專利名稱：一種回?zé)崾搅蚯杷徕c-氨吸收式熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種回?zé)崾搅蚯杷徕c-氨吸收式熱泵系統(tǒng)，應(yīng)用于有余廢 熱源、并需要供暖、制冷和熱水供給設(shè)備的場(chǎng)合，如在室內(nèi)空調(diào)，汽車空調(diào)， 以及一些制冷機(jī)上，屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，壓縮式制冷機(jī)所使用的CFC類工質(zhì)破壞大氣臭氧層，對(duì)人類健康 和所依賴的生態(tài)環(huán)境造成了巨大的有害影響，解決臭氧層破壞問(wèn)題己經(jīng)成了 世界各國(guó)義不容辭的迫切任務(wù)。同時(shí)，世界上有大量的余廢熱仍未開(kāi)發(fā)利用， 其它的低溫?zé)嵩?，如太?yáng)能、地?zé)崮芤参闯浞掷?。?duì)這些低溫?zé)崮?，熱?是一種很有前途的利用手段，特別是吸收式熱泵，由于利用了廉價(jià)的熱能， 同時(shí)對(duì)環(huán)境沒(méi)有破環(huán)，各方面優(yōu)于壓縮式熱泵。
以往研究的溴化鋰系統(tǒng)只能制取零度以上的溫度，而且腐蝕性較強(qiáng)，應(yīng) 用受到限制。目前研究較多的是氨水吸收式熱泵系統(tǒng)。氨水系統(tǒng)由于水和氨 的沸點(diǎn)接近，在發(fā)生器中加熱時(shí)氨蒸發(fā)，水也蒸發(fā)，降低了熱效率，同時(shí)需 要精餾裝置，增加了設(shè)備投資和能耗，同時(shí)也限制了熱利用率和制冷效率的 提高，此外它還需要增壓泵，耗電量較大，因此已不適應(yīng)目前節(jié)能、制冷形 勢(shì)的需求。
目前常見(jiàn)的氨氫水?dāng)U散吸收式制冷系統(tǒng)在氨水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入了擴(kuò)散 劑一氫，它的基本流程如圖l所示，進(jìn)入發(fā)生器l的濃溶液經(jīng)過(guò)加熱，蒸發(fā) 后進(jìn)入到精餾器17，其中液態(tài)回流入發(fā)生器l，氣態(tài)氨經(jīng)冷凝器14冷凝，經(jīng) 氣體熱交換器15再冷，進(jìn)入蒸發(fā)器6。在蒸發(fā)器6中由于氫的影響，促成了 氨迅速蒸發(fā)制冷。由蒸發(fā)器6出來(lái)的氨氫水混合氣經(jīng)氣體熱交換器15換熱后， 進(jìn)入吸收器7。從發(fā)生器1出來(lái)的稀溶液在溶液熱交換器16中被冷卻后也進(jìn) 入吸收器7，在吸收器7中稀氨溶液吸收氨氣形成濃氨溶液，在溶液泵8的作 用下經(jīng)溶液熱交換器16預(yù)熱后進(jìn)入發(fā)生器1重新發(fā)生，而氫氣重新回到蒸發(fā)
器，如此構(gòu)成循環(huán)。此系統(tǒng)工質(zhì)對(duì)采用氨和水，因此必須設(shè)有精餾裝置，同 時(shí)目前也有氨水系統(tǒng)利用虹吸泵進(jìn)行循環(huán)，但相比較溶液泵而言制冷量一般 較小，難以用于制冷量需求大的場(chǎng)合，且制冷量不易調(diào)節(jié)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是在于克服了現(xiàn)有熱泵系統(tǒng)的上述不足，提供了一種 回?zé)崾搅蚯杷徕c一氨吸收式熱泵系統(tǒng)，本系統(tǒng)用較低的熱源溫度就可以滿足
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求并可達(dá)到較高的制冷效率(C0P)，并且充分利用系統(tǒng)內(nèi)部的
