专利名称：：一种带压力回收部件的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：
，尤其涉及到一种带压力回收部件的吸收式制冷装置。
背景技术：
：吸收式制冷技术是一种热能驱动的制冷技术，和压縮式制冷技术相比其主要优点是只需要消耗很少的机械能，能够直接利用热能作为驱动能源。根据热能品位的不同一般分别采取两级吸收式制冷装置、单效吸收式制冷装置和双效吸收式制冷装置。现在国内外广泛采用的双效吸收式制冷装置，均包括由主吸收器、高压发生器、低压发生器、低温溶液换热器、高温溶液换热器、冷凝器、蒸发器和有关管簇组成的吸收液回路和冷凝液回路。传统双效吸收式制冷装置的性能系数最高，但是其需要的热能品位也最高。在其他条件相同的情况下，双效吸收式制冷装置的高效运行所需要的热源温度要比单效吸收式制冷装置所需要的热源温度高得多。为了更好的利用温度介于单效吸收式制冷装置驱动热源所需温度和双效吸收式制冷装置驱动热源所需温度之间的热源，近年来有人提出了各种不同形式的1.5效吸收式制冷装置，如One-and-a-halfeffectabsorptioncycle(美国专利，US5016444)和一种吸收式制冷循环方法(中国专利，申请号200810114881.4)公开的制冷装置。这些装置都是由单效吸收式制冷子装置和两级吸收式制冷子装置耦合而成，装置运行的时候，加热热源被用来驱动其中一个子装置，该子装置排放的部分热量被用来驱动另外一个子装置产生额外的制冷量，因而拥有比传统单效吸收式制冷装置更高的性能系数，由于与单效吸收式制冷装置耦合的是两级吸收式制冷装置，因而其驱动热源所需的温度要比传统双效吸收式制冷装置低。但是该装置的结构较为复杂，需要较高的初投资。
发明内容本发明提出一种带压力回收部件的吸收式制冷装置，在传统双效吸收式制冷装置的基础上进行改进，既能够高效利用温度介于单效吸收式制冷装置驱动热源所需温度和传统双效吸收式制冷装置驱动热源所需温度之间的热源，同时还能使得装置结构较为简单。—种带压力回收部件的吸收式制冷装置，高压发生器的气相出口通过低压发生器与冷凝器连接，高压发生器的气相出口还通过流量调节阀和压力回收部件的高压入口与冷凝器连接，低压发生器的气相出口与压力回收部件的低压入口连接；所述的压力回收部件为喷射器或膨胀压縮机。部分高压发生器出口制冷剂蒸气在低压发生器里面冷凝，这部分制冷剂蒸气的冷凝热被用作低压发生器的发生热，另外一部分制冷剂蒸气则被用作工作流体，将来自低压发生器的制冷剂蒸气加压到冷凝压力。由于低压发生器可以在比冷凝压力更低的压力下工作，本发明装置所需的发生温度比传统双效吸收式制冷装置低。本发明是基于传统双效吸收式制冷装置提出，和传统双效吸收式制冷装置相比多了一个压力回收部件和一个流量调节阀，而溶液回路完全相同。由于传统双效吸收式制冷装置具有较多形式的溶液回路，根据溶液回路的不同，本发明装置具有两种不同的优选形式。—种优选的带压力回收部件的吸收式制冷装置，冷凝器、第一节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵依次连接；溶液泵出口分成两路，一路与高温溶液换热器、高压发生器依次连接，另外一路与低温溶液换热器、第三节流阀、低压发生器依次连接；高压发生器溶液出口与高温溶液换热器、第二节流阀、吸收器依次连接；低压发生器溶液出口与低温溶液换热器、第四节流阀、吸收器依次连接；低压发生器与冷凝器之间设有第五节流阀。另一种优选带压力回收部件的吸收式制冷装置，冷凝器、第一节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵、低温溶液换热器、高温溶液换热器、高压发生器依次连接；高压发生器溶液出口与高温溶液换热器、第六节流阀、低压发生器、低温溶液换热器、第四节流阀、吸收器依次连接；低压发生器与冷凝器之间设有第五节流阀。所述的压力回收部件可选用喷射器，此时高压工作流体被作为引射流体将低压流体(引射流体)引射到出口压力。所述的压力回收部件也可选用由膨胀机和压縮机组成的膨胀压縮机，此时高压工作流体在膨胀机里面膨胀到目标压力，其产生的膨胀功被用来驱动压縮机，将低压工作流体压縮到目标压力。相比传统双效吸收式制冷装置，本装置只是在原来的基础上增加了一个压力回收部件和一个流量调节阀，当热源温度足够高的时候，将流量调节阀关闭，所有来自高压发生器出口的制冷剂都将在低压发生器冷凝，此时装置将完全按照双效吸收式制冷装置工作模式工作，拥有和双效吸收式制冷装置相同的性能系数。