低温制冷系统的制作方法

本实用新型涉及热能工程技术领域，特别涉及一种低温制冷系统。

背景技术：

随着经济的增长，尤其是在食品领域，基于低温制冷的冷库、冷链以及食品速冷速冻加工等行业正在迅速发展，而降低该行业的成本以提高经济效益的关键之一是降低低温制冷系统的电耗和电费支出。

另一方面，随着经济的增长，电力系统的电力负荷峰谷差不断增大，尤其是近年来随着风力发电、光伏发电等可再生能源发电的装机容量大幅增长，由于电网无法消纳其所发电力而频繁发生严重的“弃风”、“弃光”现象。因此，通过大规模利用低谷电来实现电网的“移峰填谷”是一个紧迫的课题。

如图1所示，现有的低温制冷系统通常采用以R404A、R23、NH₃等为低温制冷剂的蒸气压缩式制冷循环。由于所需制冷温度往往低至零下45℃，导致在夏季蒸发温度与冷凝温度之差达到80℃以上。为了满足如此严苛的制冷工况，以采用NH₃作为制冷剂为例，要求压缩机的压比必须达到26以上。因此，现有的低温制冷系统的制冷系数(COP)极低，运行成本很高，再加上还需要选用更大排气量规格的压缩机才能满足所需的制冷量，因而设备成本也很高。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种低温制冷系统，主要目的是通过采用两级制冷来提高低温制冷系统的制冷COP，同时通过在第二级制冷使用低谷电来显著降低低温制冷系统的运行成本，并实现“移峰填谷”的目的。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种低温制冷系统，包括由蒸发器、第一压缩机、第一膨胀阀和冷凝器构成的蒸气压缩式制冷子系统，还包括吸收式热泵子系统，所述吸收式热泵子系统包括：

吸收溶液腔室，由上下两部分组成，上部为吸收溶液喷淋腔室，下部为吸收溶液承接室；

第一吸收溶液喷淋装置，设于所述吸收溶液喷淋腔室，吸收溶液通过所述第一吸收溶液喷淋装置在吸收溶液喷淋腔室内喷淋并闪蒸产生工质蒸气，蒸发浓缩后的吸收溶液落到所述吸收溶液承接室内；

第一吸收溶液喷淋管道，设于所述吸收溶液腔室外部，吸收溶液承接室与第一吸收溶液喷淋装置通过第一吸收溶液喷淋管道连接；

第一吸收溶液喷淋泵，设于所述第一吸收溶液喷淋管道上，将吸收溶液承接室内的吸收溶液通过吸收溶液喷淋管道输送至第一吸收溶液喷淋装置进行喷淋；

第一吸收溶液换热器，设于所述吸收溶液喷淋管道上，所述第一吸收溶液换热器的冷流体侧与吸收溶液喷淋管道连接，流经第一吸收溶液换热器的热流体侧的发生热媒加热流经冷流体侧的吸收溶液；

工质腔室，所述工质腔室通过工质蒸气通道连通吸收溶液喷淋腔室；

第一工质换热器，设于工质腔室内或设于工质腔室外，流经第一工质换热器的冷凝热媒吸收工质蒸气在工质腔室内冷凝释放的冷凝热；

冷凝工质接收器，设于所述工质腔室的下部，所述冷凝工质接收器用于承接冷凝工质；

冷凝工质储罐，用于储存冷凝工质，所述冷凝工质储罐与所述的冷凝工质接收器通过第一冷凝工质管道连接，所述冷凝工质接收器承接的冷凝工质通过第一冷凝工质管道输送至所述冷凝工质储罐；

冷凝工质喷淋装置，设于所述工质腔室内，所述冷凝工质喷淋装置通过冷凝工质喷淋管道与所述冷凝工质储罐连接；

冷凝工质喷淋泵，设于冷凝工质喷淋管道上，用于将冷凝工质储罐内的冷凝工质输送至冷凝工质喷淋装置进行喷淋；

第二工质换热器，设于冷凝工质喷淋管道上或设于所述工质腔室内冷凝工质喷淋装置的下方，所述第二工质换热器作为蒸气压缩式制冷子系统的冷凝器与第一压缩机的出口连接，所述蒸气压缩式制冷子系统内循环的制冷剂经过第一压缩机后，作为蒸发热媒输入所述第二工质换热器，流经第二工质换热器的蒸发热媒为冷凝工质储罐内的冷凝工质在工质腔室内蒸发提供所需热量，为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒经过第一膨胀阀后输入蒸发器，经过蒸发器的制冷剂输入第一压缩机完成一次循环，制冷剂流经蒸发器时从外部吸热蒸发，同时向外部提供低温冷量；

