[實用新型]硫氰酸鈉－氨擴散吸收式制冷裝置

無效

• 申請號: 200720104233.1
• 申請日: 2007-04-13
• 公開（公告）號: CN201028877Y
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 劉挺;劉忠寶;王志敏
• 申請（專利權）人: 中國家用電器研究院北京工業大學
• 主分類號: F25B15/02
• 分類號: F25B15/02;F25B15/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉萍

技術領域：

屬制冷技術行業，應用于遠洋漁船、貨輪以及一切需要制冷的場合。可在漁船制冰機、汽車空調、冷庫、冷藏車和軍事上使用。

背景技術：

人工制冷誕生100多年來，熱能制冷主要是吸收式制冷。目前常見的吸收式制冷方式有三種：溴化鋰水吸收式、氨水吸收式、氨氫水吸收擴散式。

溴化鋰吸收式制冷系統是研究較多的一種，不過因其只能制取零度以上的溫度，因此使用范圍常局限于空調上，而且腐蝕性較強。

氨水吸收式制冷是人工制冷的鼻祖，人工制冷領域是先有氨水吸收制冷才有壓縮制冷的，但是由于該系統的工質對是水和氨，在加熱時水蒸發，氨也蒸發，降低了熱效率，同時需要精餾裝置，增加了設備投資和能耗，同時也限制了制冷效率的提高。此外它還需要增壓泵，耗電量較大，因此已不適應目前節能、制冷形勢的需求。

氨氫水擴散吸收式制冷在氨水系統的基礎上加入了擴散劑-氫，它的基本流程如圖2所示，進入發生器1的濃溶液經過加熱，其中氣態進入到精餾器10，液態回流入發生器1。從精餾器10出來的氣態氨經冷凝器3冷凝，經氣體熱交換器11再冷，進入蒸發器7。在蒸發器7中由于氫的影響，促成了氨迅速蒸發制冷。由蒸發器7出來的氨氫水混合氣經氣體熱交換器11加熱后，進入吸收器5。從發生器1出來的稀溶液在溶液熱交換器9被冷卻后也進入吸收器5，在吸收器5中稀氨溶液吸收氨氣后經溶液熱交換器9預熱后，又流入發生器1。如此構成循環。此系統工質對仍采用氨和水，因此必須設有精餾裝置，同時由于利用虹吸泵進行循環，制冷量一般較小，制冷效率(COP)一般為0.4～0.5，難以用于制冷量需求大的場合。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種新型的擴散吸收式制冷裝置，它以硫氰酸鈉-氨作為制冷工質對，可以制取零度以下的溫度同時省去了精餾裝置，它有較低的熱源溫度就可以滿足驅動系統的要求并可達到較高的制冷效率(COP)，除了可以應用于空調系統以外，在冷庫、制冰設備等方面也可以得到應用。對有地熱源、廢熱源的地方，可以直接利用這些熱量來達到制冷的目的。

硫氰酸鈉-氨溶液具有高的溶解度、較低的蒸汽壓、高的熱導率、較低的粘度和比熱，且對鋼材無腐蝕，是一種較為理想的吸收制冷工質對。將硫氰酸鈉-氨用于擴散吸收制冷系統，由于氨與硫氰化鈉的沸點相差很大，溶液的氣相可認為是100％的氨氣，則可免去精餾裝置。而且理論分析表明，硫氰酸鈉-氨擴散吸收系統的性能優于傳統的氨氫水系統。

硫氰酸鈉-氨擴散吸收式制冷裝置包括發生器1、冷凝器3、吸收器5、蒸發器7、泵8和溶液熱交換器9，如圖1所示，發生器1一端與氣液分離器2相連，發生器1另一端與溶液熱交換器9連接，氣液分離器2頂部經過冷凝器3與擴散罐6相連，氣液分離器2底部通過溶液熱交換器9與泵8相連，擴散罐6底部通過泵8與蒸發器7形成封閉的環路，而擴散罐6與吸收器5上下端分別連通，吸收器5一端與冷卻器4形成循環的環路，吸收器5同時又經過泵8與溶液熱交換器9連接。

此裝置流程為：經發生器1中加熱沸騰后，帶有大量氨氣的濃氨溶液在氣液分離器2中進行分離，其中氨氣大量蒸發出來進入冷凝器3冷凝，而分離后的濃氨溶液變為稀氨溶液從氣液分離器2底部流出，通過溶液熱交換器9和從吸收器5底部過來的濃氨溶液混合。混合后的溶液經過磁力泵8后分為兩部分：一部分通過冷卻器4冷凝后被送到吸收器5中，被噴淋霧化后吸收氨氣變為濃氨溶液；另一部分經過溶液加熱器9被加熱后重新進入發生器1；

從氣液分離器2中蒸發出來的氨氣經過冷凝器3冷凝后變為氨液，氨液進入擴散罐6頂部被噴淋下來，一部分在氫的作用下擴散，另一部分未擴散的氨液通過溶液泵8進入蒸發器7換熱，然后被重新送到擴散罐6中噴淋擴散。這樣吸收了大量氨的氫氣就變為氫氨混合氣體，然后氫氨混合氣體進入吸收器5往上流動和噴淋下來的稀氨溶液進行物質交換。氨被稀氨溶液吸收，而氫氨溶液變成氫氣重新回到擴散罐6中吸收氨氣。這樣，系統完成了一個循環。

與目前的溴化鋰，氨氫水和氨水制冷系統相比，此系統的優點有以下幾個方面：

(1)由于在蒸發階段只有制冷劑氨蒸發，硫氰酸鹽不蒸發，這種新型吸收式制冷系統取消了精餾裝置，從而簡化了設備，提高了制冷效率(COP)。

(2)較低的熱源溫度就可以滿足驅動系統的要求，一般熱源溫度為90～110℃，在這種情況下，蒸發(制冷)溫度就可以達到-30℃。

(3)與同類裝置相比，制冷效率(COP)最高可以達到0.7，在當今倡導的“節能”中邁出了一大步。