專利名稱：一種氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及以熱能驅(qū)動的吸收式制冷領(lǐng)域，特別涉及以氨水為工質(zhì)的一種氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
目前，在全球面臨能源危機(jī)的大環(huán)境下，我國的能源利用率僅為33%左右，大量的工業(yè)耗能以各種形式的余熱直接廢棄。吸收式制冷是一種利用熱能驅(qū)動的制冷技術(shù)，它可以有效利用余熱、太陽能等低品位熱能進(jìn)行制冷，另外氨水吸收制冷系統(tǒng)具有可以制取0°c以下的溫度、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、噪聲小和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)制冷領(lǐng)域有很好的前景。氨水吸收式制冷系統(tǒng)是以熱能作為補(bǔ)償手段而實(shí)現(xiàn)逆向制冷循環(huán)的，所以說該循 環(huán)系統(tǒng)是由正循環(huán)和逆循環(huán)所共同構(gòu)成的以制冷為目的的循環(huán)系統(tǒng)，因此，比單純的逆循環(huán)(蒸汽壓縮式制冷循環(huán))向環(huán)境排熱量要大得多，這些熱量通常是其制冷量I. 5飛倍，如果將這些排放到環(huán)境中的熱量加以利用，不僅可顯著提高系統(tǒng)的能源利用率，同時也減少了對環(huán)境的熱污染，意義重大。但常規(guī)氨水吸收制冷系統(tǒng)裝置由于受到系統(tǒng)本身特點(diǎn)的限制，吸收溫度不能太高，因此導(dǎo)致排熱量品位較低不能加以利用。本發(fā)明在常規(guī)氨水吸收式制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出了一種氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置，通過增壓作用，提高了系統(tǒng)吸收溫度，將原來排放至環(huán)境的熱量加以回收利用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置，解決了常規(guī)氨水吸收式制冷裝置排熱量由于品位較低不能被加以利用從而造成熱量大量浪費(fèi)，同時避免了排放熱對環(huán)境產(chǎn)生熱污染的問題，實(shí)現(xiàn)了提高裝置熱能利用率、節(jié)約能源的目的。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置，包括吸收器、溶液泵、精餾器、發(fā)生器、溶液熱交換器、節(jié)流閥一、節(jié)流閥二、分凝器、冷凝器、過冷器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、油分離器、補(bǔ)水泵、生活水箱、調(diào)節(jié)閥、截止閥一、截止閥二、截止閥三、截止閥四、截止閥五、截止閥六；該裝置制冷工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成中，所述吸收器的濃溶液輸出端與精餾器的濃溶液輸入端通過管路一連接，所述管路一上依次安裝溶液泵和溶液熱交換器，所述發(fā)生器、精餾器和分凝器串聯(lián)，發(fā)生器的稀溶液輸出端與吸收器的稀溶液輸入端通過管路二連接，所述管路二流經(jīng)溶液熱交換器并安裝節(jié)流閥一，所述分凝器的氨氣輸出端與冷凝器的氨氣輸入端通過管路三連接，冷凝器的氨液輸出端與蒸發(fā)器的氨液輸入端通過管路四連接，所述管路四依次流經(jīng)過冷器和節(jié)流閥二，所述蒸發(fā)器的氨氣輸出端與過冷器的氨氣輸入端通過管路五連接，所述過冷器的氨氣輸出端與吸收器的氨氣輸入端通過管路六和管路七并聯(lián)連接，所述管路六上依次裝有截止閥五、壓縮機(jī)、油分離器，所述管路七上裝有截止閥六；所述生活水箱的冷卻水入口通過補(bǔ)水泵、截止閥三以及冷卻水管路和冷凝器冷卻水管路一端連接，冷凝器冷卻水管路另一端通過管路和分凝器冷卻水管路一端連接，分凝器冷卻水管路另一端通過管路和吸收器冷卻水管路一端連接，吸收器冷卻水管路另一端通過管路及截止閥一和生活水箱的進(jìn)口端連接，生活水箱下端通過管路及調(diào)節(jié)閥和所述冷卻水入口連接，冷卻水入口通過補(bǔ)水泵、截止閥二以及冷卻水管路和吸收器冷卻水管路一端連接，冷凝器冷卻水管路一端通過管路及截止閥四和冷卻水出口連接。