CN111623550B - 直冷机 - Google Patents
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Abstract
一种直冷机，属于余热利用技术领域。本发明解决了现有的吸收式制冷机组无法利用高温的工业污废水作为驱动热源，导致污废水中的热量无法得到有效利用的问题。通过稀溴化锂溶液管将吸收器内的稀溴化锂溶液输送至溴化锂溶液腔内，溴化锂溶液腔的下部与吸收器的上部之间通过浓溴化锂溶液管连通，通过浓溴化锂溶液管将溴化锂溶液腔内形成的浓溴化锂溶液输送至吸收器内，污废水通过污废水进水管连通进入闪蒸室内进行闪蒸，闪蒸后的蒸汽向上运动并与溴化锂溶液腔内的稀溴化锂溶液进行换热，稀溴化锂溶液的冷剂水降膜蒸发，蒸发后的蒸汽通过第一蒸汽通道进入冷凝器，闪蒸后的污废水通过污废水退水管排出蒸发器。
Description
技术领域
本发明涉及直冷机，属于余热利用技术领域。
背景技术
在多种工业生产中需要制冷给某些工艺段降温、在夏季或炎热天气时需要给建筑物供冷，在冷量需求较大的工业生产及建筑物集中供冷中大多使用的制冷设备为溴化锂吸收式制冷机组，因传统的吸收式制冷机组发生器的结构限制，使得现有的吸收式制冷机组的驱动热源均为正压蒸汽或高温的清洁热水，而不能以高温的工业污废水作为驱动热源；但在工业生产中存在着大量的非清洁的高温污废水，这部分废水中的热量因不能有效利用而白白浪费。
发明内容
本发明是为了解决现有的吸收式制冷机组无法利用高温的工业污废水作为驱动热源，导致污废水中的热量无法得到有效利用的问题，进而提供了一种直冷机。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
直冷机，它包括冷凝器、发生器、蒸发器及吸收器，冷凝器与发生器之间开设有第一蒸汽通道，
所述发生器包括位于上部的溴化锂溶液腔及位于溴化锂溶液腔下方的闪蒸室，发生器的上部连通设置有真空泵，通过真空泵将发生器内部抽真空，溴化锂溶液腔的上部与吸收器的下部之间通过稀溴化锂溶液管连通，通过稀溴化锂溶液管将吸收器内的稀溴化锂溶液输送至溴化锂溶液腔内，溴化锂溶液腔的下部与吸收器的上部之间通过浓溴化锂溶液管连通，通过浓溴化锂溶液管将溴化锂溶液腔内形成的浓溴化锂溶液输送至吸收器内，污废水通过污废水进水管连通进入闪蒸室内进行闪蒸，闪蒸后的蒸汽向上运动并与溴化锂溶液腔内的稀溴化锂溶液进行换热，稀溴化锂溶液中的冷剂水受热蒸发，蒸发后的蒸汽通过第一蒸汽通道进入冷凝器，闪蒸后的污废水通过污废水退水管排出发生器。
进一步地，所述溴化锂溶液腔内布置有若干第一换热管，若干第一换热管的两端分别与溴化锂溶液腔外部空间连通，闪蒸后得到的蒸汽向上运动并通过若干第一换热管的一端进入第一换热管内，第一换热管内的蒸汽冷凝成水后，经第一换热管的另一端排出，第一换热管内的蒸汽与第一换热管外的稀溴化锂溶液进行换热。
进一步地，所述蒸发器包括位于上部的冷剂水喷淋器、位于中部的第二换热管及位于下部的第一冷剂水池，其中第二换热管的进口和出口分别连通有制冷水回水管和制冷水供水管；所述吸收器包括位于上部的浓溴化锂溶液喷淋器、位于中部的第三换热管及位于吸收器下部的稀溴化锂溶液池，其中第三换热管的进口和出口分别连通有第一进水管和第一退水管；所述冷凝器包括位于上部的第四换热管及位于下部的第二冷剂水池，其中第四换热管的进口和出口分别连通有第二进水管和第二退水管；第一冷剂水池与冷剂水喷淋器之间通过第一冷剂水管连通，第二冷剂水池通过第二冷剂水管向第一冷剂水池内输送冷剂水，蒸发器与吸收器之间开设有第二蒸汽通道，蒸发器内的冷剂水吸热蒸发后产生的蒸汽通过第二蒸汽通道进入吸收器。
进一步地，溴化锂溶液腔与闪蒸室之间布置有除雾器。
进一步地，溴化锂溶液腔的外侧布置有冷凝水槽，且所述冷凝水槽与若干第一换热管的另一端连通。
进一步地，冷凝水槽的外部连通设置有冷凝水泵。
进一步地，所述污废水退水管水平设置在闪蒸室的下部。
进一步地，所述污废水进水管水平布置且连通设置在闪蒸室的上部侧壁。