当热源温度低于双效吸收式制冷装置驱动热源所需温度却高于单效吸收式制冷装置驱动热源所需温度的时候，低压发生器可以工作在较低的压力下，由于此时低压发生器出口的制冷剂蒸气可以被来自压力较高的高压发生器出口的制冷剂可以被压力回收部件升压到冷凝压力，因此该装置仍能拥有比单效吸收式制冷装置更高的性能系数。本发明同样可用于其他溶液循环的双效吸收式制冷装置以及其他多效的吸收式制冷装置。图1是本发明装置第一种优选形式；图2是本发明装置第二种优选形式；图3是本发明装置第一种优选形式的一种实施方式；图4是本发明装置第一种优选形式的另一种实施方式；图5是本发明装置第二种优选形式的一种实施方式；图6是本发明装置第二种优选形式的另一种实施方式。其中，高压发生器1、流量调节阀2、喷射器3、冷凝器4、第一节流阀5、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8、高温溶液换热器9、第三节流阀10、低温溶液换热器11、第三节流阀12、低压发生器13、第四节流阀14、第五节流阀15、膨胀机16、压縮机17、第六节流阀18、压力回收部件19具体实施例方式如图l所示，一种带压力回收部件的双效吸收式制冷装置，高压发生器l的气相出口分成两路，一路与低压发生器13、第五节流阀15、冷凝器4依次连接，另外一路与流量调节阀2、压力回收部件19高压入口依次连接；压力回收部件19出口与冷凝器4、第一节流阀5、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8依次连接；溶液泵8出口分成两路，一路与高温溶液换热器9、高压发生器1依次连接，另外一路与低温溶液换热器11、第三节流阀12、低压发生器13依次连接；高压发生器1溶液出口与高温溶液换热器9、第二节流阀10、吸收器7依次连接；低压发生器13溶液出口与低温溶液换热器11、第四节流阀14、吸收器7依次连接；低压发生器13气相出口与压力回收部件19低压入口相连接。如图3所示，当选用喷射器3作为压力回收部件19时，高压发生器1的气相出口分成两路，一路与低压发生器13、第五节流阀15、冷凝器4依次连接，另外一路与流量调节阀2、喷射器3高压入口依次连接；喷射器3出口与冷凝器4、第一节流阀5、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8依次连接；溶液泵8出口分成两路，一路与高温溶液换热器9、高压发生器1依次连接，另外一路与低温溶液换热器11、第三节流阀12、低压发生器13依次连接；高压发生器1溶液出口与高温溶液换热器9、第二节流阀10、吸收器7依次连接；低压发生器13溶液出口与低温溶液换热器11、第四节流阀14、吸收器7依次连接；低压发生器13气相出口与喷射器3低压入口相连接。如图4所示，当选用膨胀压縮机作为压力回收部件19时，高压发生器1的气相出口分成两路，一路与低压发生器13、第五节流阀15、冷凝器4依次连接，另外一路与流量调节阀2、膨胀机16、冷凝器4、第一节流阀5、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8依次连接；溶液泵8出口分成两路，一路与高温溶液换热器9、高压发生器1依次连接，另外一路与低温溶液换热器11、第三节流阀12、低压发生器13依次连接；高压发生器1溶液出口与高温溶液换热器9、第二节流阀10、吸收器7依次连接；低压发生器13溶液出口与低温溶液换热器11、第四节流阀14、吸收器7依次连接；低压发生器13气相出口与压縮机17、冷凝器4依次连接。如图2所示的一种带压力回收部件的双效吸收式制冷装置，高压发生器1的气相出口分成两路，一路与低压发生器13、第五节流阀15、冷凝器4依次连接，另外一路与流量调节阀2、压力回收部件19高压入口依次连接；、压力回收部件19出口与冷凝器4、第一节流阀5、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8、低温溶液换热器11、高温溶液换热器9、高压发生器1依次连接；高压发生器1溶液出口与高温溶液换热器9、第六节流阀18、低压发生器13、低温溶液换热器11、第四节流阀14、吸收器7依次连接；低压发生器13气相出口与压力回收部件19低压入口相连接。