本发明涉及一种制冷循环系统。特别是涉及一种气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统。
背景技术：
以溴化锂-水为工质对的吸收式制冷技术以其环保、高效、耗功少等特点广泛应用于各种余热回收场合，产生了巨大的经济价值与良好的环保效益。
气体机余热种类多，品味差异大，对余热回收制冷装置提出了很高的要求。首先气体机最主要的余热源是发动机排气，温度高达600℃左右，目前由于溴化锂溶液在高温和高浓度下对金属材料的腐蚀性，使得多效机组的研发面临很大的困难，所以，对于高温余热现有的吸收式制冷技术还无法进行高效利用；其次是缸套水余热，但缸套水的温度一般在大约75-85℃之间，单效系统在此温度区间工作，COP很低；如果是增压型气体机，增压气体还会带走一部分热量，其最高温度一般为120℃左右。因此，如何对其多种不同品味的余热同时进行高效回收制冷是亟待解决的技术难题。
因此针对上述问题，需要在立足于吸收式制冷技术特性的基础上，以能量的梯级利用原则为指导，针对气体机余热特点，设计复合制冷吸收式循环才能尽可能的充分利用气体机余热。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够对气体机多种余热同时高效回收以制取冷量的气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统。
本发明所采用的技术方案是：一种气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统，是由水蒸气朗肯循环单元和增压三效串联吸收式制冷循环单元构成，所述的水蒸气朗肯循环单元包括有：高压发生器朗肯循环工质冷凝部分，通过一个泵与所述高压发生器朗肯循环工质冷凝部分的液态朗肯循环工质出口相连的朗肯循环蒸发器，所述朗肯循环蒸发器的汽态朗肯循环工质出口连接汽轮机的入口，所述汽轮机的出口连接所述高压发生器朗肯循环工质冷凝部分的汽态朗肯循环工质入口，所述的水蒸气朗肯循环单元通过所述的高压发生器与所述的增压三效串联吸收式制冷循环单元相连，所述的朗肯循环蒸发器内设置有与内部的液态朗肯循环工质进行热交换的废气管，所述废气管的入口连接气体机的废气出口，所述废气管的出口通过一个三向阀，一路连接所述高压发生器的废气入口，另一路进入气体机，所述高压发生器的废气出口连接增压三效串联吸收式制冷循环单元的废气入口。
所述的增压三效串联吸收式制冷循环单元包括有：依次串接的高压发生器增压三效串联吸收部分、中压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收循环蒸发器、压缩机和吸收器，其中，所述压缩机的制冷剂蒸汽出口连接所述吸收器的制冷剂蒸汽入口，所述吸收器的溶液出口依次通过低压溶液热交换器、中压溶液热交换器和高压溶液热交换器连接高压发生器增压三效串联吸收部分的制冷剂液入口，所述高压发生器增压三效串联吸收部分的溶液出口又通过高压溶液热交换器连接所述中压发生器的溶液入口，所述出口通过中压溶液热交换器连接所述低压发生器的溶液入口，所述低压发生器的溶液出口通过所述低压溶液热交换器连接所述吸收器的溶液入口，所述高压发生器的制冷剂蒸汽出口依次通过中压发生器和低压发生器连接所述冷凝器的制冷剂蒸汽入口，所述冷凝器的制冷剂液出口连接所述吸收循环蒸发器的制冷剂液入口，所述吸收循环蒸发器的制冷剂蒸汽出口述压缩机的制冷剂蒸汽入口，所述吸收循环蒸发器内设置有用于与流过的制冷剂蒸汽进行热交换的第一水管，所述第一水管的一端为冷冻水入口，另一端为冷冻水出口；所述吸收器内设置有用于与流过的制冷剂蒸汽进行热交换的第二水管，所述第二水管的一端为冷却水入口，另一端连接所述冷凝器内的用于与制冷剂蒸汽进行热交换的第三水管的入口，所述第三水管的出口为排水口；所述高压发生器的废气出口依次通过中压发生器和低压发生器至低压发生器的废气排出口；所述气体机的缸套水出口连接所述冷凝器的缸套水入口，所述冷凝器的缸套水出口连接所述气体机的缸套水入口，外部增压空气依次通过低压发生器和中冷器(15)进入气体机的气体入口。
