專利名稱：多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑及吸收制冷系統和制冷工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，本發明還涉及 一種多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統。它以熱水、熱油或蒸汽為動力，驅動本吸收制冷系統進行-20 1(TC的制冷。
技術背景為節省寶貴的電能能源，以熱能為能源的吸附制冷與吸收制冷受 到普遍重視。而吸附制冷由于熱效率較低等多種原因，至今尚未被推 廣普及。吸收制冷已取得了迅猛發展，在節省電力上顯示了巨大的優 越性。現有的熱能吸收制冷系統，包括溴化鋰一水溶液吸收制冷，氨氫 水溶液吸收制冷。其中溴化鋰一水溶液吸收制冷系統技術上比較成 熟，擁有巨大的市場，在大型空調制冷中發揮了重要作用，是大型空 調制冷的主要角色之一。但溴化鋰一水溶液吸收制冷只能進行5"C以 上的空調制冷，不能實現深冷，也不能小型化。其中的氨氫水溶液吸 收制冷雖歷史久遠，但必須增加水精餾裝置，以消除水蒸汽在氨制冷 循環中的不良作用，從而使制冷系統復雜化。另外，新出現的硫氰酸 鈉一氨溶液熱能吸收制冷系統中，這種單一鹽(硫氰酸鈉)的吸收 (NH3)和解吸(NH3)特性固定，不能兼顧吸收(NH3)和解吸(NH3)。 因此存在溶液容易結晶阻塞的的問題，從而限制了發生溫度與制冷深 度。發明內容本發明的目的在于克服上述現有單一鹽的吸收(NH3)和解吸(NH3) 特性固定的不足，而提供一種多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑。較好 地兼顧了吸收(Nft)和解吸(NHO的問題，從而大大提高了發生溫 度與制冷深度。本發明的另一個目的在于提供一種采用這種多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑的吸收制冷系統。本發明多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑是發明人經過大量的實驗通過篩選獲得的一種組份，它同時具有較好的吸收(NH3)和解吸(NH3)特性。本發明的目的是通過如下措施來達到的多元復合鹽/氨溶液吸 收制冷劑，它包括吸收劑和制冷劑，所述制冷劑為氨，其特征在于所 述吸收劑為硝酸鋰、硫氰酸鈉和硫氰酸鋰組成的多元復合鹽。在上述技術方案中，所述多元復合鹽氨的重量百分比=40-60:60: 40。在上述技術方案中，所述吸收劑的重量百分比含量為硝酸鋰5-40%、硫氰酸鈉10-30%、硫氰酸鋰50-80%。在上述技術方案中，所述吸收劑的重量百分比含量為硝酸鋰 30%、硫氰酸鈉15%、硫氰酸鋰55%。本發明多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑克服了吸收劑只能采用單 一鹽份的偏見，創造性地采用多元復合鹽作為吸收劑。這種多元復合 鹽同時具有了較好的吸收(NH3)和解吸(NH3)特性。具體地說這種 多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，使吸收時吸收溫度升高，解吸時解 吸溫度降低時，其吸收特性更好，特別是夏季，冷卻水溫度較高的工 況下，仍具有較好的吸收特性。根據制冷工況的要求可選用不同的多元復合鹽與氨的重量百分 配比，當要求制冷深度較深時(如溫度為-10 20°C)，含氨濃度較 低，要求制冷深度較淺時(0-l(TC)，含氨濃度較高。