專利名稱：深度冷凍吸收制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷裝置，尤其涉及一種深度冷凍吸收制冷裝置。
背景技術(shù)：
吸收式制冷機(jī)或熱泵，因其可由低品位能源，如余熱、廢熱、地?zé)帷⑻柲艿闰?qū)動就能工作，此外，吸收式制冷機(jī)或熱泵可避免使用對大氣臭氧層有破壞作用的CFCs或HCFCs制冷工質(zhì)，故它對節(jié)能和環(huán)保均具有非常重要的意義，是一種大有前途的制冷方法。傳統(tǒng)吸收制冷(如溴化鋰吸收制冷、氨水吸收制冷)已經(jīng)得到大量應(yīng)用，特別在制冷溫度較高的空調(diào)領(lǐng)域。但是，傳統(tǒng)吸收式制冷機(jī)存在不少缺陷，例如溴化鋰溶液的腐蝕性、氨水的毒性、易爆性等。特別是制冷溫度不低是傳統(tǒng)吸收制冷的一個突出缺陷。用溴化鋰水溶液作工質(zhì)，不管其熱源溫度多高，冷卻水溫度多低，其理論極限制冷溫度為0℃；用氨水作工質(zhì)，在熱源溫度為100℃、冷卻水溫度為30℃時，可以計算得到其理論極限制冷溫度僅為-1.8℃。制冷溫度不低大大限制了吸收制冷的應(yīng)用范圍，特別是在既有大量余熱又需冷凍的場合，例如生物、制藥、食品加工、化工等行業(yè)，一方面大量余熱白白浪費掉，另一方面又要消耗高品位的電能來實現(xiàn)冷凍。顯然，如果有一種吸收制冷裝置，它在熱源溫度不是很高的條件下，就能實現(xiàn)深度冷凍，則這樣的裝置將具有非常寬廣的應(yīng)用前景。本發(fā)明就是基于這一背景而提出的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種深度冷凍吸收制冷裝置。
發(fā)生器冷劑蒸汽出口經(jīng)冷凝器與組份分離模塊相接，組份分離模塊的一個出口與吸收器相接；組份分離模塊的另一出口經(jīng)回?zé)崞鞲邏和ǖ?、第一膨脹裝置、蒸發(fā)器、回?zé)崞鞯蛪和ǖ琅c吸收器相接；吸收器液相出口經(jīng)溶液泵、溶液熱交換器與發(fā)生器溶液入口相接，發(fā)生器溶液出口經(jīng)溶液熱交換器、第二膨脹裝置與吸收器溶液入口相接。
本發(fā)明的優(yōu)點是，在熱源溫度不太高(如低于100℃)的條件下，通過該裝置就可以達(dá)到0～-80℃范圍的深度制冷。該裝置性能可靠、效率高、適用范圍廣，可用于既有熱源又需要深度冷凍的場合。


圖1是深度冷凍吸收制冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，發(fā)生器1冷劑蒸汽出口經(jīng)冷凝器2與組份分離模塊3相接，組份分離模塊3的一個出口與吸收器7相接；組份分離模塊3的另一出口經(jīng)回?zé)崞?高壓通道、第一膨脹裝置5、蒸發(fā)器6、回?zé)崞?低壓通道與吸收器7相接；吸收器7液相出口經(jīng)溶液泵8、溶液熱交換器9與發(fā)生器1溶液入口相接，發(fā)生器1溶液出口經(jīng)溶液熱交換器9、第二膨脹裝置10與吸收器7溶液入口相接。
所說的分離模塊3具有汽液分離器13、第三膨脹裝置14和冷凝蒸發(fā)器15；汽液分離器液相出口依次與膨脹裝置、蒸發(fā)冷凝器低壓進(jìn)口相接，汽液分離器汽相出口與冷凝蒸發(fā)器的高壓進(jìn)口相接。
所說的分離模塊3具有精餾裝置33、第三膨脹裝置34和冷凝蒸發(fā)器35；精餾裝置液相出口依次與膨脹裝置、蒸發(fā)冷凝器低壓進(jìn)口相接，精餾裝置汽相出口與冷凝蒸發(fā)器的高壓進(jìn)口相接。