第二吸收溶液换热器，设于吸收溶液喷淋腔室内或设于吸收溶液腔室外，所述吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收溶液喷淋腔室内进行喷淋吸收工质腔室产生的工质蒸气时，所述吸收溶液在输送过程中流经设于吸收溶液腔室外的第二吸收溶液换热器的热流体侧，向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温，或吸收溶液喷淋在设于吸收溶液喷淋腔室内的第二吸收溶液换热器的表面，向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热而降温。

作为优选，所述吸收溶液承接室的下部还设有用于过滤和承载吸收剂结晶的孔板。

作为优选，所述孔板为至少两个，每一孔板的外缘部与吸收溶液承接室的内壁之间具有一个开口，相邻两孔板与吸收溶液承接室的内壁之间的开口相对设置。

作为优选，所述第一工质换热器设于所述工质腔室内部时，吸收溶液蒸发产生的工质蒸气直接与所述第一工质换热器接触而冷凝；所述第一工质换热器设于所述工质腔室外部时，所述的第一工质换热器设置于所述的冷凝工质喷淋管道上，第一工质换热器的热流体侧与冷凝工质喷淋管道连接，流经第一工质换热器的冷流体侧的冷凝热媒通过与流经热流体侧的冷凝工质换热吸收冷凝热。

作为优选，还包括第二压缩机和第二膨胀阀，所述第二压缩机、第二膨胀阀、第一吸收溶液换热器和第一工质换热器构成蒸气压缩式热泵子系统，所述第一吸收溶液换热器作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵冷凝器与第二压缩机出口连接，所述第一工质换热器作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵蒸发器与第二压缩机的入口连接，所述第二膨胀阀设于第一吸收溶液换热器和第一工质换热器之间，所述蒸气压缩式热泵子系统内循环的制冷剂经过第二压缩机后，作为发生热媒流经所述第一吸收溶液换热器，然后经过第二膨胀阀后作为冷凝热媒输入第一工质换热器，流经第一工质换热器后输入第二压缩机完成一次循环。

作为优选，所述蒸气压缩式热泵子系统还包括过冷器和温度传感器，所述过冷器设于所述第一吸收溶液换热器和第二膨胀阀之间，作为发生热媒的制冷剂从第一吸收溶液换热器输出后先输入过冷器的热流体侧，然后再经过第二膨胀阀，流经过冷器的冷流体侧的冷却热媒吸收制冷剂的热量，所述温度传感器设于所述第二压缩机入口一端或出口一端。

作为优选，所述过冷器通过管道与冷却热媒储罐连接，所述冷却热媒在过冷器和冷却热媒储罐之间循环。冷却热媒可作为热水向外部提供。

作为优选，所述第二吸收溶液换热器设于第一吸收溶液喷淋管道上，或者，所述第二吸收溶液换热器设于第二吸收溶液喷淋管道上，所述吸收溶液承接室内的吸收溶液通过设于吸收溶液腔室外的第二吸收溶液喷淋管道输送至设于吸收溶液喷淋腔室内的第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋。

作为优选，所述第二吸收溶液换热器通过管道与冷却塔连接，所述吸收热媒在第二吸收溶液换热器和冷却塔之间循环。

作为优选，所述第二吸收溶液换热器输出的吸收热媒为可向外部提供的热水。

作为优选，所述冷却热媒为自来水、供热回水或者冷却水，通过使用自来水作为冷却热媒可向用户提供生活热水，而通过使用供热回水作为冷却热媒可向用户供暖。

作为优选，所述的工质为水；所述的吸收剂为LiBr,LiNO₃,LiCl和CaCl₂中的任一种或两种以上的混合物；所述的蒸气压缩式热泵子系统的制冷剂为R22或R134a等。

本实用新型与现有技术相比具有如下明显的优点和有益效果：

(1)本实用新型通过在常规的压缩式低温制冷系统上耦合作为第二级制冷的吸收式热泵子系统，使得作为第一级制冷的压缩式制冷子系统的冷凝温度和压比大幅降低，从而显著提高使用峰电的压缩式制冷子系统的制冷COP。又由于COP的提高和压比的降低，在制冷量一定的前提下可以调低所采用第一压缩机的排气量规格，从而降低压缩式制冷子系统的投资成本；

