專利名稱：基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)及其制冷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低溫?zé)崮芑厥绽眉夹g(shù)，尤其涉及一種基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)及其制冷方法，屬于空調(diào)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，例如水泥、硫酸、玻璃燈工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)，有大量的余熱資源以各種形式被排放到環(huán)境中，造成嚴重的能源浪費和環(huán)境污染。另外，自然界中存在著豐富的地?zé)豳Y源和太陽能。因此，回收工業(yè)余熱和利用可再生能源對于緩解環(huán)境污染問題和減少化石燃料的消耗，具有重要現(xiàn)實意義和工程應(yīng)用價值。當今環(huán)保意識逐漸深入人心，能源短缺的狀況突顯，效率更高的制冷系統(tǒng)顯得非
常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)，目的在于降低吸收式制冷系統(tǒng)對于地位品能源的使用要求，提高能源利用效率，回收工業(yè)余熱、地?zé)崮芑蛘咛柲艿鹊蜏責(zé)崮?，產(chǎn)生冷量滿足用戶的能源需求。本發(fā)明還提供了一種基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括冷凝器、冷凝器冷卻水管道、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、冷凍水管道、低壓側(cè)吸收器冷卻水管道、低壓側(cè)吸收器、低壓側(cè)溶液泵、低壓側(cè)熱交換器、低壓側(cè)發(fā)生器、低壓側(cè)發(fā)生器熱源、高壓側(cè)吸收器冷卻水管道、高壓側(cè)吸收器、高壓側(cè)溶液泵、高壓側(cè)熱交換器、高壓側(cè)發(fā)生器和高壓側(cè)發(fā)生器熱源；所述冷凝器的蒸汽進口與高壓發(fā)生器的蒸汽出口相連接，冷凝器的出口與節(jié)流閥的進口相通，節(jié)流閥的出口與蒸發(fā)器的進口相連，蒸發(fā)器的蒸汽出口連接至低壓側(cè)吸收器的蒸汽進口，低壓側(cè)吸收器的溶液進口與低壓側(cè)熱交換器的高溫側(cè)溶液出口相連，低壓側(cè)吸收器的溶液出口連接至低壓側(cè)溶液泵的進口，低壓側(cè)溶液泵的出口與低壓側(cè)熱交換器的低溫側(cè)溶液進口相連，低壓側(cè)熱交換器的高溫側(cè)溶液進口連接至低壓側(cè)發(fā)生器的溶液出口而低溫側(cè)溶液出口則連接至低壓側(cè)發(fā)生器的溶液進口，低壓側(cè)發(fā)生器的蒸汽出口與高壓側(cè)吸收器的蒸汽進口相通，高壓側(cè)吸收器的溶液進口與高壓側(cè)熱交換器的高溫側(cè)溶液出口相連，高壓側(cè)吸收器的溶液出口連接至高壓側(cè)溶液泵的進口，高壓側(cè)溶液泵的出口連接至高壓側(cè)熱交換器的低溫側(cè)溶液進口，高壓側(cè)熱交換器的低溫側(cè)溶液出口連接至高壓側(cè)發(fā)生器的溶液進口而高溫側(cè)溶液進口則連接至高壓側(cè)發(fā)生器的溶液出口 ；所述冷凝器、高壓側(cè)吸收器、低壓側(cè)吸收器中分別依次設(shè)有冷凝器冷卻水管道、高壓側(cè)吸收器冷卻水管道、低壓側(cè)吸收器冷卻水管道，所述高壓側(cè)發(fā)生器和低壓側(cè)發(fā)生器中分別裝有高壓側(cè)發(fā)生器熱源和低壓側(cè)發(fā)生器熱源，所述蒸發(fā)器底部連接有冷凍水管道；所述制冷循環(huán)系統(tǒng)采用兩種不同鹽的水溶液分別作為高壓級與低壓級吸收工質(zhì)對，其中高壓級循環(huán)所采用的溶液為氯化鋰溶液，低壓級循環(huán)所采用的溶液為溴化鋰溶液。