CN212299536U - 一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于制冷设备领域，具体涉及一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组。该机组包括冷凝器、吸收器、蒸发器、高温再生器、低温再生器、低温热交换器、高温热交换器及连接管路和溶液泵，增设监测控制***、溶液控制管路和冷剂水控制管路，监测控制***包括浓度测量装置、溶液控制阀、冷剂水控制阀及控制装置，浓度测量装置、溶液控制阀和冷剂水控制阀分别与控制装置电连接，浓度测量装置与蒸发器连接，溶液控制阀设置于溶液控制管路上，冷剂水控制阀设置于冷剂水控制管路上。本实用新型采用低浓度溴化锂溶液为冷剂，通过浓度测量装置、溶液控制阀、冷剂水控制阀及控制装置精确控制冷剂浓度，即可保证冷剂不冻结，又可制取低温冷冻水。

Description

一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组

技术领域

本实用新型属于制冷设备领域，具体涉及一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组。

背景技术

目前吸收式制冷机组以溴化锂吸收式机组应用最为广泛，该机组以溴化锂溶液为吸收剂、水为制冷剂，利用热能驱动下，一般制取5℃以上低温冷水满足空调或工艺制冷需求。这种机组可利用余热进行制冷，是工业、能源等领域的主要能源综合利用设备，广泛应用于钢铁、石化、化工等行业工业余热回收制冷，即实现余热回收，又能制冷满足工艺需求，然而实际很多工业场所，一方面存在很多的工业余热，另一方面需要更低温的冷冻水，比如化工行业需要大量的-5～0℃的低温冷冻水，以往吸收式制冷机组采用水为制冷剂，为了保证冷剂水不冻结，冷剂水的温度不能太接近0℃，因此不能制取5℃以下低温冷水，目前制取-5～0℃的低温冷冻水的主要做法为两级降温，即第一级通过溴化锂吸收式余热回收制取5℃左右的冷水，第二级通过蒸汽压缩式制冷机制取-5～0℃低温冷冻水，这样会造成不能充分利用工业余热，***复杂，投资大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有制冷机组不能制取5℃以下低温冷水，主要是采用两级降温法制取-5～0℃低温冷冻水，***结构复杂，并且投资成本较大的技术问题，提供一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组，该机组充分利用工业余热，采用低浓度的溴化锂水溶液为冷剂，通过监测控制***及相应的控制管路精确控制溴化锂溶液浓度，即可保证冷剂不冻结，又可制取0℃左右低温冷冻水，***简单，投资小。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：包括冷凝器、吸收器、蒸发器、高温再生器、低温再生器、低温热交换器、高温热交换器、凝水热交换器、热回收器及对应的连接管路和溶液泵，所述吸收器、高温再生器、低温再生器及对应的连接管路构成溶液循环回路，驱动热源经管路接入至高温再生器和热回收器，冷却水经管路接入至吸收器和冷凝器，冷冻水经管路接入至蒸发器，增设有监测控制***、溶液控制管路和冷剂水控制管路，所述监测控制***包括浓度测量装置、溶液控制阀、冷剂水控制阀及控制装置，所述浓度测量装置、溶液控制阀和冷剂水控制阀分别与控制装置电连接，所述浓度测量装置与蒸发器连接，用于测量蒸发器内的冷剂浓度，所述溶液控制阀设置于溶液控制管路上，所述冷剂水控制阀设置于冷剂水控制管路上，蒸发器内的冷剂蒸发吸收冷冻水管路内的冷冻水热量制取低温冷冻水。

进一步地，所述浓度测量装置采用直接测量装置或间接测量装置，所述直接测量装置包括浓度计，所述浓度计与蒸发器连接，所述浓度计通过电信号与控制装置连接；所述间接测量装置包括温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪，所述温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪分别与蒸发器连接，所述温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪分别通过电信号与控制装置连接。

