專利名稱：利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，具體涉及一種利用低品位熱的跨臨界/吸收制冷復(fù)合制冷裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)部門，溫度低于200°C，甚至是5(T60°C的低品位余熱廣泛而大量地存在，例如燃氣輪機、冶金行業(yè)、水泥行業(yè)、石化行業(yè)、食品加工行業(yè)排出海量的低品位余熱。對于這些余熱，傳統(tǒng)技術(shù)難以利用而且經(jīng)濟性極差，因此，往往都是直接向環(huán)境排放，不僅造成了能量的極大浪費，而且也造成了糟糕的環(huán)境熱污染。利用低品位熱進行空調(diào)制冷也是一種極具潛力的應(yīng)用途徑，其中吸收制冷技術(shù) 就是利用低品位熱制冷的主要方法之一。常規(guī)吸收制冷技術(shù)利用溴化鋰水溶液或者氨水工業(yè)作為工質(zhì)，這些常規(guī)吸收制冷裝置由于循環(huán)自身的局限性，在利用低品位熱制冷上存在一些比較大的缺點，例如溫度比較低的低品位熱難以利用或者其能量轉(zhuǎn)換效率非常低、所獲得的制冷能量密度比較低等。因此，常規(guī)吸收制冷技術(shù)在利用溫度比較低的低品位熱制冷上面臨著巨大挑戰(zhàn)，非常有必要發(fā)展能利用溫度比較低的低品位熱高效制冷的新技術(shù)。自上世紀50年代，Altenkirch首次提出壓縮/吸收復(fù)合制冷系統(tǒng)以來，由于壓縮/吸收復(fù)合制冷技術(shù)具有能量轉(zhuǎn)換效率比較高的優(yōu)點，壓縮/吸收復(fù)合制冷技術(shù)得到了比較大的發(fā)展?，F(xiàn)有壓縮/吸收復(fù)合制冷技術(shù)，一般分為兩類一類為壓縮子系統(tǒng)與吸收制冷子系統(tǒng)之間通過開式方式復(fù)合；另一類為壓縮子系統(tǒng)與吸收制冷子系統(tǒng)相互獨立，通過閉式方式復(fù)合。對于開式壓縮/吸收復(fù)合制冷技術(shù)存在一些缺陷(I)壓縮機的進出口壓力均與連接位置進出口的熱源溫度密切相關(guān)，對壓縮機有專門的要求，例如為避免污染溶液，壓縮機要求是無油壓縮機；(2)壓縮系統(tǒng)與吸收系統(tǒng)采用相同制冷劑，由于吸收制冷與壓縮制冷存在本質(zhì)的差別，采用相同的制冷劑不可避免地要犧牲他們中一方的性能，甚至雙方的性能；(3)制冷劑/工作流體的選擇受到比較大的局限，例如溴化鋰/水或氨/水等工質(zhì)對對壓縮機材質(zhì)有特殊要求，壓縮機的等熵效率偏低。相對來說，閉式壓縮/吸收復(fù)合制冷系統(tǒng)則能比較好地克服前述缺陷。現(xiàn)已開發(fā)了若干常規(guī)壓縮/吸收復(fù)合制冷新技術(shù)，例如多種形式的開式常規(guī)壓縮/吸收復(fù)合制冷系統(tǒng)、利用較低品位太陽能的開式常規(guī)壓縮/吸收復(fù)合制冷循環(huán)等。但是，這些常規(guī)壓縮/吸收復(fù)合制冷技術(shù)，無論是開式復(fù)合系統(tǒng)，還是閉式復(fù)合系統(tǒng)，在能量利用效率以及利用500C 60°C這一溫度范圍很低的極低品位熱有效制冷上仍然面臨著巨大挑戰(zhàn)。例如文獻報道的常規(guī)壓縮/氨水吸收復(fù)合制冷系統(tǒng)在能量轉(zhuǎn)換效率上具有優(yōu)勢，但是在較低品位熱的制冷上與常規(guī)兩級吸收制冷系統(tǒng)所能利用的低品位熱熱源的溫度相當(dāng)，僅為約65°C的熱源。已有申請?zhí)枮?01010510850. 8的發(fā)明專利公開了一種低品位熱能輔助驅(qū)動的復(fù)合式低溫制冷系統(tǒng)，包括發(fā)生器、噴射器、工質(zhì)泵、冷凝器、氣液分離器、壓縮機、第一節(jié)流部件、冷凝蒸發(fā)器、第二節(jié)流部件、蒸發(fā)器、加熱器。該發(fā)明通過噴射器的作用降低了壓縮機的功耗，也成功的利用了低品位熱，但制冷效果有待提高。自從蒙特利爾議定書簽署以后，可以采用自然工質(zhì)的跨臨界循環(huán)的研究得到了極大的關(guān)注?？缗R界循環(huán)具有獨特的放熱過程，它以近似于變溫度的相變放熱的方式釋放熱量并且大部分在溫度比較高的溫區(qū)釋放，這類循環(huán)在制取高溫?zé)岱矫骟w現(xiàn)了很大的優(yōu)勢。