(2)由于吸收式热泵子系统是以廉价的低谷电来驱动的，因此本低温制冷系统具有良好的经济性。

(3)本实用新型的吸收式热泵子系统采用饱和吸收溶液，在以低谷电为驱动力的储能过程中，通过饱和吸收溶液的发生和工质蒸气的冷凝，将工作过程中增加的吸收溶液重新转化为吸收剂结晶和冷凝工质分别蓄存起来。本实用新型在吸收溶液承接室内设置了多层的孔板来过滤和承载吸收剂结晶，由于含吸收剂结晶的吸收溶液流经孔板层时存在两种流动通道，一是流过孔板滤孔的垂直通道，二是平行于孔板的水平通道，因而即使上层孔板的滤孔被结晶堵塞也不会产生大的流动阻力。因此，本实用新型的结晶分离与储存方式不仅可以大大降低吸收溶液的流动阻力，同时还可实现吸收剂结晶的高密度蓄存。再加上当采用水作为工质时，由于冷凝水与水蒸气之间的相变潜热高达2500kJ/kg左右，从而可以达到很高的储能密度；

(4)能量效率高。由于冷凝工质和吸收剂结晶可在常温下保存，因而热量或者冷量的损失极少。当包含蒸气压缩式热泵子系统对低谷电进行储能时，由于蒸气压缩式热泵子系统的蒸发温度较高(5℃左右)，因而制冷COP即能量效率较高；

(5)“移峰填谷”的作用大、经济效益好；

(6)本实用新型将第一吸收溶液换热器置于吸收溶液腔室的外部，通过在吸收溶液喷淋腔室对经第一溶液换热器加热后的吸收溶液进行绝热闪蒸，使吸收溶液因闪蒸浓缩和闪蒸降温而发生过饱和结晶，因而可以避免在第一吸收溶液换热器的换热面上产生吸收剂结晶而引起传热传质障碍，尤其有利于对饱和的吸收溶液进行发生。

附图说明

图1是现有的制冷系统的原理的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的低温制冷系统的结构示意图。

图3是本实用新型实施例2的低温制冷系统的结构示意图。

图4是本实用新型实施例3的低温制冷系统的结构示意图。

图5是本实用新型实施例4的低温制冷系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

图2至图5为本实用新型的低温制冷系统的不同实施例的结构示意图。参见图2至图5，低温制冷系统，包括由蒸发器140、第一压缩机133、第一膨胀阀131和冷凝器构成的蒸气压缩式制冷子系统，还包括吸收式热泵子系统，吸收式热泵子系统包括：

吸收溶液腔室2，由上下两部分组成，上部为吸收溶液喷淋腔室201，下部为吸收溶液承接室202；

第一吸收溶液喷淋装置3，设于吸收溶液喷淋腔室201，吸收溶液通过第一吸收溶液喷淋装置3在吸收溶液喷淋腔室内喷淋并闪蒸产生工质蒸气，蒸发浓缩后的吸收溶液落到吸收溶液承接室202内；

吸收溶液喷淋管道7，设于吸收溶液腔室2外部，吸收溶液承接室202与第一吸收溶液喷淋装置3通过吸收溶液喷淋管道7连接；

第一吸收溶液喷淋泵6，设于吸收溶液喷淋管道7上，将吸收溶液承接室202内的吸收溶液通过吸收溶液喷淋管道7输送至第一吸收溶液喷淋装置3进行喷淋；

第一吸收溶液换热器30，设于吸收溶液喷淋管道7上，第一吸收溶液换热器30的冷流体侧与吸收溶液喷淋管道7连接，流经第一吸收溶液换热器30的热流体侧的发生热媒加热流经冷流体侧的吸收溶液；

工质腔室22，工质腔室22通过工质蒸气通道14连通吸收溶液喷淋腔室201；

第一工质换热器50，设于工质腔室22内或设于工质腔室22外，流经第一工质换热器50的冷凝热媒吸收工质蒸气在工质腔室22内冷凝释放的冷凝热；

冷凝工质接收器24，设于工质腔室22的下部，冷凝工质接收器24用于承接冷凝工质；

冷凝工质储罐26，用于储存冷凝工质，冷凝工质储罐26与冷凝工质接收器24通过第一冷凝工质管道25连接，冷凝工质接收器24承接的冷凝工质通过第一冷凝工质管道25输送至冷凝工质储罐26；