制冷工質(zhì)依次通過上述設(shè)備，高壓側(cè)和低壓側(cè)的溶液循環(huán)系統(tǒng)相互獨立，所用溶液種類不同，并且具有不同的溶液表面水蒸汽壓。本發(fā)明液態(tài)制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱，蒸發(fā)器對外輸出冷量，氣態(tài)制冷工質(zhì)進入低壓側(cè)吸收器被溴化鋰溶液吸收，溴化鋰稀溶液泵入到低壓側(cè)發(fā)生器，60°C左右低溫?zé)嵩磳ζ溥M行加熱，產(chǎn)生具有中間壓力的制冷工質(zhì)蒸汽，制冷工質(zhì)蒸汽在壓差的作用下進入高壓側(cè)吸收器，被高壓側(cè)氯化鋰溶液吸收，氯化鋰稀溶液被泵入到高壓側(cè)發(fā)生器中，70°C左右的低溫?zé)嵩磳ζ浼訜嵩偕?，產(chǎn)生高壓的制冷工質(zhì)蒸汽。高壓蒸汽進入冷凝器被冷卻為液態(tài)的制冷工質(zhì)，進過節(jié)流閥節(jié)流后進入蒸發(fā)器。高低壓兩個流程可以降低普通吸收式制冷系統(tǒng)對于低溫余熱的應(yīng)用要求，擴大機組的應(yīng)用范圍并且提升了能量利用效率。作為優(yōu)選，所述低壓側(cè)發(fā)生器和高壓發(fā)生器中采用55° C 75° C的低位熱源。所述低壓側(cè)發(fā)生器與高壓側(cè)發(fā)生器中所需輸送的低位熱源溫度可以不一樣，其中低壓側(cè)發(fā)生器可采用55° C 70° C的低位熱源，而高壓側(cè)發(fā)生器中可采用低于75° C的低位熱源。一種上述制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷方法，包括以下步驟:步驟1:高壓側(cè)發(fā)生器輸出高壓狀態(tài)下的制冷工質(zhì)蒸汽，工質(zhì)進入冷凝器被冷凝為液態(tài)；步驟2:液態(tài)的制冷工質(zhì)通過節(jié)流閥進入蒸發(fā)器，工質(zhì)相變吸熱，蒸發(fā)器對外輸出
冷量；步驟3:蒸發(fā)器產(chǎn)生的氣態(tài)制冷工質(zhì)進入低壓側(cè)吸收器，被低壓側(cè)溴化鋰溶液吸收，吸收器中的溴化鋰稀溶液被泵入到低壓側(cè)發(fā)生器，低溫?zé)崮軐︿寤嚾芤杭訜岙a(chǎn)生具有中間壓力的制冷工質(zhì)；步驟4:具有中間壓力的制冷工質(zhì)在壓差的作用下進入高壓側(cè)吸收器被高壓側(cè)氯化鋰溶液吸收，高壓側(cè)吸收器中的氯化鋰溶液被泵入到高壓側(cè)發(fā)生器，低溫?zé)崮軐Ω邏簜?cè)發(fā)生器中溴化鋰溶液加熱產(chǎn)生高壓狀態(tài)下的氣態(tài)制冷工質(zhì)，重復(fù)以上步驟形成循環(huán)。有益效果:本發(fā)明采用溴化鋰溶液和氯化鋰溶液分別作為低壓側(cè)和高壓側(cè)的工質(zhì)，區(qū)別于傳統(tǒng)的溴化鋰雙級吸收式制冷系統(tǒng)高、低壓兩級均采用溴化鋰溶液。兩種溶液再生溫度的差異使得系統(tǒng)利用熱能的溫差更大(55°C _85°C)，因此可以在大溫區(qū)范圍利用太陽能，而且低溫區(qū)太陽能集熱效率更高，系統(tǒng)負壓運行，安全可靠，同時對環(huán)境無破壞作用，以熱能為驅(qū)動方式，便于利用廢熱、余熱、太陽能等低品位能源，利用溴化鋰溶液和氯化鋰溶液表面蒸汽壓的差異，逐級提高制冷工質(zhì)的壓力，提高了吸收式制冷系統(tǒng)對于低品位熱源的利用效率。