专利名称：一种采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置的制作方法
技术领域：
本发明属于低品位能源利用和制冷空调技术领域，涉及一种吸收式制冷装 置，特别涉及一种采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置。
技术背景随着人们节能和环保意识的加深，开发新能源和可再生能源己经成为许多 发达国家和发展中国家21世纪能源发展战略的基本选择，例如太阳能、地热能、 风能等，我国专门制订了 "十一五"节能计划。可再生能源的一个重要特点就是 低密度、低品位，以太阳能为例，虽然理论上通过一定的技术手段(例如采用聚 光型集热器)，可获取足够高温度的热量，或采用光伏发电方法将太阳能转化为 电能，但是这些技术手段需要付出的代价很高，加之太阳能单元面积上辐射热量 总和一定，因此会导致实现时技术难度高、占地面积大、费用昂贵。中国目前已 经是太阳能利用最充分的国家之一，但从目前的应用情况来看，主要的使用场合 还是以太阳能热水器为主，占太阳能利用总量90%以上，年平均集热温度也在 8(TC以下，也属于低品位热源范畴，而且在短期内这一现状很难改变。在日常生活和工业生产中，大量的场合需要使用制冷方法将环境温度降低， 通常成熟方式是直接采用电能驱动压縮式制冷机组来获取冷量，或者通过燃烧矿 物质燃料获取高温热能后驱动吸收式或喷射式制冷机组，这两种方式都会消耗地 球上宝贵的不可再生能源，同时矿物质燃烧后释放的尾气等也将对环境造成严重 的破坏。故此，很多学者致力于研究使用低温工业废热或太阳能直接驱动的制冷系 统，从而来减少能源消耗，降低对环境的破坏。常见的方式主要包括吸附式、吸 收式、喷射式、郎肯一郎肯式等。但是以上这些方式都存在一些固有的缺点，例 如吸附式效率低、占地面积大，离实用化距离较远；喷射式采用水作为工质时， 发生器温度较高，而采用有机工质后虽可有效降低发生温度，但效率急剧下降； 郎肯一郎肯式运动部件较多，可靠性较差，实用化比较困难；目前国内外相对成 熟，并进行工业化示范运行的太阳能制冷方案就是釆用吸收式循环，例如第一台由太阳能驱动的单效溴化锂制冷机由美国印第安那州Arkla Industries生产的 3-TR "Solaire"，而位与广东江门市国内第一座大型实用化太阳能空调系统也是一套100kW两级吸收式制冷机，该制冷机负责为600m2的教育中心供冷，取得 了良好的效果。但是低品位热源驱动的吸收式系统存在一些问题，以太阳能驱动的吸收式 制冷系统为例-1) 双效及双效以上的吸收循环虽然在燃烧矿物质燃料的场合取得了较好的 效果，且其热效率较高，但对热源温度要求也很高，典型的双效吸收循环的高温 热源温度都在12(TC以上，这己超过普通太阳能集热器的集热温度，必须采用特 殊的集热器才能满足要求，而且部件多，价格高昂，从目前国内外的应用来看， 很少有实用化报道；2) 单效吸收循环发生温度不宜太低，最佳工作温度是在80 100'C，其最 主要的缺点是其热源进出口温差不能太大， 一般在l(TC或IO'C以下(多数为5'C)。 受吸收器冷却水温的限制，发生器压力不可能很低，当发生器溶液出口温度过低 时，发生终了溶液的浓度也较低，阻碍了吸收过程的进行，导致大量的余热被浪 费。3) 二级吸收式机组是由高压发生器、低压发生器、冷凝器及高压吸收器组 成，与单效机组相比，分别增加了一个发生器、吸收器和溶液热交换器。二级吸 收式制冷机可以充分利用低温热源，最低工作温度可低至6(TC。但相对于单效 循环，其COP较低，同时增加了诸多换热器，导致设备的结构较复杂、总投资 费用增加、运行控制复杂。显然，根据对低品位热源的利用要求，如果能寻找出一种结构简单，对热 源温度要求低的吸收式制冷流程或方法，将能极大程度上促进能源的利用率，降 低矿物质燃料的消耗。有鉴于此，许多学者从改进流程或工质对的角度出发，提 出了很多有益的思路，例如将喷射循环和吸收循环耦合、压缩循环和吸收循环耦 合、采用双级NH3-H20循环以及其他很多方法。