CN108413642B - 一种集成多工作模式的溴化锂制冷机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成多工作模式的溴化锂制冷机组，包括高压发生器、低压发生器、高压吸收器、低压吸收器、高温换热器、低温换热器、冷凝器、蒸发器、PLC控制***和用于检测热源温度的温度传感器。本发明采用溶液泵、电磁阀等流体控制部件将不同的换热器按照需要组合在一起，集成了两级吸收式机组工作模式、单效吸收式机组工作模式、双效吸收式机组工作模式等三种工作模式；当热源温度在65℃～85℃时，***自动启动两级吸收式工作模式；当热源温度在85℃～150℃之间时，***自动启动单效吸收式工作模式；当热源温度在150℃以上时，***自动启动双效吸收式工作模式。不管热源温度如何变化，始终使***处于最高效的工作状态。

Description

一种集成多工作模式的溴化锂制冷机组
技术领域
本发明涉及吸收式制冷技术领域，具体涉及一种集成多工作模式的溴化锂制冷机组。
背景技术
热泵机组的工作原理实质上就是将不同传热媒介上的热量互相传递，被带走热量的传热媒介温度降低，变成所谓的“冷媒”，吸收了热量的传热媒介温度将升高，变为“热媒”，成为给外界供热的热源。因此，根据输出的传热媒介是“冷媒”还是“热媒”，吸收式热泵机组可以实现制冷与制热的双重目的。对于以制冷为主要目的的吸收式热泵机组也被称为吸收式制冷机，目前广为应用的吸收式制冷机主要是以溴化锂和氨水为工质，溴化锂制冷机组多用于空调***，氨水制冷机组多用于温度为零度以下的冷藏室或冷冻室。
溴化锂制冷机组根据输入热源温度的高低，有不同类型的机型，每种机型有一种工作模式。根据热源温度从低到高，可以分为两级吸收式机组、单效吸收式机组、双效吸收式机组、三效吸收式机组等。目前常用的所有类型的溴化锂制冷机组都只能工作在一种模式下，也就是说即使热源温度发生较大变化，工作模式也不会改变。这种弊端带来的后果就是：
(1)当实际热源温度比设计值低时，机组制冷性能大幅下降，如果实际热源温度比设计值低太多，将导致机组失去制冷功能。
(2)当实际热源温度比设计值高时，虽然机组制冷性能不会降低，但也不会升高，浪费了宝贵的高品位热源，没有达到高温高效的设计目的。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种集成多工作模式的溴化锂制冷机组，可集成两级吸收式机组工作模式、单效吸收式机组工作模式和双效吸收式机组工作模式，不管热源温度如何变化，始终使***处于最高效的工作状态。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种集成多工作模式的溴化锂制冷机组，包括高压发生器、低压发生器、高压吸收器、低压吸收器、高温换热器、低温换热器、冷凝器和蒸发器：
高压发生器的蒸汽出口通过第一蒸汽电磁阀、置于低压发生器内的蒸气盘管与冷凝器的冷剂水入口相连，高压发生器的蒸汽出口还通过第二蒸汽电磁阀与冷凝器的蒸汽入口相连；高压发生器的溶液出口通过高温换热器与低压吸收器的溶液入口相连；高压发生器的溶液出口还通过高温换热器、第一溶液电磁阀与高压吸收器的溶液入口相连；
