一种利用变压器余热的压缩吸收复合制冷系统和方法与流程

本发明涉及压缩吸收复合制冷技术领域，特别涉及一种利用变压器余热的压缩吸收复合制冷系统和方法。

背景技术：

目前，变压器余热主要的处理方式都是利用油循环将热量通过风冷的方式直接散失在空气之中，并没有进行充分的利用。经过热交换后，作为散热介质的变压器油本身具有较高的温度和热量，可以作为热源进行供热。

公开号为CN204760175U的专利文献公开了一种电力变压器散热片余热利用装置，包括若干个散热片组，若干个散热片组之间通过大连接管相互串接在一起，散热片组中各个散热片之间通过小连接管串接在一起；散热片组之间通过小连接管、每个散热片内部的空心导流管道和大连接管之间串接成一个通水管道；在第一组散热片组的起始端设置有进水管道、在最后一组散热片组的末端设置有出水管道，在出水管道上设置有水龙头，在进水管道和出水管道外周设置有保温层。使用时，自来水从进水管道流入，运行中的变压器所产生的热量被及时带走，自来水经过导流管道被加热后从出水管道流出，供变电站运维人员使用，达到余热充分利用的效果。采用该实用新型后，变压器降温效果明显，节能环保。

公开号为CN201465721U的专利文献公开了一种具有余热利用功能的气体变压器水冷却系统，用于解决变压器热能利用问题，该冷却系统由气水交换器和设置在地面上的冷却塔构成，气水交换器的气路接口通过气泵与气体变压器箱体接成循环气路，水路接口通过阀门和水泵与冷却塔构成循环水路，改进后，在气水交换器和冷却塔之间的循环水路中还串接有余热利用装置。该实用新型在传统气体变压器水冷却系统的基础上增设了余热利用装置，变压器余热既可以通过冷却塔散发到空气中，又可以被余热利用装置回收后加以利用，因而可减少能源浪费，提高能量的利用率。

除了作为热源直接利用热能以外，这部分热能还可以作为吸收式制冷和压缩式制冷的热源。通过以上制冷循环获得的冷量和热量可以供应给变电站中工作人员的办公场所，若回收的能量较大的话，也可以供应给附近的居民区。但是如果直接采用吸收制冷和压缩制冷两个系统，无论是从结构的复杂性和成本方面都会有比较大的劣势，对于变压器余热利用的初期投资带来比较大的压力，但是如果只是利用其中一种系统，在利用变压器余热方面又会无法全面而综合的利用。

技术实现要素：

本发明提供了一种利用变压器余热的压缩吸收复合制冷系统，有效减少系统成本和简化结构，并能充分回收利用变压器余热。

一种利用变压器余热的压缩吸收复合制冷系统，包括：

变压器的油液循环模块；

发生器，以所述油液循环模块作为发生热源；

压缩机，进口端与所述发生器的蒸汽出口端连接；

室外冷凝器，进口端通过第一蒸汽管路与压缩机的出口端连接；

节流装置，进口端通过第一冷凝管路与所述室外冷凝器的出口端连接；

室内蒸发冷凝器，进口端与所述节流装置的出口端连接；

吸收器，蒸汽进口端通过第二蒸汽管路与室内蒸发冷凝器的出口端连接；

溶液泵，将所述吸收器中制冷剂溶液输送至发生器；

溶液节流装置，连接吸收器和发生器用于循环制冷剂溶液；

溶液换热器，将来自吸收器和来自发生器的制冷剂溶液进行换热；

第二冷凝管路，一端与所述发生器的进口端连接，另一端与所述节流装置的进口端连接；

四通阀，其中两通安装在所述第一蒸汽管路上，另外两通安装在所述第二蒸汽管路上，所述四通阀可切换第一蒸汽管路和第二蒸汽管路的连通，连通所述室内蒸发冷凝器的出口端和所述压缩机的蒸汽出口端以使发生器、压缩机以及室内蒸发冷凝器形成压缩热泵循环供热；

第一阀门，安装在所述发生器的蒸汽出口端，在所述室内蒸发冷凝器不工作时关闭；

第二阀门，安装在所述室外冷凝器的出口端，在所述室内蒸发冷凝器作为蒸发器使用时开启，作为冷凝器使用时关闭；

第三阀门，安装在所述第二冷凝管路上，在所述室内蒸发冷凝器作为蒸发器使用时关闭，作为冷凝器使用时开启。

制冷剂溶液的种类很多，为了适用于压缩吸收复合制冷以及压缩热泵循环，优选的，所述制冷剂溶液采用氨水。

为了方便控制各管路，优选的，所述第一阀门、第二阀门以及第三阀门采用先导式电磁阀。

本发明还提供了一种利用变压器余热的压缩吸收复合制冷方法，上述的压缩吸收复合制冷系统，包括三种工作模式：

(1)制冷模式，所述室内蒸发冷凝器作为蒸发器使用，开启第一阀门和第二阀门，关闭所述第三阀门，所述四通阀切换至第一蒸汽管路和第二蒸汽管路通路，所述发生器中的制冷剂释放，产生的蒸汽通过所述压缩机，从压缩机排出的蒸汽依次在室外冷凝器中冷凝、节流装置中节流，再进入室内蒸发冷凝器蒸发，实现制冷功能，制冷剂从室内蒸发冷凝器进入到所述吸收器中吸收，通过所述溶液泵运送至所述发生器，循环完成；适用于夏季。