进一步地，所述冷剂为溴化锂水溶液或者氯化钙水溶液。

进一步地，所述蒸发器内的冷剂经管路及冷剂循环泵输送至蒸发器上部的滴淋装置，滴淋装置滴淋的冷剂蒸发后产生冷剂蒸汽进入到吸收器内。

进一步地，所述低温热交换器与凝水热交换器采用并联结构。

进一步地，所述高温再生器中产生的冷剂蒸汽经管路接入至低温再生器，所述冷剂蒸汽在低温再生器中换热成为冷剂水，冷剂水经管路和凝水热交换器接入至冷凝器。

进一步地，所述驱动热源包括蒸汽、热水、燃料燃烧热、烟气。

进一步地，所述溶液控制管路设置于吸收器与蒸发器之间，所述溶液控制管路上设置有稀溶液泵和溶液控制阀，吸收器中的稀溶液经溶液控制管路输送至蒸发器内，所述冷剂水控制管路设置于冷凝器与蒸发器之间，所述冷剂水管路上设置有储存水箱、储存水泵和冷剂水控制阀，储存水箱中的冷剂水经冷剂水控制管路输送至蒸发器内，蒸发器内的冷剂蒸发吸收冷冻水管路内的冷冻水热量制取低温冷冻水。

本实用新型的有益效果：

(1)采用低浓度的溴化锂水溶液为冷剂，溴化锂水溶液的冻结温度低于0℃，不同浓度的溴化锂水溶液的冻结温度不同，蒸发器中溴化锂溶液浓度可根据实际冷冻水温度需求进行设定，并通过浓度测量装置、溶液控制阀、冷剂水控制阀及控制装置精确控制其溶液浓度，即可保证冷剂不冻结，又可制取0℃左右低温冷冻水，本实用新型不仅适用于以溴化锂和水为工质的吸收式制冷机组，也适用于氯化钙和水等其他吸收式制冷机组。

(2)采用单段循环制取0℃左右低温冷冻水，其特点是采用独立的储存水箱，可以保证冷剂水独立存储，便于控制蒸发器中溴化锂溶液的浓度，机组运行稳定，与传统方案相比，具有***简单，投资小的特点。

(3)利用蒸汽、烟气、热水及燃料燃烧等热能驱动制取0℃左右低温冷冻水，充分利用了工业余热，同时可满足工艺低温冷冻水需求。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组流程图。

图中：1.浓度测量装置，2.储存水箱，3.储存水泵，4.储存水控制阀，5.冷剂循环泵，6.蒸发器，7.稀溶液泵，8.溶液控制阀，9.吸收器，10.低温热交换器，11.浓溶液泵，12.热回收器，13.疏水阀，14.高温再生器，15.高温热交换器，16.凝水热交换器，17.低温再生器，18.冷凝器，19.溶液控制管路，20.冷剂水控制管路，21.冷冻水管路，A.冷冻水入口，B.冷冻水出口，C.冷却水入口，D.冷却水出口，E.驱动热源进口，F.驱动热源出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。

如图1所示的为本实用新型的一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组流程图，该机组主要由以下部件构成：冷凝器18、吸收器9、蒸发器6、高温再生器14、低温再生器17、低温热交换器10、高温热交换器15、凝水热交换器16、热回收器12、稀溶液泵7、浓溶液泵11、冷剂循环泵5、冷冻水入口A、冷冻水出口B、冷却水入口C、冷却水出口D、驱动热源进口E、驱动热源出口F及对应的连接管路。蒸发器6与吸收器9设置在同一筒体，冷凝器18与低温再生器17设置在同一筒体，高温再生器14单独设置在一个筒体。吸收式制冷机组以溴化锂和水为工质，冷却水经管路接入至吸收器9和冷凝器18，冷冻水经冷冻水管路21接入至蒸发器6，驱动热源经管路接入至高温再生器14和热回收器12，驱动热源管路上设置有疏水阀13，疏水阀13位于高温再生器14和热回收器12之间，驱动热源包括蒸汽、热水、燃料燃烧热和烟气，高温再生器14中产生的冷剂蒸汽经管路接入至低温再生器17，冷剂蒸汽在低温再生器17中换热成为冷剂水，冷剂水经管路和凝水热交换器16接入至冷凝器18。吸收器9、凝水热交换器16、低温热交换器10、高温热交换器15、高温再生器14和低温再生器17及对应的连接管路构成溶液循环回路，溴化锂溶液经稀溶液泵7后分为两路，两路溴化锂溶液分别经过低温热交换器10和凝水热交换器16后汇合，再经过热回收器12和高温热交换器15接入至高温再生器14和低温再生器17，低温再生器17中的高浓度溴化锂溶液经管路及浓溶液泵11接入至吸收器9上部的滴淋装置，浓溶液吸收来自蒸发器6的冷剂蒸汽变为稀溶液，进行下一循环过程，其中，低温热交换器10与凝水热交换器16采用并联结构，可提高内部余热利用率，提高机组效率。