然而，这些方法抑或增加了系 统的复杂性、添加了过多的设备，要么不能满足在维持热源温度较低的情况下同 时保证较高的性能系数，不能从根本上解决以上问题。不论循环的外在表现形式如何，在发生器的过程就是蒸馏/精馏过程，以单 效吸收式循环为例，发生器中的溶液在外界热源的加热下从过冷状态进入沸腾状 态，由于工质对为非共沸溶液，随着加热过程进行，工质对中的易挥发组分(制 冷剂)逐渐从液相转移到气相，对应的沸点增加，直至外界热源无法对溶液进行加热，完成发生过程，因此限制发生温度的主要因素为发生器对应压力和浓度下 的终了发生温度(终了沸点)。单效循环中发生器温度完全由冷凝器冷却能力决 定，若外界冷却水温度较低，则发生器压力相应降低，发生温度也可降低，同时 发生器中溶液进出口温差也可加大，但冷却能力完全由环境决定，无法人为调整。 发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种采用膜蒸馏技术的 吸收式制冷装置。这种制冷装置分别用膜蒸馏式发生器和膜蒸馏式溶液热交换器 取代现有单效吸收式制冷系统中所对应的部件，从而形成一种采用膜蒸馏技术的 低品位热源驱动吸收式制冷装置。本发明的目的是通过以下技术方案来解决的-这种采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，包括贫液储液器、集热器、溶液 加热器、冷凝器、节流阀、蒸发器和吸收器，其特征在于还包括采用列管式的 膜蒸馏发生器和膜蒸馏溶液热交换器，所述集热器产生的热水对溶液加热器中的 吸收剂加热，再将溶液加热器中的吸收剂输送到膜蒸馏发生器的管程，吸收剂中 的水蒸气通过膜蒸馏发生器中的管壁扩散到膜蒸馏式发生器的壳程后再通入冷 凝器中冷凝，经冷凝后经节流阀减压进入蒸发器中吸热以实现制冷，离开蒸发器 的水蒸气被通入吸收器中，吸收器中的溶液被泵入膜蒸馏溶液热交换器的壳程经 过与管程溶液进行热交换和水蒸气交换后通入贫液储液器中，贫液储液器中的溶 液再回到溶液加热器中形成回路，所述膜蒸馏溶液热交换器的管程溶液来自溶液 加热器并在膜蒸馏溶液热交换器管程中传质换热后输送到吸收器中。上述贫液储液器的出液口经管道与溶液加热器的进液口连接，所述溶液加 热器通过水管与集热器连接成循环回路，溶液加热器通过管道和循环泵与所述膜 蒸馏发生器的管程连接成循环回路，所述膜蒸馏发生器的壳程出口通过管道依次 串接有冷凝器、节流阀和蒸发器，所述蒸发器的蒸汽出口与所述吸收器的蒸汽入 口连接，所述吸收器的入液口通过管道与所述膜蒸馏溶液热交换器的管程出口连 接，所述膜蒸馏溶液热交换器的管程入口经管道与所述溶液加热器的底部出口连 接，所述吸收器的出液口与溶液泵连接，所述溶液泵将来自吸收器的溶液送入膜 蒸馏溶液热交换器的壳程入口，膜蒸馏溶液热交换器的壳程出口与贫液储液器的 入口经管道连接。上述膜蒸馏发生器采用立式固定管板式换热器的结构形式，其管束是采用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜做成管状中空纤维膜，所述 多根管状中空纤维膜的两端分别固定于上管板和下管板上然后安装于圆柱形立 式壳体内，立式壳体两端分别配设有上封头和下封头，立式壳体上设有壳程出口。 上述膜蒸馏溶液热交换器采用卧式固定管板式热交换器结构，其管束是采 用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜做成管状中空纤维膜，所 述多根管状中空纤维膜的两端分别固定于左管板和右管板上然后安装于卧式壳 体内，卧式壳体两端分别配设有左封头和右封头，所述卧式壳体内还布置有折流 板。上述集热器是太阳能平板集热器、太阳能真空管集热器或者废热锅炉。 上述制冷装置以水为制冷剂，所述贫液储液器内灌注有吸收剂，所述吸收剂采用溴化锂、氯化锂、碘化锂、氯化锌或氯化钙中的一种或两种以上混合溶液。 