[實用新型]一種回熱式硫氰酸鈉－氨吸收式熱泵系統

無效

• 申請號: 200820080011.5
• 申請日: 2008-04-18
• 公開（公告）號: CN201196509Y
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 劉忠寶;郝玉濤
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F25B15/04
• 分類號: F25B15/04;F25B30/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張慧

技術領域

本實用新型涉及一種回熱式硫氰酸鈉-氨吸收式熱泵系統，應用于有余廢熱源、并需要供暖、制冷和熱水供給設備的場合，如在室內空調，汽車空調，以及一些制冷機上，屬于空調技術領域。

背景技術

目前，壓縮式制冷機所使用的CFC類工質破壞大氣臭氧層，對人類健康和所依賴的生態環境造成了巨大的有害影響，解決臭氧層破壞問題己經成了世界各國義不容辭的迫切任務。同時，世界上有大量的余廢熱仍未開發利用，其它的低溫熱源，如太陽能、地熱能也未充分利用。對這些低溫熱能，熱泵是一種很有前途的利用手段，特別是吸收式熱泵，由于利用了廉價的熱能，同時對環境沒有破環，各方面優于壓縮式熱泵。

以往研究的溴化鋰系統只能制取零度以上的溫度，而且腐蝕性較強，應用受到限制。目前研究較多的是氨水吸收式熱泵系統。氨水系統由于水和氨的沸點接近，在發生器中加熱時氨蒸發，水也蒸發，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，因此已不適應目前節能、制冷形勢的需求。

目前常見的氨氫水擴散吸收式制冷系統在氨水系統的基礎上加入了擴散劑—氫，它的基本流程如圖1所示，進入發生器1的濃溶液經過加熱，蒸發后進入到精餾器17，其中液態回流入發生器1，氣態氨經冷凝器14冷凝，經氣體熱交換器15再冷，進入蒸發器6。在蒸發器6中由于氫的影響，促成了氨迅速蒸發制冷。由蒸發器6出來的氨氫水混合氣經氣體熱交換器15換熱后，進入吸收器7。從發生器1出來的稀溶液在溶液熱交換器16中被冷卻后也進入吸收器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的作用下經溶液熱交換器16預熱后進入發生器1重新發生，而氫氣重新回到蒸發器，如此構成循環。此系統工質對采用氨和水，因此必須設有精餾裝置，同時目前也有氨水系統利用虹吸泵進行循環，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合，且制冷量不易調節。

實用新型內容

本實用新型的目的是在于克服了現有熱泵系統的上述不足，提供了一種回熱式硫氰酸鈉—氨吸收式熱泵系統，本系統用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)，并且充分利用系統內部的冷凝熱、吸收熱等熱量實現制熱的目的。

為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。包括有發生器1、蒸發器6、吸收器7、溶液泵8、多內管套管換熱器2和單內管套管換熱器4。其中：多內管套管換熱器2的外管分別與循環水入口12和循環水出口13相連通，三條內管一端分別與發生器1的氨蒸汽出口、稀硫氰酸鈉-氨溶液出口和吸收器7內部的換熱盤管11入口相連，相對應的三條內管的另一端分別與一次節流閥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；一次節流閥3的另一端與單內管套管換熱器4外管的一端相連通，外管的另一端通過二次節流閥5與蒸發器6的入口相連通，蒸發器6的出口又通過單內管套管換熱器4的內管與吸收器7的氨氣入口相連通；吸收器7內部的換熱盤管11與發生器1的濃硫氰酸鈉-氨溶液入口相連接。

本實用新型中，通過多內管套管換熱器2外管的循環水，與純氨管路、稀硫氰酸鈉-氨溶液管路和濃硫氰酸鈉-氨管路三條內管進行熱交換，起到冷凝器、預冷器作用，同時有效利用了系統需要帶走的熱，用來制取生活用熱水，取代了以往吸收式系統中的三個板式換熱器。

本實用新型中的單內管套管換熱器4有兩個作用：1)用蒸發器6出口的低溫氨氣進一步冷卻氨液，提供并維持一個低溫環境；2)作為儲液罐暫時儲存氨液，通過調節進入蒸發器6的氨液流量實現制冷量可調，解決了在以往吸收式系統中制冷量不容易調節的問題。另外，本實用新型系統中有兩個節流閥，其中一次節流閥3位于多內管套管換熱器2之后，二次節流閥5位于單內管套管換熱器4之后。制冷劑經過兩次冷卻、兩次節流后，進入蒸發器6可以充分蒸發制冷，提高制冷量。

在吸收式制冷系統中，由于吸收過程是一個放熱過程，如果產生的吸收熱不及時帶走就會影響吸收效果從而影響系統循環，本系統吸收器7內的吸收熱由兩部分帶走，一部分被噴嘴9噴淋下來的已經被多內管套管換熱器2預冷過的稀硫氰酸鈉-氨溶液吸收，另外一部分則被同樣經過多內管套管換熱器2預冷過的濃硫氰酸鈉-氨溶液吸收，使吸收過程順利進行，提高整個系統循環效率。