本实用新型的冷水机组中增设有监测控制***、溶液控制管路19和冷剂水控制管路20，监测控制***包括浓度测量装置1、溶液控制阀8、储存水控制阀4及控制装置，浓度测量装置1、溶液控制阀8和冷剂水控制阀4分别与控制装置电连接，浓度测量装置1与蒸发器6连接，用于监测蒸发器6中溴化锂溶液的浓度，溶液控制管路19设置于吸收器9与蒸发器6之间，溶液控制管路19上设置有稀溶液泵7和溶液控制阀8，吸收器9中的稀溶液经溶液控制管路19输送至蒸发器6内，冷剂水控制管路20设置于冷凝器18与蒸发器6之间，冷剂水管路20上设置有储存水箱2、储存水泵3和储存水控制阀4，储存水箱2中的冷剂水经冷剂水控制管路20输送至蒸发器6内，采用储存水箱2可以保证冷剂水独立存储，便于控制蒸发器6中溴化锂溶液的浓度，浓度测量装置1采用直接测量装置或间接测量装置，直接测量装置包括浓度计，浓度计与蒸发器6连接，浓度计通过电信号与控制装置连接，通过浓度计直接测量蒸发器6中溴化锂溶液浓度，并将其结果送到控制装置，控制装置发送电信号到溶液控制阀8和冷剂水控制阀4，从而控制溶液控制阀8和冷剂水控制阀4的调节；间接测量装置包括温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪，温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪分别与蒸发器6连接，温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪分别通过电信号与控制器电连接，根据溴化锂溶液的物理性质，溴化锂溶液浓度可通过以下三种间接测量方式得出：通过温度和密度参数计算得出、通过温度和压力参数计算得出或者通过温度和电导率参数计算得出，可根据实际应用情况选择间接测量方式，进而控制溶液控制阀8和冷剂水控制阀7的调节，当蒸发器6内的溴化锂溶液浓度过高时，通过管路及冷剂循环泵5将蒸发器6内的溴化锂溶液输送至蒸发器6上部的滴淋装置，滴淋装置滴淋的溴化锂溶液蒸发后产生冷剂蒸汽进入到吸收器9内，蒸发器6内的冷剂蒸发吸收冷冻水管路21内的冷冻水热量制取0℃左右低温冷冻水。

该机组运行过程为：驱动热源(蒸汽、热水、燃料燃烧热、烟气等)进入高温再生器14加热来自吸收器9并经凝水热交换器16、低温热交换器10、热回收器12和高温热交换器15换热后的溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液被加热沸腾，冷剂水蒸发为一次冷剂蒸汽，稀溶液被浓缩为中间溶液；中间溶液经过高温热交换器15换热后进入低温再生器17，在低温再生器17中中间溶液被来自高温再生器14的一次冷剂蒸汽浓缩为浓溶液，同时蒸发出二次冷剂蒸汽；从低温再生器17出来的浓溶液经低温热交换器10换热后进入吸收器9，吸收来自蒸发器6的冷剂蒸汽变为稀溶液。从高温再生器14出来的一次冷剂蒸汽进入低温再生器17换热变为冷剂水，再经过凝水热交换器16换热进入冷凝器18；从低温再生器17出来的二次冷剂蒸汽进入冷凝器18与冷却水换热变为冷剂水，一次冷剂蒸汽和二次冷剂蒸汽变为水后在冷凝器18汇合，再通过节流降压装置进入储存水箱2，通过储存水泵3、储存水控制阀4、溶液控制阀8及控制装置精确控制蒸发器6中的溴化锂溶液浓度，可保证冷剂不冻结，又可制取低温冷冻水。蒸发器6中的溴化锂溶液浓度控制方式如下：当溴化锂溶液浓度低于设定值时，通过溶液控制阀8向蒸发器6中打入溴化锂溶液；当溴化锂溶液浓度高于设定值时，通过储存水泵3、储存水控制阀4向蒸发器6中打入冷剂水；当蒸发器6中溴化锂溶液浓度过高时，该溴化锂溶液由冷剂循环泵5向吸收器9中排放。冷冻水进入蒸发器6的传热管内部，在传热管外部，低浓度的溴化锂溶液蒸发吸收传热管内冷冻水热量，实现制取0℃左右低温冷冻水的目的，低温冷冻水防冻，一般会加一定浓度的防冻液，冷却水进入吸收器9及冷凝器27中，吸收冷冻水及热源的热量，保证热量平衡，保证机组运转。