冷凝熱、吸收熱等熱量實(shí)現(xiàn)制熱的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。包括有發(fā)生器l、
蒸發(fā)器6、吸收器7、溶液泵8、多內(nèi)管套管換熱器2和單內(nèi)管套管換熱器4。 其中多內(nèi)管套管換熱器2的外管分別與循環(huán)水入口 12和循環(huán)水出口 13相 連通，三條內(nèi)管一端分別與發(fā)生器l的氨蒸汽出口、稀硫氰酸鈉-氨溶液出口 和吸收器7內(nèi)部的換熱盤管11入口相連，相對(duì)應(yīng)的三條內(nèi)管的另一端分別與 一次節(jié)流閥3、吸收器7中的噴嘴9和溶液泵8相連通，溶液泵8的另一端與 吸收器7底部的濃硫氰酸鈉-氨溶液出口相連通； 一次節(jié)流閥3的另一端與單 內(nèi)管套管換熱器4外管的一端相連通，外管的另一端通過(guò)二次節(jié)流閥5與蒸 發(fā)器6的入口相連通，蒸發(fā)器6的出口又通過(guò)單內(nèi)管套管換熱器4的內(nèi)管與 吸收器7的氨氣入口相連通；吸收器7內(nèi)部的換熱盤管11與發(fā)生器1的濃硫 氰酸鈉-氨溶液入口相連接。
本實(shí)用新型中，通過(guò)多內(nèi)管套管換熱器2外管的循環(huán)水，與純氨管路、 稀硫氰酸鈉-氨溶液管路和濃硫氰酸鈉-氨管路三條內(nèi)管進(jìn)行熱交換，起到冷 凝器、預(yù)冷器作用，同時(shí)有效利用了系統(tǒng)需要帶走的熱，用來(lái)制取生活用熱水， 取代了以往吸收式系統(tǒng)中的三個(gè)板式換熱器。
本實(shí)用新型中的單內(nèi)管套管換熱器4有兩個(gè)作用1)用蒸發(fā)器6出口的 低溫氨氣進(jìn)一步冷卻氨液，提供并維持一個(gè)低溫環(huán)境；2)作為儲(chǔ)液罐暫時(shí)儲(chǔ) 存氨液，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器6的氨液流量實(shí)現(xiàn)制冷量可調(diào)，解決了在以往 吸收式系統(tǒng)中制冷量不容易調(diào)節(jié)的問(wèn)題。另外，本實(shí)用新型系統(tǒng)中有兩個(gè)節(jié)
流閥，其中一次節(jié)流閥3位于多內(nèi)管套管換熱器2之后，二次節(jié)流閥5位于 單內(nèi)管套管換熱器4之后。制冷劑經(jīng)過(guò)兩次冷卻、兩次節(jié)流后，進(jìn)入蒸發(fā)器6 可以充分蒸發(fā)制冷，提高制冷量。
在吸收式制冷系統(tǒng)中，由于吸收過(guò)程是一個(gè)放熱過(guò)程，如果產(chǎn)生的吸收 熱不及時(shí)帶走就會(huì)影響吸收效果從而影響系統(tǒng)循環(huán)，本系統(tǒng)吸收器7內(nèi)的吸 收熱由兩部分帶走， 一部分被噴嘴9噴淋下來(lái)的已經(jīng)被多內(nèi)管套管換熱器2 預(yù)冷過(guò)的稀硫氰酸鈉-氨溶液吸收，另外一部分則被同樣經(jīng)過(guò)多內(nèi)管套管換熱 器2預(yù)冷過(guò)的濃硫氰酸鈉-氨溶液吸收，使吸收過(guò)程順利進(jìn)行，提高整個(gè)系統(tǒng) 循環(huán)效率。
本實(shí)用新型以硫氰酸鈉-氨作為制冷工質(zhì)對(duì)制取零度以下的溫度，同時(shí)省 去了氨水系統(tǒng)的精餾裝置，它用較低的熱源溫度就可以滿足驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求 并可達(dá)到較高的制冷效率(C0P)，并且充分利用系統(tǒng)內(nèi)部的冷凝熱、吸收熱 等熱量實(shí)現(xiàn)制熱的目的，同時(shí)無(wú)污染，且具有節(jié)能效果。
