专利名称：一种多级吸收式制冷/热泵机组的制作方法
技术领域：
本发明属于吸收式热交换系统领域，特别涉及在热交换流程中以二元溶液为
工质的多级吸收式制冷/热泵机组；可制冷、制热，也可用于工业余热回收。
背景技术：
为了解决城市的电网冬夏调峰难的问题，推出吸收式制冷/热泵机组，在一定 程度上缓解电网调峰压力。在具有大量工业余热的企业，可利用吸收式机组大量 回收工业余热对附近区域实现集中供热或供冷。这对于提高能源利用率、缓解能 源紧张和保护生态环境都具有重要的意义。
对于常规吸收式制冷/热泵机组，采用的换热器是换热效率较低的壳管式换 热器，致使机组性能偏低、设备外型庞大、安装施工困难，同时还不利于设备检 修。961H020. 4号专利采用常规机组结构，以螺旋板式换热器替代壳管式换热器， 虽然改善了换热器性能，但仍没有从根本上解决吸收式机组存在的主要问题。 01133610. 2号专利提出多段吸收式制冷装置采用常规的吸收器进行串联，虽然在 一定程度上降低了制冷工质溶液与冷却水的换热温差，降低了不可逆损失，但仍 存在机组外型过于庞大、检修不便的缺点。
发明内容
本发明的目的是针对常规吸收式机组存在的问题提出了一种多级吸收式制 冷/热泵机组，其特征在于，
所述多级吸收式制冷/热泵机组由两个或两个以上的单级发生一冷凝单元和 单级吸收一蒸发单元、两个或两个以上的溶液换热器和节流装置、阀门及仪表通 过管路按工质热交换流程连接组成，所述单级发生一冷凝单元由绝热发生器G和
常规冷凝器C安装在第一密闭容器内组成；单级蒸发一吸收单元由绝热吸收器A
和蒸发器E安装在第二密闭容器内组成，所述绝热发生器G为在发生室1内安装 第一喷淋装置3，第一溶液泵5分别和第一密闭容器壁、第一加热换热器6的一 组管道进口端连接，该组管道的出口端连接第一喷淋装置3;所述常规冷凝器C为在冷凝室2内安装冷却换热器4，冷却换热器4通过管路引出至第一密闭容器 壁外；所述绝热吸收器A为在吸收室7内安装第二喷淋装置9，第二溶液泵11 分别和第二密闭容器壁、冷却换热器14的一组管道进口端连接，该组管道的出 口端连接第二喷淋装置9;所述蒸发器E为在蒸发室8内安装第三喷淋装置10、 冷剂泵12分别和第二密闭容器壁、第二加热换热器13的一组管道进口端连接， 该组管道的出口端连接第三喷淋装置10;其特征在于，各单级发生冷凝单元之间 以串联方式连接，和各单级蒸发吸收单元之间通过节流阀16串联连接，可减小 制冷工质与高温热媒、冷剂蒸汽与冷却水、冷剂蒸汽与冷媒和制冷工质与冷媒的 传热温差，降低不可逆损失。
所述绝热吸收器A的第一绝热吸收器Al所在的第二密闭容器壁连接第三溶 液泵15，第三溶液泵15通过串联的溶液热交换器Rl Rm连接至绝热发生器G 的末级绝热发生器Gm所在的第一密闭容器壁。
所述各单级发生一冷凝单元之间的串联是分别通过各绝热发生器G之间的串 联和各常规冷凝器C之间的串联实现的；在管路中的制冷工质稀溶液按照发生压 力由低至高流经各绝热发生器G;高温热媒按照发生压力由高至低依次流经各绝
热发生器G;冷却水则按照冷凝压力由低至高依次流经各个常规冷凝器C;所述
各绝热发生器G的串联，有助于制冷工质溶液实现逐级加热升温和变压闪蒸，减 小换热过程的不可逆损失，提高闪蒸效率；所述各常规冷凝器C串联有助于冷却 水实现逐级变压变温换热，减小冷凝换热过程中的不可逆损失。
所述各单级绝热吸收一蒸发单元的串联是分别通过各蒸发器E之间的串联和 各绝热吸收器A之间的串联实现的；在管路中被逐级加热升温和变压闪蒸的温度 较高的制冷工质浓溶液按照吸收压力由高至低依次流经各级的溶液热交换器、节 流阀和绝热吸收器A，实现逐级降压吸收和变温换热，提高制冷工质溶液的吸收 效率，减小制冷工质与冷却水传热过程的不可逆损失；所述冷剂液按照蒸发压力 由高至低依次流经各级的节流装置和蒸发器E，实现逐级降压蒸发和变温换热， 减小冷剂液与冷冻水换热过程的不可逆损失。
