專利名稱：一種溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，更具體的說，涉及一種冷凝器采用蒸發(fā)冷凝方式的溴化鋰吸收式冷水機(jī)組設(shè)備。
背景技術(shù)：
溴化鋰吸收式制冷機(jī)與傳統(tǒng)壓縮式制冷機(jī)的不同之處在于它使用熱能作為驅(qū)動能源，而非電能。它以溴化鋰溶液為吸收劑，以蒸汽、熱水、燃油/燃?xì)庵苯尤紵a(chǎn)生的熱量或其他廢熱作為熱源，利用蒸發(fā)、吸收的原理來實(shí)現(xiàn)制冷，由于CFCs和HCFCs制冷劑對大氣臭氧層有破壞作用，HFCs制冷劑又存在著溫室效應(yīng)，在當(dāng)今電力能源供應(yīng)緊張和應(yīng)對氣候變化的內(nèi)外部環(huán)境條件下，溴化鋰吸收式制冷機(jī)具有很高的推廣價值。我國已成為世界上吸收式制冷機(jī)的生產(chǎn)大國，近期溴化鋰吸收式制冷機(jī)的發(fā)展方向主要是高效化、推廣應(yīng)用于熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、以及回收余熱和利用太陽能等，走節(jié)能型、環(huán)保型溴化鋰吸收式制冷機(jī)之路是發(fā)展的必然趨勢。發(fā)展多能源綜合利用型溴化鋰吸收式制冷機(jī)不僅充分利用可再生資源，提高能源利用效率，又可充分利用工廠余熱廢熱資源，在回收能源的同時減少熱污染，改善環(huán)境，還可緩解電網(wǎng)的供需矛盾，節(jié)約電力工業(yè)基本建設(shè)投資，這些對于改善國家的能源利用狀況具有重要的實(shí)際意義。溴化鋰吸收式冷水機(jī)組一般可分為單效和雙效兩種。單效溴化鋰有發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器和溶液熱交換器組成。雙效吸收式溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組一般有高壓發(fā)生器、 低壓發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器、低溫溶液熱交換器、高溫溶液熱交換器、凝水回?zé)崞鹘M成。無論單效吸收式冷水機(jī)組還是雙效吸收式冷水機(jī)組，其冷凝器都是用水作為冷卻媒體，溴化鋰吸收式制冷機(jī)組在運(yùn)行中需耗用大量的冷卻水，為節(jié)約用水，機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)大多采用開式循環(huán)系統(tǒng)，水在冷卻塔中蒸發(fā)冷卻，帶走熱量，如此，冷卻水與冷凝器的冷凝溫度的傳熱溫差一般為5°C左右。蒸發(fā)式冷凝器是在吸收國外最先進(jìn)的熱交換技術(shù)基礎(chǔ)上研制開發(fā)的一種高效節(jié)能的換熱設(shè)備，蒸發(fā)式冷凝器是靠水的蒸發(fā)潛熱帶走被冷介質(zhì)的熱量，蒸發(fā)式冷凝器實(shí)際耗水量約為水冷式冷凝器的5% 10%，同時降低了電耗。該產(chǎn)品集傳統(tǒng)式冷凝器、冷卻塔、循環(huán)水泵、水池及連接水管為一體，具有占地面積小，安裝極為方便，噪聲低、節(jié)水省電、 投資省、運(yùn)行費(fèi)低、不污染環(huán)境、使用壽命長、維修簡便等眾多優(yōu)點(diǎn)。美國、加拿大等國家在 20世紀(jì)70年代起就在冷庫制冷裝置上加以應(yīng)用，我國從20世紀(jì)80年代起，化工、醫(yī)藥、工業(yè)制冷及啤酒飲料，食品的低溫加工冷藏，建筑空調(diào)制冷等領(lǐng)域也開始采用蒸發(fā)式冷凝器， 經(jīng)過20余年的實(shí)踐證明，蒸發(fā)式冷凝器具有明顯的節(jié)能效果。單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的最佳工作溫度為80 100°C，它的最大COP值在熱源溫度為85°C時可以達(dá)到0. 7，由于溶液受結(jié)晶條件的限制，制冷機(jī)的熱源溫度不能超過 150°C。雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的COP約為1. 1 1. 2，驅(qū)動熱源可以是150°C以上的高溫?zé)崴?，或者?. 25 0. 