CN109869944A - 吸收式过冷制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸收式过冷制冷系统，旨在提供一种能够实现较大过冷度，运行成本低的制冷系统。包括主制冷循环和吸收式过冷制冷循环，主制冷循环中的压缩机排气口的制冷剂冷却热驱动吸收式过冷循环。主制冷循环为由压缩机、发生器的制冷剂侧通道、主冷凝器、过冷器的过冷侧通道、第一节流装置、蒸发器、吸收器的制冷剂侧通道依次连接后回到压缩机的制冷循环；吸收式过冷循环包括支冷凝器、溶液热交换器、溶液泵、第二节流装置、第三节流装置、发生器、过冷器和吸收器。本发明的系统利用压缩机排气口高温气体的冷却热加热发生器中富含制冷剂的溶液，吸收式过冷循环有效利用余热，无其它能源输入，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种带压缩排气口制冷剂冷却热驱动吸收式过冷循环进行液体过冷的制冷系统。
背景技术
在单级压缩蒸气制冷循环的实际应用中，可以通过液体过冷、蒸气过热以及而产生的回热循环等措施来改善循环的热力完善度。传统的液体过冷过程可以通过增大冷凝器的面积来实现，由于这种方式的换热介质没有变化，所以需要大大增加冷凝器的换热面积来降低换热温差，才能实现冷凝器出口较低的液体温度，这种仅依靠冷凝器实现过冷所获得的过冷度是有一定限度的，且增加了冷凝器的换热面积，增加了初期投入成本，不适用于大型制冷系统。实现液体过冷过程的另外一种方式是在冷凝器后增加过冷器来提高过冷度，过冷器往往需要更低温度的流体与制冷剂换热以此实现制冷剂液体过冷，然而更低温度的流体往往不以获得。对于小型制冷系统而言增加回热器，使冷凝器出口的液体制冷剂与蒸发器出口的制冷剂换热实现，回热器实现液体过冷的同时，也增加了压缩机耗工，回热循环的制冷系数是否提高，取决于制冷剂的物性。对于大型制冷系统而言增加过冷制冷装置，即增加一套小型的制冷系统使之蒸发器与大型制冷系统冷凝器出口液体换热实现较大的过冷度，这种方式由于增加了一套小型制冷装置，增加了投入成本与运行成本。
制冷循环中压缩机在运行过程中排出高温的气体，这部分高温气体进入冷凝器经过冷却过程、冷凝过程把热量传送到冷凝介质中变为高压的液体，其中冷却过程制冷剂一直为高温的气体，占据着冷凝器大量空间，冷却过程进行是否充分直接影响着压缩机的排气温度。因此，如何有效降低压缩机排气温度，合理的利用压缩机排气口制冷剂冷却热，延长制冷压缩机的寿命以及合理用能对是提高制冷系统性能的一种有效途径。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够实现较大过冷度，运行成本低的吸收式过冷制冷系统。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种吸收式过冷制冷系统，包括主制冷循环和吸收式过冷制冷循环，所述主制冷循环中的压缩机排气口的制冷剂冷却热驱动所述吸收式过冷循环。
所述主制冷循环为由所述压缩机、发生器的制冷剂侧通道、主冷凝器、过冷器的过冷侧通道、第一节流装置、蒸发器、吸收器的制冷剂侧通道依次连接后回到所述压缩机的制冷循环；所述吸收式过冷循环包括支冷凝器、溶液热交换器、溶液泵、第二节流装置、第三节流装置、所述发生器、所述过冷器和所述吸收器，所述溶液热交换器的冷侧出口与所述发生器的溶液进口连接，所述溶液热交换器热侧进口与所述发生器的溶液出口连接，所述溶液热交换器热侧出口经所述第三节流装置与所述吸收器的溶液进口连接，所述吸收器的溶液出口经所述溶液泵与所述溶液热交换器的冷侧进口连接；所述发生器的气体出口通过所述支冷凝器及所述第二节流装置与所述过冷器的蒸发侧进口连接，所述过冷器的蒸发侧出口与所述吸收器气体进口连接。
所述支冷凝器与主冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
所述蒸发器为风冷式或溶液载冷式。
所述过热器、过冷器和发生器为板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明吸收式过冷制冷系统利用压缩机排气口高温气体的冷却热加热发生器中富含制冷剂的溶液，吸收式过冷循环有效利用余热，无其它能源输入，运行成本低。压缩机排气口高温气体冷却过程在发生器中实现，主冷凝器仅实现制冷剂的冷凝过程，减少了主冷凝器的换热面积，降低了投入成本。
2、本发明的系统利用主制冷循环压缩机排气口高温气体的冷却热驱动吸收式制冷循环实现主制冷循环液体较大过冷度的吸收式过冷制冷系统
3、本发明吸收式过冷制冷系统吸收式制冷循环在过冷器蒸发侧蒸发温度较低，过冷器蒸发侧与过冷器过冷侧之间换热温差大，换热效率高，主制冷循环液体制冷剂在节流前可以获得较大的过冷度，单位制冷量大，制冷系数大。
4、本发明吸收式过冷制冷系统利用压缩机排气口高温气体靠发生器中高压制冷剂液体汽化冷却，冷却效果好，压缩机的排气温度更低，延长了压缩机使用寿命，吸收器中吸收热把主制冷循环中所述蒸发器出口出来的低压饱和蒸气加热有一定过热度的过热蒸气被压缩机吸收，既可以有效避免压缩机湿压缩保护压缩机，又不需要提供专门的冷却装置冷却吸收式制冷循环吸收器中的冷却热。
附图说明
图1所示为吸收式过冷制冷系统原理图；