上述吸收器的入液口与膜蒸馏溶液热交换器的管程出口间的管道上还安装有减压阀。上述溶液加热器内置有加热盘管，加热盘管的进、出口与所述太阳能集热 器连接以形成循环回路。以上所述述膜蒸馏发生器的壳程经管道连接有溶液回收泵，溶液回收泵的 出口与所述溶液加热器连接。本发明的有益效果如下本发明以水为制冷剂，以非挥发性溶质水溶液作为吸收剂，采用列管式的 膜蒸馏发生器进行制冷剂与吸收剂间的分离，采用列管式膜蒸馏溶液热交换器来 进行制冷剂与吸收剂之间传热以及传质，以膜蒸馏发生器和膜蒸馏溶液热交换器 内的特殊材料制得的列管壁作为传质和传热膜，这种采用膜蒸馏过程几乎是在常 压下进行，在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，只有水蒸汽能透过膜孔，所 以蒸馏液十分纯净；该过程可以处理极高浓度的水溶液，可以把溶液浓缩到过饱 和状态甚至出现膜蒸馏结晶现象。本发明可有效减低热源温度，提高集热器产生 的热水在发生器中所利用的温差，扩大工质对的放气范围，减少吸收器的冷却水 消耗量，进而提高系统的性能系数。与双效、双级等太阳能吸收式制冷装置相比， 本发明中的设备量少，结构紧凑，同时可减少金属材料的耗量。
图1采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置设备连接示意图；图2为可回收渗透液的膜蒸馏技术的吸收式制冷装置设备连接示意图； 图3为膜蒸馏式发生器6的结构示意图； 图4为膜蒸馏式溶液热交换器13的结构示意图； 图5为可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16的结构示意图。 其中l为贫液储液器；2为电磁阀；3为集热器；4为溶液加热器；5为循 环泵；6为膜蒸馏式发生器；7为冷凝器；8为节流阀；9为蒸发器；10为循环 泵；ll为吸收器；12为减压阀；13为膜蒸馏式溶液热交换器；14为溶液泵；15 为溶液回收泵；16为可回收渗透液的膜蒸馏式发生器；17为上封头；18为立 式壳体；19为下封头；20为立式管程进口； 21为立式壳程出口； 22为立式管程 出口； 23为上管板；24为中空纤维膜；25为下管板；26为右封头；27为卧式 壳程出口； 28为卧式壳体；29为左封头；30为卧式管程出口； 31为卧式壳程进 口； 32为折流板；33为右管板；34为卧式管程进口； 35为左管板；36为渗透液回收孔。
具体实施方式
如图1，本发明主要包括贫液储液器1、集热器3、溶液加热器4、冷凝器7、 节流阀8、蒸发器9和吸收器11，另外还包括有采用列管式的膜蒸馏发生器6和 膜蒸馏溶液热交换器13。如图3所示，以上膜蒸馏发生器6采用立式固定管板式换热器的结构形式， 其管束是采用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜做成管状中空 纤维膜24，所述多根管状中空纤维膜24的两端分别固定于上管板23和下管板 25上然后安装于圆柱形立式壳体18内，立式壳体18两端分别配设有上封头17 和下封头19，立式壳体18上设有立式壳程出口21。如图4所示，所述膜蒸馏溶液热交换器13采用卧式固定管板式的热交换器 结构，其管束是采用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜做成管 状中空纤维膜24，所述多根管状中空纤维膜24的两端分别固定于左管板36和 右管板33上，然后安装于卧式壳体28内，卧式壳体28两端分别配设有左封头 29和右封头26 ，所述卧式壳体28内还布置有折流板32。