例如，在制冷溫度為0° C制熱溫度為80° C的二氧化碳跨臨界熱泵循環(huán)其制冷COP可以達到2.(T3.0，80° C以上的熱量占總熱量的約60%。因而，跨臨界循環(huán)自身具有大量可以利用的熱能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，通過跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)、高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)之間合理的能量耦合，既把跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的冷凝熱利用起來，也可以利用外部溫度比較低的低品位熱。本發(fā)明一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，包括高壓級吸收制冷子系統(tǒng)、跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)的高壓發(fā)生器蒸汽出口與冷凝器入口相連，冷凝器出口與第一節(jié)流裝置入口相連，第一節(jié)流裝置出口與過冷器第一入口相連，過冷器第一出口與第一吸收器第一入口相連，第一吸收器出口與第一循環(huán)泵入口相連，第一循環(huán)泵出口與第一溶液換熱器第一通道入口相連，第一溶液換熱器第一通道出口與高壓發(fā)生器溶液入口相連，高壓發(fā)生器溶液出口與第一溶液熱交換器第二通道入口相連，第一溶液熱交換器第二通道出口與第二節(jié)流裝置入口相連，第二節(jié)流裝置出口與第一吸收器第二入口相連；所述跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的壓縮機出口與高壓發(fā)生器的內(nèi)部換熱器入口相連，高壓發(fā)生器內(nèi)部換熱器出口與第一溶液熱交換器第三通道入口相連，第一溶液熱交換器第三通道出口與內(nèi)部換熱器第一通道入口相連，內(nèi)部換熱器第一通道出口與第三節(jié)流裝置入口相連，第三節(jié)流裝置出口與過冷器第二入口相連，過冷器第二出口與內(nèi)部換熱器第二通道入口相連，內(nèi)部換熱器第二通道出口與壓縮機入口相連；所述低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的低壓發(fā)生器蒸汽出口與過冷器第三入口相連，過冷器第三出口與第四節(jié)流裝置入口相連，第四節(jié)流裝置出口與蒸發(fā)器入口相連，蒸發(fā)器出口與第二吸收器第一入口相連，第二吸收器出口與第二循環(huán)泵入口相連，第二循環(huán)泵出口與第二溶液熱交換器第一通道入口相連，第二溶液熱交換器第一通道出口與低壓發(fā)生器溶液入口相連，低壓發(fā)生器溶液出口與第二溶液熱交換器第二通道入口相連，第二溶液熱交換器第二通道出口與第五節(jié)流裝置入口相連，第五節(jié)流裝置出口與第二吸收器第二入口相連。所述過冷器、第一吸收器、第二吸收器內(nèi)部均設(shè)有內(nèi)腔，所述過冷器的第一入口、第一出口、第二入口和第二出口與過冷器內(nèi)腔相互連通；所述第一吸收器的第一入口、第二入口和出口與第一吸收器內(nèi)腔相互連通；所述第二吸收器的第一入口、第二入口和出口與第二吸收器內(nèi)腔相互連通。所述過冷器設(shè)有盤管，所述過冷器的第三入口和第三出口分別與過冷器的盤管入口和出口相連。所述冷凝器、第一吸收器和第二吸收器內(nèi)部均設(shè)有冷卻盤管，所述冷卻盤管的進、出口與冷卻介質(zhì)源連通，所述冷卻盤管中充注的冷卻介質(zhì)為水或空氣。所述低壓發(fā)生器內(nèi)部設(shè)有盤管，所述盤管的進、出口與低品位熱源連通。所述低品位熱源為來自冶金行業(yè)、水泥行業(yè)、石化行業(yè)、食品加工行業(yè)等溫度較低的余熱。所述的利用低品位熱的跨臨界/吸收制冷復(fù)合制冷裝置工作流程如下對于高壓級吸收制冷子系統(tǒng)，高壓發(fā)生器里的工作流體在跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)輸入的熱能作用下產(chǎn)生制冷劑蒸汽，所述制冷劑蒸汽先進入冷凝器被冷凝；接著，被冷凝后的制冷劑蒸汽經(jīng)第一節(jié)流裝置節(jié)流后進入過冷器閃蒸、降溫，并調(diào)節(jié)制冷劑汽、液兩相的組成比 例；過冷器中以汽相狀態(tài)存在的制冷劑蒸汽進入第一吸收器進行吸收過程，完成吸收過程的吸收后溶液被第一循環(huán)泵升壓，然后流經(jīng)第一溶液熱交換器的第一通道被預(yù)熱后進入高壓發(fā)生器；此后，吸收后溶液在高壓發(fā)生器里又被跨臨界循環(huán)排放出的熱能加熱產(chǎn)生制冷劑蒸汽，部分制冷劑蒸汽經(jīng)高壓發(fā)生器內(nèi)部換熱器冷卻變?yōu)槲杖芤?