在上述实施例中，采用蒸汽、热水、燃料燃烧热和烟气等作为驱动热源，即能充分利用工业余热，又可满足工艺低温冷冻水需求。

在上述实施例中，采用低浓度的溴化锂水溶液为冷剂，溴化锂水溶液的冻结温度低于0℃，不同浓度的溴化锂水溶液对应的冻结温度如下表：

溴化锂浓度％	0	5	10	15	20
						冻结温度℃	0	-2.5	-6	-10	-16

蒸发器中溴化锂溶液浓度可根据实际冷冻水温度需求进行设定，并通过浓度测量装置、溶液控制阀、冷剂水控制阀及控制装置精确控制其溶液浓度，即可保证冷剂不冻结，又可制取低温冷冻水，本实用新型不仅适用于以溴化锂和水为工质的吸收式制冷机组，也适用于氯化钙和水等其他吸收式制冷机组。

以上内容是结合优选技术方案对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定实用新型的具体实施仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组，包括冷凝器、吸收器、蒸发器、高温再生器、低温再生器、低温热交换器、高温热交换器、凝水热交换器、热回收器及对应的连接管路和溶液泵，所述吸收器、高温再生器、低温再生器及对应的连接管路构成溶液循环回路，驱动热源经管路接入至高温再生器和热回收器，冷却水经管路接入至吸收器和冷凝器，冷冻水经管路接入至蒸发器，其特征在于：增设有监测控制***、溶液控制管路和冷剂水控制管路，所述监测控制***包括浓度测量装置、溶液控制阀、冷剂水控制阀及控制装置，所述浓度测量装置、溶液控制阀和冷剂水控制阀分别与控制装置电连接，所述浓度测量装置与蒸发器连接，用于测量蒸发器内的冷剂浓度，所述溶液控制阀设置于溶液控制管路上，所述溶液控制管路设置于吸收器与蒸发器之间，所述溶液控制管路上设置有稀溶液泵，吸收器中的稀溶液经溶液控制管路输送至蒸发器内，所述冷剂水控制阀设置于冷剂水控制管路上，所述冷剂水控制管路设置于冷凝器与蒸发器之间，所述冷剂水管路上设置有储存水箱和储存水泵，储存水箱中的冷剂水经冷剂水控制管路输送至蒸发器内，蒸发器内的冷剂蒸发吸收冷冻水管路内的冷冻水热量制取低温冷冻水。

2.根据权利要求1所述的一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述浓度测量装置采用直接测量装置或间接测量装置，所述直接测量装置包括浓度计，所述浓度计与蒸发器连接，所述浓度计通过电信号与控制装置连接；所述间接测量装置包括温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪，所述温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪分别与蒸发器连接，所述温度传感器、压力传感器、密度计和电导率仪分别通过电信号与控制装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述冷剂为溴化锂水溶液或者氯化钙水溶液。

4.根据权利要求1所述的一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述蒸发器内的冷剂经管路及冷剂循环泵输送至蒸发器上部的滴淋装置，滴淋装置滴淋的冷剂蒸发后产生冷剂蒸汽进入到吸收器内。

5.根据权利要求1所述的一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述低温热交换器与凝水热交换器采用并联结构。

6.根据权利要求1所述的一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述高温再生器中产生的冷剂蒸汽经管路接入至低温再生器，所述冷剂蒸汽在低温再生器中换热成为冷剂水，冷剂水经管路和凝水热交换器接入至冷凝器。

7.根据权利要求1所述的一种用于制取低温冷水的溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述驱动热源包括蒸汽、热水、燃料燃烧热、烟气。

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