圖1氨氫水?dāng)U散吸收式制冷系統(tǒng)流程圖
圖2本實(shí)用新型一種回?zé)崾搅蚯杷徕c-氨吸收式熱泵系統(tǒng)流程圖
圖中l(wèi).發(fā)生器，2.多內(nèi)管套管換熱器，3.—次節(jié)流閥，4.單內(nèi)管套管
換熱器，5.二次節(jié)流閥，6.蒸發(fā)器，7.吸收器，8.溶液泵，9.噴嘴，10.熱
源，ll.換熱盤管，12.循環(huán)水入口， 13.循環(huán)水出口， 14.冷凝器，15.氣體
熱交換器，16.溶液熱交換器，17.精餾器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖2對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明
本系統(tǒng)包括有發(fā)生器l、蒸發(fā)器6、吸收器7、溶液泵8、多內(nèi)管套管換 熱器2和單內(nèi)管套管換熱器4。多內(nèi)管套管換熱器2的外管分別連接循環(huán)水入 口 12和循環(huán)水出口 13，三條內(nèi)管一端分別與發(fā)生器1的氨蒸汽出口、稀硫氰 酸鈉-氨溶液出口和吸收器7內(nèi)部的換熱盤管11入口相連通，相對(duì)應(yīng)的三條 內(nèi)管的另一端分別與一次節(jié)流閥3、吸收器7中的噴嘴9、以及通過(guò)溶液泵8
與吸收器7底部的濃硫氰酸鈉-氨溶液出口相連通。單內(nèi)管套管換熱器4外管 的一端與一次節(jié)流閥3相連通，另一端經(jīng)過(guò)二次節(jié)流閥5連接蒸發(fā)器6后， 又通過(guò)單內(nèi)管套管換熱器4的內(nèi)管與吸收器7的氨氣入口相連接。吸收器7 通過(guò)內(nèi)部的換熱盤管11與發(fā)生器1的濃硫氰酸鈉-氨溶液入口相連通。
本系統(tǒng)的運(yùn)行主要包括三個(gè)循環(huán)，即純氨(包括氨氣和純氨液)循環(huán)，稀 硫氰酸鈉-氨溶液循環(huán)和濃硫氰酸鈉-氨循環(huán)，通過(guò)完成這三個(gè)循環(huán)，達(dá)到系 統(tǒng)最終熱泵的效果。
本系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程如下在發(fā)生器1中，濃硫氰酸鈉-氨溶液經(jīng)過(guò)熱源10 加熱沸騰后，由于氨與硫氰酸鈉的沸點(diǎn)相差較大，純氨氣大量蒸發(fā)出來(lái)，同 時(shí)濃硫氰酸鈉-氨溶液變?yōu)橄×蚯杷徕c-氨溶液。其中氨氣進(jìn)入多內(nèi)管套管換 熱器2的一條內(nèi)管，被外管從循環(huán)水入口 12和循環(huán)水出口 13出入的循環(huán)水 冷凝成氨液，并經(jīng)過(guò)一次節(jié)流閥3節(jié)流降壓后，進(jìn)入單內(nèi)管套管換熱器4的 外管暫時(shí)儲(chǔ)存，同時(shí)被單內(nèi)管套管換熱器4內(nèi)管中從蒸發(fā)器6出來(lái)的低溫氨 氣進(jìn)一步冷卻，之后經(jīng)過(guò)二次節(jié)流閥5進(jìn)一步節(jié)流，并且根據(jù)需要調(diào)節(jié)進(jìn)入 蒸發(fā)器6的氨液流量，使氨液充分蒸發(fā)制冷，提高制冷量并且實(shí)現(xiàn)制冷量可 調(diào)節(jié)。從蒸發(fā)器6出來(lái)的氨氣經(jīng)過(guò)單內(nèi)管套管換熱器4的內(nèi)管與外管的氨液 換熱后最終進(jìn)入吸收器7，被噴嘴9噴淋下來(lái)的稀硫氰酸鈉-氨溶液吸收形成 濃硫氰酸鈉-氨溶液。