专利名称：：带膨胀压缩机的单效吸收式制冷装置的制作方法
技术领域：
：本发明属于制冷
技术领域：
，涉及到一个单效吸收式制冷装置及其系统，特别涉及带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置，该装置通过膨胀压縮机和中间换热部件实现增加吸收器工作压力和降低制冷温度的单效吸收式制冷装置。该装置尤其适用于用低品位热能制取低温冷量的单效吸收式制冷装置。
背景技术：
：自从1860年法国人卡尔发明连续性吸收制冷机以来，吸收式制冷机就一直在市场中占据着重要的地位。近年来随着温室效应以及臭氧层破坏等环境问题对人类的影响日益严重，以及制冷系统消耗了过多的电能，人们越来越重视对太阳能等清洁的可再生能源的利用，作为能够利用太阳能热驱动制冷的吸收式制冷受到更大的关注。虽然太阳能热可以无限的收集，但是一般来说太阳能能集热器的效率随提供热量温度的提高而降低。普通的平板集热器一般只能提供100度以下的热源温度。因此目前采用的最普遍的还是单效和多级的吸收式制冷装置。单效的吸收式是制冷装置用来制取蒸发温度较高的冷量，但是在热源温度有限的情况下不能制取较低蒸发温度下的冷量，而多级吸收式制冷装置虽然能制取较低温度下的冷量，但是其在较高的蒸发温度下的性能要比传统的单效吸收式制冷装置要低的多。
发明内容本发明的目的是针对现有技术存在的不足和缺陷，提出一种新的带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置，使得其既具有传统单效吸收式制冷装置在较高制冷温度下的性能，同时使得该装置能制取更低蒸发温度下的冷量，并且保持较高的性能。带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置包括发生器、预热器、精馏器、冷凝器、第二节流阀、蒸发器、膨胀压縮机、吸收器、溶液泵、溶液换热器、第四节流阀、第一中间换热部件、第二中间换热部件；发生器、预热器、精馏器、冷凝器、第一中间换热部件、第二节流阀、蒸发器、膨胀压縮机、吸收器、溶液泵、溶液换热器依次连接，发生器、第二中间换热部件、溶液换热器、第四节流阀、吸收器依次连接，第一中间换热部件的气相出口、预热器、膨胀压縮机、吸收器依次链接，第二中间换热部件的气相出口、膨胀压縮机、吸收器依次链接。所述的第一中间换热部件为相连接的第一节流阀和第一容器。所述的第二中间换热部件为相连接的第三节流阀和第二容器。本装置相比传统的单效吸收式制冷装置，能够大幅度的增加制取温度的区间，获得比传统的吸收式制冷装置温度低的多的冷量。相比传统单效吸收式制冷装置，由于蒸发器出口的制冷剂蒸气能够被压縮机压到一个更高的压力再流到吸收器，因此在相同的吸收压力的情况下，蒸发器的出口压力可以比传统的吸收式制冷装置低的多，因而制取比传统单效吸收式制冷装置蒸发温度低的多的冷量。新制冷装置在最佳中间压下运行的时候，不仅能确保在较高的蒸发温度下能有着不低于传统单效吸收式制冷装置的性能，而且当膨胀压縮机的效率达到一定值的时候新装置的效率在制取低温下的冷量也能拥有比传统的双级吸收式制冷装置更高的系统性能。图1是带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置结构示意图；图2带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置实施例结构示意图；图中发生器1、预热器2、精馏器3、冷凝器4、第一节流阀5、第一容器6、第二节流阀7、蒸发器8、膨胀压縮机9、吸收器10、溶液泵11、溶液换热器12、第三节流阀13、第二容器14、第四节流阀15、第一中间换热部件16、第二中间换热部件1具体实施例方式如图1所示，带