，所述吸收溶液再流過第一溶液熱交換器第二通道后被預(yù)冷，經(jīng)第二節(jié)流裝置后進入第一吸收器，準備吸收來自過冷器的制冷劑蒸汽。對于跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)，壓縮機出口的制冷劑蒸汽先進入高壓發(fā)生器內(nèi)部換熱器被冷卻后流經(jīng)第一溶液熱交換器第三通道后被進一步冷卻，然后流經(jīng)內(nèi)部換熱器第一通道交換能量；此后，經(jīng)第三節(jié)流裝置膨脹節(jié)流進入過冷器；在過冷器里吸熱蒸發(fā)后流經(jīng)內(nèi)部換熱器第二通道，然后被壓縮機壓縮后成為過熱制冷劑蒸汽。對于低壓級吸收制冷子系統(tǒng)，低壓發(fā)生器里的工作流體在外部輸入的低品位熱源的加熱下產(chǎn)生制冷劑蒸汽與吸收溶液；所述制冷劑蒸汽進入過冷器，所述過冷器對制冷劑汽、液兩相的組成比例進行調(diào)節(jié)，其中以液相狀態(tài)存在的制冷劑從過冷器流出經(jīng)第四節(jié)流裝置節(jié)流后進入蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷；最后，制冷劑進入第二吸收器被來自低壓發(fā)生器的吸收溶液吸收；完成所述吸收過程的吸收后溶液經(jīng)第二循環(huán)泵升壓，然后流經(jīng)第二溶液熱交換器第一通道被預(yù)熱后進入低壓發(fā)生器；在低壓發(fā)生器里又被低品位熱加熱后產(chǎn)生制冷劑蒸汽與吸收溶液，所述制冷劑蒸汽與吸收溶液流經(jīng)第二溶液熱交換器第二通道后被預(yù)冷，然后經(jīng)第五節(jié)流裝置后進入第二吸收器準備吸收來自蒸發(fā)器的制冷劑。目前，大氣層中的臭氧層遭到嚴重破壞，且溫室效應(yīng)日益嚴重，因此本發(fā)明中的工作流體優(yōu)選自然工質(zhì)二氧化碳，一氧化二氮等。CO2作為一種安全可靠的天然工質(zhì)，近些年已引起廣泛關(guān)注，在跨臨界循環(huán)中的應(yīng)用也發(fā)展迅速；N2o作為另一種天然工質(zhì)，其物理性質(zhì)與CO2相似，二者的分子量，臨界溫度，臨界壓力接近；N20的三相點溫度-90. 82°C，遠低于CO2的-55. 58°C，可以應(yīng)用于更低溫領(lǐng)域。此外，一些不破壞臭氧層的有機物如1，I, I-三氟乙烷(R143a)、五氟乙烷(R125)等也成為重點選擇對象。故作為優(yōu)選，所述跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的工作流體為二氧化碳、1，I, I-三氟乙烷、五
氟乙烷或一氧化二氮。作為另一種優(yōu)選方式，所述跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的工作流體為二氟甲烷與丙烷的混合物。 吸收式制冷的工作流體為高沸點組分和低沸點組分的混合物，其中高沸點組分作為吸收劑，低沸點組分作為制冷劑，故作為優(yōu)選，所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為溴化鋰水溶液，其中溴化鋰作為吸收劑，水作為制冷劑。作為另一種優(yōu)選方式，所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為氨水溶液，其中水作為吸收劑，氨作為制冷劑。作為另一種優(yōu)選方式，所述的高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為2，3，3，3-四氟丙烯、四氟乙烷中的一者與二乙基甲酰胺的混合物，其中二甲基甲酰胺作為吸收劑，2，3，3，3-四氟丙烯或四氟乙烷作為制冷劑。作為另一種優(yōu)選方式，所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為2，3，3，3-四氟丙烯、四氟乙烷中的一者與四甘醇二甲醚的混合物，其中四甘醇二甲醚作為吸收劑，2，3，3，3-四氟丙烯或四氟乙烷作為制冷劑。