CN201348401Y - 一种带能量补偿的吸收式制冷装置 - Google Patents

Abstract

一种带能量补偿的吸收式制冷装置，属于制冷技术领域。所述的磁力泵采用带有液压马达的双动力磁力驱动泵，双动力磁力驱动泵上液压马达的进液口(5)与来自发生器出液口的管道连通，液压马达的出液口(13)与流向吸收器的回液管道连通。利用发生器至吸收器之间的回液压差，驱动与磁力泵共用一轴的液压马达作能量补偿，降低了磁力泵的能耗，提高了供液泵工作的可靠性及耐用性，能耗较小，制冷效率(COP)较高，结构简单，体积及重量小，适于在各种制冷***中运用。

Description

一种带能量补偿的吸收式制冷装置

技术领域

本实用新型涉及一种吸收式制冷装置，具体来说涉及一种带能量补偿的吸收式制冷装置。属于制冷技术领域。

背景技术

吸收式制冷***是解决由于使用氟利昂而引起的一系列环境问题的有效途径之一，同时吸收式制冷***还具有可使用低温热源作为动力等优点。

目前吸收式制冷机有氨-水吸收式、溴化锂-水吸收式和氨-氢-水扩散吸收式。氨-水吸收式制冷机以氨为制冷剂，以水为吸收剂，可以实现0℃以下的温度，但氨水溶液对有色金属材料(除磷青铜外)有腐蚀作用，且由于氨和水在相同压力下的气化温度比较接近(例如在一个标准大气压力，氨与水的沸点分别为-33℃和100℃，两者仅相差133.4℃)因而必须使用精馏设备。溴化锂-水吸式制冷机以溴化锂为吸水剂，水为制冷剂，一般只能制取5℃以上的温度，且需保持真空状态，其结晶问题以及腐蚀问题也为制冷***的运行与维护带来很大的问题。扩散吸收式制冷机的工质对是氨-氢-水，其三个组分中氨是制冷剂，氢是扩散剂，水是吸收剂，制冷循环由氨的蒸发和冷凝过程，以及氨水吸收和解析氨气过程组成，氢的扩散能力很强，在循环中，由于氢气在蒸发器内的扩散作用，使其中氨分压降低，由于在冷凝器和蒸发器之间没有节流阀件，蒸发器中的总压力等于冷凝压力，蒸发器中的氨液可在较低的氨分压下产生蒸发制冷效应。同时，由于溶液被加热到沸腾时的密度差所产生的热虹吸作用，使溶液在没有机械泵推动的情况下，在吸收器和发生器之间循环流动。此***中工质对如采用氨-水，必须设有精馏***，而利用热虹吸泵推动循环，其制冷量较小，制冷效率较低。

中国专利公开号：CN101029783，公开日：2007年9月5日，发明名称：《硫氰酸钠-氨扩散吸收式制冷装置》，提出了将发生器一端与气液分离器相连，气液分离器顶部经过冷凝器与扩散罐相连，气液分离器底部通过溶液热交换器与泵相连，扩散罐底部通过泵与蒸发器形成封闭的环路，而扩散罐与吸收器上下端分别连通，吸收器一端与冷却器形成循环的环路，吸收器同时又经过泵与溶液热交换器连接的技术方案。该方案省略了精馏装置，采用磁力泵，较低的热源温度就可满足驱动***的要求，提高了制冷效率。但该方案中因为存在氢的扩散作用，使得制冷剂的气化速率下降，制约了***热力系数的进一步提高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有吸收式制冷装置体积大，维护成本高，能耗高，热力系数低，可靠性和耐用性较差的缺陷和不足，提出一种***能耗较低，溶液泵输出扭矩较高，可靠性和耐用性较好，并可使吸收式制冷***小型化的带能量补偿的吸收式制冷装置。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：一种带能量补偿的吸收式制冷装置，包括发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器和磁力泵，所述的磁力泵采用带有液压马达的双动力磁力驱动泵，双动力磁力驱动泵上液压马达的进液口与来自发生器的液体管道连通，液压马达的出液口与流向吸收器的回液管道连通。