8MPa (表壓力)的飽和蒸汽，它的最大COP值在熱源溫度為130°C 時可以達(dá)到1. 2。而三效溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的COP約為1. 65 1. 75，其驅(qū)動熱源溫度則需要200°C以上。兩級溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)，對熱源溫度的要求比單效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的要求更低，使用70 80°C的熱水即可驅(qū)動。因此，兩級溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)比單效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)更適于利用低品位能源。但是，兩級溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的COP值更低，只有0. 3 0. 4左右，冷卻水耗量約為單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的兩倍， 而且初投資比較大。例如太陽能驅(qū)動溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)，采用平板或熱管型真空管集熱器來收集太陽能，產(chǎn)生80°C 95°C的熱水來驅(qū)動單效、雙效或雙級吸收式制冷機(jī)。機(jī)組發(fā)生器驅(qū)動熱源的溫度一般需要大于80°C，如表1所示表1每kW制冷功率下太陽能溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)比較
^iiMcop熱源溫度/rIfe熱器炎所盂加熱功豐m所熱器/m2ψ m0.785f-板，Λ1.437.48？ } 1.2130ft空竚0. 835.07jm1.7220聚光臂().594. 49 本發(fā)明專利將蒸發(fā)式冷凝器作為溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的冷凝器，蒸發(fā)式冷卻可以使冷凝器的冷凝溫度降低5°C左右，這不僅提高吸收式冷水機(jī)組性COP值，為降低熱源溫度創(chuàng)造了良好條件，更有利于低溫廢熱和太陽能制冷空調(diào)的利用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明專利將蒸發(fā)式冷凝器作為溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的冷凝器，蒸發(fā)式冷卻可以使冷凝器的冷凝溫度降低5°C左右，這不僅提高吸收式冷水機(jī)組熱效率COP值，為降低熱源溫度創(chuàng)造了良好條件，更有利于低溫廢熱和太陽能制冷空調(diào)的利用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組設(shè)備。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，該設(shè)備包括冷水機(jī)組的蒸發(fā)式冷凝器1、發(fā)生器2、蒸發(fā)器3、吸收器4和冷卻塔本體7，其特征是所述發(fā)生器2、蒸發(fā)器3和吸收器4設(shè)置在冷水機(jī)組本體12內(nèi)部，冷水機(jī)組上部為發(fā)生器2，下部為蒸發(fā)器3和吸收器4，其特征還在于所述的蒸發(fā)式冷凝器1和吸收器4的冷卻水循環(huán)部分設(shè)置在冷卻塔本體7內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻。在上述技術(shù)方案中，所述的冷卻塔本體7由蒸發(fā)式冷凝器1、噴嘴10、填料14、冷卻水循環(huán)水泵8、冷卻塔積水盤9和軸流風(fēng)機(jī)11組成，其特征還在于冷水機(jī)組本體12的發(fā)生器2和冷卻塔本體7內(nèi)部的蒸發(fā)式冷凝器1通過冷劑蒸汽管道與蒸發(fā)式冷凝器1連接，實(shí)現(xiàn)同一個冷凝壓力，發(fā)生器2發(fā)生出的冷劑蒸汽流入蒸發(fā)式冷凝器1，冷凝成冷劑水回到冷水機(jī)組本體12中。