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的連接示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所示，一種基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括冷凝器1、冷凝器冷卻水管道2、節(jié)流閥3、蒸發(fā)器4、冷凍水管道5、低壓側(cè)吸收器冷卻水管道6、低壓側(cè)吸收器7、低壓側(cè)溶液泵8、低壓側(cè)熱交換器9、低壓側(cè)發(fā)生器10、低壓側(cè)發(fā)生器熱源11、高壓側(cè)吸收器冷卻水管道12、高壓側(cè)吸收器13、高壓側(cè)溶液泵14、高壓側(cè)熱交換器15、高壓側(cè)發(fā)生器16和高壓側(cè)發(fā)生器熱源17 ；所述冷凝器I的蒸汽進口與高壓發(fā)生器16的蒸汽出口相連接，冷凝器I的出口與節(jié)流閥3的進口相通,節(jié)流閥3的出口與蒸發(fā)器4的進口相連,蒸發(fā)器4的蒸汽出口連接至低壓側(cè)吸收器7的蒸汽進口，低壓側(cè)吸收器7的溶液進口與低壓側(cè)熱交換器9的高溫側(cè)溶液出口相連，低壓側(cè)吸收器7的溶液出口連接至低壓側(cè)溶液泵8的進口，低壓側(cè)溶液泵8的出口與低壓側(cè)熱交換器9的低溫側(cè)溶液進口相連，低壓側(cè)熱交換器9的高溫側(cè)溶液進口連接至低壓側(cè)發(fā)生器10的溶液出口而低溫側(cè)溶液出口則連接至低壓側(cè)發(fā)生器10的溶液進口，低壓側(cè)發(fā)生器10的蒸汽出口與高壓側(cè)吸收器13的蒸汽進口相通，高壓側(cè)吸收器13的溶液進口與高壓側(cè)熱交換器15的高溫側(cè)溶液出口相連，高壓側(cè)吸收器13的溶液出口連接至高壓側(cè)溶液泵14的進口，高壓側(cè)溶液泵14的出口連接至高壓側(cè)熱交換器15的低溫側(cè)溶液進口，高壓側(cè)熱交換器15的低溫側(cè)溶液出口連接至高壓側(cè)發(fā)生器16的溶液進口而高溫側(cè)溶液進口則連接至高壓側(cè)發(fā)生器16的溶液出口 ；所述冷凝器1、高壓側(cè)吸收器13、低壓側(cè)吸收器7中分別依次設(shè)有冷凝器冷卻水管道2、高壓側(cè)吸收器冷卻水管道12、低壓側(cè)吸收器冷卻水管道6，所述高壓側(cè)發(fā)生器16和低壓側(cè)發(fā)生器10中分別裝有高壓側(cè)發(fā)生器熱源17和低壓側(cè)發(fā)生器熱源11，所述蒸發(fā)器4底部連接有冷凍水管道5 ；所述制冷循環(huán)系統(tǒng)采用兩種不同鹽的水溶液分別作為高壓級與低壓級吸收工質(zhì)對，其中高壓級循環(huán)所采用的溶液為氯化鋰溶液，低壓級循環(huán)所采用的溶液為溴化鋰溶液。一種上述制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷方法，包括以下步驟:步驟1:高壓側(cè)發(fā)生器16輸出高壓狀態(tài)下的制冷工質(zhì)蒸汽，工質(zhì)進入冷凝器I被冷凝為液態(tài)；步驟2:液態(tài)的制冷工質(zhì)通過節(jié)流閥3進入蒸發(fā)器4，工質(zhì)相變吸熱，蒸發(fā)器4對外輸出冷量；步驟3:蒸發(fā)器4產(chǎn)生的氣態(tài)制冷工質(zhì)進入低壓側(cè)吸收器7，被低壓側(cè)溴化鋰溶液吸收，吸收器中的溴化鋰稀溶液被泵入到低壓側(cè)發(fā)生器10，55° C 70° C的低溫?zé)崮軐︿寤嚾芤杭訜岙a(chǎn)生具有中間壓力的制冷工質(zhì)；步驟4:具有中間壓力的制冷工質(zhì)在壓差的作用下進入高壓側(cè)吸收器13被高壓側(cè)氯化鋰溶液吸收，高壓側(cè)吸收器13中的氯化鋰溶液被泵入到高壓側(cè)發(fā)生器16，低于75° C的低溫?zé)崮軐Ω邏簜?cè)發(fā)生器16中溴化鋰溶液加熱產(chǎn)生高壓狀態(tài)下的氣態(tài)制冷工質(zhì)，重復(fù)以上步驟形成循環(huán)。