冷凝工质喷淋装置23，设于工质腔室22内，冷凝工质喷淋装置23通过冷凝工质喷淋管道28与冷凝工质储罐26连接；

冷凝工质喷淋泵27，设于冷凝工质喷淋管道28上，用于将冷凝工质储罐26内的冷凝工质输送至冷凝工质喷淋装置23进行喷淋；

第二工质换热器60，设于冷凝工质喷淋管道28上或设于工质腔室22内冷凝工质喷淋装置23的下方，第二工质换热器60作为蒸气压缩式制冷子系统的冷凝器与第一压缩机133的出口连接，蒸气压缩式制冷子系统内循环的制冷剂经过第一压缩机133后，作为蒸发热媒输入第二工质换热器60，流经第二工质换热器60的蒸发热媒为冷凝工质储罐26内的冷凝工质在工质腔室22内蒸发提供所需热量，为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒经过第一膨胀阀131后输入蒸发器，经过蒸发器140的制冷剂输入第一压缩机133完成一次循环，制冷剂流经蒸发器140时从外部吸热蒸发，同时向外部提供低温冷量；

第二吸收溶液换热器40，设于吸收溶液喷淋腔室201内或设于吸收溶液腔室2外，吸收溶液承接室202内的吸收溶液输送至吸收溶液喷淋腔室201内进行喷淋吸收工质腔室22产生的工质蒸气时，吸收溶液在输送过程中流经设于吸收溶液腔室2外的第二吸收溶液换热器40的热流体侧，向流经第二吸收溶液换热器40的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温，或吸收溶液喷淋在设于吸收溶液喷淋腔室201内的第二吸收溶液换热器40的表面，向流经第二吸收溶液换热器40的吸收热媒释放吸收热而降温。

本实用新型通过在常规的压缩式低温制冷系统上耦合作为第二级制冷的吸收式热泵子系统，使得作为第一级制冷的压缩式制冷子系统的冷凝温度和压比大幅降低，从而显著提高大量使用峰电的压缩式制冷子系统的制冷COP。又由于COP的提高和压比的降低，在制冷量一定的前提下可以减小所采用的第一压缩机的排气量规格，从而降低压缩式制冷子系统的投资成本。并且由于吸收式热泵子系统本质上是以廉价的低谷电来驱动的，因此本低温制冷系统具有良好的经济性。本实用新型采用低谷电进行储能过程，通过第一吸收溶液换热器30和第一工质换热器50使饱和吸收溶液发生和工质蒸气冷凝，重新转化为吸收剂结晶和冷凝工质分别蓄存起来实现储能。当采用水作为工质时，由于冷凝水与水蒸气之间的相变潜热高达2500kJ/kg左右，再加上吸收剂结晶，能够达到很高的储能密度。由于冷凝工质和吸收剂结晶可在常温下保存，因而热量或者冷量的损失极少。本实用新型设备的运行率高、“移峰填谷”的作用大、经济效益好。本实用新型实施例将第一吸收溶液换热器置于吸收溶液腔室的外部，通过在吸收溶液喷淋腔室对经第一吸收溶液换热器30加热后的吸收溶液进行绝热闪蒸，使吸收溶液因闪蒸浓缩和闪蒸降温而发生过饱和结晶，可以避免在第一吸收溶液换热器30的换热面上产生吸收剂结晶而引起传热传质障碍，尤其有利于对饱和的吸收溶液进行发生。另外，第一吸收溶液换热器外置可以采用逆流换热器，因而能够更高效的利用变温发生热源、变温吸收溶液和变温蒸发热源，具体的发生热媒包括水、水溶液、不冻液、导热油、空气、工艺气体、过热蒸汽以及含不凝气体的蒸汽等。本实用新型实施例中，吸收溶液腔室内的吸收溶液保持饱和状态。

本实用新型实施例中，吸收溶液腔室2与工质腔室22采用同一容器，该容器内的上部为工质腔室22，下部为吸收溶液腔室2，冷凝工质接收器24与容器内壁之间形成工质蒸气通道14。