所述双动力磁力驱动泵上液压马达的进液口与溶液热交换器的热液出液管道连通，溶液热交换器的热液进液管道与发生器连通，或者通过气液分离器与发生器连通，液压马达的出液口与冷却器的进液管道连通，冷却器的出液口与吸收器的回液管道连通。

所述双动力磁力驱动泵上的供液泵是齿轮泵或螺杆泵或离心泵。

所述双动力磁力驱动泵上的液压马达为齿轮式液压马达。

本实用新型所述的双动力磁力驱动泵，已由本申请人于同日向国家知识产权局专利局申请了发明和实用新型专利。

与现有技术相比本实用新型具有以下明显的优点：

1.本实用新型采用带能量补偿的双动力磁力泵作为动力源，利用发生器至吸收器之间的回液压差，驱动与磁力泵共用一轴的液压马达作能量补偿，降低了供液泵的能耗，提高了供液泵工作的可靠性及耐用性。

2.本实用新型装置与溴化锂-水，氨-氢-水和氨-水制冷装置相比，在同等功率下，其体积及重量远小于它们。

3.本实用新型装置设置了一套由供液泵驱动的工质对溶液强制循环散热回路，对吸收器内的工质对溶液降温降压，使吸收器的吸收能力比传统吸收器有显著的提升。

4.与目前的吸收式制冷装置相比较，本实用新型具有结构简单、运行高效、无泄露的优点，且制作成本及运行费用可以大幅降低。

附图说明

图1是本实用新型第一种结构的原理框图；

图2是本实用新型第二种结构的原理框图；

图3是本实用新型中一种双动力磁力驱动泵的结构示意图；

图4是本实用新型第三种结构的原理框图。

图中，从动齿轮轴1，供液泵进液口2，从动齿轮3，液压马达输入齿轮4，液压马达进液口5，后端盖6，密封端盖7，驱动磁环8，电机9，从动磁芯10，液压马达输出齿轮11，主动齿轮12，液压马达出液口13，中心端盘14，供液泵出液口15，前端盖16，主动轴17，液压马达输入齿轮轴18。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述：

参见图1，本实用新型的一种带能量补偿的吸收式制冷装置，包括发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器和磁力泵，所述的磁力泵采用带有液压马达的双动力磁力驱动泵，双动力磁力驱动泵上液压马达的进液口5与来自发生器出液口的管道连通，液压马达的出液口13与流向吸收器的回液管道连通。

在现有的吸收式制冷***中，由吸收器内的液体工质经过泵输出到发生器，进入发生器的液体工质，在温度和压力的作用下，一部分成为制冷剂蒸气，制冷剂蒸气经过冷凝器、蒸发器制冷做功后回流到吸收器；发生器内部的另一部分液体工质如稀氨溶液，在压力作用下直接回流至吸收器。对于吸收式制冷***而言，一般情况下，发生器与吸收器内的液体压差可以达到1.5-2.5Mpa，采用双动力磁力驱动泵就可以充分利用该液体压差驱动其供液泵做功。如图1中所示的双动力泵即为本实用新型中的双动力磁力驱动泵，将双动力泵上的供液泵进液口2经管道与吸收器出液口连接，供液泵出液口15经管道与发生器的进液口连接，将液压马达进液口5经管道与与发生器出液口连接，将液压马达出液口13经管道与吸收器上的回液口连接。工作时，本实用新型双动力泵的电机转动，吸收器内的液体工质，经双动力磁力驱动泵上的供液泵进入发生器，发生器内的高压液体工质又推动双动力泵上的液压马达转动，并向供液泵提供额外的动力，通过液压马达的动力补偿作用，可以克服磁力驱动泵在提供过高输出扭矩时，因驱动磁环8与从动磁芯10之间的转矩增加和转速不同步的磁滞作用，产生高温导致磁力驱动泵输出流量的减小，停车，甚至损坏，可靠性及耐用性大幅提高。可以进一步减小磁力泵的输出扭矩和体积，能耗小。因此，本实用新型装置可以促使吸收式制冷机小型化的商业转化应用，为满足不同的制冷需求提供了有效的解决方案。

