CN110567297A - 一种三相换热器及其吸收式制冷*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三相换热器及其吸收式制冷***,属于制冷***技术领域,包括一壳程筒体、两管程筒体,两管程筒体之间通过换热管连通,壳程筒体上设有壳程出入口,两管程筒体上分别设有两个管程入口和两个管程出口,各管程筒体的管程出/入口之间设有管程隔板,将换热管分隔成两路相互独立的管程通路。本发明的三相换热器及其吸收式制冷***,与现有利用两个普通换热器的吸收式制冷***,其结构更紧凑,节省了占地面积与空间,采用列管式换热器,制造简单。通过管程隔板的位置不同,来实现两管程间的分配比例,设计计算简单换热效率更高。通过进出口的设计,使换热过程全逆流,换热效率更高。
Description
技术领域
本发明制冷***技术领域,具体涉及一种三相换热器及其吸收式制冷***。
背景技术
吸收式制冷机组主要由发生器、吸收器、蒸发器等各换热器、泵、阀门等组成,通过工质(如氨气)的相变实现制冷。
目前常见的吸收式制冷机组,如图1所示,包括吸收器、中间换热器、发生器、冷凝器、气液换热器和蒸发器,所述吸收器的富溶液输出端通过富溶液管路与发生器的富溶液输入端连接,所述发生器的贫溶液输出端通过贫溶液管路与吸收器的贫溶液输入端连接,所述发生器的氨气输出端通过高温氨气管路与冷凝器的氨气输入端连接,所述富溶液管路上设有溶液循环泵,所述贫溶液管路上设有节流阀,所述富溶液管路和贫溶液管路均通过所述贫富液热交换器进行热交换,所述冷凝器的氨液输出端通过氨液管路与蒸发器的氨液输入端连接,所述氨液管路上设有减压阀,所述蒸发器的氨气输出端通过低温氨气管路与吸收器的氨气输入端连接,所述氨液管路和低温氨气管路均通过所述气液换热器进行热交换。该***的工作过程是:利用工作热源80℃-150℃的废热在发生器中加热,由溶液泵从吸收器输送来的具有一定浓度的富含制冷剂的混合溶液(简称富溶液),使富溶液中的大部分低沸点的氨蒸发出来,氨蒸气进入冷凝器中,被循环冷却水冷却成饱和液体,经与蒸发器出来的低温氨蒸汽在气液换热器中换热后通过减压阀降压到蒸发压力,降压后的液氨进入蒸发器中,吸收被冷却介质(如:乙二醇水溶液)的热量而汽化成蒸发压力下的氨蒸气,经气液换热器复热后进入吸收器中,气液换热器提高了整个循环的热利用效率,在发生器中经发生过程剩余的贫溶液进入贫富液热交换器中与经吸收器吸收后的富溶液换热后节流降压进入吸收器中,与从蒸发器出来的低压氨蒸气相混合,吸收低压氨蒸气并恢复到原来的浓度,成为富溶液,富液热交换器提高了整个循环的热利用效率,吸收过程往往是一个放热过程,故需在吸收器中用冷却水来冷却混合溶液,在吸收器中恢复了浓度的溶液又经溶液泵升压后进入贫富液热交换器中与贫溶液换热后送入发生器中继续循环,可以制取零下四十摄氏度低温。
但是该吸收式制冷***具有以下缺陷:
一、富溶液经过中间换热器换热后的温度仍低于发生器中的温度,到发生器后仍需较大加热量。
二、发生器出来的氨气需进冷凝器冷却,冷却量较大。
为解决上述富溶液需要加热而氨气需要冷却的矛盾,可以采用三相换热器替换原工艺的中间换热器,但常规的三相换热器多为绕管式换热器,加工难度大,设计较复杂,不适合应用于吸收式制冷***中。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题,而提供一种三相换热器及其吸收式制冷***,以解决富溶液需加热氨气需冷却的矛盾。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
本发明提供了一种三相换热器,包括壳程筒体,所述壳程筒体内设有若干列管式的换热管,所述壳程筒体的两端分别设有第一管程筒体和第二管程筒体,第一管程筒体和第二管程筒体之间通过换热管连通,所述壳程筒体上设有壳程出入口,壳程出入口与换热管间隙连通构成壳程通路,第一管程筒体上设有两个管程入口,第二管程筒体上设有两个管程出口,各管程筒体的两个管程出/入口之间设有管程隔板,所述管程隔板位于换热管的间隙位置,将换热管分隔成两路相互独立的管程通路,包括:第一管程筒体的一管程入口与第二管程筒体的一管程出口连通的第一管程通路,和第一管程筒体的另一管程入口与第二管程筒体的另一管程出口连通的第二管程通路。
作为本发明的进一步优化方案,所述管程隔板为可移动隔板,通过管程隔板的移动,来实现两管程通路的不同分配比例,实现更高的换热效率。
作为本发明的进一步优化方案,所述管程隔板设于移动机构上,所述移动机构包括驱动杆和电机,所述管程隔板设于驱动杆上,由电机驱动驱动杆实现移动。
作为本发明的进一步优化方案,所述移动机构还包括导向杆,所述隔板滑动设于导向杆上,并沿着导向杆限定的路径移动。