作為另一種優(yōu)選方式，所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為2，3，3，3-四氟丙烯、四氟乙烷中的一者與二甲基甲酰胺的混合物，其中二乙基甲酰胺作為吸收劑，2，3，3，3-四氟丙烯或四氟乙烷作為制冷劑。本發(fā)明利用低品位熱的跨臨界/吸收制冷復(fù)合制冷裝置既提高了輸入系統(tǒng)的電能的利用效率，也提高了輸入系統(tǒng)的低品位熱的利用效率，并且能充分利用溫度很低的低品位熱，具有更好的經(jīng)濟性。具體而言，本發(fā)明具有以下一些優(yōu)點1)低品位熱轉(zhuǎn)換效率高，預(yù)計可以比現(xiàn)有技術(shù)提高15 30% ；2)可以有效利用溫度極低的低品位熱，能夠有效利用約50°C的低品位熱制冷；3)電能的利用效率提高了 4(Γ60% ；4)整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，利于穩(wěn)定運行，建造以及維護費用低。


圖I為本發(fā)明利用低品位熱的跨臨界/吸收制冷復(fù)合制冷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例I如圖I所示，本發(fā)明一種利用低品位熱的跨臨界/吸收制冷復(fù)合制冷裝置，其中跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的工作流體采用二氧化碳(R744常壓下沸點為-78. 5°C )，高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體均為溴化鋰水溶液，其中水(R718常壓下沸點為IO(TC)為制冷劑。整個裝置包括高壓級吸收制冷子系統(tǒng)、跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)。高壓級吸收制冷子系統(tǒng)的高壓發(fā)生器I蒸汽出口與冷凝器2入口相連，冷凝器2出口與第一節(jié)流裝置3入口相連，第一節(jié)流裝置3出口與過冷器4第一入口相連，過冷器4第一出口與第一吸收器5第一入口相連，第一吸收器5出口與第一循環(huán)泵6入口相連，第一循環(huán)泵6出口與第一溶液換熱器7第一通道入口相連，第一溶液換熱器7第一通道出口與高壓發(fā)生器I溶液入口相連，高壓發(fā)生器I溶液出口與第一溶液熱交換器7第二通道入口相連，第一溶液熱交換器7第二通道出口與第二節(jié)流裝置8入口相連，第二節(jié)流裝置8出口與第一吸收器5第二入口相連。
跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的壓縮機9出口與高壓發(fā)生器I的內(nèi)部換熱器入口相連，高壓發(fā)生器I內(nèi)部換熱器出口與第一溶液熱交換器7第三通道入口相連，第一溶液熱交換器7第三通道出口與內(nèi)部換熱器第一通道入口相連，內(nèi)部換熱器第一通道出口與第三節(jié)流裝置11入口相連，第三節(jié)流裝置11出口與過冷器4第二入口相連，過冷器4第二出口與內(nèi)部換熱器10第二通道入口相連，內(nèi)部換熱器10第二通道出口與壓縮機9入口相連。低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的低壓發(fā)生器12蒸汽出口與過冷器4第三入口相連，過冷器4第三出口與第四節(jié)流裝置13入口相連，第四節(jié)流裝置13出口與蒸發(fā)器14入口相連，蒸發(fā)器14出口與第二吸收器15第一入口相連，第二吸收器15出口與第二循環(huán)泵16入口相連，第二循環(huán)泵16出口與第二溶液熱交換器17第一通道入口相連，第二溶液熱交換器17第一通道出口與低壓發(fā)生器12溶液入口相連，低壓發(fā)生器12溶液出口與第二溶液熱交換器17第二通道入口相連，第二溶液熱交換器17第二通道出口與第五節(jié)流裝置18入口相連，第五節(jié)流裝置18出口與第二吸收器15第二入口相連。