低压发生器的蒸汽出口通过第三蒸汽电磁阀与高压吸收器的蒸汽入口相连，低压发生器的蒸汽出口还通过第四蒸汽电磁阀与与冷凝器的蒸汽入口相连；低压发生器的溶液出口通过第二溶液电磁阀、低温换热器与低压吸收器的溶液入口相连；
高压吸收器的溶液出口通过第三溶液电磁阀、高温换热器与高压发生器的溶液入口相连；低压吸收器的溶液出口通过高温换热器与高压发生器的溶液入口相连，低压吸收器的溶液出口还通过第四溶液电磁阀、低温换热器与低压发生器的溶液入口相连；
冷凝器的冷剂水出口与蒸发器的冷剂水入口相连，蒸发器的蒸汽出口与低压吸收器的蒸汽入口相连；
还包括PLC控制***和用于检测热源温度的温度传感器，PLC控制***根据温度传感器检测的热源温度，控制第一蒸汽电磁阀、第二蒸汽电磁阀、第三蒸汽电磁阀、第四蒸汽电磁阀、第一溶液电磁阀、第二溶液电磁阀、第三溶液电磁阀以及第四溶液电磁阀的启闭，以使溴化锂制冷机组分别工作于两级吸收式工作模式、单效吸收式工作模式和双效吸收式工作模式。
所述两级吸收式工作模式为：热源温度为65℃～85℃；热源同时进入到高压发生器和低压发生器中；第一蒸汽电磁阀和第四蒸汽电磁阀关闭，第二蒸汽电磁阀和第三蒸汽电磁阀打开，第一溶液电磁阀、第二溶液电磁阀、第三溶液电磁阀和第四溶液电磁阀打开。
所述单效吸收式工作模式为：热源温度为85℃～150℃；热源只进入到高压发生器；第一蒸汽电磁阀、第三蒸汽电磁阀和第四蒸汽电磁阀关闭，第二蒸汽电磁阀打开；第一溶液电磁阀、第二溶液电磁阀、第三溶液电磁阀和第四溶液电磁阀关闭；低压发生器和高压吸收器不工作。
所述双效吸收式工作模式为：热源温度大于150℃；热源只进入到高压发生器；第一蒸汽电磁阀和第四蒸汽电磁阀打开，第二蒸汽电磁阀和第三蒸汽电磁阀关闭；第一溶液电磁阀和第三溶液电磁阀关闭，第二溶液电磁阀和第四溶液电磁阀打开；高压吸收器不工作。
作为本发明的一种改进，所述蒸发器与低压吸收器置于同一压力筒中，中间由百叶窗隔开，在百叶窗下部设置隔板。百叶窗的作用是阻隔溴化锂溶液滴由低压吸收器进入蒸发器，但蒸发器的水蒸气可以进入低压吸收器。隔板的作用是将蒸发器下部的冷剂水和低压吸收器下部的溴化锂溶液隔开。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
1、使单个溴化锂制冷机组可以利用的热源温度范围加大，应用场景增加。
2、在少量增加单台机组制造成本的情况下，相当于获得了多台不同类型机组的工作效果。
3、根据热源温度，自动切换工作模式，高效利用热源的热量和流量。
附图说明
图1是本发明集成多工作模式的溴化锂制冷机组原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例：
如图1所示，一种集成多工作模式的溴化锂制冷机组，包括高压发生器23、低压发生器2、高压吸收器4、低压吸收器15、高温换热器21、低温换热器17、冷凝器8、蒸发器10、PLC控制***和用于检测热源温度的温度传感器。