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置包括发生器1、预热器2、精馏器3、冷凝器4、第二节流阀7、蒸发器8、膨胀压縮机9、吸收器10、溶液泵11、溶液换热器12、第四节流阀15、第一中间换热部件16、第二中间换热部件17;发生器1、预热器2、精馏器3、冷凝器4、第一中间换热部件16、第二节流阀7、蒸发器8、膨胀压縮机9、吸收器10、溶液泵11、溶液换热器12依次连接，发生器1、第二中间换热部件17、溶液换热器12、第四节流阀15、吸收器10依次连接，第一中间换热部件16的气相出口、预热器2、膨胀压縮机9、吸收器10依次链接，第二中间换热部件17的气相出口、膨胀压縮机9、吸收器10依次链接。所述的第一中间换热部件16为相连接的第一节流阀5和第一容器6。所述的第二中间换热部件17为相连接的第三节流阀13和第二容器14。冷凝器出口高压制冷剂流到第一中间换热部件，中间换热部件的气相出口是中间压力的制冷剂蒸气，被预热器加热到更高的温度后流到膨胀压縮机里面膨胀产生功。发生器溶液出口浓吸收剂溶液流到第二中间换热部件，中间换热部件的气相出口是中间压力的蒸气，流到膨胀压縮机里面膨胀产生功。第一中间换热部件和第二中间换热部件有两个主要作用，第一个作用是使系统工作在最佳中间压力下，因为在蒸发压力确定的情况下，随着中间压力的增加，一方面会使得膨胀机的入口压力增加，使得吸收压力有增加的趋势，同时会使得膨胀机的蒸汽流量减少，使得吸收压力有减少的趋势，因此有一个最佳的中间压力使得吸收压力能达到最大值，通过调节中间换热部件达到这个目的。如图2示，在带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置中的发生器1气相出口与预热器2、冷凝器3、精馏器4、第一节流阀5，和第一容器6、第二节流阀7、蒸发器8、膨胀压縮机9、吸收器10、溶液泵11、溶液换热器12、溶液换热器1的低温溶液入口依次连接，和第一容器6的气相出口与预热器2、膨胀压縮机9、吸收器10的气体入口依次连接，发生器1的溶液出口与第三节流阀13和第二容器14、溶液换热器12、第四节流阀15、吸收器10的溶液入口依次连接，第二容器14的气相出口与膨胀压縮机9、吸收器10的气体入口依次连接。实施例以氨-水工质对作为工质，对新装置以及传统单级吸收式制冷装置的性能进行了模拟计算，模拟计算中假设冷凝温度和吸收器吸收终了温度相等，发生器和吸收器出口溶液为饱和溶液。冷凝器出口过冷度为2度，蒸发器出口为饱和氨气。表l是不同蒸发温度下传统单效/双级吸收式制冷装置和新吸收式制冷装置的性能比较。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>是膨胀压縮机膨胀机的入口混合气体的压力，所以中间压力的增加，膨胀机进出口的压差有增加的趋势，使得单位质量流量的混合气体产生的膨胀功有增加的趋势，同时中间压力的增加，也会使得膨胀机的入口混合气体的质量流量有减少的趋势，因此要产生最多的膨胀功，有一个最佳的中间压力，此时系统的循环比会降到最低，同时还要考虑到随着中间压力的降低，系统溶液换热器的高温溶液的入口温度会逐渐降低，此时会使得系统的发生器入口溶液温度有降低的趋势，这将会增加单位溶液的发生热，因此系统的中间压力将会比循环比最低时候的中间压力要高。随着蒸发温度的增加，中间压力有不断增加的趋势，当蒸发温度增加到一定值的时候，系统的最佳中间压力等于系统的冷凝压力，此时系统的膨胀压縮机将不工作，系统相当于传统的单效吸收式制冷装置，如表1的工况12。从表1中也可以看出，新装置和传统双级吸收式制冷装置相比，不仅在高蒸发温度下有较高的性能系数，而且在较低的蒸发温度的时候，如果新系统的膨胀压縮机的效率达到一定值的时候，新装置的性能系数也将比传统的双级吸收式制冷装置的性能系数要高。