多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統，其特征在于它包括發生器1、 氣液分離器2、冷凝器3、儲液罐4、蒸發器5、氨風機13、第一溶 液泵ll、第一冷卻器7、吸收器6、第二溶液泵12、第二冷卻器8、 溶液熱交換器9，所述發生器1、氣液分離器2、冷凝器3、儲液罐4、 蒸發器5、氨風機13、吸收器6、第二溶液泵12、溶液熱交換器9依 次通過管道和閥門相連接，溶液熱交換器9通過管道與發生器1相連 接；第一溶液泵11的兩端分別通過管道與第一冷卻器7和吸收器6連接，第一冷卻器7通過管道與吸收器6連接；第二冷卻器8位于溶液熱交換器9和吸收器6之間，并通過管道與溶液熱交換器9和吸收器6相連接；所述吸收器6內有填料10;所述氣液分離器2通過管道與溶液熱交換器9相連接，所述蒸發器5上有制冷輸出口 。本發明多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統，氨氣風機的強制循環， 既有利于蒸發器的蒸發功能，更有利于吸收器的吸收功能，還可以甩 掉龐大而復雜的多路氨連接管。本發明多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統制冷工藝，其特征在于 它包括氨解吸循環和氨吸收循環兩個部分，兩種循環之間由氨氣的解 吸與吸收互相變通，所述工藝采用多元復合鹽/氨溶液吸收制冷制， 所述多元復合鹽包括硝酸鋰、硫氰酸鈉和硫氰酸鋰，具體包括如下步驟.-1、 發生器1中的多元復合鹽/濃氨溶液在熱能作用下揮發出大量氨氣，氨氣匯同部分稀氮溶液一起進入氣液分離器2， 一部分氨氣從 分離器上部輸出至冷凝器3，另一部分稀氨溶液從分離器2下部輸往溶液熱交換器9;2、 當發生器1與氣液分壓器2中的氨氣壓力達到冷凝器3的冷 凝壓力時，進入冷凝3的氨氣冷凝為液態氨并進入儲液罐4中儲存， 液態氨進入蒸發器5并蒸發為氣態氨，蒸發過程中產生制冷量，并通 過管道將制冷輸出；3、 氣態氨在氨氣風機13推動下進入吸收器6被吸收，完成了氨 制冷循環；4、 在蒸發器5與吸收器6中有惰性氣體，并使蒸發器、吸收器 的總壓力與制冷系統壓力平衡，從氣液分離器2底部輸出的稀氨溶液 經溶液熱交換器9進入第二冷卻器8，冷卻后進入吸收器6中；5、 在吸收器6中，底部混合溶液由第一溶液泵11驅動進入第一 冷卻器7進行冷卻循環，冷卻循環過程中冷卻掉吸收過程中產生的大 量吸收熱，溶液吸收氨氣后成為濃氨溶液；6、 在吸收器6中，底部的另一部分混合溶液由第二溶液泵12運 往溶液熱交換器9，在溶液熱交換器9中，來自吸收器6的低溫濃氨 溶液被加熱，來自發生器l的高溫稀氨溶液被冷卻，加熱后的濃氨溶 液被輸往發生器l，在發生器1中，在熱能作用下，濃氨溶液發生出 氨氣體；至此完成溶液循環過程。7、 根據權利要求6所述的多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統制冷 工藝，其特征在于所述吸收器6內有用于增加溶液對氨氣的吸收能力 填料10，所述蒸發器5內有用于增大氨液蒸發能力的填料。與現有的各項熱能吸收制冷技術相比，本發明工藝具有以下特點①由于制冷系統處于等壓條件下，溶液泵所消耗的泵功較少，氨 風機所消耗的電能也很少；由于采用了溶液泵驅動溶液循環，而溶液 循環又保證了氨的循環，從而產生了較好的制冷效果。②由于采用了 氨風機將蒸發器5中的氨氣輸往吸收器6，使蒸發器5與吸收器6之 間氨氣的輸送暢通無阻，充分保證了吸收器6所用的氨氣量，反之， 促進了蒸發器5有足夠的蒸發量；③由于采用了多元復合吸收劑，解 決了溶液容易結晶阻塞的問題，使發生器的溫度范圍可以進一步提 高，制冷深度可以進一步加深；④由于采用惰性氣體氬氣充填蒸發器 與吸收器，使整個制冷系統的壓力處于平衡狀態，并且氬氣能保證制 冷系統的操作與運行的安全性，根除了使用氫氣的易燃易爆隱患。