作为本发明的进一步优化方案,所述三相换热器的两端封头的截面为矩形,以方便移动机构的安装,适应隔板的移动。
作为本发明的进一步优化方案,所述电机为屏蔽电机,该屏蔽电机的转子设于管程筒体内部,工作时,屏蔽电机的转子整个浸泡在制冷工质中,因此不存在动静密封的问题,确保制冷工质不会从电机处泄露。
作为本发明的进一步优化方案,所述管程筒体内设有位置反馈器,用于精确定位隔板的位置,使隔板停留在换热管间隙位置,能够完全分开两管程通路,避免因为管程隔板在移动过程中误停留在换热管口或其它错误位置,导致两管程混合。
本发明还提供了一种吸收式制冷***,包括吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器,还包括上述三相换热器,所述吸收器与发生器之间设有富溶液管路和贫溶液管路,所述发生器与冷凝器之间设有第一氨气管路,所述富溶液管路作为热端、贫溶液管路和第一氨气管路作为冷端,分别与三相换热器的三条换热管路连接,使贫溶液和发生器产生的氨气能够同时向富溶液传热。
作为本发明的进一步优化方案,所述富溶液管路与三相换热器的壳程通路连通,贫溶液管路与三相换热器的第一管程通路连通,氨气管路与三相换热器的第二管程通路连通。
作为本发明的进一步优化方案,所述吸收式制冷***还包括气液换热器,所述冷凝器与蒸发器之间设有氨液管路,所述蒸发器与吸收器之间设有第二氨气管路,氨液管路和第二氨气管路分别与气液换热器的两条换热管路连接,使冷凝器输出的氨液与蒸发器输出的氨气进行热交换,提高整个***的热利用率。
本发明的有益效果在于:本发明提供了一种三相换热器及其吸收式制冷***,利用该三相换热器制作的吸收式制冷***,相比较利用两个普通换热器的吸收式制冷***,其结构更紧凑,节省了占地面积与空间。采用列管式换热器,制造简单。通过管程隔板的位置不同,来实现两管程间的分配比例,设计计算简单,同时隔板的位置可在***运行中根据负荷、两管程的量的不同,来动态调节,实现更高的换热效率。通过进出口的设计,使换热过程全逆流,换热效率更高。本发明通过将中间换热器变更为三项换热器,能够减小吸收式制冷***发生器需求的热源热量,减小了冷凝器对循环冷却水的需求,优化了收式制冷***内部的热利用,提高了整个***的能量利用效率。
附图说明
图1是现有的吸收式制冷***的工艺原理图;
图2是三相换热器的整体结构示意图;
图3是三相换热器的端面结构示意图;
图4是具有三相换热器的吸收式制冷***的工艺原理图。
图中:1、吸收器;2、三相换热器;3、发生器;4、冷凝器;5、气液换热器;6、蒸发器;7、富溶液管路;8、贫溶液管路;9、第一氨气管路;10、氨液管路;11、第二氨气管路;21、壳程筒体;211、壳程入口;212、壳程出口;22、第一管程筒体;221、第一管程入口;222、第二管程入口;23、第二管程筒体;231、第一管程出口;232、第二管程出口;24、换热管;25、管程隔板;26、移动机构;261、驱动杆;262、导向杆;263、电机;27、位置反馈器。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例提供了一种三相换热器2,如图2-3所示,包括壳程筒体21,所述壳程筒体21内设有若干列管式的换热管24,所述壳程筒体21的两端分别设有第一管程筒体22和第二管程筒体23,第一管程筒体22和第二管程筒体23之间通过换热管24连通,所述壳程筒体21上设有壳程入口211、壳程出口212,壳程出入口211、212与换热管24间隙连通构成壳程通路,第一管程筒体22上设有两个管程入口,分别为第一管程入口221和第二管程入口222,第二管程筒体23上设有两个管程出口,分别为第一管程出口231和第二管程出口232,各管程筒体22、23的管程出/入口221/222、231/232之间设有管程隔板25,所述管程隔板25位于换热管24的间隙位置,将换热管24分隔成两路相互独立的管程通路,包括:第一管程筒体22的第一管程入口221与第二管程筒体23的第一管程出口231连通的第一管程通路,和第一管程筒体22的第二管程入口222与第二管程筒体23的第二管程出口232连通的第二管程通路。
所述三相换热器2的两端封头的截面为矩形,矩形的封头内侧设有隔板移动机构26,所述隔板移动机构26包括驱动杆261、导向杆262和电机263,驱动杆261设有两根,对称设于管程筒体的管程出/入口两侧,管程隔板25设于驱动杆261上,与驱动杆261螺纹连接,导向杆262设有四根,与驱动杆261平行,分别位于管程隔板25的四个角,用于限制管程隔板25上下保持平面移动不偏移,电机263的输出轴与驱动杆261连接,电机263驱动驱动杆261转动,驱动杆261带动管程隔板25上下移动。
