一种中间冷却式的两级吸收式制冷系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于制冷领域，具体涉及一种中间冷却式的两级吸收式制冷系统。
【背景技术】
[0002]随着能源问题日益严峻，如何回收利用生产和生活中废蒸汽、废热水等废热以及利用可再生但品味不高的热能如太阳能、地热能等已成为可持续发展的研宄热点，而吸收式制冷系统可以由热能直接驱动，是主要的余热回收方式之一，且装置简单，是空调领域中极具潜力的应用方式。
[0003]传统的单效吸收式制冷系统由发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、循环泵、溶液换热器组成，发生器内溶液经一定温度的废蒸汽、废热水等热源加热产生制冷剂蒸汽经循环产生冷量后被较低温度的吸收器中溶液吸收，产生循环动力，然而，受到冷凝温度、吸收温度以及蒸发温度的制约，例如单效溴化锂循环往往需要用到85°C以上的热源才能达到理想的COP，适用性有限。
[0004]两级吸收式系统则能改善这一点，文献Theoretical analysis oflow-temperature hotsource driven two-stageLiBr/H20 absorpt1n refrigerat1nsystem, ff.B.Ma, S.M.Deng.Refrig.Vol.19, N0.2, pp.141-146 中公开了传统两级溴化钮吸收式制冷装置可以利用70°C?86°C的热能在蒸发温度为9°C的情况下使COP达到0.38，相比于单效吸收制冷系统，可利用的热能降低10°C左右。
[0005]然而，由于传统两级系统的制冷剂蒸汽自高压级发生器产生，经冷凝器、节流阀直接进入低压级吸收器被吸收，而低压级发生器产生的制冷剂蒸汽则直接被高压级吸收器吸收，两级系统类似于串接，为保证循环性能，往往使高低压级发生温度保持一致，输入的热量及制冷剂流量也相应地保持不变，缺乏灵活的调控手段，只能用于较为稳定的工况，可利用热源温度范围仍然有限(约70°C以上)且效率较低(COP约0.38)。
【发明内容】
[0006]本发明目的是针对传统两级吸收式制冷系统的不足，提供了一种中间冷却式的两级吸收式制冷系统，可以有效调节高低压级温度和热量输入以及相应的制冷剂流量分配，使高低压级输入热源工况发生变化的情况下起到有效的调节作用，保证系统的稳定运行，适应于更复杂的热源提供环境。
[0007]本发明解决问题的技术方案为:
[0008]一种中间冷却式的两级吸收式制冷系统，包括高压吸收子系统和低压吸收子系统，其中:
[0009]所述的高压吸收子系统的高压发生器的气体出口与冷凝器的入口相连，冷凝器的出口与第一节流装置的进口相连，第一节流装置的出口与中间冷却器的液体入口相连，高压吸收器的液体出口与第一循环泵的进口相连，第一循环泵的出口与第一溶液换热器的第一通道入口相连，第一溶液换热器的第一通道出口与高压发生器的液体进口相连，高压发生器的液体出口与第一溶液换热器的第二通道入口相连，第一溶液换热器的第二通道出口与第二节流装置的入口相连，第二节流装置的出口与高压吸收器的液体入口相连。
[0010]所述的低压吸收子系统的低压发生器的气体出口分为两路，一路与高压吸收器的气体进口相连，另一路与中间冷却器的气体入口相连，中间冷却器的液体出口与第三节流装置的进口相连，第三节流装置的出口与蒸发器的入口相连，蒸发器的出口与低压吸收器的气体入口相连，低压吸收器的液体出口与第二循环泵进口相连，第二循环泵出口与第二溶液换热器第一通道入口相连，第二溶液换热器第一通道出口与低压发生器液体进口相连，低压发生器液体出口与第二溶液换热器的第二通道入口相连，第二溶液换热器的第二通道出口与第四节流装置的入口相连，第四节流装置的出口与低压吸收器的液体入口相连。