高压发生器23具有热源盘管，其溶液出口管道配套溶液泵22。低压发生器 2具有蒸气盘管和热源盘管，其溶液出口管道配套溶液泵16。高压吸收器4、冷凝器8和低压吸收器15具有冷却水盘管，高压吸收器4的溶液出口管道配套溶液泵6，低压吸收器15的溶液出口管道配套溶液泵14。蒸发器10具有冷冻水盘管，蒸发器10还设有由循环泵11和管道构成的冷剂水循环喷淋回路。蒸发器10与低压吸收器15置于同一压力筒中，中间由百叶窗13隔开，百叶窗下部是隔板12。百叶窗13的作用是阻隔溴化锂溶液滴由低压吸收器15进入蒸发器10，但蒸发器10的水蒸气可以进入低压吸收器15。隔板12的作用是将蒸发器 10下部的冷剂水和低压吸收器15下部的溴化锂溶液隔开。高温换热器21和低温换热器17用于溴化锂浓溶液与溴化锂稀溶液的热交换。各部件均通过管道相连通，阀、泵均设置在管道上，溴化锂制冷机组的制冷原理是相关学科的基础知识，各部件的构成及原理在此不再赘述。
高压发生器23的蒸汽出口有两个，一个经第一蒸汽电磁阀25、置于低压发生器2内的蒸气盘管与冷凝器8的冷剂水入口相连，另一个经第二蒸汽电磁阀 24与冷凝器8的蒸汽入口相连。低压发生器2的蒸汽出口也有两个，一个经第三蒸汽电磁阀3与高压吸收器4的蒸汽入口相连，另一个经第四蒸汽电磁阀5 与与冷凝器8的蒸汽入口相连。冷凝器8的冷剂水出口与蒸发器10的冷剂水入口相连，蒸发器10产生的蒸汽经百叶窗13进入低压吸收器15。
高压发生器23的溶液出口通过高温换热器21后分为两路，一路经常开溶液电磁阀20与低压吸收器15的溶液入口相连，另一路经第一溶液电磁阀9与高压吸收器4的溶液入口相连。低压发生器2的溶液出口经第二溶液电磁阀1、低温换热器17与低压吸收器15的溶液入口相连。高压吸收器4的溶液出口经第三溶液电磁阀6、高温换热器21与高压发生器23的溶液入口相连。低压吸收器15的溶液出口分为两路，一路经常开溶液电磁阀19、高温换热器21与高压发生器23的溶液入口相连，另一路经第四溶液电磁阀18、低温换热器17与低压发生器2的溶液入口相连。
PLC控制***根据温度传感器检测的热源温度，控制第一蒸汽电磁阀25、第二蒸汽电磁阀24、第三蒸汽电磁阀3、第四蒸汽电磁阀5、第一溶液电磁阀9 第二溶液电磁阀1、第三溶液电磁阀6以及第四溶液电磁阀18的开闭，以使溴化锂制冷机组分别工作于两级吸收式工作模式、单效吸收式工作模式和双效吸收式工作模式。
本发明的溴化锂制冷机组，工作流程如下：
当热源流体进入到高压发生器23之前，温度传感器将测出热源温度，并根据温度值，判断***应该启动何种工作模式。
1、当热源温度在65℃～85℃时，***自动启动两级吸收式工作模式。
热源同时进入到高压发生器23和低压发生器2中，第一蒸汽电磁阀25和第四蒸汽电磁阀5关闭，第二蒸汽电磁阀24和第三蒸汽电磁阀3打开，第一溶液电磁阀9、第二溶液电磁阀1、第三溶液电磁阀6和第四溶液电磁阀18打开。此时高压发生器23产生的水蒸气全部进入到冷凝器8中被冷却成冷剂水，低压发生器2产生的水蒸气全部进入到高压吸收器4中，被溴化锂浓溶液吸收，溴化锂浓溶液也变成了溴化锂稀溶液。冷剂水从冷凝器8中流出，进入到蒸发器 10中，经过喷淋蒸发后变成水蒸气进入到低压吸收器15中，溴化锂浓溶液吸收水蒸气后变成溴化锂稀溶液。高压吸收器4的溴化锂稀溶液流经高温换热器21 后进入到高压发生器23，低压吸收器15的溴化锂稀溶液，一部分流经高温换热器21后进入到高压发生器23，一部分流经低温换热器17后进入到低压发生器 2。高压发生器23产生的溴化锂浓溶液流经高温换热器21后，一部分回到低压吸收器15，一部分流经低温换热器17回到高压吸收器4，低压发生器2产生的溴化锂浓溶液流经低温换热器17后全部回到低压吸收器15。以上就是两级吸收式工作模式下的溴化锂溶液循环流程和冷剂水(包括变为水蒸气时)循环流程，与常用的两级吸收式机组相同。