過冷器4、第一吸收器5、第二吸收器15內(nèi)部均設(shè)有內(nèi)腔，過冷器4的第一入口、第一出口、第二入口和第二出口與過冷器4內(nèi)腔相互連通；第一吸收器5的第一入口、第二入口和出口與第一吸收器5內(nèi)腔相互連通；第二吸收器15的第一入口、第二入口和出口與第二吸收器15內(nèi)腔相互連通。過冷器4設(shè)有盤管，過冷器4的第三入口和第三出口分別與過冷器4的盤管入口和出口相連。冷凝器2、第一吸收器5和第二吸收器15內(nèi)部均設(shè)有冷卻盤管，冷卻盤管的進、出口與冷卻介質(zhì)源連通，冷卻盤管中充注的冷卻介質(zhì)為水。低壓發(fā)生器12內(nèi)部設(shè)有盤管，盤管的進、出口與低品位熱源連通。工作流程如下對于高壓級吸收制冷子系統(tǒng)，高壓發(fā)生器I里的工作流體在跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)輸入的熱能作用下產(chǎn)生制冷劑蒸汽，制冷劑蒸汽先進入冷凝器2被冷凝；接著，被冷凝后的制冷劑蒸汽經(jīng)第一節(jié)流裝置3節(jié)流后進入過冷器4閃蒸、降溫，并調(diào)節(jié)制冷劑汽、液兩相的組成比例；過冷器4中以汽相狀態(tài)存在的制冷劑蒸汽進入第一吸收器5進行吸收過程，完成吸收過程的吸收后溶液被第一循環(huán)泵6升壓，然后流經(jīng)第一溶液熱交換器7的第一通道被預(yù)熱后進入高壓發(fā)生器I ;此后，吸收后溶液在高壓發(fā)生器I里又被跨臨界循環(huán)排放出的熱能加熱產(chǎn)生制冷劑蒸汽，部分制冷劑蒸汽經(jīng)高壓發(fā)生器I內(nèi)部換熱器冷卻變?yōu)槲杖芤海鑫杖芤涸倭鬟^第一溶液熱交換器7第二通道后被預(yù)冷，經(jīng)第二節(jié)流裝置8后進入第一吸收器5，準備吸收來自過冷器4的制冷劑蒸汽。對于跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)，壓縮機9出口的制冷劑蒸汽先進入高壓發(fā)生器I內(nèi)部換熱器被冷卻后流經(jīng)第一溶液熱交換器7第三通道后被進一步冷卻，然后流經(jīng)內(nèi)部換熱器10第一通道交換能量；此后，經(jīng)第三節(jié)流裝置11膨脹節(jié)流進入過冷器4 ;在過冷器4里吸熱蒸發(fā)后流經(jīng)內(nèi)部換熱器10第二通道，然后被壓縮機9壓縮后成為過熱制冷劑蒸汽。對于低壓級吸收制冷子系統(tǒng)，低壓發(fā)生器12里的工作流體在外部輸入的低品位熱源的加熱下產(chǎn)生制冷劑蒸汽與吸收溶液；所述制冷劑蒸汽進入過冷器4，所述過冷器對制冷劑汽、液兩相的組成比例進行調(diào)節(jié)，其中以液相狀態(tài)存在的制冷劑從過冷器4流出經(jīng)第四節(jié)流裝置13節(jié)流后進入蒸發(fā)器14蒸發(fā)制冷；最后，制冷劑進入第二吸收器15被來自低壓發(fā)生器12的吸收溶液吸收；完成所述吸收過程的吸收后溶液經(jīng)第二循環(huán)泵16升壓，然后流經(jīng)第二溶液熱交換器17第一通道被預(yù)熱后進入低壓發(fā)生器12 ;在低壓發(fā)生器12里又被低品位熱加熱后產(chǎn)生制冷劑蒸汽與吸收溶液，所述制冷劑蒸汽與吸收溶液流經(jīng)第二溶液熱交換器17第二通道后被預(yù)冷，然后經(jīng)第五節(jié)流裝置18后進入第二吸收器15準備吸收來自蒸發(fā)器14的制冷劑。對于本發(fā)明的利用低品位的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，在吸收器冷卻水進口溫度32°C、低壓級吸收制冷子系統(tǒng)低壓發(fā)生器的熱源溫度為55°C、制冷溫度5°C時，按系統(tǒng)所消耗的電能來計算的COP值可達到約8. 2 ;在扣除跨臨界熱泵子系統(tǒng)在制冷溫度為5°C下可產(chǎn)生的制冷量以及跨臨界循環(huán)子系統(tǒng) 經(jīng)過冷器等排出的低品位熱可以產(chǎn)生的制冷量后，按輸入的極低品位熱所獲得的制冷量來計算的COP值約為O. 57，實現(xiàn)了有效地利用極低品位熱制冷的目的。本實施例電能利用效率提高了約6(Γ90%，而且有效地利用了溫度約為50°C的極低品位熱，其能量利用效率提高了約35飛0%。對比例I經(jīng)計算，單效水/溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)在8(T90°C左右的熱源驅(qū)動下制取5 7°C的制冷其COP值可達到約O. 6^0. 8，但是它難以利用低于80°C的低品位熱。兩級吸收制冷循環(huán)可以比較高效地利用65°C 75°C的低品位熱，在制取5 7°C的制冷時COP值約為O. 