进一步地，所述污废水进水管竖直布置且其底端位于闪蒸室内。
进一步地，溴化锂溶液腔的数量为两个，且相对布置在污废水进水管的两侧，闪蒸蒸汽通过两个溴化锂溶液腔相对的一侧进入溴化锂溶液腔内进行换热。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
本申请与现有的吸收式制冷机组相比，不再限于回收利用蒸汽或高温清洁水作为驱动热源，实现了具有腐蚀性、易沉积、易结垢的高温工业污废水余热回收制冷，避免发生腐蚀、结垢、堵塞等问题，产生巨大的经济及环保效益。
本申请在余热回收的同时，还可回收与余热量相匹配的清洁闪蒸冷凝水，使高污染的污废水转化为清洁的闪蒸冷凝水，同时实现了工业污废水的浓缩减量。
附图说明
图1为具体实施方式一中直冷机的结构示意图；
图2为具体实施方式一中发生器的侧向剖视示意图；
图3为具体实施方式一中发生器的俯视示意图；
图4为具体实施方式二中直冷机的结构示意图；
图5为具体实施方式二中发生器的侧向剖视示意图；
图6为具体实施方式二中发生器的俯视示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～6说明本实施方式，直冷机，它包括冷凝器1、发生器2、蒸发器3及吸收器4，冷凝器1与发生器2之间开设有第一蒸汽通道5，
所述发生器2包括位于上部的溴化锂溶液腔2-1及位于溴化锂溶液腔2-1下方的闪蒸室2-2，发生器2的上部连通设置有真空泵6，通过真空泵6将发生器2内部抽真空，溴化锂溶液腔2-1的上部与吸收器4的下部之间通过稀溴化锂溶液管7连通，通过稀溴化锂溶液管7将吸收器4内的稀溴化锂溶液输送至溴化锂溶液腔2-1内，溴化锂溶液腔2-1的下部与吸收器4的上部之间通过浓溴化锂溶液管8连通，通过浓溴化锂溶液管8将溴化锂溶液腔2-1内形成的浓溴化锂溶液输送至吸收器4内，污废水通过污废水进水管9连通进入闪蒸室2-2内进行闪蒸，闪蒸后的蒸汽向上运动并与溴化锂溶液腔2-1内的稀溴化锂溶液进行换热，稀溴化锂溶液中的冷剂水受热蒸发，蒸发后的蒸汽通过第一蒸汽通道5进入冷凝器1，闪蒸后的污废水通过污废水退水管10排出发生器2。
污废水退水管10连通设置有污废水排放泵11，便于闪蒸室2-2内的污废水的排出。
通过真空泵6抽气使发生器2内保持负压状态。
污废水进水管9为直管或锥形管。
本申请中所述的吸收器4、蒸发器3、冷凝器1的内部结构及各结构之间的连接关系均可采用现有技术中的结构及连接关系，工作原理也与现有技术相同。
发生器2部分的工作原理：
污废水通过污废水进水管9进入闪蒸室2-2内，因真空泵6的作用，污废水进入闪蒸室2-2内，部分污废水瞬间发生汽化闪蒸，闪蒸出的蒸汽将污废水中的热量带出，未闪蒸的污废水经污废水退水管10及污废水排放泵11排出，闪蒸蒸汽携带的热量向上运动经过除雾器2-4，除雾器2-4将蒸汽内夹带的小液滴截留下来，然后闪蒸蒸汽从第一换热管2-3的一端进入第一换热管2-3内，与溴化锂溶液腔内的稀溴化锂溶液换热，闪蒸蒸汽放热同时冷凝，冷凝后的水汇入冷凝水槽2-5，然后通过冷凝水泵22排出，被加热的稀溴化锂溶液内的冷剂水受热蒸发，完成吸收式制冷机组发生器2的作用。
所述溴化锂溶液腔2-1内布置有若干第一换热管2-3，若干第一换热管2-3的两端分别与溴化锂溶液腔2-1外部空间连通，闪蒸后得到的蒸汽向上运动并通过若干第一换热管2-3的一端进入第一换热管2-3内，第一换热管2-3内的蒸汽冷凝成水后，经第一换热管2-3的另一端排出，第一换热管2-3内的蒸汽与第一换热管2-3外的稀溴化锂溶液进行换热。污废水闪蒸蒸汽进入管程，稀溴化锂溶液进入壳程，在管外发生受热蒸发。
