CN101187510A - 三效吸收式制冷*** - Google Patents

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孙欢
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Abstract

本发明公开了一种三效吸收式制冷***，旨在提供一种既可以利用高压发生器产生的高温蒸汽在中压发生器中加热中压发生器的稀溶液后的部分显热，又可以避免存在较大的截流损失，以提高机组热效率的三效吸收式制冷***。在制冷剂回路中高压发生器的蒸汽出口依次与中压发生器的蒸汽入口、低压发生器的蒸汽入口、冷凝器的蒸汽入口连接，中压发生器的蒸汽出口依次与低压发生器的蒸汽入口、冷凝器的蒸汽入口连接，低压发生器蒸汽出口和冷凝器的蒸汽入口连接。该制冷***中高压发生器产生的高温蒸汽加热中压发生器后，继续加热低压发生器中的稀溶液；再进入冷凝器，中压发生器产生的高温蒸汽加热低压发生器后进入冷凝器，提高了机组的热效率。

Description

三效吸收式制冷***
技术领域
本发明涉及一种制冷***，更具体的说，是涉及一种冷剂蒸汽(水)循环的三效吸收式制冷***，属于制冷及低温工程应用技术领域。
背景技术
吸收式制冷装置是以热能作为驱动，采用二元或多元工质对，以低沸点组分(制冷剂)的蒸发实现制冷，以高沸点组分(吸收剂)对制冷剂的吸收来完成工作循环。目前，吸收式制冷装置最常用的工质对为溴化锂—水溶液。
单效溴化锂吸收式制冷机的COP为0.7，现在常用的两效溴化锂吸收式制冷机的COP提高到1.0～1.2，但在总体性能上，以往的溴化锂吸收式制冷机仍不能取代传统的压缩式制冷***。由于直燃式吸收式制冷机组采用的燃料是具有高热势的燃油与燃气，能够产生较高温度与压力的冷剂蒸汽(水蒸气)，就有可能对产生的冷剂蒸汽多次使用，这样无疑能降低燃料耗量，提高机组热效率，节省运转费用。为了更有效的利用高品位热源，提出了三效或多效吸收式制冷装置。研究表明：三效吸收式制冷机的热效率可比双效吸收式制冷机高30％以上，三效吸收式制冷机在对一次能源的有效利用方面，已经相当于目前市场上最好的压缩式制冷机。
三效溴化锂吸收式制冷循环有多种不同的循环方式主要有3D3C循环、DCC循环等。各循环又分串联流程式、并联流程式和混联流程式循环。
3D3C循环如附图1所示，高压发生器中的溴化锂溶液被外界燃油、燃气燃烧产生的高温烟气热源加热浓缩，产生的冷剂蒸汽导入中压发生器，加热中压发生器的溴化锂溶液。一级冷凝器与中压发生器实为一体，冷剂蒸汽被冷凝后降压闪发进入冷凝器；同样，中压发生器产生的冷剂蒸汽通过管道导入低压发生器，加热低压发生器溶液，二级冷凝器与低压发生器实为一体，冷剂蒸气被冷凝后降压闪发进入冷凝器；三级发生器中产生的冷剂蒸汽也进入冷凝器冷凝，这样冷凝热大部分被回收，无法回收的冷凝热由冷却水带走，冷剂水在蒸发器中蒸发产生冷剂蒸汽被吸收器中稀溶液吸收。由于中压发生器、低压发生器实为一、二级冷凝器，所以这种循环流程被称作3D(Desor2ber)3C(Condenser)循环。在3D3C循环中，高压发生器产生的冷剂蒸汽通过中压发生器后直接进入冷凝器中，由于高压发生器产生的高温蒸汽在中压发生器中加热中压发生器的稀溶液后，其自身焓值减少后尚有可观的显热可以利用，而这部分热量通过冷凝器被冷却水白白地带走，降低了热效率。
DCC循环如附图2所示，在DCC循环中，高压发生器产生的冷剂蒸汽通过中压发生器后进入低压发生器，继续加热低压发生器中的稀溶液，之后再进入蒸发器。由于此循环中压发生器和低压发生器分别作为高压发生器产生的冷剂蒸汽的冷凝器，从而形成了高压发生器带两个冷凝器的双冷凝器的三效并联流程循环，故被称为DCC循环。但DCC循环中从低压发生器出的冷剂水的压力相对较高，直接截流进入蒸发器，必然存在较大的截流损失，机组的热效率降低。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种既可以利用高压发生器产生的高温蒸汽在中压发生器中加热中压发生器的稀溶液后的部分显热，又可以避免存在较大的截流损失，以提高机组的热效率的三效吸收式制冷***。
本发明通过下述技术方案实现：