本發(fā)明采用的制冷工質(zhì)為水，冷凝器I中出來的液態(tài)制冷劑經(jīng)過節(jié)流閥3后進入蒸發(fā)器4中蒸發(fā)吸熱，蒸發(fā)器4對外輸出冷量。液態(tài)制冷工質(zhì)吸熱后變?yōu)闅鈶B(tài)進入低壓側(cè)吸收器7，低壓側(cè)吸收器7中的溴化鋰溶液吸收制冷工質(zhì)后由濃溶液變?yōu)橄∪芤海寤囅∪芤航?jīng)過低壓側(cè)熱交換器9進入低壓側(cè)發(fā)生器10，60°C左右的低品位熱能對低壓發(fā)生器10中的溴化鋰溶液進行加熱，產(chǎn)生具有中間壓力的制冷工質(zhì)蒸汽。蒸汽進入高壓側(cè)吸收器13被氯化鋰溶液吸收，高壓側(cè)氯化鋰稀溶液經(jīng)過高壓側(cè)熱交換器15進入高壓側(cè)發(fā)生器16，70°C左右的熱能對其進行加熱，產(chǎn)生具有較高壓力的制冷工質(zhì)蒸汽，高壓蒸汽進入冷凝器I被冷凝為液態(tài)制冷工質(zhì)。如此，周而復(fù)始。分兩級將低壓狀態(tài)下的制冷工質(zhì)加壓至高壓狀態(tài)，低壓側(cè)溴化鋰溶液可以充分利用60°c左右的低品位熱能，降低了吸收式制冷系統(tǒng)對于低品位能源的利用要求，擴大了吸收式制冷的應(yīng)用范圍，提高系統(tǒng)對余熱資源的利用效率。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:包括冷凝器、冷凝器冷卻水管道、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、冷凍水管道、低壓側(cè)吸收器冷卻水管道、低壓側(cè)吸收器、低壓偵賂液泵、低壓側(cè)熱交換器、低壓側(cè)發(fā)生器、低壓側(cè)發(fā)生器熱源、高壓側(cè)吸收器冷卻水管道、高壓側(cè)吸收器、高壓側(cè)溶液泵、高壓側(cè)熱交換器、高壓側(cè)發(fā)生器和高壓側(cè)發(fā)生器熱源； 所述冷凝器的蒸汽進口與高壓發(fā)生器的蒸汽出口相連接，冷凝器的出口與節(jié)流閥的進口相通，節(jié)流閥的出口與蒸發(fā)器的進口相連，蒸發(fā)器的蒸汽出口連接至低壓側(cè)吸收器的蒸汽進口，低壓側(cè)吸收器的溶液進口與低壓側(cè)熱交換器的高溫側(cè)溶液出口相連，低壓側(cè)吸收器的溶液出口連接至低壓側(cè)溶液泵的進口，低壓側(cè)溶液泵的出口與低壓側(cè)熱交換器的低溫偵U溶液進口相連，低壓側(cè)熱交換器的高溫側(cè)溶液進口連接至低壓側(cè)發(fā)生器的溶液出口而低溫側(cè)溶液出口則連接至低壓側(cè)發(fā)生器的溶液進口，低壓側(cè)發(fā)生器的蒸汽出口與高壓側(cè)吸收器的蒸汽進口相通，高壓側(cè)吸收器的溶液進口與高壓側(cè)熱交換器的高溫側(cè)溶液出口相連，高壓側(cè)吸收器的溶液出口連接至高壓側(cè)溶液泵的進口，高壓側(cè)溶液泵的出口連接至高壓側(cè)熱交換器的低溫側(cè)溶液進口，高壓側(cè)熱交換器的低溫側(cè)溶液出口連接至高壓側(cè)發(fā)生器的溶液進口而高溫側(cè)溶液進口則連接至高壓側(cè)發(fā)生器的溶液出口； 