作为上述实施例的优选，吸收溶液承接室202的下部还设有用于将吸收剂结晶分离的固液分离装置。通过设置固液分离装置将吸收剂结晶从吸收溶液中分离开，可在不堵塞吸收溶液流动的前提下进一步显著提高吸收剂结晶的储存密度，因而能够达到很高的储能密度。固液分离装置的具体构造不做限定，只要能将吸收剂结晶从吸收溶液中分离出来，避免吸收剂结晶影响吸收溶液的流动及循环即可。本实施例给出的固液分离装置的一种优选实施例为过滤和承载吸收剂结晶的孔板4。通过在吸收溶液承接室202设置孔板4对吸收剂结晶进行过滤分离，并承载过滤分离出的吸收剂结晶，可以有效提高系统中可容纳的吸收剂结晶的量，提高储能密度。为了进一步提高孔板4的过滤分离及承载的效果，本实施例进一步在吸收溶液承接室202设置至少两个孔板4，每一孔板202的外缘部与吸收溶液承接室202的内壁之间具有一个开口5，相邻两孔板4与吸收溶液承接室202的内壁之间的开口5相对设置。本实施例中将上下相邻两个孔板上的开口设置在相对侧，使得吸收剂结晶需要在孔板4上移动尽可能长的距离才能落到下一孔板4上，这就使得在每一孔板4上堆积尽可能多的吸收剂结晶。同时保证了吸收溶液承接室202的底部基本不会有吸收剂结晶，在提高储能密度的同时，不会影响吸收溶液的流动和循环。由于含吸收剂结晶的吸收溶液流经孔板层时存在两种流动通道，一是流过孔板4滤孔的垂直通道，二是平行于孔板的水平通道，因而即使上层孔板的滤孔被结晶堵塞也不会产生大的流动阻力。因此，结晶分离与储存方式不仅可以大大降低吸收溶液的流动阻力，同时还可实现吸收剂结晶的高密度蓄存，从而达到很高的储能密度。

本实用新型实施例中采用冷凝工质储罐26来存储冷凝工质，将冷凝工质接收器24的冷凝工质存储功能转移到冷凝工质储罐26，可以减小形成工质腔室22的容器的体积，同时避免了过多的冷凝工质存留在工质腔室22内影响系统的运行。

第一工质换热器50可以设置在工质腔室22内部也可以设置在工质腔室22外部。参见图2、图4和图5，第一工质换热器50设于工质腔室22内部时，吸收溶液喷淋腔室201内产生的工质蒸气通过工质蒸气通道14进入工质腔室2后直接与第一工质换热器50的表面相接触实现与流经第一工质换热器50的冷凝热媒换热，工质蒸气冷凝并释放冷凝热，冷凝热由冷凝热媒吸收并带走。参见图2，第一工质换热器50设于工质腔室22外部时，需要管道(可以借用冷凝工质喷淋管道28)将在工质腔室22得到并存储在冷凝工质储罐26内的冷凝工质经第一工质换热器50的热流体侧后输送至工质腔室22内进行喷淋，第一工质换热器50的冷流体侧流过冷凝热媒，流经第一工质换热器50冷流体侧的冷凝热媒吸收冷凝工质携带的冷凝热并带走。冷凝工质通过第一工质换热器50吸收冷凝热媒的冷量后在工质腔室22内喷淋并与来自吸收溶液喷淋腔室201的工质蒸气相接触，使工质蒸气冷凝并释放冷凝热。冷凝工质携带工质蒸汽冷凝释放的冷凝热落入冷凝工质接收器24内，并沿第一冷凝工质管道25输送至冷凝工质储罐26。工质腔室22的上部设有喷淋装置(可借用冷凝工质喷淋装置23)用于储能时冷凝工质的喷淋。

作为上述任一实施例的优选，参见图2至图5，低温制冷系统还包括第二压缩机90和第二膨胀阀95，第二压缩机90、第二膨胀阀95、第一吸收溶液换热器30和第一工质换热器50构成蒸气压缩式热泵子系统，第一吸收溶液换热器30作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵冷凝器与第二压缩机90出口连接，第一工质换热器50作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵蒸发器与第二压缩机90的入口连接，第二膨胀阀95设于第一吸收溶液换热器30和第一工质换热器50之间，蒸气压缩式热泵子系统内循环的制冷剂经过第二压缩机90后，作为发生热媒流经第一吸收溶液换热器30，然后经过第二膨胀阀95调节流量后作为冷凝热媒输入第一工质换热器50，流经第一工质换热器50后输入第二压缩机90完成一次循环。本实施例引入了蒸气压缩式热泵子系统，由于蒸气压缩式热泵子系统的蒸发温度较高(5℃左右)，因而制冷COP即能量效率较高。当第一工质换热器50外置时，第一工质换热器50的冷流体侧接入蒸气压缩式热泵子系统，第一工质换热器50的热流体侧与冷凝工质喷淋管道28连接。而当第一工质换热器50内置时，参考图2，第一工质换热器50的入口和出口直接接入蒸气压缩式热泵子系统。