如图5所示，当选用喷射器3作为压力回收部件19时，高压发生器1的气相出口分成两路，一路与低压发生器13、第五节流阀15、冷凝器4依次连接，另外一路与流量调节阀2、喷射器3高压入口依次连接；喷射器3出口与冷凝器4、第一节流阀5、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8、低温溶液换热器11、高温溶液换热器9、高压发生器1依次连接；高压发生器1溶液出口与高温溶液换热器9、第六节流阀18、低压发生器13、低温溶液换热器11、第四节流阀14、吸收器7依次连接；低压发生器13气相出口与喷射器3低压入口相连接。如图6所示，当选用膨胀压縮机作为压力回收部件19时，高压发生器1的气相出口分成两路，一路与低压发生器13、第五节流阀15、冷凝器4依次连接，另外一路与流量调节阀2、膨胀机16、冷凝器4、第一节流阀5、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8、低温溶液换热器11、高温溶液换热器9、高压发生器1依次连接；高压发生器1溶液出口与高温溶液换热器9、第六节流阀18、低压发生器13、低温溶液换热器11、第四节流阀14、吸收器7依次连接；低压发生器13气相出口与压縮机17、冷凝器4依次连接。实施例1:以水-溴化锂作为工质，对本发明图3所示装置、传统单效吸收式制冷装置、传统1.5效吸收式制冷装置以及传统双效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，冷凝器出口为饱和制冷剂液体，蒸发器出口为饱和制冷剂蒸气，低压发生器中高压加热蒸气的饱和温度和低压发生器中溶液发生终了温度的温差为5t:，加热蒸气和溶液进行逆流换热，高压发生器出口的稀溶液和热源加热流体最小传热温差为l(TC，溶液换热器的冷端传热温差为l(TC，冷凝温度和吸收终了温度为4(TC，忽略溶液溶液泵功对循环性能的影响。表一本发明装置、双效吸收式制冷装置以及单效吸收式制冷装置不同蒸发温度下的性能系数<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表一是在加热流体温度为13(TC的时候不同蒸发温度下本发明装置、双效吸收式制冷装置以及单效装置的性能系数对比表格，表中的Te指的是蒸发温度，COP^指的是传统单效吸收式制冷装置的性能系数，COPu指的是1.5效吸收式制冷装置的性能系数，COPd。u^指的是具有并联溶液循环的传统两双效吸收式制冷装置的性能系数，COPn指的是本发明装置的性能系数，n指的是本发明装置的cop相对传统单效吸收式制冷装置cop的提高幅度。文献Performanceofoneandahalf-effectabsorptioncoolingcycleofH20/LiBrsystem(EnergyConversionandManagement50(2009)3087-3095)的计算表明，在所有条件相同的时候，适合于水-溴化锂工质对的几种1.5效吸收式制冷装置中，用单效吸收式制冷装置的冷凝热作为两级吸收式制冷装置的发生热的流程形式具有最高的效率。在本实施例中用来作为比较对象的1.5效吸收式制冷装置指的就是这种流程形式的1.5效吸收式制冷装置。可以看到，只有蒸发温度达到12t:以上的时候传统双效吸收式制冷装置才能较好地工作，拥有比本发明装置和传统单效吸收式制冷装置更高的性能系数，而在蒸发温度在rc到irc之间，本发明装置的性能系数要比传统单效吸收式制冷装置的性能系数高得多。当蒸发温度达到5°C的时候，本发明装置的性能系数相对传统单效吸收式制冷装置的性能系数的提高幅度超过10%，蒸发温度在81:的时候，本发明装置的性能系数相对传统单效吸收式制冷装置的性能系数的提高幅度超过20%，蒸发温度是l(TC的时候，本发明装置相对传统单效吸收式制冷装置性能系数的提高幅度也将近30%。这主要是因为本发明装置低压发生器能够发生额外的制冷剂蒸气，从而制取相对传统单效吸收式制冷装置更多的冷量，拥有更高的性能系数。计算表明本实施例装置的性能系数比1.5效吸收式装置的性能系数稍小，这是因为喷射器的效率较低，但是蒸发温度较高的时候，两者的差距较小。此外，本发明装置比1.5效吸收式制冷装置要简单得多，而且当蒸发温度较高的时候，本发明装置能够以双效吸收式制冷装置的模式运行，从而拥有比1.5效吸收式制冷装置更高的效率。