2、当热源温度在85℃～150℃时，***自动启动单效吸收式工作模式。
热源只进入高压发生器23，不再进入低压发生器2，冷却水也不再进入高压吸收器4中。第一蒸汽电磁阀25、第三蒸汽电磁阀3和第四蒸汽电磁阀5关闭，第二蒸汽电磁阀24打开。第一溶液电磁阀9、第二溶液电磁阀1、第三溶液电磁阀6和第四溶液电磁阀18关闭。以上操作使低压发生器2和高压吸收器 4不再工作，***运行时只有高压发生器23、冷凝器8、低压吸收器15以及蒸发器10正常工作。此时高压发生器23产生的水蒸气全部进入到冷凝器8中被冷却成冷剂水，冷剂水从冷凝器8中流出，进入到蒸发器10中，经过喷淋蒸发后变成水蒸气进入到低压吸收器15中，溴化锂浓溶液吸收水蒸气后变成溴化锂稀溶液。溴化锂稀溶液从低压吸收器15流出，流经高温换热器21后进入到高压发生器23，高压发生器23产生的溴化锂浓溶液，流经高温换热器21后，回到低压吸收器15。以上就是单效吸收式工作模式下的溴化锂溶液循环流程和冷剂水(包括变为水蒸气时)循环流程，与常用的单效吸收式机组相同。
3、当热源温度在150℃以上时，***自动启动双效吸收式工作模式。
热源只进入高压发生器23，不再进入低压发生器2，冷却水也不再进入高压吸收器4中。第一蒸汽电磁阀25和第四蒸汽电磁阀5开启，第二蒸汽电磁阀 24和第三蒸汽电磁阀3关闭。第一溶液电磁阀9和第三溶液电磁阀6关闭，第二溶液电磁阀1和第四溶液电磁阀18打开。以上操作使高压吸收器4不再工作，***运行时只有高压发生器23、低压发生器2、冷凝器8、低压吸收器15以及蒸发器10正常工作。此时高压发生器23产生的水蒸气全部进入到低压发生器2 的蒸汽盘管，作为低压发生器2的热源。低压发生器2产生的水蒸气全部进入到冷凝器8中被冷却成冷剂水，同时，作为低压发生器2热源的蒸汽失去部分热量后也变成冷剂水进入到冷凝器8。冷剂水从冷凝器8中流出，进入到蒸发器 10中，经过喷淋蒸发后变成水蒸气进入到低压吸收器15中，溴化锂浓溶液吸收水蒸气后变成溴化锂稀溶液。溴化锂稀溶液从低压吸收器15流出，一部分流经高温换热器21后进入到高压发生器23，一部分流经低温换热器17后进入到低压发生器2。高压发生器23产生的溴化锂浓溶液流经高温换热器21后，回到低压吸收器15，低压发生器2产生的溴化锂浓溶液流经低温换热器17后，回到低压吸收器15。以上就是双效吸收式工作模式下的溴化锂溶液循环流程和冷剂水 (包括变为水蒸气时)循环流程，与常用的双效吸收式机组相同。
本发明的溴化锂制冷机组，采用溶液泵、电磁阀等流体控制部件将不同的换热器按照需要组合在一起，集成了两级吸收式机组工作模式、单效吸收式机组工作模式、双效吸收式机组工作模式等三种工作模式。当热源温度在65℃～ 85℃时，***自动启动两级吸收式工作模式；当热源温度在85℃～150℃之间时，***自动启动单效吸收式工作模式；当热源温度在150℃以上时，***自动启动双效吸收式工作模式。不管热源温度如何变化，始终使***处于最高效的工作状态。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种集成多工作模式的溴化锂制冷机组，包括高压发生器(23)、低压发生器(2)、高压吸收器(4)、低压吸收器(15)、高温换热器(21)、低温换热器(17)、冷凝器(8)和蒸发器(10)，其特征在于：