根据以上所述的设备及其结构形式，本发明的工作原理如下所述集热器3产生的热水对溶液加热器4中的吸收剂加热，其中吸收剂来 自贫液储液器1中，吸收剂在溶液加热器4中被加热后，被输送到膜蒸馏发生器6的管程，吸收剂中的水蒸气通过膜蒸馏发生器6中的管壁扩散到膜蒸馏式发生 器6的壳程后再通入冷凝器7中冷凝，经冷凝后的水蒸气经节流阀8减压后进入 蒸发器9中吸热以实现制冷，离开蒸发器9的水蒸气被通入吸收器11中与来自 膜蒸馏溶液热交换器13管程的吸收剂混合接触，吸收器11中的溶液被泵入膜蒸 馏溶液热交换器13的壳程经过与管程溶液进行热交换和水蒸气交换后通入贫液 储液器1中，贫液储液器1中的溶液再回到溶液加热器4中形成回路。所述制冷 装置以水为制冷剂，所述贫液储液器1内灌注的吸收剂采用溴化锂、氯化锌或氯 化钙中的一种或两种以上混合溶液。以上所述的集热器3是太阳能平板集热器、 太阳能真空管集热器或者废热锅炉。下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述实施例1参见图1为釆用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，，所述贫液储液器1的出液 口经管道与溶液加热器4的进液口连接，并且他们之间的管道上还安装有电磁阀 2。所述溶液加热器4通过水管与集热器3连接成循环回路，所述集热器3是太 阳能真空管集热器。溶液加热器4通过管道和循环泵5与所述膜蒸馏发生器6的 管程连接成循环回路，所述膜蒸馏发生器6的立式壳程出口 21通过管道依次串 接有冷凝器7、节流阀8和蒸发器9，所述蒸发器9的蒸汽出口与所述吸收器11 的蒸汽入口连接，所述吸收器11的入液口通过管道与所述膜蒸馏溶液热交换器 13的管程出口连接并且其之间的连接管道上还安装有加压阀12。所述膜蒸馏溶 液热交换器13的管程入口经管道与所述溶液加热器4的底部出口连接，所述吸 收器ll的出液口与溶液泵14连接，所述溶液泵14将来自吸收器11的溶液送入 膜蒸馏溶液热交换器13的壳程入口，膜蒸馏溶液热交换器13的壳程出口与贫液 储液器1的入口经管道连接。如图3所示，膜蒸馏发生器6采用立式固定管板式 换热器的结构形式，其管束是采用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟 乙烯膜做成管状中空纤维膜24，所述多根管状中空纤维膜24的两端分别固定于 上管板23和下管板25上然后安装于圆柱形立式壳体18内，立式壳体18两端分 别配设有上封头17和下封头19，所述上封头17和下封头19上分别开设有立式 管程出口22和立式管程进口20，立式壳体18上设有立式壳程出口21。参见图 4，膜蒸馏溶液热交换器13采用卧式固定管板式热交换器结构，其管束是采用聚 乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜做成管状中空纤维膜24,所述多根管状中空纤维膜24的两端分别固定于左管板35和右管板33上然后安装 于卧式壳体28内，卧式壳体28两端分别配设有左封头29和右封头26，所述左 封头29和右封头26上分别开设有卧式管程出口 30和卧式管程进口 34，所述卧 式壳体28内还布置有折流板32，卧式壳体28上还开设有卧式壳程进口 31和卧 式壳程出口 27。本实施例的工作过程如下工质对采用溴化锂和水，其中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，这里将含水 量高的溴化锂溶液称为贫液，将含水量低的溴化锂溶液称为富液。贫液储液器l 中来自吸收器11含水量高的贫液通过电磁阀2的控制，进入溶液加热器4中， 太阳能集热器3产生的热水加热溶液加热器4的溴化锂溶液，温度升高后的溴化 锂溶液由循环泵5输送到膜蒸馏发生器6内置的中空纤维膜24中，由于中空纤 维膜24的蒸馏特性，膜热侧(管程侧)溴化锂溶液中的水蒸气通过膜壁扩散到 膜蒸馏发生器6冷侧(壳程侧)，扩散到壳程的蒸汽送入冷凝器7中并在冷凝器 7中由外界冷却水冷凝，冷凝后的水通过减压阀8降低压力后进入蒸发器9，降 低压力后的水在蒸发器9中蒸发并从冷媒水中吸热，从而产生制冷效应。