[發明專利]一種高效低溫吸收式制冷機

無效

• 申請號: 200710300025.3
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101196351A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 王林;馬愛華;郭永輝;周西文;談瑩瑩;閆曉娜;王雨;任秀宏
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: F25B15/04
• 分類號: F25B15/04;A23L3/36
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明涉及一種制冷機，尤其涉及一種高效低溫吸收式制冷機。

背景技術

隨著社會經濟和生產加工技術發展，冷凍冷藏用制冷機在食品加工、制藥、生物和化工等行業得到越來越廣泛應用。現有冷凍冷藏技術所需低溫環境主要是通過電驅動蒸汽壓縮制冷機來獲得的，因而無法利用生產過程中所產生的余熱或廢熱。尤其，隨著化石能源日益枯竭、地球環境不斷惡化，采用CFC、HCFC、HFC類工質蒸汽壓縮制冷機的使用已受到越來越多限制，而以溴化鋰溶液或氨水為工質對的吸收制冷機卻受到更多重視。吸收制冷機可實現對太陽能、地熱等可再生能源或余熱、廢熱等低品位能源有效利用，所使用制冷工質氨或水是對環境友好的優良自然工質，具有節能和環保優點。可是，溴化鋰溶液吸收制冷機的制冷溫度在0℃以上，只能用于空調領域，而現有的氨水吸收制冷機的制冷溫度較低時，效率急劇下降，比如制冷溫度在-25℃時COP約為0.3。現有吸收制冷機在較低制冷溫度下也難以回收精餾熱和吸收熱，其節能效果較差，工作效率較低，大大限制其在冷凍冷藏領域推廣使用。此外，現有的吸收制冷機所采用潛熱儲能技術需設置共3個儲罐，系統較為復雜，實際工作控制要求較高。

發明內容

本發明旨在提供一種高效低溫吸收式制冷機，該制冷機具有簡單可靠的潛熱儲能系統，能利用濃溶液回收精餾熱和吸收熱，在較低制冷溫度時可獲得高效率。

為達到上述目的，本發明所采用技術方案：其氨水循環回路中包括有高溫發生器、第二溶液換熱器、溶液節流閥、低溫吸收器、溶液儲罐、換熱器、精餾器；氨蒸汽循環回路包括有高溫發生器、精餾器、冷凝器、液氨儲罐、回熱器、節流部件、蒸發器、低溫吸收器；在高溫發生器與精餾器之間設有中低溫發生器，利用中低溫發生器中設置的第一溶液換熱器和高溫發生器中的第二溶液換熱器使發生熱得以回收；在溶液節流閥與低溫吸收器之間設置中溫吸收器，利用中溫吸收器內設置的換熱器回收吸收熱，在精餾器內設置換熱器利用換熱器回收精餾熱，設置液氨儲罐和溶液儲罐用以儲存潛能。精餾器內設置的換熱器與溶液泵出口連通接收較低溫度氨水濃溶液，回收精餾器內氨氣精餾所釋放熱量，換熱器出口濃氨水溶液分為兩支，一支流入精餾器內填料層作為提餾液，另一支進入中溫吸收器內換熱器和中溫吸收器內較高溫度氨水溶液發生熱交換而回收部分吸收熱，再進入中低溫發生器，并被第一溶液換熱器的高溫稀氨水溶液加熱而發生部分氨水蒸汽；高溫發生器出口的高溫稀氨水溶液先進入第一溶液換熱器和中低溫發生器內頂端流下的氨水溶液換熱，再進入第二溶液換熱器和高溫發生器內頂端流下的氨水溶液換熱后成為較低溫度氨水稀溶液。

所述液氨儲罐設置在冷凝器出口用以儲存液氨，所述低溫吸收器的出口連通溶液儲罐用以儲存氨水溶液，由一個控制閥和節流部件調節控制液氨儲罐的工作狀態，由三個控制閥調節控制溶液儲罐的工作狀態；四個控制閥均開啟并使節流部件的開度減小，部分液氨進入液氨儲罐儲存，溶液儲罐內所儲存溶液濃度逐漸減少，使系統處于潛熱儲能工作狀態；四個控制閥均開啟并使節流部件的開度增大，液氨儲罐所儲存液氨體積逐漸減少，溶液儲罐內所儲存溶液濃度逐漸增大，使系統處于由所儲存潛能提供部分冷量的工作狀態；其中三個控制閥關閉，一個控制閥開啟，液氨儲罐內液氨先進入回熱器后經節流部件節流后進入蒸發器成為氨蒸汽，再經回熱器換熱后經中溫吸收器再進入低溫吸收器而被溶液吸收，溶液儲罐內溶液經溶液泵直接送入低溫吸收器吸收氨蒸汽再返回溶液儲罐，液氨儲罐內所儲存液氨體積逐漸減少，溶液儲罐內所儲存溶液濃度逐漸增大，使系統處于所儲存的潛能提供全部冷量的工作狀態。

所述中低溫發生器內設置有中低溫加熱器，其所供能源為可再生能源太陽能、沼氣、地熱或余熱；中低溫發生器內設置有填料層。

所述高溫發生器內設置有高溫加熱器、填料層和第二溶液換熱器。

所述中溫吸收器與回熱器連通。

本發明的有益效果是能有效利用可再生能源和低谷低價電能，潛熱儲能系統簡單可靠，具有高效節能和運行費用低等優點。依靠濃溶液回收全部精餾熱和部分吸收熱，在蒸發溫度-25℃制冷機COP可達到0.7以上。中低溫發生器可有效利用太陽能、地熱、余熱或廢熱，高溫發生器出口的高溫稀溶液的熱能通過第一溶液換熱器和第二溶液換熱器獲得最大限度回收，利用低溫吸收器出口的稀溶液先后回收精餾熱和吸收熱，大大節省發生器所需的加熱量，節能效果顯著。僅通過一個液氨儲罐和一個溶液儲罐可將低谷時段電能轉化為冷量儲存起來在電力峰值時使用，將大大降低運行費用，也可將多余太陽能、地熱、余熱或廢熱等轉化為冷量儲存起來，潛熱儲能避免冷量損失，有利于保證制冷機工作穩定性和可靠性。