在上述技術(shù)方案中，所述的溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，其特征在于所述的蒸發(fā)式冷凝器1設(shè)置在冷卻塔填料14上部，其特征還在于蒸發(fā)式冷凝器1的蒸發(fā)冷凝器傳熱管組13為翅片式冷卻銅管組，銅管組內(nèi)部直接將冷劑水蒸汽冷凝為冷劑水，蒸發(fā)式冷凝器1通過直接與冷卻水和空氣進(jìn)行接觸，予以蒸發(fā)排熱。在上述技術(shù)方案中，所述的蒸發(fā)式冷凝器1的冷卻水循環(huán)部分，冷卻塔積水盤9的冷卻水經(jīng)由冷卻水循環(huán)水泵8分別輸送至冷卻塔噴嘴10噴淋到冷卻塔填料14和蒸發(fā)式冷凝器1，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻，冷凝器內(nèi)制冷劑(水)在蒸發(fā)冷凝器傳熱管組13的翅片式冷卻銅管內(nèi)冷卻，經(jīng)由節(jié)流閥進(jìn)入冷水機(jī)組本體12中的蒸發(fā)器3，其特征在于所述的冷卻塔本體7 下部的冷卻塔積水盤9的冷卻水經(jīng)由冷卻水泵8、出冷卻水泵一路冷卻水送入冷水機(jī)組本體12的吸收器4中冷卻從發(fā)生器2產(chǎn)生的溴化鋰濃溶液，冷卻水經(jīng)過升溫至噴嘴10，噴灑在冷卻塔填料14上，另一路冷卻水通過冷卻塔噴嘴10，噴灑在翅片式冷卻銅管組13上。在上述技術(shù)方案中，所述的蒸發(fā)式冷凝器1在室外濕球溫度滿足要求的運(yùn)行工況下主要采用風(fēng)冷形式以實(shí)現(xiàn)冷卻，其特征在于從冷卻塔本體7兩側(cè)的進(jìn)風(fēng)柵進(jìn)入的空氣形成逆流，依次經(jīng)由填料14和蒸發(fā)式冷凝器1實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷，由上部設(shè)置的冷卻塔風(fēng)機(jī)12排出。在上述技術(shù)方案中，所述的溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，其特征在于所述發(fā)生器2的驅(qū)動冷熱源可為熱源溫度為70V 85°C以上的低溫余熱廢熱或太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水，其特征還在于所述的蒸發(fā)式冷凝器1的冷凝溫度可降低5°C，冷卻水進(jìn)口溫度為 25 32 。本發(fā)明的有益效果本專利將機(jī)組的冷凝器采用蒸發(fā)冷凝方式，即冷卻水噴在冷凝器的銅管外，達(dá)到蒸發(fā)冷凝要求，機(jī)組冷劑蒸汽在銅管內(nèi)被管外冷卻水冷卻后冷凝。由于銅管外的冷卻水在吸收冷凝熱的同時，又在銅管外不斷蒸發(fā)而放熱，因此冷卻水溫度始終處于較低溫度。在外界同樣溫度狀況下，采用蒸發(fā)式冷凝器的冷凝器冷凝溫度可降低5°C左右，這對吸收式冷水機(jī)組提高COP及降低熱源溫度創(chuàng)造了良好條件。由溴化鋰吸收式制冷機(jī)組性能計(jì)算可知， 在其它外部條件不變的情況下，在一定范圍內(nèi)，進(jìn)入機(jī)組的冷卻水溫度每降低1V，制冷量約提高5% 6% (但冷卻水進(jìn)機(jī)溫度也不能過低，否則有可能引起溶液結(jié)晶和冷劑水污染，冷卻水進(jìn)口溫度一般控制在25 32°C范圍為宜)。同時，使用蒸發(fā)式冷凝器后，熱源使用溫度可降低7°C 8°C。熱源溫度82°C時，機(jī)組熱效率COP可達(dá)0. 7，與常規(guī)吸收式冷水機(jī)組熱源溫度90°C時的效率相當(dāng)。本發(fā)明采用解決了傳統(tǒng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)技術(shù)在機(jī)組性能與熱源品位之間的矛盾，在降低對驅(qū)動熱源品位要求的同時提升了機(jī)組性能參數(shù)，拓展了溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的應(yīng)用范圍，滿足節(jié)能減排、節(jié)水和可靠的環(huán)境控制要求，為低溫余熱廢熱的綜合利用和太陽能制冷空調(diào)的連續(xù)應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，制造、維修方便的優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖，通過具體的實(shí)驗(yàn)方式加以說明，以使得本發(fā)明變得更加清楚。