一种三效吸收式制冷***，由冷却塔、吸收器、蒸发器、高压发生器、中压发生器、低压发生器、高温溶液热交换器、中温溶液热交换器、低温溶液热交换器、冷凝器、泵组、热源驱动设备及连接配管分别连接组成溶液回路、制冷剂回路和冷却水回路，其特征在于，所述制冷剂回路中高压发生器的蒸汽出口依次与中压发生器的蒸汽入口、低压发生器的蒸汽入口、冷凝器的蒸汽入口连接，中压发生器的蒸汽出口依次与低压发生器的蒸汽入口、冷凝器的蒸汽入口连接，低压发生器蒸汽出口和冷凝器的蒸汽入口连接，冷凝器的制冷剂出口与蒸发器制冷剂入口相连，蒸发器的蒸汽出口与吸收器的蒸汽入口相连。
所述溶液回路中吸收器溶液出口分别通过高温溶液热交换器、中温溶液热交换器、低温溶液热交换器分别与相应的高压发生器、中压发生器、低压发生器的溶液进口连接，所述高压发生器、中压发生器、低压发生器的溶液出口分别经过高温溶液热交换器、中温溶液热交换器、低温溶液热交换器与吸收器的溶液进口连接。
所述溶液回路中吸收器溶液出口依次经过高温溶液热交换器、中温溶液热交换器、低温溶液热交换器与高压发生器溶液进口相连，高压发生器溶液出口与中压发生器溶液进口相连，中压发生器溶液出口与低压发生器溶液进口相连，低压发生器溶液出口经低温溶液热交换器与吸收器溶液进口相连。
吸收器的溶液出口通过低温溶液热交换器后，一路依次经中温溶液热交换器、高温溶液热交换器与高压发生器的溶液进口连接，一路与低压发生器的溶液进口连接，高压发生器的溶液出口经高温溶液热交换器与中压发生器的溶液进口连接，中压发生器的溶液出口依次经中温溶液热交换器、低温溶液热交换器与吸收器溶液进口连接，低压发生器的溶液出口经低温溶液热交换器与吸收器溶液进口连接。
所述冷却水回路中冷却塔的出水口分别与冷凝器和吸收器的进水口连接，冷凝器和吸收器的出水口分别与冷却塔的进水口连接。
本发明具有下述技术效果：
本发明的制冷***中高压发生器产生的高温蒸汽加热中压发生器后，继续加热低压发生器中的稀溶液，然后，再进入冷凝器，同时，中压发生器产生的高温蒸汽加热低压发生器后进入冷凝器，这样，既可以利用高压发生器产生的高温蒸汽在中压发生器中加热中压发生器的稀溶液后的部分显热，又可以避免存在较大的截流损失，提高了机组的热效率。
附图说明
图1为现有技术中3D3C循环的示意图；
图2为现有技术中DCC循环的示意图；
图3为本发明三效吸收式制冷***的示意图；
图4为溶液循环采用并联方式的三效吸收式制冷***的示意图；
图5为溶液循环采用串联方式的三效吸收式制冷***的示意图；
图6为溶液循环采用混联方式的三效吸收式制冷***的示意图。
图中：
1.高压发生器  2.中压发生器  3.低压发生器  4.冷凝器
5.蒸发器      6.吸收器      7.泵          8.冷却塔
9.高温溶液热交换器   10.中温溶液热交换器
11.低温溶液热交换器  12.热源驱动设备。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。
本发明的三效吸收式制冷***主要是对针对制冷剂回路的改进，溶液回路和冷却水回路可以采用现有的多种连接方式。图3为本发明三效吸收式制冷***的示意图，由冷却塔8、吸收器6、蒸发器5、高压发生器1、中压发生器2、低压发生器3、高温溶液热交换器9、中温溶液热交换器10、低温溶液热交换器11、冷凝器4、泵组7、热源驱动设备12及连接配管分别连接组成溶液回路、制冷剂回路和冷却水回路，所述制冷剂回路中高压发生器1的蒸汽出口依次与中压发生器2的蒸汽入口、低压发生器3的蒸汽入口、冷凝器4的蒸汽入口连接，中压发生器2的蒸汽出口依次与低压发生器3的蒸汽入口、冷凝器的蒸汽入口连接，低压发生器3蒸汽出口和冷凝器4的蒸汽入口连接，冷凝器4的制冷剂出口与蒸发器5的制冷剂入口相连，蒸发器5的蒸汽出口与吸收器6的蒸汽入口相连。高压发生器中的溴化锂溶液被热源驱动设备加热浓缩，产生的冷剂蒸汽导入中压发生器，加热中压发生器的溴化锂溶液，之后再与中压发生器产生的冷剂蒸汽一同进入低压发生器，加热低压发生器中的溴化锂溶液。之后，再与低压发生器中产生的冷剂蒸汽一同导入冷凝器。
溶液部分的循环可分为并联、串联和混联3种方式。在制冷剂回路改进的基础上，溶液回路优选以下几种方式。
图4为溶液循环采用并联方式的三效吸收式制冷***的示意图，在溶液回路中吸收器6的溶液出口分别通过高温溶液热交换器9、中温溶液热交换器10、低温溶液热交换器11分别与相应的高压发生器1、中压发生器2、低压发生器3的溶液进口连接，所述高压发生器1、中压发生器2、低压发生器3的溶液出口分别经过高温溶液热交换器9、中温溶液热交换器10、低温溶液热交换器11与吸收器6的溶液进口连接。