实施例2:以水-溴化锂作为工质，对本发明图3所示装置、单级吸收式制冷装置1.5效吸收式制冷装置以及传统双效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。冷凝器出口为饱和制冷剂液体，蒸发器出口为饱和制冷剂蒸气，低压发生器中高压加热蒸气的饱和温度和低压发生器中溶液发生终了温度的温差为5°C，加热蒸气和溶液进行逆流换热，高压发生器出口的稀溶液和热源加热流体最小传热温差为l(TC，冷凝温度和吸收终了温度为40°C，忽略溶液泵功对循环性能的影响。表二本发明装置、双效吸收式制冷装置以及单效吸收式制冷装置在不同加热流体温度下的性能系数<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表二是在蒸发温度为5t:时本发明装置、双效吸收式制冷装置以及单效吸收式制冷装置在不同加热流体温度下的性能系数的对比，表中Tg指的是加热流体的温度，其他符号的意义和表一中各符号的意义相同。可以看到只有热源温达到15(TC以上的时候，双效吸收式制冷装置才能较好的工作，热源温度在15(TC以下122.5t:以上的时候本发明装置有最高的效率，当热源温度超过13(TC的时候，本发明装置相对单效循环的C0P的提高幅度超过10%，当热源温度超过137.5t:的时候，COP的提高幅度超过20%，当热源温度超过142.5t:的时候，C0P的提高幅度超过30%。计算表明本实施例装置的性能系数比1.5效吸收式装置的性能系数稍小，这是因为喷射器的效率较低，但是热源温度较高的时候，两者的差距较小。此外本发明装置比1.5效吸收式制冷装置要简单得多，而且当蒸发温度较高的时候，本发明装置能够以双效吸收式制冷装置的模式运行，从而拥有比1.5效吸收式制冷装置更高的效率。实施例3:以水_溴化锂作为工质，对本发明图4所示装置、单效吸收式制冷装置.1.5效吸收式制冷装置以及双效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。冷凝器出口为饱和制冷剂液体，蒸发器出口为饱和制冷剂蒸气，低压发生器中高压加热蒸气的饱和温度和低压发生器中溶液发生终了温度的温差为5°C，加热蒸气和溶液进行逆流换热，高压发生器出口的稀溶液和热源加热流体最小传热温差为l(TC，冷凝温度和吸收终了温度为4(TC，膨胀机的等熵效率为0.8，压縮机的等熵效率为0.75，忽略溶液泵功对循环性能的影响。表三本发明装置、双效吸收式制冷装置以及单效吸收式制冷装置不同蒸发温度下的性能系数工况te(°c)C0Psincopl5C0PdoubleC0Pnewn(%)工况l10.737820.737820.737820.8731318.34工况220.743610.808020.743610.8929220.08工况330.748970.884290.748970.9135621.98工况440.754090.939790.754090.9391324.54工况550.758930.976310.758930.9643527.07工况660.763541.005960.763540.9916529.88工况770.768061.029730.768061.0205332.87工况880.772521.050550.772521.0540236.44工况990.776941.068770.776941.0876739.99工况10100.779231.084580.779231.1253844.42工况11110.785511.098830.962351.1668848.55工况12120.789791.112471.200121.2117853.43<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表三中各符号的意义和表一中各符号的意义相同。可以看到，只有蒸发温度达到13t:以上的时候传统双效吸收式制冷装置才能较好地工作，拥有比本发明装置和传统单效吸收式制冷装置更高的性能系数，而在蒸发温度在TC到12t:之间，本发明装置性能系数比传统单效吸收式制冷装置性能系数要高得多，当蒸发温度达到2t:的时候，本发明装置的性能系数相对传统单效吸收式制冷装置的性能系数的提高幅度超过20%，蒸发温度在7°C的时候，本发明装置的性能系数相对传统单效吸收式制冷装置的性能系数的提高幅度超过30%，蒸发温度是l(TC的时候，本发明装置相对传统单效吸收式制冷装置性能系数的提高幅度超过40%。