作为上述实施例的优选，蒸气压缩式热泵子系统还包括过冷器92和温度传感器98，过冷器92设于第一吸收溶液换热器30和第二膨胀阀95之间，作为吸收热媒的制冷剂从第一吸收溶液换热器输出后先输入过冷器92的热流体侧，然后再经过第二膨胀阀95调节流量，流经过冷器92的冷流体侧的冷却热媒吸收制冷剂的热量，温度传感器98设于第二压缩机90入口一端或设于第二压缩机90出口一端。设置温度传感器98可及时掌握蒸气压缩式热泵子系统中制冷剂的温度变化，当超过设定的阈值时，可以通过调节流过过冷器92冷却热媒流量来调整。或者，在蒸汽压缩式热泵子系统中设置用于测定制冷剂压力的压力传感器，通过及时掌握制冷剂压力变化来调整流过过冷器92的冷却热媒流量。根据采用的具体的冷却热媒，过冷器92通过冷却热媒管道93连接适当的冷却热媒提供设备。冷却热媒可以采用自来水、供热回水或者冷却水等。通过使用自来水作为冷却热媒可向用户提供生活热水，而通过使用供热回水作为冷却热媒可向用户供暖。如采用水作为冷却热媒时，过冷器92可以通过冷却热媒管道93连接冷却热媒储罐110，冷却热媒管道93上设有用于冷却热媒循环的冷却热媒循环泵111。

流经第二工质换热器60的蒸发热媒为冷凝工质储罐内储存的冷凝工质蒸发提供所需热量，通过第二工质换热器60吸收蒸发热媒的热量后，一部分冷凝工质蒸发为工质蒸气，为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量。第二工质换热器60作为蒸汽压缩式制冷子系统的冷凝器，使得作为第一级制冷的压缩式制冷子系统的冷凝温度和压比大幅降低，从而显著提高大量使用峰电的压缩式制冷子系统的制冷COP。

吸收溶液吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释，升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器40向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热，吸收了吸收热的吸收热媒向外供热，稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度。根据采用的吸收热媒及具体情况，第二吸收溶液换热器40与适合的设备连接实现吸收热媒的循环，如图2中所示，第二吸收溶液换热器40通过管道与冷却塔123连接，吸收热媒在循环泵120的输送下，在第二吸收溶液换热器40和冷却塔123之间循环。

冷凝工质的蒸发在工质蒸发腔室内进行，吸收溶液吸收工质蒸气在吸收溶液腔室内进行。第二工质换热器和第二吸收溶液换热器可以是内置或外置。

冷凝工质储罐26内的冷凝工质通过第二工质换热器与流经第二工质换热器的蒸发热媒进行换热，吸收了蒸发热媒提供的热量后，冷凝工质蒸发为工质蒸气。

下面通过低温制冷系统的不同实施例来对其具体构造进行说明，以供进一步理解本实用新型的技术方案。

第二吸收溶液换热器40外置时，即第二吸收换热器40设于吸收溶液腔室2外部时，吸收热媒流经第二吸收溶液换热器40的冷流体侧，当第二吸收溶液换热器40的冷流体侧连接冷却塔123时，吸收热媒在第二吸收溶液换热器40和冷却塔123之间循环。可以通过不同方式实现吸收溶液在吸收溶液腔室2内吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释，升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热，吸收了吸收热的吸收热媒向外供热，稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度。如参见图5，第一吸收溶液喷淋管道7连接第二吸收溶液换热器40的热流体侧，吸收溶液向流经第二吸收溶液换热器40的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温，吸收了吸收热的吸收热媒向外供热，降温后的吸收溶液输送至第一吸收溶液喷淋装置3喷淋后，吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释。当然，如图4所示，也可另外设置第二吸收溶液喷淋管道9来输送吸收溶液至设于吸收溶液喷淋腔室201内的第二吸收溶液喷淋装置43进行喷淋，吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释此时，第二吸收溶液换热器40的热流体侧接入第二吸收溶液喷淋管道9。第二吸收溶液喷淋管道9上设有第二吸收溶液喷淋泵8，当然，第二吸收溶液喷淋管道9也可与第一吸收溶液喷淋管道7共用一个泵，即共用第一吸收溶液喷淋泵6。第二吸收溶液换热器40内置时，即第二吸收溶液换热器40设于吸收溶液腔室2内部时，参见图2和图3，吸收溶液承接室202内的吸收溶液通过另外设置的第二吸收溶液喷淋管道9输送至设于吸收溶液喷淋腔室201内的第二吸收溶液喷淋装置43进行喷淋。第二吸收溶液换热器40设于第二吸收溶液喷淋装置43的下方，吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器40的表面，喷淋后的吸收溶液吸收来自工质腔室的工质蒸气而稀释，并通过第二吸收溶液换热器40向吸收热媒释放吸收热，吸收了吸收热的吸收热媒可以向外提供热量。