圖1為本明多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖詳細說明本發明的實施情況，但它們并不構成對本 發明的限定，同時通過說明本發明的優點將變得更加清楚和容易理 解。實施例l (多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑)多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，它包括吸收劑和制冷劑，所述 制冷劑為氨，吸收劑為硝酸鋰、硫氰酸鈉和硫氰酸鋰組成的多元復合 鹽。多元復合鹽氨的重量百分比=40%: 60% (以多元復合鹽重量與 氨重量百分比之和為100%計)。其中吸收劑的重量百分比含量為硝酸鋰5%、硫氰酸鈉15%、硫氰酸鋰80% (以三種多元復合鹽重量百分比之和為100%計)。需要說明的是:本發明多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑中還可增 加用于防腐和防結晶功能的添加劑(其重量一般占多元復合鹽和氨重量的2%左右)，這在現有吸收制冷技術中為常用技術。 實施例2 (多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑)多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，它包括吸收劑和制冷劑，所述 制冷劑為氨，吸收劑為硝酸鋰、硫氰酸鈉和硫氰酸鋰組成的多元復合±卜jm 。多元復合鹽氨的重量百分比二60%: 40% (以多元復合鹽重量與 氨重量百分比之和為100%計)。多元復合鹽吸收劑的重量百分比含量為硝酸鋰20%、硫氰酸鈉 30%、硫氰酸鋰50% (以三種多元復合鹽重量百分比之和為100%計)。實施例3 (多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑)多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，它包括吸收劑和制冷劑，所述 制冷劑為氨，吸收劑為硝酸鋰、硫氰酸鈉和硫氰酸鋰組成的多元復合鹽。多元復合鹽氨的重量百分比=50%: 50% (以多元復合鹽重量與 氨重量百分比之和為100%計)。多元復合鹽吸收劑的重量百分比含量為硝酸鋰40%、硫氰酸鈉 10%、硫氰酸鋰50% (以三種多元復合鹽重量百分比之和為100%計)。本發明多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統的工作過程如下多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統，它包括發生器1、氣液分離器2、冷凝器3、儲液罐4、蒸發器5、氨風機13、第一溶液泵ll、 第一冷卻器7、吸收器6、第二溶液泵12、第二冷卻器8、溶液熱交 換器9，所述發生器l、氣液分離器2、冷凝器3、儲液罐4、蒸發器 5、氨風機13、吸收器6、第二溶液泵12、溶液熱交換器9依次通過 管道和閥門相連接，溶液熱交換器9通過管道與發生器1相連接；第 一溶液泵11的兩端分別通過管道與第一冷卻器7和吸收器6連接， 第一冷卻器7通過管道與吸收器6連接；第二冷卻器8位于溶液熱交 換器9和吸收器6之間，并通過管道與溶液熱交換器9和吸收器6相 連接；所述吸收器6內有填料10;所述氣液分離器2通過管道與溶 液熱交換器9相連接，所述蒸發器5上有制冷輸出口。發生器1中的多元復合鹽/濃氨溶液在熱能(由熱水、蒸汽或熱 油攜帶)作用下揮發出大量氨氣，氨氣匯同部分稀氨溶液一起進入氣 液分離器2。在氣液分離器2中，由于氣液分離器2的分離作用，氨 氣從氣液分離器2上部輸出至冷凝器3，稀氨溶液從氣液分離器2下 部輸往溶液熱交換器9。