通过膜蒸馏发生器6浓縮后并且温度降低后的溴化锂溶液返回溶液加热器 4，溶液加热器4中的溴化锂溶液通过底部的富液出口流经膜蒸馏溶液热交换器 13的管程向来自吸收器11并流经膜蒸馏溶液热交换器13的壳程的溶液释放热 量，并且部分管程溶液中的水蒸气通过膜壁扩散到壳程溶液中。膜蒸馏溶液热交换器13管程出口降温并得到进一步浓縮后的溶液经过减压 阀12降压后，流入吸收器ll。吸收器11底部的溶液由循环泵10输送到吸收器 11顶部，均匀喷淋下来从而吸收来自蒸发器9中蒸发的水蒸气，在这个过程中 释放的热量被外界的冷却水带走。吸收终了的溶液通过溶液泵14输送到膜蒸馏 溶液热交换器13的壳程，进行热量交换后，最终返回到贫液储液器l中。实施例2参见图2为可回收渗透液的膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，其中各设备的 大部分连接方式与实施例1相同，与实施例1的不同之处为以可回收渗透液的 膜蒸馏式发生器16替代实施例1中的膜蒸馏式发生器6,可回收渗透液的膜蒸 馏式发生器16的壳程经管道连接有溶液回收泵15，溶液回收泵15的出口与所 述溶液加热器4连接。参见图5为可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16的结构示意图，其与图3中 的膜蒸馏式发生器6结构大部分都相同，不同之处为在立式壳体18上还开设有 一渗透液回收孔36用于与溶液回收泵15的入口连接。本实施例以上各设备的连接形式，在可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16的 壳程多连接有一个溶液回收泵15，溶液回收泵15的出口与所述溶液加热器4连 接。这是为了防止吸收剂外渗到可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16的壳程侧， 因为管状中空纤维膜24由于制作、装配等工艺问题，容易有膜丝上某些微孔的 直径不符合要求的情况，因此长期运行后，除了水蒸气外，管内的溶液总会有少 量向管外渗漏，如果不采用合适的措施，将会造成装置故障。本实施例中构造了 一种可回收渗透液的膜蒸馏技术的太阳能吸收式制冷装置，即在可回收渗透液的 膜蒸馏式发生器16的立式壳体18的中下部开设了一个渗透液回收孔36。根据以上各设备的连接方式，本实施例的工作过程如下工质对采用氯化锂和水，其中水为制冷剂，氯化锌为吸收剂，这里将含水 量高的氯化锂溶液称为贫液，将含水量低的氯化锂溶液称为富液。贫液储液器1 中来自吸收器11含水量高的贫液通过电磁阔2的控制，进入溶液加热器4中， 太阳能集热器3产生的热水加热溶液加热器4的氯化锌溶液，温度升高后的氯化 锂溶液由循环泵5输送到可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16内置的中空纤维膜 24中，由于中空纤维膜24的蒸馏特性，膜热侧(管程侧)氯化锂溶液中的水蒸 气通过膜壁扩散到可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16冷侧(壳程侧)，扩散到壳 程的蒸汽送入冷凝器7中并在冷凝器7中由外界冷却水冷凝，冷凝后的水通过减 压阀8降低压力后进入蒸发器9,降低压力后的水在蒸发器9中蒸发并从冷媒水 中吸热，从而产生制冷效应。通过可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16浓縮后并且温度降低后的氯化锂溶 液返回溶液加热器4，溶液加热器4中的氯化锂溶液通过底部的富液出口流经膜 蒸馏溶液热交换器13的管程向来自吸收器11并流经膜蒸馏溶液热交换器13的 壳程的溶液释放热量，并且部分管程溶液中的水蒸气通过膜壁扩散到壳程溶液 中。膜蒸馏溶液热交换器13管程出口降温并得到进一步浓縮后的溶液经过减压 阀12降压后，流入吸收器ll。吸收器11底部的溶液由循环泵10输送到吸收器 11顶部，均匀喷淋下来从而吸收来自蒸发器9中蒸发的水蒸气，在这个过程中释放的热量被外界的冷却水带走。