所述冷剂液为水。200910091944.3
所述制冷工质溶液为溴化锂溶液。 所述高温热媒为高温热水或蒸汽；冷媒为水。
本发明的有益效果是通过制冷工质溶液逐级变压传热闪蒸、逐级降温传热和 变压吸收；冷剂液逐级降压蒸发和降温换热及传热过程和传质过程分离开等技 术，提高机组性能，减小了换热过程的不可逆损失；机组外型变小、结构紧凑、 检修方便。
图1为本发明的多级吸收式制冷/热泵机组的新流程示意图。 图2为本发明的单级绝热发生一冷凝单元示意图。 图3为本发明的单级绝热吸收一蒸发单元示意图。 图4为本发明多效吸收式制冷机组的冷却水第二种流程示意图。 图5为本发明多效吸收式热泵机组的高温热媒第二种流程示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，对本发明的具体实施方式
进行说明。、 实施例1:如图1、 2、 3所示，多级吸收式制冷/热泵机组由绝热发生器Gi Gn、常规冷凝器d Cn、绝热吸收器A ;U蒸发器Et E,、溶液热交换器R Rm、溶液泵、2m个节流阀通过管路按工质热交换流程连接组成。高温热媒依次通 过绝热发生器G,、绝热发生器G2、…、绝热发生器G。，加热制冷工质溶液；来自 绝热吸收器A,的稀溶液，经过溶液热交换器R,、溶液热交换器R2、…、溶液热交 换器Rm，被高温高浓度制冷工质溶液加热升温后，依次进入绝热发生器Gn、绝热 发生器G(H〉、、绝热发生器G,进行逐级变温传热和变压闪蒸；从绝热发生器 Gi出来的高温高浓度制冷工质，依次进入溶液热交换器R卜Rm、绝热吸收器A,、 溶液热交换器IC,、绝热吸收器A^、、溶液热交换器R,、绝热吸收器A进行逐 级降温传热和降压吸收来自同一个蒸发吸收单元的蒸发器的冷剂蒸汽，变成低温 制冷工质稀溶液，再由溶液泵送至绝热发生器Gn;各个单级发生一冷凝单元的绝 热发生器产生的冷剂蒸汽在同单元的冷凝室内被冷却水冷凝，各个常规冷凝器的 冷凝液汇聚后，依次通过节流阀16和蒸发器E,、节流阀16和蒸发器Eu-u、、节流阀16和蒸发器E,，进行节流蒸发，蒸发的饱和冷剂蒸汽进入同单元的吸收 器，被制冷工质浓溶液吸收；冷却水依次通过绝热吸收器A,、绝热吸收器A2、、 绝热吸收器Am，冷却的制冷工质溶液而升温，然后再依次通过常规冷凝器Cn、常 规冷凝器C(m、…、常规冷凝器d,冷凝冷剂蒸汽；冷冻水依次通过蒸发器E,、 蒸发器Ew)、…、蒸发器E^，与冷剂液换热后，变成低温冷冻水。
其中，m、 n为》3的自然数，根据吸收式机组具体要求，m和n可以相等， 也可以不等。
实施例2:如图4所示，采用吸收器与冷凝器的冷却水并联形式方式。吸 收式机组由绝热发生器Gi、绝热发生器G2、…、绝热发生器Gn、常规冷凝器d、 常规冷凝器C2、…、常规冷凝器Cn、绝热吸收器At、绝热吸收器A2、…、绝热吸 收器l、蒸发器E^蒸发器&、、蒸发器E,、溶液热交换器R、溶液热交换器 R2、…、溶液热交换器Rm、溶液泵、2m个节流阀16通过连接管路连接组成。