圖1.為本發(fā)明溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組流程圖圖2.為雙效溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組流程圖附圖中標(biāo)號1為蒸發(fā)式冷凝器，2為低發(fā)生器，3為蒸發(fā)器，4為吸收器，5為低溫?zé)峤粨Q器，6為溶液泵，7為冷卻塔本體，8為冷卻水循環(huán)水泵，9為冷卻塔積水盤，10為冷卻塔噴嘴，11為冷卻塔風(fēng)機(jī)，12為冷水機(jī)組本體，13為蒸發(fā)冷凝器傳熱管組，14為冷卻塔填料，15為高溫?zé)峤粨Q器，16為高壓發(fā)生器
具體實(shí)施方式
[0025]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
詳細(xì)闡述本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)該理解本發(fā)明并不局限于下述優(yōu)選實(shí)施方式，優(yōu)選實(shí)施方式僅僅作為本發(fā)明的示例性說明。如
圖1.所示，本發(fā)明的冷卻塔本體7下部的冷卻塔積水盤9的冷卻水經(jīng)由冷卻水泵8、出冷卻水泵一路冷卻水送入冷水機(jī)組本體12的吸收器4中冷卻從發(fā)生器2產(chǎn)生的溴化鋰濃溶液，冷卻水經(jīng)過升溫至噴嘴10，噴灑在冷卻塔填料14上，另一路冷卻水通過冷卻塔噴嘴10，噴灑在蒸發(fā)冷凝器傳熱管組13的翅片式冷卻銅管上，并依次在填料層和銅管外表面形成水膜，下落的水膜與從冷卻塔本體7兩側(cè)的進(jìn)風(fēng)柵進(jìn)入的空氣形成逆流，一部分水受熱直接變成蒸汽被空氣帶走，另一部分水在下落過程中被高速氣流吹托緩慢下降或被吹散形成小水滴，飄飛上揚(yáng)，與空氣換熱，溫度降低，最后由冷卻塔積水盤9收集回落，熱量被空氣經(jīng)由上部設(shè)置冷卻塔風(fēng)機(jī)11帶走。為了防止未蒸發(fā)的水滴被空氣帶走，在噴水管的上部裝有擋水板，將熱濕空氣分離出來的水滴流向積水槽。如此，以空氣和水為冷卻介質(zhì)， 一方面，利用部分冷卻水蒸發(fā)帶走氣相熱介質(zhì)，冷凝過程放出的熱量包括部分氣相和部分液相的顯熱；另一方面，以接近濕球溫度的冷空氣冷卻循環(huán)水并通過被反復(fù)冷卻的循環(huán)水與蒸發(fā)式冷凝器1中熱制冷劑(水)的間接換熱來達(dá)到冷凝、冷卻的目的。以上兩過程同時發(fā)生，兩部分熱負(fù)荷各自所占的比例隨著環(huán)境溫度的變化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式的差異而有所變化。如圖2.所示，本發(fā)明雙效溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組流程圖。雙效機(jī)組在單效基礎(chǔ)上增加了一個高溫?zé)峤粨Q器15和高壓發(fā)生器16。
權(quán)利要求1.一種溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，該設(shè)備包括冷水機(jī)組的蒸發(fā)式冷凝器1、發(fā)生器2、蒸發(fā)器3、吸收器4和冷卻塔本體7，其特征是所述發(fā)生器2、蒸發(fā)器3和吸收器4設(shè)置在冷水機(jī)組本體12內(nèi)部，冷水機(jī)組上部為發(fā)生器2，下部為蒸發(fā)器3和吸收器4，其特征還在于所述的蒸發(fā)式冷凝器1和吸收器4的冷卻水循環(huán)部分設(shè)置在冷卻塔本體7內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，所述的冷卻塔本體7由蒸發(fā)式冷凝器1、噴嘴10、填料14、冷卻水循環(huán)水泵8、冷卻塔積水盤9和軸流風(fēng)機(jī)11組成，其特征還在于冷水機(jī)組本體12的發(fā)生器2和冷卻塔本體7內(nèi)部的蒸發(fā)式冷凝器1通過冷劑蒸汽管道與蒸發(fā)式冷凝器1連接，實(shí)現(xiàn)同一個冷凝壓力，發(fā)生器2發(fā)生出的冷劑蒸汽流入蒸發(fā)式冷凝器1，冷凝成冷劑水回到冷水機(jī)組本體12中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，其特征在于所述的蒸發(fā)式冷凝器1設(shè)置在冷卻塔填料14上部，其特征還在于蒸發(fā)式冷凝器1的蒸發(fā)冷凝器傳熱管組 