(2)供暖模式，所述室内蒸发冷凝器作为冷凝器使用，开启第一阀门和第三阀门，关闭所述第二阀门，所述四通阀切换至所述室内蒸发冷凝器的出口端和所述压缩机的蒸汽出口端连通，所述发生器中的制冷剂释放，制冷剂在所述压缩机中压缩，进入所述室内蒸发冷凝器冷凝，实现供暖功能，冷凝后的制冷剂通过节流装置节流后进入所述发生器，循环完成；适用于春秋冬季。

(3)降温模式，关闭所述第一阀门，所述发生器中的制冷剂溶液液冷所述油液循环模块，所述溶液泵将吸收器中冷却后的制冷剂溶液输入所述发生器中，所述发生器中的制冷剂溶液通过溶液节流装置进入所述吸收器，完成制冷剂溶液的降温循环。适用于温度很低的环境。

为了节约能源，优选的，模式(1)中，当所述发生器中输出的蒸汽压力高于16bar时，所述压缩机不工作。在变压器温度较高，发生器产生蒸汽的压力足够的情况下，压缩机关闭，制冷剂蒸汽直接从变压器流过；若压力不够，则开启压缩机进一步抬高压力。

本发明的有益效果：

本发明的压缩吸收复合制冷系统和方法，可以分情况综合利用夏冬两季的变压器余热，并且由于两个流程共用了部分线路和部件，减少了系统的复杂性和成本。

附图说明

图1是本发明的利用变压器余热的压缩吸收复合制冷系统的结构示意图。

图2是本发明的利用变压器余热的压缩吸收复合制冷系统夏天时的工作情况图。

图3是本发明的利用变压器余热的压缩吸收复合制冷系统冬天时的工作情况图。

图4是本发明的利用变压器余热的压缩吸收复合制冷系统停止工作时的工作情况图。

图中：1.油泵；2.变压器；3.阀门；4.阀门；5.发生器；6.压缩机；7.溶液节流阀；8.四通阀；9.室外蒸发器；10.阀门；11.阀门；12.节流阀；13.室内蒸发冷凝器；14.吸收器；15.熔液泵；16.溶液换热器。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的压缩吸收复合制冷系统包括：吸收器14、发生器5、溶液泵15、压缩机6、节流阀12、四通阀8、室外蒸发器9、室内蒸发冷凝器13、阀门3、阀门4、溶液节流阀7、阀门10、阀门11以及溶液换热器16，其中，阀门3、阀门4、阀门10、阀门11均为单通阀(先导式电磁阀)。本系统使用氨作为制冷剂，水作为吸收剂。本系统可以实现夏季制冷、冬季供暖功能，并考虑了不需要制冷、制热，即停机时的工作情况，图2、3、4为不同工作情况时整个系统的工作流程。其中，油泵1和变压器2为变压器系统中的部件，发生器5与油泵1中循环的油液换热实现油液的循环冷却。

如图2所示，夏季工作时，阀门11关闭，阀门10打开，在负荷运作时，变压器2的冷却油液作为发生热源，使发生器5中的制冷剂释放，产生的高压蒸汽进入压缩机6，在热源温度较高，产生的压力足够的情况下，压缩机6关闭，制冷剂蒸汽直接从压缩机6流过；若压力不够，则开启压缩机6进一步抬高压力。从压缩机6排出的高压蒸汽依次在室外蒸发器9中冷凝，节流阀12中节流，之后进入室内蒸发冷凝器13蒸发，实现制冷功能。制冷剂最终进入到吸收器14中吸收，通过溶液泵15运送至发生器5，循环完成。

如图3所示，冬季工作时，阀门11打开，阀门10关闭，切换四通阀8，在负荷运作时，制冷剂在压缩机6中压缩，进入室内蒸发冷凝器13冷凝，实现冬季供暖功能，然后进入节流阀12节流，再进入发生器5完成蒸发。

如图4所示，制冷系统停止工作时，关闭阀门4，这是为了防止可能产生的氨气进入压缩机进行循环，保证溶液成分。此时，制冷剂溶液液冷变压器油路，再通过溶液泵15完成溶液循环，利用吸收器14的冷却水带走制冷剂溶液中热量。这样既保证了变压器油温，对原系统基本没有改动，系统结构简单，避免了再添加其他的冷却手段带来成本上的增加。

综上所述，本实施例的压缩吸收复合制冷系统，结构简单，使用方便，可以分情况综合利用夏冬两季的变压器余热，并且由于两个流程共用了部分线路和部件，减少了系统的复杂性和成本。