本实用新型实施例中的第一吸收溶液换热器、第二吸收溶液换热器、第一冷凝工质换热器和第二冷凝工质换热器可采用外置的逆流换热器，因而能够更高效的利用变温发生热源、变温吸收溶液和变温蒸发热源，流经上述各换热器的热媒如发生热媒、吸收热媒和蒸发热媒等具体可采用水、水溶液、不冻液、导热油、空气、工艺气体、过热蒸汽以及含不凝气体的蒸汽等。

由于各换热器外置并使用逆流板式换热器，而采用吸收溶液和冷凝工质的喷淋闪蒸和喷淋吸收方式，由于吸收溶液和冷凝工质的闪蒸蒸发和喷淋吸收的传热传质速率极快，因而可显著减小吸收溶液喷淋腔室和冷凝工质喷淋腔室的体积，从而显著减小系统整体的体积，同时显著提高换热强度和降低换热温差，从而使系统的结构更加紧凑和简单化，可进一步提高系统性能降低制造成本，并更加易于维护。由于采用了冷凝工质和吸收溶液的喷淋闪蒸或者喷淋吸收的方式，使得吸收溶液喷淋腔室和工质腔室中的不凝气体对发生过程、吸收过程、冷凝过程和蒸发过程的传热传质的阻碍作用显著降低。尤其是采用圆筒容器时，由于容器结构材料的焊接量大幅减少且容器内部不含换热材料，使得腐蚀量、进而不凝气体的产生量显著减少。

对于容易引起结垢或堵塞的各热媒，通过采用可拆式板式换热器，可以使换热器的维护变得简单，从而进一步拓宽了系统的应用领域。

本实用新型在工作过程中吸收溶液始终在饱和浓度下进行吸收，因而能够获得较大的热泵温升(即吸收温度与蒸发温度之差)，而且能够保证吸收温度和蒸发温度的稳定，即可以保证系统制冷始终稳定。

本实用新型实施例的低温制冷系统工作过程分别如下：其中吸收式热泵子系统的储能过程包括吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节和工质蒸气冷凝的工质腔室环节，其中

吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节，位于吸收溶液喷淋腔室201下方的吸收溶液承接室202内的吸收溶液由第一吸收溶液喷淋泵6输送，经由第一吸收溶液喷淋管道7进入设于吸收溶液腔室2外部的第一吸收溶液换热器30的冷流体侧，通过第一吸收溶液换热器30吸收流经热流体侧的发生热媒的热量而升温后进入设于吸收溶液喷淋腔室201内的吸收溶液喷淋装置3喷淋，经闪蒸产生工质蒸气后，得到浓缩和冷却的吸收溶液因过饱和而晶析出吸收剂结晶，闪蒸产生的工质蒸气经工质蒸气通道14进入工质腔室22，随着吸收溶液腔室环节的进行，吸收溶液承接室的吸收溶液逐渐减少，吸收剂结晶逐渐增加；

工质蒸气冷凝的工质腔室环节，吸收溶液在吸收溶液腔室2内产生的工质蒸气进入工质腔室22内冷凝并释放冷凝热，冷凝热由流经第一工质换热器50的冷凝热媒吸收并带走，冷凝工质进入冷凝工质存储装置，随着工质腔室环节的进行，冷凝工质存储装置内的冷凝工质逐渐增加；其中，当第一工质换热器50设于工质腔室22内部时，来自吸收溶液腔室的工质蒸气在第一工质换热器50的换热面上冷凝并释放冷凝热；当第一工质换热器50设于工质腔室外部时，冷凝工质存储装置内的冷凝工质经由冷凝工质喷淋管道进入第一冷凝工质换热器的热流体侧，通过第一冷凝工质换热器向冷流体侧的冷凝热媒释放所携带的工质蒸气的冷凝热后，冷凝工质进入冷凝工质喷淋装置喷淋，喷淋后冷凝工质吸收来自吸收溶液腔室的工质蒸气和工质蒸气的冷凝热，然后进入冷凝工质存储装置。

