[發明專利]熱壓縮與機械壓縮并聯的兩級壓縮復合制冷系統及其方法

有效

• 申請號: 202011172480.1
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112629067B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 李澤宇;王蕊婷
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F25B25/02
• 分類號: F25B25/02;F25B49/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種熱壓縮與機械壓縮并聯的兩級壓縮復合制冷系統，其特征在于，

該兩級壓縮復合制冷系統包括：太陽能熱水系統、吸收式制冷子系統、兩級壓縮制冷子系統；

所述太陽能熱水系統包括管路連接的太陽能集熱器(1)、蓄熱水箱(2)、第一熱水泵(3)和第二熱水泵(4)；其中，太陽能集熱器(1)的出水口通過管路與蓄熱水箱(2)的進水口(201)連接；蓄熱水箱(2)的出水口(202)與第一熱水泵(3)通過管路連通；第一熱水泵(3)的熱水出口通過管路接入發生器(5)的熱水進口；發生器(5)熱水出口通過管路與蓄熱水箱(2)回水進口(203)相接；蓄熱水箱(2)回水出口(204)再依次連接第二熱水泵(4)、太陽能集熱器(1)進水口；

所述吸收式制冷子系統包括管路連接的發生器(5)、精餾器(6)、冷凝器(7)、第一節流閥(8)、級間冷卻器(9)、過冷器(10)、吸收器(11)、溶液泵(12)、溶液熱交換器(13)和流量調節閥(22)；所述發生器(5)的制冷劑側出口連接精餾器(6)的入口；精餾器(6)的制冷劑側出口連接冷凝器(7)的制冷劑側入口；精餾器(6)的溶液出口(601)連接發生器(5)的回流液入口(501)；冷凝器(7)的吸收循環制冷劑側出口(701)通過第一節流閥(8)后分為兩條支路：其中一條支路通過過冷器(10)后連接級間冷卻器(9)，另一條支路直接連接級間冷卻器(9)；級間冷卻器(9)的吸收循環側出口(901)通過流量調節閥(22)連接吸收器(11)的制冷劑側入口；吸收器(11)的濃溶液出口通過溶液泵(12)連接精餾器(6)的濃溶液入口；精餾器(6)的濃溶液出口(602)連接溶液熱交換器(13)的低溫側入口；溶液熱交換器(13)的低溫側出口連接發生器(5)的濃溶液進口(502)；發生器(5)的稀溶液出口連接溶液熱交換器(13)的高溫側入口；溶液熱交換器(13)的高溫側出口連接吸收器(11)的溶液進口；

所述兩級壓縮制冷子系統包括管路連接的蒸發器(15)、第一級壓縮機(16)、空氣冷卻器(17)、級間冷卻器(9)、第二級壓縮機(18)、冷凝器(7)、過冷器(10)、第二節流閥(14)和冷凍水泵(19)；所述冷凝器(7)的壓縮循環制冷劑側出口(702)連接過冷器(10)的入口；過冷器(10)的出口通過第二節流閥(14)連接蒸發器(15)的入口；蒸發器(15)的出口連接第一級壓縮機(16)的進氣口；第一級壓縮機(16)的排氣口通過空氣冷卻器(17)連接級間冷卻器(9)的進氣口；級間冷卻器(9)的出口(902)連接第二級壓縮機(18)的進氣口；第二級壓縮機(18)的排氣口與吸收子系統精餾器(6)的制冷劑側出口在冷凝器(7)的制冷劑側入口前連接；