本裝置和常規(guī)氨水吸收式制冷系統(tǒng)最大的區(qū)別在于過冷器和吸收器之間設(shè)有壓縮機(jī)和油分離器，蒸發(fā)產(chǎn)生出的氨蒸汽經(jīng)過過冷器由壓縮機(jī)增壓，在較高的吸收壓力和溫度下被吸收器中的稀氨水溶液吸收，吸收后的濃溶液由溶液泵加壓，經(jīng)過溶液熱交換器換熱后通過精餾器進(jìn)入發(fā)生器被高溫?zé)嵩醇訜衢_始發(fā)生，發(fā)生終了產(chǎn)生的稀氨水溶液經(jīng)過溶液熱交換器被節(jié)流后進(jìn)入吸收器；發(fā)生產(chǎn)生并經(jīng)精餾器和分凝器提純后的氨氣進(jìn)入冷凝器冷凝，冷凝后的氨液體經(jīng)過冷器過冷后經(jīng)過節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱制取冷量。同時由于增壓過程的加入，在保證溶液循環(huán)必須的放氣范圍條件下，吸收終了的溫度可以得到提高，為了更好利用系統(tǒng)裝置的排熱量，本裝置通過截止閥的啟閉改變了冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)方式，使得原本溫度較低的冷卻水在依次進(jìn)入冷凝器、分凝器及吸收器進(jìn) 行熱交換后可以升高到足夠溫度，保證生活熱水的供應(yīng)。當(dāng)熱水量已滿足需求，本裝置通過控制截止閥的啟閉來改變制冷劑及冷卻水的流動方式，使裝置可以從制冷兼制熱水工作模式向單獨(dú)制冷模式上切換。當(dāng)截止閥二、截止閥四和截止閥六關(guān)閉，截止閥一、截止閥三和截止閥五開啟，系統(tǒng)裝置進(jìn)入制冷兼制熱水工作模式；截止閥五關(guān)閉、截止閥六開啟或者保持截止閥五開啟、截止閥六關(guān)閉但需適當(dāng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速(研究表明適當(dāng)增壓可以提高系統(tǒng)的熱力系數(shù))，同時截止閥二、截止閥四開啟，截止閥一、截止閥三關(guān)閉，系統(tǒng)裝置進(jìn)入單獨(dú)制冷工作模式。有益效果本實(shí)用新型的有益效果是在常規(guī)氨水吸收式制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過增加壓縮機(jī)以及改變冷卻水回路的連接方式，不僅提高了吸收式制冷循環(huán)放氣范圍使的吸收式制冷性能得到提高，而且提高吸收終了溫度，使得溫度較低的冷卻水通過換熱后可以到達(dá)足夠的溫度，保證生活熱水的供應(yīng)，相當(dāng)于熱泵形式(比單純的直接利用熱能制取熱水更為節(jié)能)，提高了系統(tǒng)裝置的熱能利用率。以制冷量為IOOkW的機(jī)組為例進(jìn)行熱力計(jì)算，假如熱源溫度150°C、蒸發(fā)溫度-15°C、熱水供回水溫度60°C /45°C、增壓壓比為3、精餾后的氨氣濃度為O. 998以及忽略泵的能耗，經(jīng)理論計(jì)算該系統(tǒng)消耗的增壓壓縮功為23. 7kW，取發(fā)電效率O. 34、電網(wǎng)效率
O.9，換算成熱能的消耗量為仏為77. 5 kW。與此同時，由于適當(dāng)機(jī)械能的輸入，系統(tǒng)提高了排熱溫度，回收了排熱量，取熱回收利用效率O. 8，系統(tǒng)回收熱量為仏為188. I kW。通過比較可知，O, < ^系統(tǒng)壓縮功所消耗的熱量遠(yuǎn)小于收益的熱量，從而達(dá)到節(jié)能作用。