这是因为新装置的制冷剂蒸气只需要发生一次，而传统的双级吸收式制冷装置的制冷剂蒸气需要发生两次。从表1也可以看出新装置能够制取比传统双级制冷装置更低温度下的冷量。表2显示的是各装置在不同发生终了温度下的性能系数比较，表中的符号和表1中的符号的意义相同，从表2中可以看到，各装置的性能系数随着发生终了温度的增加都是先增加后减少，这是因为随着发生温度的增加循环比会减少，从而使得COP有增加的趋势，但是随着发生温度的增加，各装置的精馏损失也会逐渐增加，因此当发生温度大于一定值的时候，各装置的性能系数会缓慢减少。从表2可以看出，在相同的工况条件下，为了制取258K的冷量，传统的单效吸收式制冷装置需要超过100度(385K)的发生终了温度，而一般的平板集热器不能提供这种品位的热量，而新的吸收式制冷装置则可以在发生温度低于70度(340K)的时候正常工作。从表2中还可以看到，在发生温度较低，传统单效吸收式制冷装置不能制取冷量的时候，当膨胀压縮机的效率达到一定值时，新装置将拥有比传统的双级吸收式制冷装置更高的性能系数。表2各装置在不同发生终了温度下的性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>此外，本发明中溶液泵的功也可以由膨胀机提供，这样整个系统将不需要外界提供电能，从而可以节约珍贵的电能。对于不需要精馏的工质对如氨-硫氰酸钠，只需把精馏器去掉即可。权利要求一个带膨胀压缩机的单效吸收式制冷装置，其特征在于包括发生器(1)、预热器(2)、精馏器(3)、冷凝器(4)、第二节流阀(7)、蒸发器(8)、膨胀压缩机(9)、吸收器(10)、溶液泵(11)、溶液换热器(12)、第四节流阀(15)、第一中间换热部件(16)、第二中间换热部件(17)；发生器(1)、预热器(2)、精馏器(3)、冷凝器(4)、第一中间换热部件(16)、第二节流阀(7)、蒸发器(8)、膨胀压缩机(9)、吸收器(10)、溶液泵(11)、溶液换热器(12)依次连接，发生器(1)、第二中间换热部件(17)、溶液换热器(12)、第四节流阀(15)、吸收器(10)依次连接，第一中间换热部件(16)的气相出口、预热器(2)、膨胀压缩机(9)、吸收器(10)依次链接，第二中间换热部件(17)的气相出口、膨胀压缩机(9)、吸收器(10)依次链接。2.根据权利要求1所述的个带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置，其特征在于所述的第一中间换热部件(16)为相连接的第一节流阀(5)和第一容器(6)。3.根据权利要求1所述的个带膨胀压縮机的单效吸收式制冷装置，其特征在于所述的第二中间换热部件(17)为相连接的第三节流阀(13)和第二容器(14)。全文摘要本发明公开了一种带膨胀压缩机的单效吸收式制冷装置。它包括发生器、预热器、精馏器、冷凝器、第二节流阀、蒸发器、膨胀压缩机、吸收器、溶液泵、溶液换热器、第四节流阀、两个中间换热部件；发生器、预热器、精馏器、冷凝器、第一中间换热部件、第二节流阀、蒸发器、膨胀压缩机、吸收器、溶液泵、溶液换热器依次连接，发生器、第二中间换热部件、溶液换热器、第四节流阀、吸收器依次连接，第一中间换热部件气相出口、预热器、膨胀压缩机、吸收器依次链接，第二中间换热部件的气相出口、膨胀压缩机、吸收器依次链接。本发明用装置自身产出的功压缩蒸发器出口蒸气，提高吸收器工作压力，使得该装置能制取比传统单效吸收式制冷装置更高品位的冷量。文档编号F25B25/02GK101737997SQ20091015436公开日2010年6月16日申请日期2009年11月30日优先权日2009年11月30日发明者唐黎明,洪大良,邹云霞,陈光明申请人:浙江大学