所述蒸发器3包括位于上部的冷剂水喷淋器3-1、位于中部的第二换热管3-2及位于下部的第一冷剂水池3-3，其中第二换热管3-2的进口和出口分别连通有制冷水回水管12和制冷水供水管13；所述吸收器4包括位于上部的浓溴化锂溶液喷淋器4-1、位于中部的第三换热管4-2及位于吸收器4下部的稀溴化锂溶液池4-3，其中第三换热管4-2的进口和出口分别连通有第一进水管14和第一退水管15；所述冷凝器1包括位于上部的第四换热管1-1及位于下部的第二冷剂水池1-2，其中第四换热管1-1的进口和出口分别连通有第二进水管16和第二退水管17；第一冷剂水池3-3与冷剂水喷淋器3-1之间通过第一冷剂水管18连通，第二冷剂水池1-2通过第二冷剂水管19向第一冷剂水池3-3内输送冷剂水，蒸发器3与吸收器4之间开设有第二蒸汽通道20，蒸发器3内的冷剂水吸热蒸发后产生的蒸汽通过第二蒸汽通道20进入吸收器4。第一冷剂水管18上设置有冷剂水喷淋泵21，用于将第一冷剂水池3-3内的冷剂水送至其上方的冷剂水喷淋器3-1。
溴化锂溶液腔2-1与闪蒸室2-2之间布置有除雾器2-4。以去除蒸汽内携带的小液滴。
溴化锂溶液腔2-1的外侧布置有冷凝水槽2-5，且所述冷凝水槽2-5与若干第一换热管2-3的另一端连通。所述真空泵6与冷凝水槽2-5的上部连通。通过冷凝水槽2-5收集第一换热管2-3内形成的冷凝水。冷凝水槽2-5可以布置在发生器2的内部，也可以位于发生器2的外部，只要能够实现冷凝水的收集即可。
冷凝水槽2-5的外部连通设置有冷凝水泵22。通过冷凝水泵22将冷凝水槽2-5内的冷凝水排出。
所述污废水退水管10水平设置在闪蒸室2-2的下部。
所述污废水进水管9水平布置且连通设置在闪蒸室2-2的上部侧壁。
具体实施方式二：结合图3和4说明本实施方式，所述污废水进水管9竖直布置且其底端位于闪蒸室2-2内。此状态下，污废水进水管9可以是穿过溴化锂溶液腔2-1进入闪蒸室2-2内，也可以位于溴化锂溶液腔2-1的一侧，只要不影响蒸汽进入溴化锂溶液腔2-1内的第一换热管2-3即可。
溴化锂溶液腔2-1的数量为两个，且相对布置在污废水进水管9的两侧，闪蒸蒸汽通过两个溴化锂溶液腔2-1相对的一侧进入溴化锂溶液腔2-1内进行换热。
其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1-4说明本实施方式，污废水可以为高炉冲渣水，将其作为热源进行制冷，制取的冷水可就近用于高炉鼓风冷却，使高炉风内的水蒸汽冷凝，达到高炉鼓风脱湿的目的。因高炉冲渣水内溶解有大量的盐类，在冲渣水对外放热时，极易结晶析出而附着在换热壁表面，造成换热劈面腐蚀、堵塞等问题，但是因现有技术中的溴化锂制冷机组无法利用冲渣水余热制冷，造成这部分热量白白浪费，利用本申请的直冷机可以有效解决现有溴化锂制冷机组所存在的问题。
本申请的直冷机的完整的工作原理：
制冷循环水通过制冷水回水管12进入蒸发器3内的第二换热管3-2中，冷剂水喷淋泵21输送冷剂水经过第一冷剂水管18喷淋至第二换热管3-2外部，冷剂水在第二换热管3-2外部吸收制冷循环水的热量发生蒸发，蒸发吸热使制冷循环水温度降低，降温后的制冷循环水通过制冷水供水管13输送至需冷单元，冷剂水吸热蒸发出的蒸汽经第二蒸汽通道20进入吸收器4内，在吸收器4内，蒸汽被浓溴化锂泵及浓溴化锂溶液管8输送过来的浓溴化锂溶液吸收，浓溴化锂溶液成为稀溴化锂溶液汇集到吸收器4底部，同时，冷却水经第一进水管14进入第三换热管4-2吸收溴化锂溶液吸水放出的热量后，经第一退水管15排出，吸收器4底部的稀溴化锂溶液由稀溴化锂溶液泵及稀溴化锂溶液管7输送至发生器2内的溴化锂溶液腔2-1中，稀溴化锂溶液内的冷剂水受热蒸发，稀溴化锂溶液再次成为浓溴化锂溶液，在发生器2内蒸发出的冷剂水蒸汽经第一蒸汽通道5进入冷凝器1内，冷却水经第二进水管16进入冷凝器1内的第四换热管1-1内与管外的冷剂水蒸汽换热后，经第二退水管17排出，冷剂水蒸汽在第四换热管1-1表面被冷却而冷凝成冷剂水汇集到冷凝器1下部的第二冷剂水池1-2，再由第二冷剂水管19输送至蒸发器3内，完成整个制冷循环。
Claims (9)
1.一种直冷机，它包括冷凝器(1)、发生器(2)、蒸发器(3)及吸收器(4)，其特征在于：冷凝器(1)与发生器(2)之间开设有第一蒸汽通道(5)，