圖I是氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置的示意圖。其中吸收器1，溶液泵2，精餾器3，發(fā)生器4、溶液熱交換器5，節(jié)流閥一 6，節(jié)流閥二 10，分凝器7，冷凝器8，過冷器9，蒸發(fā)器11，壓縮機(jī)12，油分離器13，補(bǔ)水泵14，生活水箱15，調(diào)節(jié)閥16、截止閥一 17、截止閥二 18、截止閥三19、截止閥四20、截止閥五21、截止閥六22。吸收器冷卻水管路兩端la、lb,分凝器冷卻水管路兩端7a、7b，冷凝器冷卻水管路兩端8a、8b，生活水箱熱水進(jìn)口 15a，生活水箱熱水出口 15b，冷卻水(生活補(bǔ)水)入口 15c，冷卻水出口 15d。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖I所示，一種氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置，包括吸收器I、溶液泵2、精餾器3、發(fā)生器4、溶液熱交換器5、節(jié)流閥一 6、節(jié)流閥二 10、分凝器7、冷凝器8、過冷器9、蒸發(fā)器11、壓縮機(jī)12、油分離器13、補(bǔ)水泵14、生活水箱15、調(diào)節(jié)閥16、截止閥一 17、截止閥二 18、截止閥三19、截止閥四20、截止閥五21、截止閥六22 ；該裝置制冷工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成中，所述吸收器I的濃溶液輸出端與精餾器3的濃溶液輸入端通過管路一連接，所述管路一上依次安裝溶液泵2和溶液熱交換器5，所述發(fā)生器4、精餾器3和分凝器7串聯(lián)，發(fā)生器4的稀溶液輸出端與吸收器I的稀溶液輸入端通過·管路二連接，所述管路二流經(jīng)溶液熱交換器5并安裝節(jié)流閥一 6，所述分凝器7的氨氣輸出端與冷凝器8的氨氣輸入端通過管路三連接，冷凝器8的氨液輸出端與蒸發(fā)器11的氨液輸入端通過管路四連接，所述管路四依次流經(jīng)過冷器9和節(jié)流閥二 10，所述蒸發(fā)器11的氨氣輸出端與過冷器9的氨氣輸入端通過管路五連接，所述過冷器9的氨氣輸出端與吸收器I的氨氣輸入端通過管路六和管路七并聯(lián)連接，所述管路六上依次裝有截止閥五21、壓縮機(jī)12、油分離器13，所述管路七上裝有截止閥六22 ;所述生活水箱15的冷卻水入口 15c通過補(bǔ)水泵14、截止閥三19以及冷卻水管路和冷凝器冷卻水管路一端8a連接，冷凝器冷卻水管路另一端8b通過管路和分凝器冷卻水管路一端7a連接，分凝器冷卻水管路另一端7b通過管路和吸收器冷卻水管路一端Ia連接，吸收器冷卻水管路另一端Ib通過管路及截止閥一 17和生活水箱15的進(jìn)口端15a連接，生活水箱15下端通過管路及調(diào)節(jié)閥16和所述冷卻水入口 15c連接，冷卻水入口 15c通過補(bǔ)水泵14、截止閥二 18以及冷卻水管路和吸收器冷卻水管路一端Ib連接，冷凝器冷卻水管路一端8a通過管路及截止閥四20和冷卻水出口 15d連接。本裝置最大的特點(diǎn)就是在制冷兼制熱水模式下的節(jié)能表現(xiàn)，當(dāng)截止閥二 18、截止閥四20和截止閥六22關(guān)閉，截止閥一 17、截止閥三19和截止閥五21開啟時，系統(tǒng)裝置進(jìn)入制熱兼制熱水工作模式蒸發(fā)產(chǎn)生出的氨蒸汽經(jīng)過過冷器9由壓縮機(jī)12增壓，在較高的吸收壓力和溫度下被吸收器I中的稀氨水溶液吸收，吸收后的濃溶液由溶液泵2加壓，經(jīng)過溶液熱交換器5換熱后通過精餾器3進(jìn)入發(fā)生器4被高溫?zé)嵩醇訜衢_始發(fā)生，發(fā)生終了產(chǎn)生的稀氨水溶液經(jīng)過溶液熱交換器5經(jīng)過節(jié)流閥一 6進(jìn)入吸收器I ;發(fā)生產(chǎn)生并經(jīng)精餾器3和分凝器7提純后的氨氣進(jìn)入冷凝器8冷凝，冷凝后的氨液體經(jīng)過冷器9過冷后經(jīng)過節(jié)流閥二 10進(jìn)入蒸發(fā)器11，在蒸發(fā)器11中蒸發(fā)吸熱制取冷。同時由于增壓過程的加入，吸收壓力提高，在保正制冷循環(huán)所需的放氣范圍的基礎(chǔ)上，提高吸收終了溫度，使得溫度較低的冷卻水進(jìn)入冷卻水入口 15c由補(bǔ)水泵14引入、依次經(jīng)過冷凝器8、分凝器7、吸收器I進(jìn)行熱量交換達(dá)到足夠的溫度，最后進(jìn)入生活水箱15提供生活熱水。