参见图2，现有吸收式制冷装置的另一种结构是将发生器的一端与气液分离器相连，气液分离器上的出液口经管道与溶液热交换器的热液进液口相连，或者发生器的一端经管道直接与溶液热交换器的热液进液口连通，溶液热交换器的冷液进液口与吸收器的出液管道连通，溶液热交换器的冷液出液口与发生器的进液管道连通。而在吸收器的回液管路上串联有冷却器，在这种情况下，可以使所述双动力磁力驱动泵上液压马达的进液口5与溶液热交换器的热液出液管道连通，溶液热交换器的热液进液管道与发生器的出液口或通过气液分离器与发生器的出液口连通，液压马达的出液口13与冷却器的进液管道连通，冷却器的出液口与吸收器的回液管道连通。

参见图3，现有磁力驱动齿轮泵上的主动回转件是主动齿轮12，电机9的一端或两端固定有驱动磁环8，在驱动磁环8的内部对应设置有从动磁芯10，从动磁芯10与驱动磁环8之间留有间隙，在磁力线的作用下构成无接触连接。在电机9壳体的一端或两端上固定有后端盖6，为保证密封效果，在电机9和后端盖6之间还设置有密封端盖7。从动磁芯10的中心固定有主动轴17，主动轴17穿过后端盖6与主动齿轮12固定连接，主动轴17的另一端支撑前端盖16上。齿轮供液泵泵体包容在主动齿轮12与从动齿轮3的外部，并与后端盖、前端盖16一起构成齿轮供液泵的外部壳体，齿轮供液泵泵体上设置有供液泵进液口2和供液泵出液口15。在齿轮供液泵泵体内部主动齿轮12与从动齿轮3相啮合，供液泵从动齿轮轴1的两端分别支撑在后端盖6和前端盖16上。当磁力泵运行时，电机9带动驱动磁环8转动，在驱动磁环8磁场的作用下，从动磁芯10随之转动，并通过主动轴17带动主动齿轮12和从动齿轮3运转，将供液泵进液口2处的液体压向供液泵出液口15，从而达到输送流体的目的。

本实用新型在齿轮供液泵的泵体一侧增加了一个液压马达。液压马达可以设置在齿轮供液泵的外侧，即齿轮供液泵设置在液压马达和从动磁芯10之间。也可以使所述的液压马达设置在供液泵与从动磁芯10之间，液压马达一侧的后端盖7固定在磁力驱动泵电机9的壳体上，液压马达另一侧的中心端盘14与供液泵连接。在后端盖6和前端盖16之间增加了中心端盘14，在前端盖16和中心端盘14之间的壳体上设置有供液泵进液口2和供液泵出液口15，在壳体内部装有主动齿轮12和从动齿轮3，主动齿轮12固定在主动轴17上，从动齿轮3固定在从动齿轮轴1上，从动齿轮轴1的两端分别安装在前端盖16和中心端盘14上。在中心端盘14和后端盖6之间的壳体上设置有液压马达进液口5和液压马达出液口13，并对应设置安装有液压马达输出齿轮11和液压马达输入齿轮4。主动轴17一端固定在从动磁芯10上，另一端穿过后端盖6后与液压马达输出齿轮11固定连接，再穿过中心端盘14后与主动齿轮12固定连接，最后将其端部支撑在前端盖16上。液压马达输入齿轮轴18的两端分别支撑在中心端盘14和后端盖6上，液压马达输入齿轮轴18的中部与液压马达输入齿轮4固定连接。在本实用新型中液压马达进液口5和供液泵进液口2的设置方向相同，液压马达出液口13和供液泵出液口15的设置方向相同。由于液压马达输出齿轮11固定在主动轴17上，并靠近液压马达出液口13，当液压马达进液口5流入的是压力较高的流体时，便可推动液压马达输入齿轮4转动，并带动液压马达输出齿轮11转动，向主动轴17输出动力，高压流体做功后再经液压马达出液口13流出。