图中：1.压缩机，2.发生器，3.支冷凝器，4-1.第一节流装置，4-2.第二节流装置，4-3.溶液节流装置，5.吸收器，6.过冷器，7.主冷凝器，8.蒸发器，9.溶液泵，10.溶液热交换器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明的吸收式过冷制冷系统包括主制冷循环和吸收式过冷制冷循环，所述主制冷循环中的压缩机排气口的制冷剂冷却热驱动所述吸收式过冷循环。其中所述主制冷循环与吸收式过冷制冷循环分别可以采用现有技术中的结构。
本实施例的所述吸收式过冷制冷系统的示意图如图1所示，所述主制冷循环为由所述压缩机1、发生器2的制冷剂侧通道、主冷凝器7、过冷器6的过冷侧通道、第一节流装置4-1、蒸发器8、吸收器5的制冷剂侧通道依次连接后回到所述压缩机1的制冷循环。所述吸收式过冷循环包括支冷凝器3、溶液热交换器10、溶液泵9、第二节流装置4-2、第三节流装置4-3、所述发生器2、过冷器6和吸收器5，所述溶液热交换器10的冷侧出口与所述发生器2的溶液进口连接，所述溶液热交换器10的热侧进口与所述发生器2的溶液出口连接，所述溶液热交换器10的热侧出口经所述第三节流装置4-3与所述吸收器5的溶液进口连接，所述吸收器5的溶液出口经所述溶液泵9与所述溶液热交换器10的冷侧进口连接。所述发生器2的气体出口通过所述支冷凝器3及第二节流装置4-2与所述过冷器6的蒸发侧进口连接，所述过冷器6的蒸发侧出口与所述吸收器5的气体进口连接。
本发明的吸收式过冷制冷系统分为主制冷循环与吸收式过冷制冷循环。所述主制冷循环的热力过程为：所述压缩器1的吸气端由所述吸收器5制冷剂出口吸入被所述吸收器5中溶液加热后的低压过热的制冷剂气体，制冷剂气体经所述压缩机1压缩升压后变为高温高压的过热蒸气由所述压缩机1排气端经所述发生器的制冷剂进口排入所述发生器2，高温高压的过热蒸气在所述发生器2中冷却放热变为高压饱和蒸气，由所述发生器2的制冷剂出口进入所述主冷凝器7，高压饱和蒸气在所述主冷凝器7中冷凝变为高压液体。高压液体经所述过冷器6的过冷侧进口进入所述过冷器6，高压液体在所述过冷器6内过冷变为温度较低的未饱和液体，未饱和液体经所述第一节流装置4-1节流降压变为低温低压的湿蒸气进入所述蒸发器8蒸发吸热，从蒸发器8出来的低压饱和蒸气经所述吸收器5的制冷剂进口进入所述吸收器5与所述吸收器5里的溶液换热变为过热蒸气被所述压缩机1吸入完成主制冷循环的热力过程。过冷制冷循环的热力过程为：所述发生器2中富含制冷剂的溶液经主制冷循环中所述压缩机1排出的高温高压的过热蒸气加热，使溶液中的制冷剂以高压气态发生出来，进入所述支冷凝器3中冷凝，冷凝后的高压液体经所述第二节流装置4-2节流降压进入所述过冷器6蒸发侧蒸发吸热，降低主制冷循环中所述过冷器6过冷侧液体制冷剂温度，实现较大的过冷度。所述发生器2中发生后的溶液重新恢复到原来的成分，从所述发生器2溶液出口流入所述溶液热交换器10，经所述溶液热交换器10冷却、所述溶液节流装置4-3节流后变为具有吸收能力的吸收液由所述吸收器5溶液进口进入所述吸收器5，吸收来自所述过冷器6蒸发侧的低压制冷剂蒸气，吸收过程中伴随释放的吸收热把主制冷循环中所述蒸发器8出口出来的低压饱和蒸气加热至过热蒸气，完成过冷制冷循环。
所述压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和活塞压缩机中的任一种。
所述支冷凝器与主冷凝器可以为一体并联形式，或单个形式，可以为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
所述蒸发器为风冷式或溶液载冷式。
所述过热器、过冷器、发生器为板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器。
所述第一节流装置、第二节流装置与溶液节流装置为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种吸收式过冷制冷系统，其特征在于，包括主制冷循环和吸收式过冷制冷循环，所述主制冷循环中的压缩机排气口的制冷剂冷却热驱动所述吸收式过冷循环。
2.根据权利要求1所述的吸收式过冷制冷系统，其特征在于，所述主制冷循环为由所述压缩机、发生器的制冷剂侧通道、主冷凝器、过冷器的过冷侧通道、第一节流装置、蒸发器、吸收器的制冷剂侧通道依次连接后回到所述压缩机的制冷循环；所述吸收式过冷循环包括支冷凝器、溶液热交换器、溶液泵、第二节流装置、第三节流装置、所述发生器、所述过冷器和所述吸收器，所述溶液热交换器的冷侧出口与所述发生器的溶液进口连接，所述溶液热交换器热侧进口与所述发生器的溶液出口连接，所述溶液热交换器热侧出口经所述第三节流装置与所述吸收器的溶液进口连接，所述吸收器的溶液出口经所述溶液泵与所述溶液热交换器的冷侧进口连接；所述发生器的气体出口通过所述支冷凝器及所述第二节流装置与所述过冷器的蒸发侧进口连接，所述过冷器的蒸发侧出口与所述吸收器气体进口连接。
3.根据权利要求2所述的吸收式过冷制冷系统，其特征在于，所述支冷凝器与主冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
4.根据权利要求2所述的吸收式过冷制冷系统，其特征在于，所述蒸发器为风冷式或溶液载冷式。
5.根据权利要求2所述的吸收式过冷制冷系统，其特征在于，所述过热器、过冷器和发生器为板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器。
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