吸收终了的溶液通过溶液泵14输送到膜蒸馏 溶液热交换器13的壳程，进行热量交换后，最终返回到贫液储液器l中。随着 工作时间的增加，由于中空纤维膜24的一些缺陷，微量的氯化锂溶液通过膜壁 从管程侧渗透到壳程侧，由于可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16竖直放立，渗 透液沿着中空纤维膜24外侧流淌到壳体下管板25上，并逐渐堆积，直至其液位 高于渗透液回收孔36 —定值后，这时溶液回收泵15开启，将渗透液的液位抽至 渗透液回收孔36以下，然后溶液回收泵15停止运行。与实例1相比，采用可回收渗透液的膜蒸馏式发生器16后，即使中空纤维 膜24制造中存在一定缺陷，也不会对装置长期运行产生影响。以上膜蒸馏技术的吸收式制冷装置的优点在于1)膜蒸馏过程几乎是在常 压下进行，设备简单、操作方便；2)在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中， 只有水蒸汽能透过膜孔，所以蒸馏液十分纯净；3)该过程可以处理极高浓度的 水溶液，可以把溶液浓縮到过饱和状态甚至出现膜蒸馏结晶现象；4)膜蒸馏组 件很容易设计成潜热回收形式，并具有以高效的小型膜组件构成大规模生产体系 的灵活性；5)在该过程中无需把溶液加热到沸点，只要膜两侧维持适当的温差， 该过程就可以进行，并且这种制冷装置可利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热 和温热的工业废水等廉价能源。上面结合附图所描述的本发明优选具体实施例仅用于说明本发明的实施方 式，而不是作为对前述发明目的和所附权利要求书内容和范围的限制，凡是依据 本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属 本发明技术和权利保护范畴。
权利要求
1.一种采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，包括贫液储液器(1)、集热器(3)、溶液加热器(4)、冷凝器(7)、节流阀(8)、蒸发器(9)和吸收器(11)，其特征在于还包括采用列管式的膜蒸馏发生器(6)和膜蒸馏溶液热交换器(13)，所述集热器(3)产生的热水对溶液加热器(4)中的吸收剂加热，再将溶液加热器(4)中的吸收剂输送到膜蒸馏发生器(6)的管程，吸收剂中的水蒸气通过膜蒸馏发生器(6)中的管壁扩散到膜蒸馏式发生器(6)的壳程后再通入冷凝器(7)中冷凝，经冷凝后经节流阀(8)减压进入蒸发器(9)中吸热以实现制冷，离开蒸发器(9)的水蒸气被通入吸收器(11)中，吸收器(11)中的溶液被泵入膜蒸馏溶液热交换器(13)的壳程经过与管程溶液进行热交换和水蒸气交换后通入贫液储液器(1)中，贫液储液器(1)中的溶液再回到溶液加热器(4)中形成回路，所述膜蒸馏溶液热交换器(13)的管程溶液来自溶液加热器(4)并在膜蒸馏溶液热交换器(13)管程中传质换热后输送到吸收器(11)中。
2. 根据权利要求1所述的采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，其特征在于所述贫液储液 器(1)的出液口经管道与溶液加热器(4)的进液口连接，所述溶液加热器(4)通过水 管与集热器(3)连接成循环回路，溶液加热器(4)通过管道和循环泵(5)与所述膜蒸 馏发生器(6)的管程连接成循环回路，所述膜蒸馏发生器(6)的立式壳程出口 (21) 通过管道依次串接有冷凝器(7)、节流阀(8)和蒸发器(9)，所述蒸发器(9)的蒸汽 出口与所述吸收器(11)的蒸汽入口连接，所述吸收器(11)的入液口通过管道与所述 膜蒸馏溶液热交换器(13)的管程出口连接，所述膜蒸馏溶液热交换器(13)的管程入 口经管道与所述溶液加热器(4)的底部出口连接，所述吸收器(11)的出液口与溶液泵(14)连接，所述溶液泵(14)将来自吸收器(11)的溶液送入膜蒸馏溶液热交换器(13) 的卧式壳程入口 (31)，膜蒸馏溶液热交换器(13)的卧式壳程出口 (27)与贫液储液器 (1)的入口经管道连接。
