲功能；通过液位计70可观察罐体10内溶液的喷雾吸收及液位情况。上述过程可以持续不断地进行，一方面，绝热喷雾吸收器具有储液功能，满足了人们储液缓冲的需要，另一方面，溶液与混合气体存在上升与下降二次接触与吸收过程，此双程吸收过程可使在较短的吸收路程内具有较为充分的吸收时间，确保吸收过程的充分进行；既可减小罐体10的高度、又可充分利用罐体10的全部空间以满足吸收过程的需要，可最大程度减小罐体10的体积，并满足吸收效果的需要。吸收过程中绝热喷雾吸收器内的压力和温度则分别由装设的压力传感器和测温器件测出，用以监控该双程绝热喷雾吸收器的运行状态。
[0038]在以上工作过程中，同时存在两个流程:一个是溶液流程，即从进液管路60及雾化喷嘴40向上喷射、碰到罐体10顶壁及第二挡板90后以液滴下落并最终形成浓溶液的双程溶液流程；另一个是从进气管路50进入罐体10并向上流动、最后从罐体10顶部的出气管路20流出罐体10的混合气流程。溶液流程和混合气流程中，溶液与混合气进行充分接触并完成吸收过程。溶液流程和混合器流程的组合，使吸收式制冷系统中的吸收过程可以持续不断地进行，从而确保制冷循环的进行。
[0039]在实际应用中，可以根据实际情况对喷淋稀溶液的流量、温度和压力等参数进行调节，使具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器内的参数和最终浓溶液的浓度等满足使用要求。
[0040]以上所述是本实用新型的【具体实施方式】，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器，主体为罐体，罐体上设有连通内外的进气管路和出气管路，底端设有连通内外的进液管路和排液管路；其特征在于，所述进液管路在罐体内部向罐体顶部延伸预定高度且末端安装有用于向罐体顶部喷射溶液的雾化喷嘴，所述进气管路设置于罐体的侧壁中部。
2.如权利要求1所述的绝热喷雾吸收器，其特征在于，罐体底部形成储液空间，储液空间的液面上限高度低于雾化喷嘴和进气管路的进气口的高度。
3.如权利要求2所述的绝热喷雾吸收器，其特征在于，罐体侧壁附设有液位感应器件或者在罐体外侧面附设有液位计，所述液位计的顶端与罐体内部空间相连通，底端连通于排液管路。
4.如权利要求1所述的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体的顶部正对出气管路的管口设有第一挡板。
5.如权利要求4所述的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体的顶部，且第一挡板的背离于所述管口的一侧设有第二挡板。
6.如权利要求5所述的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述第二挡板设有网孔状的布液孔。
7.如权利要求1所述的绝热喷雾吸收器，其特征在于，雾化喷嘴螺接于进液管路的末端，进液管路通过螺纹和密封垫圈固定连接于罐体。
8.如权利要求1所述的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体顶端设有均与罐体空间相连通的压力传感器接管和平衡管接管。
9.如权利要求1所述的绝热喷雾吸收器，其特征在于，所述罐体上还设有测温管，测温管呈桶状，内体设有测温器件。
10.一种吸收式制冷系统，包括通过管路连接构成循环回路的发生器、冷凝器、蒸发器、冷剂泵、溶液泵、吸收器及溶液热交换器；其特征在于，所述吸收器采用如权利要求1至9中任一项所述的具有双程吸收及储液功能的绝热喷雾吸收器。
【文档编号】F25B37/00GK203586614SQ201320777794
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】王寒栋 申请人:深圳职业技术学院