当吸收溶液承接室202内设有孔板4时，含有吸收剂结晶的吸收溶液经由孔板4进入吸收溶液承接室4的下方。吸收剂结晶通过过滤和基于吸收剂结晶与吸收溶液之间的密度差的重力分离堆积于孔板4之上。由于含吸收剂结晶的吸收溶液流经孔板层时存在两种流动通道，一是流过孔板滤孔的垂直通道，二是平行于孔板的水平通道，因而即使上层孔板的滤孔被结晶堵塞也不会产生大的流动阻力。因此，随着储能的进行，吸收剂结晶逐渐增加也不会阻碍吸收溶液的流动及循环。而当第一工质换热器50是设于工质腔室22内时，工质蒸气直接在第一工质换热器50的换热面上冷凝并释放冷凝热。当第一工质换热器50是设于工质腔室22外时，工质腔室22内冷凝产生的冷凝工质由冷凝工质喷淋泵输送，通过冷凝工质喷淋管道28输入第一工质换热器50的热流体侧，冷凝工质通过第一工质换热器50与流经冷流体侧的冷凝热媒换热后，再输送到冷凝工质喷淋装置23进行喷淋，工质蒸气与喷淋的冷凝工质相接触而冷凝释放冷凝热，冷凝工质携带的冷凝热由冷凝热媒通过第一工质换热器50吸收并带走。当设有冷凝工质储罐26时，工质腔室22内冷凝产生的的冷凝工质落到冷凝工质接收器24内后，通过第一冷凝工质管道25进入冷凝工质储罐26。

当包括蒸气压缩式热泵子系统时，还包括蒸气压缩式热泵子系统环节，第二压缩机90出口的制冷剂作为发生热媒进入第一吸收溶液换热器30的热流体侧，第一吸收溶液换热器30冷流体侧的吸收溶液通过第一吸收溶液换热器30吸收制冷剂的冷凝热而升温，通过第一吸收溶液换热器30的制冷剂经第二膨胀阀95调节后作为冷凝热媒进入第一冷凝工质换热器50，作为冷凝热媒的制冷剂通过第一冷凝工质换热器50吸收吸收溶液腔室2内产生的蒸汽在工质腔室22内冷凝而释放的冷凝热，吸收了冷凝热的制冷剂进入第二压缩机90实现制冷剂循环。当蒸气压缩式热泵子系统还包括过冷器92和温度传感器98时，还可根据监测到的温度进行相应调整。具体如下：当温度传感器98检测进入第二压缩机90的制冷剂的温度超过第一设定值时，增加流经设于第一吸收溶液换热器30和第二膨胀阀95之间的过冷器92的冷流体侧的冷却热媒流量，从而降低流经过冷器92的热流体侧的制冷剂的温度；而当温度传感器98检测进入第二压缩机90的制冷剂的温度低于第二设定值时，减少过冷器92的冷流体侧的冷却热媒流量。第一设定值和第二设定值的具体设定可根据具体的情况确定，在此不再赘述。

本实用新型的低温制冷系统实现联合制冷过程如下，包括冷凝工质蒸发环节和吸收溶液吸收工质蒸气环节，其中

冷凝工质蒸发环节，流经第二工质换热器的蒸发热媒为冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质蒸发提供所需热量，通过第二工质换热器吸收蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气，为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒输送至蒸发器140，冷凝工质在第二工质换热器60和蒸发器140之间循环，随着冷凝工质蒸发环节的进行，所述冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质逐渐减少；

吸收溶液吸收工质蒸气环节，吸收溶液吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释，升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热，吸收了吸收热的吸收热媒可以向外提供热量，稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度，随着吸收溶液吸收工质蒸气环节的进行，吸收溶液承接室的吸收溶液逐渐增加，吸收剂结晶逐渐减少。

工质优选为水；吸收剂为LiBr,LiNO₃,LiCl和CaCl₂中的任一种或两种以上的混合物；蒸气压缩式热泵子系统的制冷剂为R22或R134a等。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。