當發生器1與氣液分壓器2中的氨氣壓力達 到冷凝器3的冷凝壓力時(一般為1-1. 5 Mpa)，進入冷凝器3的氨 氣冷凝為液態氨并進入儲液罐4中儲存。液態氨進入蒸發器5并蒸發 為氣態氨，在蒸發過程中產生制冷量。氣態氨在氨風機13推動下進 入吸收器6被吸收。至此，從發生一冷凝一節流一蒸發到吸收，完成 了氨制冷循環。在蒸發器5與吸收器6中充以惰性氣體(如氬氣等，也可為其它惰 性氣體)，使蒸發器5、吸收器6的總壓力與制冷系統壓力平衡，惰 性氣體只起壓力平衡作用，不參與溶液的蒸發與吸收過程。從氣液分離器2底部輸出的稀氨溶液經溶液熱交換器9進入第二 冷卻器8，冷卻后進入吸收器6中。在吸收器6中，底部混合溶液由 第一溶液泵11驅動進入第一冷卻器7進行冷卻循環，冷卻循環過程 中冷卻掉吸收過程中產生的大量吸收熱，溶液吸收氨氣后成為濃氨溶液。在吸收器6中，底部的另一部分混合溶液由第二溶液泵12運往 溶液熱交換器9。在溶液熱交換器9中，來自吸收器6的低溫濃氨溶 液被加熱，來自發生器1的高溫稀氨溶液被冷卻。加熱后的濃氨溶液 被輸往發生器l，在發生器1中，在熱能作用下，濃氨溶液發生出氨 氣體。至此，溶液由濃氨溶液一稀氨溶液一濃氨溶液，完成溶液循環 過程。溶液循環過程是在等壓(一般為1-1. 5 Mpa)條件下進行的，由溶 液泵和溶液自身落差為驅動力，消耗泵功很少。氨氣由氣相變液相， 再由液相變氣相的氨相變制冷循環與溶液含氨量的稀釋變濃稠，再由 濃稠變稀釋的濃度變化循環，兩種循環之間由氨氣的解吸與吸收互相 變通，兩種循環互相依托，完成了吸收制冷循環過程。吸收器6內所 用填料IO(—般為不銹鋼網，通過增大對氨氣的接觸面積，達到提高對 氨氣的吸收能力的目的)是為增加溶液對氨氣的吸收能力。蒸發器5 內所用填料是為了增大氨液蒸發能力。本發明熱能吸收制冷系統以蒸汽熱能為驅動力，以吸收制冷 原理進行制冷，能實現制冷量Q- 5000W，氨蒸發溫度t。 = -10 "C的熱能吸收制冷，其原理簡單，熱效率較高，結構簡單，成本 低廉。該制冷系統可以用于工農業生產，例如食品工業、化工工 業、石油工業等領域。需要說明的是對于本專業普通的技術人員來說，在不改變本發明 原理的情況下，還可以對本發明做出適當的改變和變形，這同樣屬于 本發明的保護范圍。
權利要求
1. 多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，它包括吸收劑和制冷劑，所述制冷劑為氨，其特征在于所述吸收劑為硝酸鋰、硫氰酸鈉和硫氰酸鋰組成的多元復合鹽。
2、 根據權利要求1所述的多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，其特 征在于所述多元復合鹽氨的重量百分比=40-60%: 60-40%。
3、 根據權利要求1所述的多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，其特 征在于所述多元復合鹽吸收劑的重量百分比含量為硝酸鋰5-40%、 硫氰酸鈉10-30%、硫氰酸鋰50-80%。
4、 根據權利要求1或3所述的多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑， 其特征在于所述多元復合鹽吸收劑的重量百分比含量為硝酸鋰30%、 硫氰酸鈉15°/。、硫氰酸鋰55%。