高 温热媒依次进入绝热发生器仏、绝热发生器G2、…、绝热发生器Gn，加热制冷工 质溶液；来自绝热吸收器A的制冷工质稀溶液，经过溶液热交换器R,、溶液热交 换器&、、溶液热交换器Rm，被高温高浓度制冷工质溶液加热升温后，依次进 入绝热发生器Gn、绝热发生器G(n-n、…、绝热发生器G,逐级变温换热和变压闪 蒸，从绝热发生器Gi出来的高温高浓度制冷工质，依次进入溶液热交换器m、绝 热吸收器九、溶液热交换器R^、绝热吸收器A"-D、…、溶液热交换器R"绝热 吸收器A'逐级进行冷却和变压吸收来自同一个蒸发吸收单元的蒸发器的冷剂蒸 汽，变成低温稀制冷工质溶液，再由溶液泵送至绝热发生器G"各级绝热发生器 产生的冷剂蒸汽在同单元的冷凝室内被冷却水冷凝成液，来自各级常规冷凝器的 冷凝液汇聚后，依次通过节流阀和蒸发器E,、节流阀和蒸发器Ew)、、节流阀 16和蒸发器Ei逐级进行变压节流蒸发，蒸发的冷剂蒸汽进入同单元的绝热吸收 器内被制冷工质浓溶液吸收；冷却水分两路，其中一路冷却水依次通过绝热吸收 器A,、绝热吸收器A2、…、绝热吸收器A^，冷却的制冷工质溶液而升温，另一路
冷却水依次通过常规冷凝器C。、常规冷凝器C(n-O、 、常规冷凝器d，冷凝冷剂
蒸汽，升温后的冷却水与来自绝热吸收器的冷却水汇合；冷冻水依次通过蒸发器E 、蒸发器Ew,、、蒸发器E,，放热变成低温冷冻水。
其中，m、 n为》3的自然数，根据吸收式机组具体要求，m和n可以相等， 也可以不等。
实施例3:如图5所示，从发生器出来的高温热媒，经过换热器与冷却水进 行换热，降低温度后进入蒸发器，进一步的释放热量，可有效实现能源的梯级利 用，提高能源利用率，冷却水分两路。吸收式机组由绝热发生器Gi、绝热发生器 G2、…、绝热发生器Gn、常规冷凝器d、常规冷凝器C2、、常规冷凝器"、绝 热吸收器Ai、绝热吸收器A2、…、绝热吸收器An、蒸发器E。蒸发器E2、…、蒸 发器&、溶液热交换器R^溶液热交换器R2、、溶液热交换器Rm、第三溶液泵 15、水水换热器17、 2m个节流阀16通过连接管路连接组成。与图4不同之处为 在分两路的冷却水中，其中一路冷却水依次通过绝热吸收器A,、绝热吸收器A2、…、 绝热吸收器AJ令却制冷工质溶液，然后依次通过常规冷凝器C 、常规冷凝器C (n-n、…、常规冷凝器d，被加热升温，另一路冷却水经过水水换热器17与中温 热媒进行换热升温，再与来自冷凝器的冷却水汇合。高温热媒依次通过绝热发生 器G,、绝热发生器G2、…、绝热发生器Gn，加热制冷工质溶液，再经过水水换热 器17与冷却水进行换热，变成低温热媒，再依次进入蒸发器E,、…、蒸发器E2、 蒸发器E,，进一步释放热量而降低温度；来自绝热吸收器A,的稀溶液，经过溶液 热交换器R^溶液热交换器R2、、溶液热交换器Rm，被高温高浓度制冷工质溶 液加热升温后，依次进入绝热发生器。 、绝热发生器G(『n、、绝热发生器^ 逐级被加热后进行变压闪蒸，从绝热发生器G出来的高温高浓度制冷工质，依次 进入溶液热交换器Rm、绝热吸收器A,、溶液热交换器R(,-。、绝热吸收器A,-D、…、 溶液热交换器& 、绝热吸收器&逐级冷却换热和变压吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽， 变成低温稀制冷工质溶液，再由溶液泵送至绝热发生器G。；各个单级决发生一冷 凝单元的发生器产生的冷剂蒸汽在同单元常规冷凝器内被冷却水冷凝，冷剂液汇 聚后，依次通过节流阀16和蒸发器E,、节流阀和蒸发器Ew)、…、节流阀16 和蒸发器E,逐级降压蒸发，蒸发的冷剂蒸汽进入同单元的绝热吸收器内，被制冷 工质浓溶液吸收。
权利要求
1、一种多级吸收式制冷/热泵机组，由两个或两个以上的单级发生-冷凝单元和单级吸收-蒸发单元、两个或两个以上的溶液换热器和节流装置、阀门及仪表通过管路按工质热交换流程连接组成，所述单级发生-冷凝单元由绝热发生器G和常规冷凝器C安装在第一密闭容器内组成；单级蒸发-吸收单元由绝热吸收器A和蒸发器E安装在第二密闭容器内组成，所述绝热发生器G为在发生室(1)内安装第一喷淋装置(3)，第一溶液泵(5)分别和第一密闭容器壁、第一加热换热器(6)的一组管道进口端连接，该组管道的出口端连接第一喷淋装置