高压发生器(23)的蒸汽出口通过第一蒸汽电磁阀(25)、置于低压发生器(2)内的蒸气盘管与冷凝器(8)的冷剂水入口相连，高压发生器(23)的蒸汽出口还通过第二蒸汽电磁阀(24)与冷凝器(8)的蒸汽入口相连；高压发生器(23)的溶液出口通过高温换热器(21)与低压吸收器(15)的溶液入口相连；高压发生器(23)的溶液出口还通过高温换热器(21)、第一溶液电磁阀(9)与高压吸收器(4)的溶液入口相连；
低压发生器(2)的蒸汽出口通过第三蒸汽电磁阀(3)与高压吸收器(4)的蒸汽入口相连，低压发生器(2)的蒸汽出口还通过第四蒸汽电磁阀(5)与冷凝器(8)的蒸汽入口相连；低压发生器(2)的溶液出口通过第二溶液电磁阀(1)、低温换热器(17)与低压吸收器(15)的溶液入口相连；
高压吸收器(4)的溶液出口通过第三溶液电磁阀(6)、高温换热器(21)与高压发生器(23)的溶液入口相连；低压吸收器(15)的溶液出口通过高温换热器(21)与高压发生器(23)的溶液入口相连，低压吸收器(15)的溶液出口还通过第四溶液电磁阀(18)、低温换热器(17)与低压发生器(2)的溶液入口相连；
冷凝器(8)的冷剂水出口与蒸发器(10)的冷剂水入口相连，蒸发器(10)的蒸汽出口与低压吸收器(15)的蒸汽入口相连；
还包括PLC控制***和用于检测热源温度的温度传感器，PLC控制***根据温度传感器检测的热源温度，控制第一蒸汽电磁阀(25)、第二蒸汽电磁阀(24)、第三蒸汽电磁阀(3)、第四蒸汽电磁阀(5)、第一溶液电磁阀(9)、第二溶液电磁阀(1)、第三溶液电磁阀(6)以及第四溶液电磁阀(18)的启闭，以使溴化锂制冷机组分别工作于两级吸收式工作模式、单效吸收式工作模式和双效吸收式工作模式；
所述两级吸收式工作模式为：热源温度为65℃～85℃；热源同时进入到高压发生器(23)和低压发生器(2)中；第一蒸汽电磁阀(25)和第四蒸汽电磁阀(5)关闭，第二蒸汽电磁阀(24)和第三蒸汽电磁阀(3)打开，第一溶液电磁阀(9)、第二溶液电磁阀(1)、第三溶液电磁阀(6)和第四溶液电磁阀(18)打开；
所述双效吸收式工作模式为：热源温度大于150℃；热源只进入到高压发生器(23)；第一蒸汽电磁阀(25)和第四蒸汽电磁阀(5)打开，第二蒸汽电磁阀(24)和第三蒸汽电磁阀(3)关闭；第一溶液电磁阀(9)和第三溶液电磁阀(6)关闭，第二溶液电磁阀(1)和第四溶液电磁阀(18)打开；高压吸收器(4)不工作。
2.根据权利要求1所述的集成多工作模式的溴化锂制冷机组，其特征在于，所述单效吸收式工作模式为：热源温度为85℃～150℃；热源只进入到高压发生器(23)；第一蒸汽电磁阀(25)、第三蒸汽电磁阀(3)和第四蒸汽电磁阀(5)关闭，第二蒸汽电磁阀(24)打开；第一溶液电磁阀(9)、第二溶液电磁阀(1)、第三溶液电磁阀(6)和第四溶液电磁阀(18)关闭；低压发生器(2)和高压吸收器(4)不工作。
3.根据权利要求1所述的集成多工作模式的溴化锂制冷机组，其特征在于，所述蒸发器(10)与低压吸收器(15)置于同一压力筒中，中间由百叶窗(13)隔开，在百叶窗(13)下部设置隔板(12)。
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