所說裝置所用的制冷劑為二元或二元以上的混合制冷劑，吸收劑為能吸收這些制冷劑的有機(jī)溶劑。二元或二元以上的混合制冷劑為氫氯氟烴混合物、氫氟烴混合物、氫氯氟烴和氫氟烴混合物。有機(jī)溶劑為四甘醇二甲基醚或二甲基甲酰胺或二乙基甲酰胺。
如圖2所示，本發(fā)明采用R134a(沸點為-26℃)和R23(沸點為-81℃)混合物作為制冷劑，DMF(二甲基甲酰胺)為吸收劑。在該方案中組份分離模塊由汽液分離器13，第三膨脹裝置14，冷凝蒸發(fā)器15以及管路所組成。
本發(fā)明有兩個主要回路組成制冷劑回路及溶液回路。
在制冷劑回路中，混合制冷劑從發(fā)生器11中逸出后進(jìn)入水冷冷凝器12，在冷凝器12中經(jīng)冷卻水冷卻，部分制冷劑被冷凝成液體。然后，這些汽液混合制冷劑進(jìn)入汽液分離器13中分離，分離后的液態(tài)部分主要是高沸點的制冷劑R134a及少部分的低沸點制冷劑R23，氣態(tài)部分主要是低沸點的制冷劑R23及少部分的高沸點制冷劑R134a。分離后的液相制冷劑由汽液分離器13底部出來，經(jīng)第三膨脹裝置14膨脹后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器15，在冷凝蒸發(fā)器15中用以冷卻汽態(tài)的制冷劑，再進(jìn)入吸收器19中被吸收。分離后的汽相制冷劑則由汽液分離器13的上部引出，進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器15被冷凝成液體或汽液混合物，然后進(jìn)入回?zé)崞?6與蒸發(fā)器18中流出的低溫制冷劑發(fā)生熱交換，進(jìn)一步被冷卻后，經(jīng)第一膨脹裝置17膨脹后進(jìn)入蒸發(fā)器18蒸發(fā)制冷。蒸發(fā)后的制冷劑經(jīng)回?zé)崞?6升溫后進(jìn)入吸收器19中被吸收。
在溶液回路中，吸收器19吸收了制冷劑后的DMF濃溶液經(jīng)溶液泵20加壓，溶液熱交換器21升溫再進(jìn)入發(fā)生器11，在發(fā)生器11中被高溫?zé)嵩醇訜?，制冷劑R23及R134a從中發(fā)生出來，并從發(fā)生器11中逸出進(jìn)入制冷劑回路中進(jìn)行制冷。同時濃溶液因制冷劑的溢出而變成稀溶液，被從發(fā)生器11中引出，進(jìn)入溶液熱交換器21，在其中被從吸收器出來的濃溶液所預(yù)冷，經(jīng)第二膨脹裝置22膨脹后進(jìn)入吸收器19吸收制冷劑，吸收熱被冷卻水帶走，完成整個溶液回路。
上述所說的發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、回?zé)崞饕约叭芤簾峤粨Q器與普通吸收式制冷機(jī)相類似，為熱交換器，它們可以是沉浸式或噴淋式，可以是列管式也可以是套管式或其他形式，其換熱管可以是普通管也可以是強化管。
溶液泵與普通吸收式制冷機(jī)類似，其作用是將溶液升壓。
三個膨脹裝置為一減壓裝置，它們的作用是讓通過其中的制冷工質(zhì)減壓膨脹。它們可以是毛細(xì)管、自動或手動閥門。
冷凝蒸發(fā)器為一熱交換器，其高壓側(cè)為低沸點含量高的氣相制冷劑在其中放熱冷卻并冷凝成液體，其低壓側(cè)為高沸點含量高的汽液兩相制冷劑在其中蒸發(fā)吸熱汽化。它可以是沉浸式或噴淋式，可以是列管式也可以是套管式或其他形式，其換熱管可以是普通管也可以是強化管。
汽液分離器的作用是將進(jìn)入其中的制冷劑混合物分離成兩股成份不同的制冷劑混合物，其中，低沸點含量高的一股制冷劑從頂部以氣態(tài)流出，另一股高沸點含量高的制冷劑從底部以液態(tài)流出。
由于采用汽液分離器，因此，該實施方案結(jié)構(gòu)簡單，但制冷溫度不夠低。