图5为溶液循环采用串联方式的三效吸收式制冷***的示意图，在溶液回路中吸收器6溶液出口依次经过高温溶液热交换器9、中温溶液热交换器10、低温溶液热交换器11与高压发生器1溶液进口相连，高压发生器1溶液出口与中压发生器2溶液进口相连，中压发生器2溶液出口与低压发生器3溶液进口相连，低压发生器3溶液出口经低温溶液热交换器11与吸收器6溶液进口相连。
图6为溶液循环采用混联方式的三效吸收式制冷***的示意图，吸收器6的溶液出口通过低温溶液热交换器11后，一路依次经中温溶液热交换器10、高温溶液热交换器9与高压发生器1的溶液进口连接，一路与低压发生器3的溶液进口连接，高压发生器1的溶液出口经高温溶液热交换器9与中压发生器2的溶液进口连接，中压发生器2的溶液出口依次经中温溶液热交换器10、低温溶液热交换器11与吸收器6溶液进口连接，低压发生器3的溶液出口经低温溶液热交换器11与吸收器6溶液进口连接。
为提高三效机的热效率，在上述多种方式中，冷却水回路采用并联的方式，冷却塔8的出水端分别与吸收器6、冷凝器4的冷却水进水端相连，吸收器6和冷凝器4的冷却水出水端分别与冷却塔8的进水端相连。
尽管参照实施例对所公开的涉及一种三效吸收式制冷***进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种三效吸收式制冷***，由冷却塔、吸收器、蒸发器、高压发生器、中压发生器、低压发生器、高温溶液热交换器、中温溶液热交换器、低温溶液热交换器、冷凝器、泵组、热源驱动设备及连接配管分别连接组成溶液回路、制冷剂回路和冷却水回路，其特征在于，所述制冷剂回路中高压发生器的蒸汽出口依次与中压发生器的蒸汽入口、低压发生器的蒸汽入口、冷凝器的蒸汽入口连接，中压发生器的蒸汽出口依次与低压发生器的蒸汽入口、冷凝器的蒸汽入口连接，低压发生器蒸汽出口和冷凝器的蒸汽入口连接，冷凝器的制冷剂出口与蒸发器制冷剂入口相连，蒸发器的蒸汽出口与吸收器的蒸汽入口相连。
2.根据权利要求1所述的三效吸收式制冷***，其特征在于，所述溶液回路中吸收器溶液出口分别通过高温溶液热交换器、中温溶液热交换器、低温溶液热交换器分别与相应的高压发生器、中压发生器、低压发生器的溶液进口连接，所述高压发生器、中压发生器、低压发生器的溶液出口分别经过高温溶液热交换器、中温溶液热交换器、低温溶液热交换器与吸收器的溶液进口连接。
3.根据权利要求1所述的三效吸收式制冷***，其特征在于，所述溶液回路中吸收器溶液出口依次经过高温溶液热交换器、中温溶液热交换器、低温溶液热交换器与高压发生器溶液进口相连，高压发生器溶液出口与中压发生器溶液进口相连，中压发生器溶液出口与低压发生器溶液进口相连，低压发生器溶液出口经低温溶液热交换器与吸收器溶液进口相连。
4.根据权利要求1所述的三效吸收式制冷***，其特征在于，吸收器的溶液出口通过低温溶液热交换器后，一路依次经中温溶液热交换器、高温溶液热交换器与高压发生器的溶液进口连接，一路与低压发生器的溶液进口连接，高压发生器的溶液出口经高温溶液热交换器与中压发生器的溶液进口连接，中压发生器的溶液出口依次经中温溶液热交换器、低温溶液热交换器与吸收器溶液进口连接，低压发生器的溶液出口经低温溶液热交换器与吸收器溶液进口连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的三效吸收式制冷***，其特征在于，所述冷却水回路中冷却塔的出水口分别与冷凝器和吸收器的进水口连接，冷凝器和吸收器的出水口分别与冷却塔的进水口连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102519165A (zh) * 2012-01-04 2012-06-27 中南大学 三效溴化锂吸收式制冷装置
CN111981555A (zh) * 2020-08-24 2020-11-24 天津市城市规划设计研究总院有限公司 基于吸收式和蒸气压缩式热泵的地热梯级利用供热***
CN113847753A (zh) * 2021-08-23 2021-12-28 深圳市燃气集团股份有限公司 一种天然气冷热联产***

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