當(dāng)系統(tǒng)裝置運(yùn)行一段時間后，制取的生活熱水量已滿足需求，系統(tǒng)裝置進(jìn)入單獨(dú)制冷工作模式，此時截止閥五21關(guān)閉、截止閥六22開啟或者保持截止閥五21開啟、截止閥六22關(guān)閉但需適當(dāng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，因?yàn)檠芯勘砻鬟m當(dāng)增壓可以提高系統(tǒng)的熱力系數(shù)，同時截止閥二 18、截止閥四20開啟，截止閥一 17、截止閥三19關(guān)閉冷卻水從冷卻水入口15c由補(bǔ)水泵14引入，在依次進(jìn)入吸收器I、分凝器7和冷凝器8后由冷卻水出口 15d引出。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置，其特征在于包括吸收器(I)、溶液泵(2)、精餾器(3)、發(fā)生器(4)、溶液熱交換器(5)、節(jié)流閥一(6)、節(jié)流閥二(10)、分凝器(7)、冷凝器(8)、過冷器(9)、蒸發(fā)器(11)、壓縮機(jī)(12)、油分離器(13)、補(bǔ)水泵(14)、生活水箱(15)、調(diào)節(jié)閥(16)、截止閥一(17)、截止閥二(18)、截止閥三(19)、截止閥四(20)、截止閥五(21)、截止閥六(22)； 該裝置制冷工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成中，所述吸收器(I)的濃溶液輸出端與精餾器(3)的濃溶液輸入端通過管路一連接，所述管路一上依次安裝溶液泵(2 )和溶液熱交換器(5 )，所述發(fā)生器(4)、精餾器(3)和分凝器(7)串聯(lián)，發(fā)生器(4)的稀溶液輸出端與吸收器(I)的稀溶液輸入端通過管路二連接，所述管路二流經(jīng)溶液熱交換器(5 )并安裝節(jié)流閥一(6 )，所述分凝器(7 )的氨氣輸出端與冷凝器(8 )的氨氣輸入端通過管路三連接，冷凝器(8 )的氨液輸出端與蒸發(fā)器(11)的氨液輸入端通過管路四連接，所述管路四依次流經(jīng)過冷器(9)和節(jié)流閥二(10)，所述蒸發(fā)器(11)的氨氣輸出端與過冷器(9)的氨氣輸入端通過管路五連接，所述過冷器(9)的氨氣輸出端與吸收器(I)的氨氣輸入端通過管路六和管路七并聯(lián)連接，所述管路六上依次裝有截止閥五(21)、壓縮機(jī)(12)、油分離器(13)，所述管路七上裝有截止閥六(22);所述生活水箱(15)的冷卻水入口( 15c)通過補(bǔ)水泵(14)、截止閥三(19)以及冷卻水管路和冷凝器冷卻水管路一端(8a)連接，冷凝器冷卻水管路另一端(8b)通過管路和分凝器冷卻水管路一端(7a)連接，分凝器冷卻水管路另一端(7b)通過管路和吸收器冷卻水管路一端(Ia)連接，吸收器冷卻水管路另一端(Ib)通過管路及截止閥一(17)和生活水箱(15)的進(jìn)口端(15a)連接，生活水箱(15)下端通過管路及調(diào)節(jié)閥(16)和所述冷卻水入口(15c)連接，冷卻水入口( 15c)通過補(bǔ)水泵(14)、截止閥二( 18)以及冷卻水管路和吸收器冷卻水管路一端(Ib)連接，冷凝器冷卻水管路一端(8a)通過管路及截止閥四(20)和冷卻水出口(15d)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氨水吸收式制冷兼制熱水系統(tǒng)裝置，包括吸收器、溶液泵、精餾器、發(fā)生器、溶液熱交換器、節(jié)流閥、分凝器、冷凝器、過冷器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、油分離器、補(bǔ)水泵、生活水箱、調(diào)節(jié)閥、截止閥。本實(shí)用新型和常規(guī)氨水吸收式制冷系統(tǒng)最大的區(qū)別在于過冷器和吸收器之間設(shè)有壓縮機(jī)和油分離器，由于增壓過程的加入，系統(tǒng)在不改變蒸發(fā)溫度和熱源溫度的條件下提高了吸收壓力與吸收終了溫度，使得原制冷過程排向環(huán)境的熱量提高了品位，在保證制冷效果的同時提供了生活熱水。本實(shí)用新型裝置以消耗少量的電能為代價回收了系統(tǒng)排向環(huán)境的熱量，提高了熱能的綜合利用效率，在制冷且需要提供生活熱水的場合有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號F25B41/04GK202613840SQ20122025217
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者蔡星辰, 李彥軍, 楊柳, 杜塏 申請人:東南大學(xué)