3. 根据权利要求1所述的采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，其特征在于所述膜蒸熘发 生器(6)采用立式固定管板式换热器的结构形式，其管束是采用聚乙烯膜、聚丙烯膜、 聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜做成管状中空纤维膜(24)，所述多根管状中空纤维膜(24) 的两端分别固定于上管板(23)和下管板(25)上然后安装于圆柱形立式壳体(18)内， 立式壳体(18)两端分别配设有上封头(17) 一卩下封头(19)，立式壳体(18)上设有立 式壳程出口 (21)。
4. 根据权利要求1所述的采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，其特征在于所述膜蒸馏溶 液热交换器(13)采用卧式固定管板式热交换器结构，其管束是采用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜做成管状中空纤维膜(24)，所述多根管状中空纤维膜 (24)的两端分别固定于左管板(35)和右管板(33)上然后安装于卧式壳体(28)内， 卧式壳体(28)两端分别配设有左封头(29)和右封头(26)，所述卧式壳体(28)内还 布置有折流板(32)。
5. 根据权利要求1所述的采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，其特征在于所述集热器(3) 是太阳能平板集热器、太阳能真空管集热器或者废热锅炉。
6. 根据权利要求1所述的采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，其特征在于所述制冷装置 以水为制冷剂，所述贫液储液器(1)内灌注有吸收剂，所述吸收剂采用溴化锂、氯化锂、 碘化锂、氯化锌或氯化钙中的一种或两种以上混合溶液。
7. 根据权利要求2所述的采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，其特征在于所述吸收器(ll) 的入液口与膜蒸馏溶液热交换器(13)的管程出口间的管道上还安装有减压阀(12)。
8. 根据权利要求2所述的采用膜蒸馏技术的太阳能吸收式制冷装置，其特征在于所述溶 液加热器(4)内置有加热盘管，加热盘管的进、出口与所述太阳能集热器(3)连接以 形成循环回路。
9. 根据权利要求2所述的釆用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，其特征在于所述膜蒸馏发 生器(6)的壳程经管道连接有溶液回收泵(15),溶液回收泵(15)的出口与所述溶液 加热器(4)连接。
全文摘要
本发明公开了一种采用膜蒸馏技术的吸收式制冷装置，包括贫液储液器、集热器、溶液加热器、冷凝器、节流阀、蒸发器和吸收器，其特征在于，还包括膜蒸馏发生器和膜蒸馏溶液热交换器，集热器产生的热水对溶液加热器中的吸收剂加热，再将溶液加热器中的吸收剂输送到膜蒸馏发生器的管程，吸收剂中的水蒸气通过膜蒸馏发生器中的管壁扩散到膜蒸馏式发生器的壳程后再通入冷凝器中冷凝，经冷凝后的水蒸气经节流阀减压后进入蒸发器中吸热以实现制冷。本发明可有效减低热源温度，提高太阳能集热器产生的热水在发生器中所利用的温差，扩大工质对的放气范围，减少吸收器的冷却水消耗量，进而提高系统的性能系数。
文档编号B01D61/36GK101403546SQ20081023226
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者冯诗愚, 张早校, 云 李, 王赞社, 顾兆林, 高秀峰 申请人:西安交通大学