[0011]作为优选，所述高压发生器和低压发生器的内部均设有盘管，所述盘管的进出、口与低品位热源连通。
[0012]作为优选，所述冷凝器、高压吸收器、蒸发器和低压吸收器的内部均设有冷却盘管，所述冷却盘管的进、出口与冷却介质源连通。所述冷却盘管中充注的冷却介质为水、空气或者其他介质。
[0013]本发明的中间冷却式的两级吸收式制冷系统，其工作流程如下:
[0014]高压发生器中的工作流体在外部低品位能的驱动下产生高温高压的制冷剂蒸汽和浓度较高的液体，一方面制冷剂蒸汽进入冷凝器中冷凝降温，然后经过第一节流装置节流降压后进入中间冷却器，与来自低压发生器的制冷剂蒸汽发生热量交换。
[0015]另一方面，高压发生器中的浓度较高的液体通过液体出口进入第一溶液换热器的第二通道换热降温后经第二节流装置进入高压吸收器，作为高压吸收器的吸收溶液；高压吸收器中的吸收溶液经过第一循环泵升压后进入第一溶液换热器的第一通道，吸收溶液在第一溶液换热器的第一通道内预热后回到高压发生器。
[0016]所述中间冷却器中气、液两相的组成比例可调。以液相存在的制冷剂从中间冷却器液体出口流出，经第三节流装置节流降压后进入蒸发器中进行蒸发，产生冷量。蒸发后的制冷剂蒸汽经低压吸收器的气体入口进入低压吸收器，被其中的吸收溶液吸收。吸收制冷剂蒸汽后的吸收溶液经第二循环泵升压后进入第二溶液换热器的第一通道，在第二溶液换热器的第一通道预热回到低压发生器。
[0017]低压发生器中的工作流体在外部低品位能的驱动下产生高温高压的制冷剂蒸汽和浓溶液，低压发生器产生的制冷剂蒸汽一部分进入高压吸收器，另一部分进入高压吸收器被吸收。所述低压发生器出口蒸汽的合理分配促成中间冷却器内部合理的能量耦合实现中间温度的变化，有效调节高低压级发生温度和发生器热量输入以及相应的制冷剂流量分配，使低压级可以利用极低品味热源。
[0018]低压发生器发生后产生的浓溶液进入第二溶液热交换器的第二通道，并经第四节流装置节流降压后回到低压吸收器。
[0019]作为优选，所述高压吸收子系统和低压吸收子系统所用工作流体为制冷剂和吸收剂组成的工质对。
[0020]吸收式制冷的工作流体为高沸点组分和低沸点组分的混合物，其中高沸点组分作为吸收剂，低沸点组分作为制冷剂，优选地，所述高压吸收子系统和低压吸收子系统所用工作流体是离子液体或盐与水组成的工质对。盐与水组成的工质对有多种选择，例如溴化锂-水溶液，其中溴化锂作为吸收剂，水作为制冷剂。离子液体的正离子包括:烷基季铵离子、烷基季瞵离子、1，3- 二烷基取代的咪唑离子和N-烷基取代的吡啶离子这四类；其负离子包括卤化盐和BF4。离子液体相较于溴化锂水溶液可以大幅度降低对金属部件的腐蚀性，并可根据运行工况设计所需要的离子液体的组成，具有更好的工况适应性。
[0021]作为另一种优选方式，所述制冷剂为氟利昂类制冷剂。氟利昂类制冷剂较溴化锂水工质对可以进一步降低对驱动热源的温度要求，并容易获得0°c以下的制冷温度，拓展两级吸收制冷的应用范围。
[0022]作为进一步优选，所述吸收剂是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或三乙二醇二甲醚或吡咯烷酮。
[0023]作为制冷系统的优选，还包括分别对所述高压发生器和低压发生器的制冷剂蒸汽进行精馏的第一精馏装置和第二精馏装置。
[0024]作为优选，所述第一精馏装置和第二精馏装置分别设置在所述高压发生器和低压发生器内。所述高压发生器和低压发生器的底部具有液态制冷剂，所述高压发生器内的液态制冷剂受热产生制冷剂蒸汽后首先经过第一精馏装置精馏纯化后再从高压发生器的气体出口排出。同理，所述低压发生器内的液态制冷剂受热产生制冷剂蒸汽后首先经过第二精馏装置精馏纯化后首先经过第二精馏装置精馏纯化后再从高压发生