这主要是因为本发明装置低压发生器能够发生额外的制冷剂蒸气，从而制取相对传统单效吸收式制冷装置更多的冷量，拥有更高的性能系数。计算表明本实施例装置的性能系数在大多数情况下比1.5效吸收式装置拥有更高的性能系数。实施例4:以水-溴化锂作为工质，对本发明图4所示装置、单级吸收式制冷装置1.5效吸收式制冷装置以及传统双效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。冷凝器出口为饱和制冷剂液体，蒸发器出口为饱和制冷剂蒸气，低压发生器中高压加热蒸气的饱和温度和低压发生器中溶液发生终了温度的温差为5°C，加热蒸气和溶液进行逆流换热，高压发生器出口的稀溶液和热源加热流体最小传热温差为l(TC冷凝温度和吸收终了温度为4(TC，膨胀机的等熵效率为0.8，压縮机的等熵效率为0.75，忽略溶液泵功对循环性能的影响。表四本发明装置、双效吸收式制冷装置以及单效吸收式制冷装置在不同加热流体温度下的性能系数<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表四是在蒸发温度为5t:时本发明装置、双效吸收式制冷装置以及单效吸收式制冷装置在不同加热流体温度下的性能系数的对比，表中各符号的意义和表二中各符号的意义相同。可以看到只有热源温度达到152.5t:以上的时候，双效吸收式制冷装置才能较好的工作，热源温度在152.5t:以下105t:以上的时候本发明装置在绝大多数工况下有最高的效率，并且其效率要比传统单效吸收式制冷装置的效率要高得多。当热源温度超过115°C的时候，本发明装置相对单效循环的COP的提高幅度超过10%，当热源温度超过125t:的时候，C0P的提高幅度超过20%，当热源温度超过135t:的时候，C0P的提高幅度超过30%，当热源温度超过145t:的时候，COP的提高幅度超过40%。计算表明本实施例装置的性能系数在绝大多数工况下比1.5效吸收式装置的性能系数要高。权利要求一种带压力回收部件的吸收式制冷装置，高压发生器的气相出口通过低压发生器与冷凝器连接，其特征在于高压发生器的气相出口还通过流量调节阀和压力回收部件的高压入口与冷凝器连接，低压发生器的气相出口与压力回收部件的低压入口连接；所述的压力回收部件为喷射器或膨胀压缩机。2.如权利要求1所述的吸收式制冷装置，其特征在于冷凝器与第一节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵依次连接；溶液泵出口分成两路，一路与高温溶液换热器、高压发生器依次连接，另外一路与低温溶液换热器、第三节流阀、低压发生器依次连接；高压发生器溶液出口与高温溶液换热器、第二节流阀、吸收器依次连接；低压发生器溶液出口与低温溶液换热器、第四节流阀、吸收器依次连接；低压发生器与冷凝器之间设有第五节流阀。3.如权利要求1所述的吸收式制冷装置，其特征在于冷凝器与第一节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵、低温溶液换热器、高温溶液换热器、高压发生器依次连接；高压发生器溶液出口与高温溶液换热器、第六节流阀、低压发生器、低温溶液换热器、第四节流阀、吸收器依次连接；低压发生器与冷凝器之间设有第五节流阀。全文摘要一种带压力回收部件的吸收式制冷装置，高压发生器的气相出口通过低压发生器与冷凝器连接，高压发生器的气相出口还通过流量调节阀和压力回收部件的高压入口与冷凝器连接，低压发生器的气相出口与压力回收部件的低压入口连接；所述的压力回收部件为喷射器或膨胀压缩机。本发明装置拥有比传统单效吸收式制冷装置更高的效率，所需的发生温度比传统双效吸收式制冷装置低。本发明装置能够高效利用品位在传统单效吸收式制冷装置所需热源的品位和传统双效吸收式制冷装置所需的热源的品位之间的热源。当热源品位较高或者较低的时候，本发明装置可以按照传统双效或者单效吸收式制冷装置的模式工作。文档编号F25B15/06GK101776347SQ201010114940公开日2010年7月14日申请日期2010年2月26日优先权日2010年2月26日发明者何一坚,唐黎明,洪大良,陈光明申请人:浙江大学