所述冷凝器、高壓側(cè)吸收器、低壓側(cè)吸收器中分別依次設(shè)有冷凝器冷卻水管道、高壓側(cè)吸收器冷卻水管道、低壓側(cè)吸收器冷卻水管道，所述高壓側(cè)發(fā)生器和低壓側(cè)發(fā)生器中分別裝有高壓側(cè)發(fā)生器熱源和低壓側(cè)發(fā)生器熱源，所述蒸發(fā)器底部連接有冷凍水管道； 所述制冷循環(huán)系統(tǒng)采用兩種不同鹽的水溶液分別作為高壓級與低壓級吸收工質(zhì)對，其中高壓級循環(huán)所采用的溶液為氯化鋰溶液，低壓級循環(huán)所采用的溶液為溴化鋰溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述低壓側(cè)發(fā)生器和高壓發(fā)生器中采用55° C 75° C的低位熱源。
3.—種權(quán)利要求1或2所述基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:高壓側(cè)發(fā)生器輸出高壓狀態(tài)下的制冷工質(zhì)蒸汽，工質(zhì)進入冷凝器被冷凝為液態(tài)； 步驟2:液態(tài)的制冷工質(zhì)通過節(jié)流閥進入蒸發(fā)器，工質(zhì)相變吸熱，蒸發(fā)器對外輸出冷量; 步驟3:蒸發(fā)器產(chǎn)生的氣態(tài)制冷工質(zhì)進入低壓側(cè)吸收器，被低壓側(cè)溴化鋰溶液吸收，吸收器中的溴化鋰稀溶液被泵入到低壓側(cè)發(fā)生器，低溫?zé)崮軐︿寤嚾芤杭訜岙a(chǎn)生具有中間壓力的制冷工質(zhì)； 步驟4:具有中間壓力的制冷工質(zhì)在壓差的作用下進入高壓側(cè)吸收器被高壓側(cè)氯化鋰溶液吸收，高壓側(cè)吸收器中的氯化鋰溶液被泵入到高壓側(cè)發(fā)生器，低溫?zé)崮軐Ω邏簜?cè)發(fā)生器中溴化鋰溶液加熱產(chǎn)生高壓狀態(tài)下的氣態(tài)制冷工質(zhì)，重復(fù)以上步驟形成循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙工質(zhì)對的兩級吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)及其制冷方法，該循環(huán)包括制冷工質(zhì)循環(huán)回路，低壓側(cè)溴化鋰溶液循環(huán)回路，高壓側(cè)氯化鋰溶液循環(huán)回路。制冷工質(zhì)從蒸發(fā)器出來進入低壓側(cè)吸收器被溴化鋰溶液吸收，低壓側(cè)吸收器中的溴化鋰稀溶液被泵入低壓側(cè)發(fā)生器，并在其中吸熱產(chǎn)生中間壓力下的工質(zhì)蒸汽，工質(zhì)進而進入高壓側(cè)吸收器被具有更高蒸汽壓力的氯化鋰鹽溶液吸收，高壓側(cè)吸收器中的氯化鋰稀溶液進入高壓側(cè)發(fā)生器吸熱產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，高壓工質(zhì)蒸汽進入冷凝器，在冷凝器中被冷卻為液態(tài)，液態(tài)的工質(zhì)經(jīng)過節(jié)流進入蒸發(fā)器并在其中蒸發(fā)吸熱輸出冷量。本發(fā)明通過具有不同蒸汽壓力的雙吸收工質(zhì)的串聯(lián)連接降低了吸收式制冷系統(tǒng)驅(qū)動熱源的溫度至75℃以下，增大了低品位熱能利用溫區(qū)，提高了低品位熱能的利用率，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號F25B27/00GK103175332SQ201310118950
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者殷勇高, 楊璨, 陳瑤, 張小松 申請人:東南大學(xué)