所述三向阀的一个出气口是通过EGR冷却器连接所述气体机的气体入口。
所述吸收器的溶液出口是通过一个泵连接低压溶液热交换器的溶液入口。
所述吸收器的溶液入口通过一个阀门连接所述低压溶液热交换器的回流制冷剂液的出口。
所述冷凝器的制冷剂液出口通过一个阀门连接所述吸收循环蒸发器的制冷剂液入口。
所述汽轮机的输出轴连接压缩机。
本发明的气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统，将朗肯循环作为增压吸收式制冷循环的顶循环，在实现顶循环与底循环功、热传递的同时，对多种余热源按照其能量品味的不同实现了梯级利用，实现了余热资源的合理利用，具有很大的节能效果。
附图说明
图1是发明气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统的整体结构示意图。
图中
1：气体机 2：朗肯循环蒸发器
3：汽轮机 4：高压发生器
5：中压发生器 6：低压发生器
7：冷凝器 8：吸收循环蒸发器
9：压缩机 10：吸收器
11：低压溶液热交换器 12：中压溶液热交换器
13：高压溶液热交换器 14：EGR冷却器
15：中冷器
A：废气 B：EGR余热
C：增压空气余热 D：缸套水余热
E：朗肯循环工质水 F：溴化锂溶液
G：制冷剂蒸汽 H：冷却水
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统做出详细说明。
如图1所示，本发明的气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统，是由水蒸气朗肯循环单元和增压三效串联吸收式制冷循环单元构成，所述的水蒸气朗肯循环单元包括有：高压发生器4朗肯循环工质冷凝部分，通过一个泵与所述高压发生器4朗肯循环工质冷凝部分的液态朗肯循环工质出口相连的朗肯循环蒸发器2，所述朗肯循环蒸发器2的汽态朗肯循环工质出口连接汽轮机3的入口，所述汽轮机3的出口连接所述高压发生器4朗肯循环工质冷凝部分的汽态朗肯循环工质入口，所述的水蒸气朗肯循环单元通过所述的高压发生器4与所述的增压三效串联吸收式制冷循环单元相连，所述的朗肯循环蒸发器2内设置有与内部的液态朗肯循环工质进行热交换的废气管，所述废气管的入口连接气体机1的废气出口，所述废气管的出口通过一个三向阀，一路连接所述高压发生器4的废气入口，另一路进入气体机1，所述三向阀的该出气口是通过EGR冷却器14连接所述气体机1的气体入口。所述高压发生器4的废气出口连接增压三效串联吸收式制冷循环单元的废气入口。
所述的增压三效串联吸收式制冷循环单元包括有：依次串接的高压发生器4增压三效串联吸收部分、中压发生器5、低压发生器6、冷凝器7、吸收循环蒸发器8、压缩机9和吸收器10，其中，所述压缩机9连接所述汽轮机3的输出轴。所述压缩机9的制冷剂蒸汽出口连接所述吸收器10的制冷剂蒸汽入口，所述吸收器10的溶液出口依次通过低压溶液热交换器11、中压溶液热交换器12和高压溶液热交换器13连接高压发生器4溶液入口，其中，所述吸收器10的溶液出口是通过一个泵连接低压溶液热交换器11的溶液入口。