如圖3所示，本發(fā)明采用R134a(沸點為-26℃)和R23(沸點為-81℃)混合物作為制冷劑，DMF(二甲基甲酰胺)為吸收劑。在該方案中組份分離模塊由精餾裝置33，第三膨脹裝置34，冷凝蒸發(fā)器35以及管路所組成。
由于采用了精餾裝置，該方案能實現(xiàn)較低溫度的深度冷凍，但結(jié)構(gòu)略復(fù)雜。
權(quán)利要求
1.一種深度冷凍吸收制冷裝置，其特征在于發(fā)生器[1]冷劑蒸汽出口經(jīng)冷凝器[2]與組份分離模塊[3]相接，組份分離模塊[3]的一個出口與吸收器[7]相接；組份分離模塊[3]的另一出口經(jīng)回?zé)崞鱗4]高壓通道、第一膨脹裝置[5]、蒸發(fā)器[6]、回?zé)崞鱗4]低壓通道與吸收器[7]相接；吸收器[7]液相出口經(jīng)溶液泵[8]、溶液熱交換器[9]與發(fā)生器[1]溶液入口相接，發(fā)生器[1]溶液出口經(jīng)溶液熱交換器[9]、第二膨脹裝置[10]與吸收器[7]溶液入口相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深度冷凍吸收制冷裝置，其特征在于所說的分離模塊[3]具有汽液分離器[13]、第三膨脹裝置[14]和冷凝蒸發(fā)器[15]；汽液分離器液相出口依次與膨脹裝置、冷凝蒸發(fā)器低壓進(jìn)口相接，汽液分離器汽相出口與冷凝蒸發(fā)器的高壓進(jìn)口相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深度冷凍吸收制冷裝置，其特征在于所說的分離模塊[3]具有精餾裝置[33]、第三膨脹裝置[34]和冷凝蒸發(fā)器[35]；精餾裝置液相出口依次與膨脹裝置、冷凝蒸發(fā)器低壓進(jìn)口相接，精餾裝置汽相出口與冷凝蒸發(fā)器的高壓進(jìn)口相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深度冷凍吸收制冷裝置，其特征在于所說裝置所用的制冷劑為二元或二元以上的混合制冷劑，吸收劑為能吸收這些制冷劑的有機(jī)溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種深度冷凍吸收制冷裝置，其特征在于所說二元或二元以上的混合制冷劑為氫氯氟烴混合物、氫氟烴混合物、氫氯氟烴和氫氟烴混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種深度冷凍吸收制冷裝置，其特征在于所說有機(jī)溶劑為四甘醇二甲基醚或二甲基甲酰胺或二乙基甲酰胺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深度冷凍吸收制冷裝置。它是發(fā)生器冷劑蒸汽出口經(jīng)冷凝器與組份分離模塊相接,組份分離模塊的一個出口與吸收器相接;組份分離模塊的另一個出口經(jīng)回?zé)崞鞲邏和ǖ?、第一膨脹裝置、蒸發(fā)器、回?zé)崞鞯蛪和ǖ琅c吸收器相接;吸收器液相出口經(jīng)溶液泵、溶液熱交換器與發(fā)生器溶液入口相接,發(fā)生器溶液出口經(jīng)溶液熱交換器、第二膨脹裝置與吸收器溶液入口相接。該裝置所用的制冷劑為二元或二元以上的混合制冷劑,吸收劑為能吸收這些制冷劑的有機(jī)溶劑。通過該裝置可以實現(xiàn)用熱能驅(qū)動就能達(dá)到0～－80℃范圍的深度制冷。該裝置性能可靠、效率高、適用范圍廣,可用于既有熱源又需要深度冷凍的場合。
文檔編號F25B15/02GK1380525SQ02110940
公開日2002年11月20日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者陳光明 申請人:浙江大學(xué)