(3)；所述常规冷凝器C为在冷凝室(2)内安装冷却换热器(4)，冷却换热器(4)通过管路引出至第一密闭容器壁外；所述绝热吸收器A为在吸收室(7)内安装第二喷淋装置(9)，第二溶液泵(11)分别和第二密闭容器壁、第一冷却换热器(14)的一组管道进口端连接，该组管道的出口端连接第二喷淋装置(9)；所述蒸发器E为在蒸发室(8)内安装第三喷淋装置(10)、冷剂泵(12)分别和第二密闭容器壁、第二加热换热器(13)的一组管道进口端连接，该组管道的出口端连接第三喷淋装置(10)；其特征在于，各单级发生冷凝单元之间以串联方式连接，和各单级蒸发吸收单元之间通过节流阀(16)串联连接。
2、根据权利要求1所述多级吸收式制冷/热泵机组，其特征在于，所述各单 级发生一冷凝单元之间的串联是分别通过各绝热发生器G之间的串联和各常规冷 凝器C之间的串联实现的；在管路中的制冷工质稀溶液按照发生压力由低至高流经各绝热发生器G;高温热媒按照发生压力由高至低依次流经各绝热发生器G;冷却水则按照冷凝压力由低至高依次流经各个常规冷凝器c。'
3、根据权利要求1所述多级吸收式制冷/热泵机组，其特征在于，所述各单 级绝热吸收一蒸发单元的串联是分别通过各蒸发器E之间的串联和各绝热吸收器 A之间的串联实现的；在管路中被逐级加热升温和变压闪蒸的温度较高的制冷工质浓溶液按照吸收压力由高至低依次流经各级的溶液热交换器、节流阀和绝热吸收器A，实现逐级降压吸收和变温换热；所述冷剂液按照蒸发压力由高至低依次 流经各级的节流装置和蒸发器E，实现逐级降压蒸发和变温换热。
4、 根据权利要求1所述多级吸收式制冷/热泵机组，其特征在于，所述绝热 吸收器A的第一绝热吸收器A1所在的第二密闭容器壁连接第三溶液泵(15)，第 三溶液泵(15)通过串联的溶液热交换器Rl Rm连接至绝热发生器G的末级绝 热发生器Gm所在的第一密闭容器壁。 '
5、 根据权利要求l所述多级吸收式制冷/热泵机组，其特征在于，所述冷剂 液是水。
6、 根据权利要求1所述多级吸收式制冷/热泵机组，其特征在于，所述制冷 工质溶液为溴化锂溶液。
7、 根据权利要求1所述多级吸收式制冷/热泵机组，其特征在于，所述高温 热媒为高温热水或蒸汽、冷媒为水。
8、 根据权利要求1所述多级吸收式制冷/热泵机组，其特征在于，所述吸收 器与冷凝器的冷却水通路采用并联形式连接；所述冷却水分两路，其中一路冷却 水依次通过绝热吸收器Ai、绝热吸收器A2、…、绝热吸收器A，，被冷却的制冷工 质溶液而升温；另一路冷却水依次通过常规冷凝器Cn、常规冷凝器Cw)、…、常 规冷凝器d，被冷凝冷剂蒸汽升温后的冷却水与来自绝热吸收器的冷却水汇合输 出。
全文摘要
本发明公开了属于吸收式热交换系统的多级吸收式制冷/热泵机组；由两个或两个以上的单级发生—冷凝单元和单级吸收—蒸发单元、溶液热交换器、节流装置、仪表、阀门及连接管路组成，单级发生—冷凝单元由绝热发生器和常规冷凝器组成，单级吸收—蒸发单元由绝热吸收器和蒸发器组成，各个单级发生—冷凝单元之间以串联方式连接，各个单级吸收—蒸发单元也以串联方式进行连接。制冷工质稀溶液在各个绝热发生器内逐级加热、闪蒸，闪蒸后的浓溶液在各个绝热吸收器内逐级冷却、吸收冷剂蒸汽变成稀溶液，冷剂液在各个蒸发器内逐级节流降压、蒸发，通过逐级变温换热，减小换热温差，降低换热过程的不可逆损失，有利于提高设备性能，方便设备检修。
文档编号F25B15/00GK101650095SQ20091009194
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者林 付, 孙方田, 张世钢, 亿 江, 勇 罗, 肖常磊, 鹏 胡 申请人:清华大学;北京环能瑞通科技发展有限公司