在图1，图2中，所述的双动力磁力泵上设置有一台供液泵和一台液压马达，根据需要也可以设置两台供液泵和一台液压马达，或设置两台供液泵和两台液压马达。

参见图3，图4，所述的双动力磁力泵上设置有两台供液泵，一台用于工质对溶液的输送，一台用于吸收器内工质对溶液的循环。两台泵上的供液泵进液口2均连接在吸收器的出液管道上，一台供液泵上的供液泵出液口15与发生器或通过溶液热交换器与发生的进液管道连通，另一台供液泵上的供液泵出液口15与吸收器的回液管道、或经冷却器与吸收器的回液管道连通。由于通过供液泵在吸收器的出液口和回液口之间建立了强制循环的工质对溶液流动回路，可辅以强制风冷或水冷措施，降低了吸收器内的温度和压力。使吸收器的吸收能力与传统吸收器相比较可大幅提升。而且本实用新型的吸收器工质对溶液强制循环方案在图1，图2中一台供液泵和一台液压马达的双动力磁力驱动泵上也可以通过在供液泵出液口15上并联通向吸收器的回流管道来实现。同时，还可根据制冷***中工质对循环流动的平衡原则，分别调整供液泵和液压马达的流量，以保证吸收器和发生器内的液体在正常范围内波动，而无需设置调节阀门。

本实用新型中所述双动力磁力驱动泵上的供液泵是齿轮泵或螺杆泵或离心泵。所述双动力磁力驱动泵上的液压马达为齿轮式液压马达。

当本实用新型双动力泵的电机转动时，由电机9输出的动力传递到主动轴17上，同时带动主动齿轮12和从动齿轮3运转，将供液泵进液口2处的液体压向供液泵出液口15，从而达到输送流体的目的。当向双动力泵的液压马达进液口5注入高压流体时，高压流体推动液压马达输入齿轮4转动，并带动液压马达输出齿轮11转动，由液压马达输出齿轮11将动力传递到主动轴17上，由主动轴17带动主动齿轮12和从动齿轮3转动，将供液泵进液口2处的液体压向供液泵出液口15，从而达到输送流体的目的。在本实用新型装置中双动力泵上的电机9和液压马达同时转动，同时向主动轴17提供动力，则可较大幅度地提高本实用新型双动力泵输出的扭矩，可以较好地避免因磁力泵输出扭矩增加所导致磁性偶合件产生的高温。从而可缩小磁力泵的体积，提高磁力泵的可靠性和耐用度。本实用新型装置利用制冷***中剩余或无用的高压流体来驱动液压马达，节能和绿色环保作用明显，经济效益显著。

本实用新型装置使用硫氰酸钠-氨或硝酸锂-氨为工质对，经运行实测：当热源温度在75℃时，蒸发(制冷)温度达到-6℃，当热源温度在90-100℃时，蒸发(制冷)可以达到-33℃。制冷装置中，磁力泵的需用功率减少。

Claims (5)

1.一种带能量补偿的吸收式制冷装置，包括发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器和磁力泵，其特征在于：所述的磁力泵采用带有液压马达的双动力磁力驱动泵，双动力磁力驱动泵上液压马达的进液口(5)与来自发生器出液口的管道连通，液压马达的出液口(13)与流向吸收器的回液管道连通。

2.根据权利要求1所述的一种带能量补偿的吸收式制冷装置，其特征在于：所述双动力磁力驱动泵上液压马达的进液口(5)与溶液热交换器的热液出液管道连通，溶液热交换器的热液进液管道与发生器的出液口或通过气液分离器与发生器的出液口连通，液压马达的出液口(13)与冷却器的进液管道连通，冷却器的出液口与吸收器的回液管道连通。

3.根据权利要求1所述的一种带能量补偿的吸收式制冷装置，其特征在于：所述的磁力驱动泵上设置有两台供液泵，两台供液泵上的供液泵进液口(2)均连接在吸收器的出液管道上，一台供液泵上的供液泵出液口(15)与发生器的进液管道连通，另一台供液泵上的供液泵出液口(15)与吸收器的回液管道、或经冷却器与吸收器的回液管道连通。

4.根据权利要求1或2所述的一种带能量补偿的吸收式制冷装置，其特征在于：所述双动力磁力驱动泵上的液压马达为齿轮式液压马达。

5.根据权利要求1或3所述的一种带能量补偿的吸收式制冷装置，其特征在于：所述双动力磁力驱动泵上的供液泵是齿轮泵或螺杆泵或离心泵。

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