所述吸收器10的溶液入口通过一个阀门连接所述低压溶液热交换器11的回流溶液的出口。所述高压发生器4溶液出口又通过高压溶液热交换器13连接所述中压发生器5的溶液入口，所述出口通过中压溶液热交换器12连接所述低压发生器6的溶液入口，所述低压发生器6的溶液出口通过所述低压溶液热交换器11连接所述吸收器10的溶液入口，所述高压发生器4的制冷剂蒸汽出口依次通过中压发生器5和低压发生器6连接所述冷凝器7的制冷剂蒸汽入口，所述冷凝器7的制冷剂凝液出口连接所述吸收循环蒸发器8的制冷剂蒸汽入口，所述冷凝器7的制冷剂液出口是通过一个阀门连接所述吸收循环蒸发器8的制冷剂液入口。所述吸收循环蒸发器8的制冷剂蒸汽出口连接所述压缩机9的制冷剂蒸汽入口，所述吸收循环蒸发器8内设置有用于与流过的制冷剂蒸汽进行热交换的第一水管，所述第一水管的一端为冷冻水入口，另一端为冷冻水出口；所述吸收器10内设置有用于与流过的溶液进行热交换的第二水管，所述第二水管的一端为冷却水入口，另一端连接所述冷凝器7内的用于与制冷剂蒸汽进行热交换的第三水管的入口，所述第三水管的出口为排水口；所述高压发生器4的废气出口依次通过中压发生器5和低压发生器6至低压发生器6的废气排出口；所述气体机1的缸套水出口连接所述冷凝器7的缸套水入口，所述冷凝器7的缸套水出口连接所述气体机1的缸套水入口，外部增压空气依次通过低压发生器6和中冷器15进入气体机1的气体入口。
本发明的气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统，利用气体机废气A、EGR(废气再循环)余热B、缸套水余热D、增压空气余热C四种余热源，其中朗肯循环只对废气A和EGR余热B进行利用，吸收子循环则只对废气A、缸套水余热D、增压空气余热C进行利用。
本发明的气体机多余热源驱动增压三效复合制冷循环系统中：
朗肯循环：液态的朗肯循环工质水E在朗肯循环蒸发器2中被气体机废气A加热成高温高压的水蒸汽，水蒸汽在汽轮机3中膨胀做功，输出轴功用来驱动压缩机9，做功后的乏汽在高压发生器4中冷凝后重新变成液态水完成一个循环。
从朗肯循环蒸发器2出来的废气经过一个三通阀分为两股，一股作为EGR余热B经EGR冷却器14精确冷却至所需温度后进入进气管，剩下的才流到吸收循环作为驱动热源。
增压吸收循环：从吸收器10出来的稀溶液依次经过低压溶液热交换器11/中压溶液热交换器12/高压溶液热交换器13加热后，先进入高压发生器4吸收朗肯循环冷凝热和从朗肯循环蒸发器2出来的废气高温显热产生部分制冷剂蒸汽，再经高压溶液热交换器13进入中压发生器5吸收高压发生器制冷剂蒸汽冷凝热和高压发生器出来的废气显热产生部分制冷剂蒸汽，最后经中压溶液热交换器12进入低压发生器6吸收中压发生器制冷剂蒸汽冷凝热、中压发生器5出来的废气显热、增压空气余热C余热(增压空气后经中冷器进一步冷却后进入进气管)、缸套水余热D余热四种余热产生部分制冷剂蒸汽。溶液浓度在三次发生过程的进行中依次变浓，从低压发生器6出来的溶液浓度达到最大，接着浓溶液经低压溶液热交换器11重新流回到吸收器10进行吸收过程，至此完成一个溶液循环。从三个发生器出来的制冷剂蒸汽汇总进入冷凝器7，向冷却水放热冷凝后经节流阀进入吸收循环蒸发器8吸收冷冻水I的热量蒸发为制冷剂蒸汽G，再经压缩机9压缩升压后进入吸收器10被浓溶液吸收，至此完成一个制冷剂循环。
从热量利用情况来看，作为EGR余热B只在朗肯循环蒸发器2中被利用一次，而增压空气余热C和缸套水余热D则只在低压发生器6中被利用一次，EGR余热B以外的废气则依次流经朗肯循环蒸发器2、高压发生器4、中压发生器5、低压发生器6被利用了四次。