這里的稀硫氰酸鈉-氨溶液來(lái)自發(fā)生器l，流入多內(nèi)管套 管換熱器2的內(nèi)管，并且經(jīng)過(guò)多內(nèi)管套管換熱器2外管循環(huán)水的冷卻降溫， 之后進(jìn)入吸收器7內(nèi)的噴嘴9進(jìn)行噴淋。而在吸收器7底部形成的濃硫氰酸 鈉-氨溶液因?yàn)樘幱诘蛪憾?，在溶液?的作用下也進(jìn)入多內(nèi)管套管換熱器2 的內(nèi)管與外管循環(huán)水進(jìn)行熱交換，然后以換熱盤管ll的形式再次進(jìn)入吸收器 7內(nèi)進(jìn)行熱交換，有效帶走吸收器7內(nèi)吸收過(guò)程產(chǎn)生的吸收熱，并最終送入發(fā) 生器1內(nèi)被熱源10再次加熱蒸發(fā)開(kāi)始新的循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種回?zé)崾搅蚯杷徕c-氨吸收式熱泵系統(tǒng)，包括有發(fā)生器(1)、蒸發(fā)器(6)、吸收器(7)和溶液泵(8)；其特征在于還包括有多內(nèi)管套管換熱器(2)和單內(nèi)管套管換熱器(4)；其中多內(nèi)管套管換熱器(2)的外管分別與循環(huán)水入口(12)和循環(huán)水出口(13)相連通，三條內(nèi)管一端分別與發(fā)生器(1)的氨蒸汽出口、稀硫氰酸鈉-氨溶液出口和吸收器(7)內(nèi)部的換熱盤管(11)入口相連，相對(duì)應(yīng)的三條內(nèi)管的另一端分別與一次節(jié)流閥(3)、吸收器(7)中的噴嘴(9)和溶液泵(8)相連通，溶液泵(8)的另一端與吸收器(7)底部的濃硫氰酸鈉-氨溶液出口相連通；一次節(jié)流閥(3)的另一端與單內(nèi)管套管換熱器(4)外管的一端相連通，外管的另一端通過(guò)二次節(jié)流閥(5)與蒸發(fā)器(6)的入口相連通，蒸發(fā)器(6)的出口又通過(guò)單內(nèi)管套管換熱器(4)的內(nèi)管與吸收器(7)的氨氣入口相連通；吸收器(7)內(nèi)部的換熱盤管(11)與發(fā)生器(1)的濃硫氰酸鈉-氨溶液入口相連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種回?zé)崾搅蚯杷徕c-氨吸收式熱泵系統(tǒng)，屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。多內(nèi)管套管換熱器的外管與循環(huán)水入口和循環(huán)水出口相連，三條內(nèi)管一端分別與發(fā)生器的氨蒸汽出口、稀硫氰酸鈉-氨溶液出口和吸收器內(nèi)部的換熱盤管入口相連，相對(duì)應(yīng)的三條內(nèi)管的另一端分別與一次節(jié)流閥、吸收器中的噴嘴和吸收器底部的濃硫氰酸鈉-氨溶液出口相連。一次節(jié)流閥的另一端依次通過(guò)單內(nèi)管套管換熱器外管、二次節(jié)流閥與蒸發(fā)器的入口相連，蒸發(fā)器的出口通過(guò)單內(nèi)管套管換熱器的內(nèi)管與吸收器的氨氣入口相連。本實(shí)用新型以硫氰酸鈉-氨作為制冷工質(zhì)對(duì)制取零度以下的溫度，省去了氨水系統(tǒng)的精餾裝置，它用較低的熱源溫度就可以滿足驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求并可達(dá)到較高的制冷效率。
文檔編號(hào)F25B30/04GK201196509SQ20082008001
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者劉忠寶, 郝玉濤 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)