所述发生器(2)包括位于上部的溴化锂溶液腔(2-1)及位于溴化锂溶液腔(2-1)下方的闪蒸室(2-2)，发生器(2)的上部连通设置有真空泵(6)，通过真空泵(6)将发生器(2)内部抽真空，溴化锂溶液腔(2-1)的上部与吸收器(4)的下部之间通过稀溴化锂溶液管(7)连通，通过稀溴化锂溶液管(7)将吸收器(4)内的稀溴化锂溶液输送至溴化锂溶液腔(2-1)内，溴化锂溶液腔(2-1)的下部与吸收器(4)的上部之间通过浓溴化锂溶液管(8)连通，通过浓溴化锂溶液管(8)将溴化锂溶液腔(2-1)内形成的浓溴化锂溶液输送至吸收器(4)内，污废水通过污废水进水管(9)连通进入闪蒸室(2-2)内进行闪蒸，闪蒸后的蒸汽向上运动并与溴化锂溶液腔(2-1)内的稀溴化锂溶液进行换热，稀溴化锂溶液中的冷剂水受热蒸发，蒸发后的蒸汽通过第一蒸汽通道(5)进入冷凝器(1)，闪蒸后的污废水通过污废水退水管(10)排出发生器(2)；所述溴化锂溶液腔(2-1)内布置有若干第一换热管(2-3)，若干第一换热管(2-3)的两端分别与溴化锂溶液腔(2-1)外部空间连通，闪蒸后得到的蒸汽向上运动并通过若干第一换热管(2-3)的一端进入第一换热管(2-3)内，第一换热管(2-3)内的蒸汽冷凝成水后，经第一换热管(2-3)的另一端排出，第一换热管(2-3)内的蒸汽与第一换热管(2-3)外的稀溴化锂溶液进行换热。
2.根据权利要求1所述的直冷机，其特征在于：所述蒸发器(3)包括位于上部的冷剂水喷淋器(3-1)、位于中部的第二换热管(3-2)及位于下部的第一冷剂水池(3-3)，其中第二换热管(3-2)的进口和出口分别连通有制冷水回水管(12)和制冷水供水管(13)；所述吸收器(4)包括位于上部的浓溴化锂溶液喷淋器(4-1)、位于中部的第三换热管(4-2)及位于吸收器(4)下部的稀溴化锂溶液池(4-3)，其中第三换热管(4-2)的进口和出口分别连通有第一进水管(14)和第一退水管(15)；所述冷凝器(1)包括位于上部的第四换热管(1-1)及位于下部的第二冷剂水池(1-2)，其中第四换热管(1-1)的进口和出口分别连通有第二进水管(16)和第二退水管(17)；第一冷剂水池(3-3)与冷剂水喷淋器(3-1)之间通过第一冷剂水管(18)连通，第二冷剂水池(1-2)通过第二冷剂水管(19)向第一冷剂水池(3-3)内输送冷剂水，蒸发器(3)与吸收器(4)之间开设有第二蒸汽通道(20)，蒸发器(3)内的冷剂水吸热蒸发后产生的蒸汽通过第二蒸汽通道(20)进入吸收器(4)。
3.根据权利要求2所述的直冷机，其特征在于：溴化锂溶液腔(2-1)与闪蒸室(2-2)之间布置有除雾器(2-4)。
4.根据权利要求1所述的直冷机，其特征在于：溴化锂溶液腔(2-1)的外侧布置有冷凝水槽(2-5)，且所述冷凝水槽(2-5)与若干第一换热管(2-3)的另一端连通。
5.根据权利要求4所述的直冷机，其特征在于：冷凝水槽(2-5)的外部连通设置有冷凝水泵(22)。
6.根据权利要求1、3或5所述的直冷机，其特征在于：所述污废水退水管(10)水平设置在闪蒸室(2-2)的下部。
7.根据权利要求6所述的直冷机，其特征在于：所述污废水进水管(9)水平布置且连通设置在闪蒸室(2-2)的上部侧壁。
8.根据权利要求6所述的直冷机，其特征在于：所述污废水进水管(9)竖直布置且其底端位于闪蒸室(2-2)内。
9.根据权利要求8所述的直冷机，其特征在于：溴化锂溶液腔(2-1)的数量为两个，且相对布置在污废水进水管(9)的两侧，闪蒸蒸汽通过两个溴化锂溶液腔(2-1)相对的一侧进入溴化锂溶液腔(2-1)内进行换热。
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2020
- 2020-06-17 CN CN202010553588.9A patent/CN111623550B/zh active Active
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