5、 多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統，其特征在于它包括發生器 (1)、氣液分離器(2)、冷凝器(3)、儲液罐(4)、蒸發器(5)、氨風機(13)、第一溶液泵(11)、第一冷卻器(7)、吸收器(6)、第二 溶液泵(12)、第二冷卻器(8)、溶液熱交換器(9)，所述發生器(1)、 氣液分離器(2)、冷凝器(3)、儲液罐(4)、蒸發器(5)、氨風機(13)、 吸收器(6)、第二溶液泵(12)、溶液熱交換器(9)依次通過管道和 閥門相連接，溶液熱交換器(9)通過管道與發生器(1)相連接；第 一溶液泵(11)的兩端分別通過管道與第一冷卻器(7)和吸收器(6) 連接，第一冷卻器(7)通過管道與吸收器(6)連接；第二冷卻器(8) 位于溶液熱交換器(9)和吸收器(6)之間，并通過管道與溶液熱交 換器(9)和吸收器(6)相連接；所述吸收器(6)內有填料(10); 所述氣液分離器(2)通過管道與溶液熱交換器(9)相連接，所述蒸 發器(5)上有制冷輸出口。
6、 多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統制冷工藝，其特征在于它包 括氨解吸循環和氨吸收循環兩個部分，兩種循環之間由氨氣的解吸與 吸收互相變通，所述工藝采用多元復合鹽/氨溶液吸收制冷制，所述多元復合鹽包括硝酸鋰、硫氰酸鈉和硫氰酸鋰， 具體包括如下步驟1、 發生器(1)中的多元復合鹽/濃氨溶液在熱能作用下揮發出大量氨氣，氨氣匯同部分稀氨溶液一起進入氣液分離器(2)， 一部 分氨氣從分離器上部輸出至冷凝器(3)，另一部分稀氨溶液從分離 器(2)下部輸往溶液熱交換器(9);2、 當發生器(1)與氣液分壓器(2)中的氮氣壓力達到冷凝器 (3)的冷凝壓力時，進入冷凝(3)的氨氣冷凝為液態氨并進入儲液罐(4)中儲存，液態氨進入蒸發器(5)并蒸發為氣態氨，蒸發過程 中產生制冷量，并通過管道將制冷輸出；3、 氣態氨在氨氣風機(13)推動下進入吸收器(6)被吸收，完 成了氨制冷循環；4、 在蒸發器(5)與吸收器(6)中有惰性氣體，并使蒸發器、 吸收器的總壓力與制冷系統壓力平衡，從氣液分離器(2)底部輸出 的稀氨溶液經溶液熱交換器(9)進入第二冷卻器(8)，冷卻后進入 吸收器(6)中；5、 在吸收器(6)中，底部混合溶液由第一溶液泵(11)驅動進 入第一冷卻器(7)進行冷卻循環，冷卻循環過程中冷卻掉吸收過程 中產生的大量吸收熱，溶液吸收氨氣后成為濃氨溶液；6、 在吸收器(6)中，底部的另一部分混合溶液由第二溶液泵(12) 運往溶液熱交換器(9)，在溶液熱交換器(9)中，來自吸收器(6) 的低溫濃氨溶液被加熱，來自發生器(1)的高溫稀氨溶液被冷卻， 加熱后的濃氨溶液被輸往發生器(1)，在發生器(1)中，在熱能作 用下，濃氨溶液發生出氨氣體；至此完成溶液循環過程。
7、 根據權利要求6所述的多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統制冷 工藝，其特征在于所述吸收器(6)內有用于增加溶液對氨氣的吸收 能力填料(10)，所述蒸發器(5)內有用于增大氨液蒸發能力的填 料。
全文摘要
多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑，它包括吸收劑和制冷劑，所述制冷劑為氨，其特征在于所述吸收劑為硝酸鋰、硫氰酸鈉和硫氰酸鋰組成的多元復合鹽。本發明多元復合鹽/氨溶液吸收制冷劑克服了吸收劑只能采用單一鹽份的偏見，創造性地采用多元復合鹽作為吸收劑。這種多元復合鹽同時具有了較好的吸收(NH<sub>3</sub>)和解吸(NH<sub>3</sub>)特性。本發明還同時公開了這種多元復合鹽/氨溶液吸收制冷系統，以及應用該系統的制冷工藝。
文檔編號C09K5/00GK101250394SQ200810047199
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月31日 優先權日2008年3月31日
發明者徐文賢, 李緒文 申請人:武漢箕星制冷有限公司