所述管程筒体内还设有位置反馈器27,用于精确定位管程隔板25的位置,所述位置反馈器27可以为红外位置检测传感器,但不限于此。通过移动机构26控制管程隔板25的上下移动,通过位置反馈器27测定管程隔板25的位置,可将管程隔板25定位在预设位置,从而根据吸收式制冷***的运行负荷、两管程的量的不同,来动态调节第一、第二管程通路的分配比例,实现更高的换热效率。
本实施例还提供了一种具有上述三相换热器2的吸收式制冷***,如图4所示,包括吸收器1、上述三相换热器2、发生器3、冷凝器4、气液换热器5和蒸发器6;所述吸收器1与发生器3之间设有富溶液管路7和贫溶液管路8,所述发生器3与冷凝器4之间设有第一氨气管路9,所述富溶液管路7作为热端、贫溶液管路8和第一氨气管路9作为冷端,分别与三相换热器2的壳程通路、第一管程通路、第二管程通路连接,使贫溶液和发生器3产生的氨气能够同时向富溶液传热;所述冷凝器4与蒸发器6之间设有氨液管路10,所述蒸发器6与吸收器1之间设有第二氨气管路11,氨液管路10和第二氨气管路11分别与气液换热器5的两条换热管24路连接,使冷凝器4输出的氨液与蒸发器6输出的氨气进行热交换,提高整个***的热利用率。
所述三相换热器2的隔板移动机构26中的电机263为屏蔽电机263,该屏蔽电机263的转子设于管程筒体22、23内部,工作时,屏蔽电机263的转子整个浸泡在制冷工质中,因此不存在动静密封的问题,确保制冷工质不会从电机263处泄露。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种三相换热器(2),包括壳程筒体(21),所述壳程筒体(21)内设有若干列管式的换热管(24),所述壳程筒体(21)的两端分别设有第一管程筒体(22)和第二管程筒体(23),第一管程筒体(22)和第二管程筒体(23)之间通过换热管(24)连通,所述壳程筒体(21)上设有壳程出入口,壳程出入口与换热管(24)间隙连通构成壳程通路,其特征在于,第一管程筒体(22)上设有两个管程入口,第二管程筒体(23)上设有两个管程出口,各管程筒体的两个管程出/入口之间设有管程隔板(25),所述管程隔板(25)位于换热管(24)的间隙位置,将换热管(24)分隔成两路相互独立的管程通路,包括:第一管程筒体(22)的一管程入口与第二管程筒体(23)的一管程出口连通的第一管程通路,和第一管程筒体(22)的另一管程入口与第二管程筒体(23)的另一管程出口连通的第二管程通路。
2.根据权利要求1所述的一种三相换热器(2),其特征在于,所述管程隔板(25)为可移动隔板。
3.根据权利要求2所述的一种三相换热器(2),其特征在于,所述管程隔板(25)设于移动机构(26)上,所述移动机构(26)包括驱动杆(261)和电机(263),所述管程隔板(25)设于驱动杆(261)上,由电机(263)驱动驱动杆(261)实现移动。
4.根据权利要求3所述的一种三相换热器(2),其特征在于,所述移动机构(26)还包括导向杆(262),所述隔板滑动设于导向杆(262)上,并沿着导向杆(262)限定的路径移动。
5.根据权利要求3所述的一种三相换热器(2),其特征在于,所述电机(263)为屏蔽电机(263),该屏蔽电机(263)的转子设于管程筒体内部。
6.根据权利要求2所述的一种三相换热器(2),其特征在于,所述三相换热器(2)的两端封头的截面为矩形。
7.根据权利要求2所述的一种三相换热器(2),其特征在于,所述管程筒体内设有位置反馈器(27)。
8.一种吸收式制冷***,包括吸收器(1)、发生器(3)、冷凝器(4)和蒸发器(6),其特征在于,还包括如权利要求1-7任一所述的三相换热器(2),所述吸收器(1)与发生器(3)之间设有富溶液管路(7)和贫溶液管路(8),所述发生器(3)与冷凝器(4)之间设有第一氨气管路(9),所述富溶液管路(7)作为热端、贫溶液管路(8)和第一氨气管路(9)作为冷端,分别与三相换热器(2)的三条换热管(24)路连接,使贫溶液和发生器(3)产生的氨气能够同时向富溶液传热。
9.根据权利要求8所述的一种吸收式制冷***,其特征在于,所述富溶液管路(7)与三相换热器(2)的壳程通路连通,贫溶液管路(8)与三相换热器(2)的第一管程通路连通,氨气管路与三相换热器(2)的第二管程通路连通。
10.根据权利要求8所述的一种吸收式制冷***,其特征在于,所述吸收式制冷***还包括气液换热器(5),所述冷凝器(4)与蒸发器(6)之间设有氨液管路(10),所述蒸发器(6)与吸收器(1)之间设有第二氨气管路(11),氨液管路(10)和第二氨气管路(11)分别与气液换热器(5)的两条换热管(24)路连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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