13為翅片式冷卻銅管組，銅管組內(nèi)部直接將冷劑水蒸汽冷凝為冷劑水，蒸發(fā)式冷凝器1通過直接與冷卻水和空氣進(jìn)行接觸，予以蒸發(fā)排熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，所述的蒸發(fā)式冷凝器1的冷卻水循環(huán)部分，冷卻塔積水盤9的冷卻水經(jīng)由冷卻水循環(huán)水泵8分別輸送至冷卻塔噴嘴 10噴淋到冷卻塔填料14和蒸發(fā)式冷凝器1，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻，冷凝器內(nèi)制冷劑(水)在蒸發(fā)冷凝器傳熱管組13的翅片式冷卻銅管內(nèi)冷卻，經(jīng)由節(jié)流閥進(jìn)入冷水機(jī)組本體12中的蒸發(fā)器3，其特征在于所述的冷卻塔本體7下部的冷卻塔積水盤9的冷卻水經(jīng)由冷卻水泵8、出冷卻水泵一路冷卻水送入冷水機(jī)組本體12的吸收器4中冷卻從發(fā)生器2產(chǎn)生的溴化鋰濃溶液，冷卻水經(jīng)過升溫至噴嘴10，噴灑在冷卻塔填料14上，另一路冷卻水通過冷卻塔噴嘴 10，噴灑在翅片式冷卻銅管組13上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，所述的蒸發(fā)式冷凝器1在室外濕球溫度滿足要求的運(yùn)行工況下，主要采用風(fēng)冷形式以實(shí)現(xiàn)冷卻，其特征在于從冷卻塔本體7兩側(cè)的進(jìn)風(fēng)柵進(jìn)入的空氣形成逆流，依次經(jīng)由填料14和蒸發(fā)式冷凝器1實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷，由上部設(shè)置的冷卻塔風(fēng)機(jī)12排出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，所述的溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，其特征在于所述發(fā)生器2的驅(qū)動冷熱源可為熱源溫度為70°C 85°C以上的低溫余熱廢熱或太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水，其特征還在于所述的蒸發(fā)式冷凝器1的冷凝溫度可降低5°C，冷卻水進(jìn)口溫度為25 32°C。
專利摘要一種溴化鋰吸收式蒸發(fā)冷凝冷水機(jī)組，該設(shè)備包括冷水機(jī)組的發(fā)生器2、蒸發(fā)器3、吸收器4、蒸發(fā)式冷凝器1和冷卻塔本體7，其特征是所述發(fā)生器2、蒸發(fā)器3和吸收器4設(shè)置在冷水機(jī)組本體12內(nèi)部，冷水機(jī)組本體12上部為發(fā)生器2，下部為蒸發(fā)器3和吸收器4，其特征還在于所述的蒸發(fā)式冷凝器1和吸收器4的冷卻水循環(huán)部分設(shè)置在冷卻塔整體7內(nèi)部，冷卻水依次噴淋到冷卻塔填料和蒸發(fā)冷凝器上，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻。本實(shí)用新型專利將蒸發(fā)式冷凝器作為溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的冷凝器，蒸發(fā)式冷卻可以使冷凝器的冷凝溫度降低5℃左右，這不僅提高吸收式冷水機(jī)組性COP值，為降低熱源溫度創(chuàng)造了良好條件，更有利于低溫廢熱和太陽能制冷空調(diào)的利用。
文檔編號F25B27/00GK201973952SQ20112004930
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者王紅斌, 郭海新 申請人:昆山開思拓空調(diào)技術(shù)有限公司, 江蘇匯能新能源科技有限公司, 王紅斌, 郭海新