所述蒸發器(15)的冷凍水進口端經冷凍水泵(19)通過管路連接供冷用戶的出口端(20)，供冷用戶的進口端(21)連接蒸發器(15)的冷凍水的出口端。

2.根據權利要求1所述熱壓縮與機械壓縮并聯的兩級壓縮復合制冷系統，其特征在于：所述太陽能集熱器(1)為槽式太陽能集熱器。

3.根據權利要求2所述熱壓縮與機械壓縮并聯的兩級壓縮復合制冷系統，其特征在于：所述吸收式制冷子系統為氨水吸收式制冷系統。

4.根據權利要求2所述熱壓縮與機械壓縮并聯的兩級壓縮復合制冷系統，其特征在于：所述壓縮制冷子系統為氨壓縮制冷系統。

5.根據權利要求2所述熱壓縮與機械壓縮并聯的兩級壓縮復合制冷系統，其特征在于：所述第一級壓縮機(16)、第二級壓縮機(18)為變頻壓縮機。

6.根據權利要求2所述熱壓縮與機械壓縮并聯的兩級壓縮復合制冷系統，其特征在于：所述過冷器(10)為板式換熱器或管殼式換熱器。

7.根據權利要求1-6任一項所述熱壓縮與機械壓縮并聯的兩級壓縮復合制冷系統的運行方法，其特征在于包括如下步驟：

太陽能熱水運行步驟：

當太陽輻射強度達到太陽能集熱器(1)設定啟動條件時，啟動第二熱水泵(4)，并將儲存在蓄熱水箱(2)中的水送至太陽能集熱器(1)中，收集太陽能來加熱熱水，熱水再進入蓄熱水箱(2)中儲存；

吸收循環運行步驟：

啟動第一熱水泵(3)、第一節流閥(8)、溶液泵(12)及流量調節閥(22)，使該循環處于工作狀態；

第一熱水泵(3)將蓄熱水箱(2)中儲存的約為110 ℃~115 ℃的熱水輸送至發生器(5)中，發生器(5)中的氨水溶液被熱水加熱而汽化，汽化后的氨蒸氣再進入精餾器(6)中精餾，從精餾器(6)引出的氨蒸氣在40 ℃~45 ℃的冷凝器(7)中被其內的冷卻水冷卻，使氨蒸氣冷凝為液態氨，經過第一節流閥(8)節流后分為兩條支路，一條將其送至過冷器(10)并在6℃~8 ℃吸熱蒸發，蒸發后通入級間冷卻器(9)，另一條送至級間冷卻器(9)在6 ℃~8 ℃吸熱蒸發，蒸發后的氨蒸氣進入吸收器(11)中，被從發生器(5)流出的經溶液熱交換器(13)的濃度為0.3~0.4的稀溶液吸收，吸收過程產生的熱量由冷卻水帶走，吸收后稀溶液濃度增至0.4~0.5，隨后在溶液泵(12)的驅動下進入精餾器(6)，在精餾器(6)中吸收其中產生的熱量后進入溶液熱交換器(13)，處于低溫側的濃溶液被高溫側的稀溶液加熱后進入發生器(5)，如此不斷循環工作；

當有太陽光照或者光照輻射強時，調節級間冷卻器(9)的流量調節閥(22)，增加進入吸收器的工質流量，以降低第二級壓縮功耗；

當無太陽光照或者光照輻射較弱時，蓄熱水箱(2)中的溫度較低無法驅動吸收循環工作，關閉第一熱水泵(3)、第一節流閥(8)、溶液泵(12)，流量調節閥(22)，使吸收循環處于停止工作狀態；

兩級壓縮循環運行步驟：

啟動第二節流閥(14)，第一級壓縮機(16)和第二級壓縮機(18)，使兩級壓縮循環處于工作狀態；

從冷凝器(7)出來的氨蒸氣在過冷器(10)中被冷卻，再通過第二節流閥(14)節流，隨后于蒸發器(15)中蒸發并產生-18 ℃~-20 ℃的冷量用于滿足用戶需求，蒸發后的氨蒸氣進入第一級壓縮機(16)中壓縮，從壓縮機排氣口出來的75 ℃~80 ℃的氨蒸氣先經空氣冷卻器(17)被冷卻至45 ℃~50 ℃，再通過級間冷卻器(9)被冷卻至10 ℃~13 ℃，冷卻后送入第二級壓縮機(18)中再壓縮，壓縮完成后的106 ℃~110 ℃的氨蒸氣與精餾器(6)產生的氨蒸氣混合后進入冷凝器(7)中，如此循環往復，不斷工作。