4。實施例2跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)采用二氧化碳為工作流體，高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為氨水溶液，其中氨(R717常壓下沸點為-33. 5°C)為制冷劑。制冷裝置的結(jié)構(gòu)、各部件連接方式及工作過程與實施例I相同。本實施例利用約8(T10(TC的低品位熱獲得_2(T5°C的制冷，電能利用效率提高了約30 65%，低品位熱能量利用效率提高了約25 50%。實施例3跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)采用二氧化碳為工作流體；高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為四氟乙烷(R134a)與二甲基甲酰胺(DMF)的混合物，其中四氟乙烷(R134a常壓下沸點為-26. 26 °C )為制冷劑。制冷裝置的結(jié)構(gòu)、各部件連接方式及工作過程與實施例I相同。本實施例利用約5(T70°C的低品位熱獲得_2(T5°C的制冷，電能利用效率提高了約20 45%，低品位熱能量利用效率提高了約35 60%。實施例4跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)采用二氧化碳為工作流體；高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為2，3，3，3-四氟丙烯(HF0-1234yf)與二乙基甲酰胺(DMA)的混合物，其中2，3，3，3-四氟丙烯為制冷劑。制冷裝置的結(jié)構(gòu)、各部件連接方式及工作過程與實施例I相同。本實施例利用約5(T70°C的低品位熱獲得_2(T5°C的制冷，電能利用效率提高了約25 40%，低品位熱能量利用效率提高了約30 56%。
權(quán)利要求
1.一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，包括高壓級吸收制冷子系統(tǒng)、跨 臨界循環(huán)子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)的高壓發(fā)生器(1)蒸汽出口與冷凝器(2)入口相連，冷凝 器(2)出口與第一節(jié)流裝置(3)入口相連，第一節(jié)流裝置(3)出口與過冷器(4)第一入口相 連，過冷器(4)第一出口與第一吸收器(5)第一入口相連，第一吸收器(5)出口與第一循環(huán) 泵(6)入口相連，第一循環(huán)泵(6)出口與第一溶液換熱器(7)第一通道入口相連，第一溶液 換熱器(7)第一通道出口與高壓發(fā)生器(1)溶液入口相連，高壓發(fā)生器(1)溶液出口與第一 溶液熱交換器(7)第二通道入口相連，第一溶液熱交換器(7)第二通道出口與第二節(jié)流裝 置(8)入口相連，第二節(jié)流裝置(8)出口與第一吸收器(5)第二入口相連；所述跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的壓縮機(9)出口與高壓發(fā)生器(1)的內(nèi)部換熱器入口相連， 高壓發(fā)生器(1)的內(nèi)部換熱器出口與第一溶液熱交換器(7)第三通道入口相連，第一溶液 熱交換器(7)第三通道出口與內(nèi)部換熱器(10)第一通道入口相連，內(nèi)部換熱器(10)第一通 道出口與第三節(jié)流裝置(11)入口相連，第三節(jié)流裝置(11)出口與過冷器(4)第二入口相 連，過冷器(4)第二出口與內(nèi)部換熱器(10)第二通道入口相連，內(nèi)部換熱器(10)第二通道 出口與壓縮機(9)入口相連；所述低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的低壓發(fā)生器(12)蒸汽出口與過冷器(4)第三入口相連， 過冷器(4)第三出口與第四節(jié)流裝置(13)入口相連，第四節(jié)流裝置(13)出口與蒸發(fā)器(14) 入口相連，蒸發(fā)器(14)出口與第二吸收器(15)第一入口相連，第二吸收器(15)出口與第二 循環(huán)泵(16)入口相連，第二循環(huán)泵(16)出口與第二溶液熱交換器(17)第一通道入口相連， 第二溶液熱交換器(17)第一通道出口與低壓發(fā)生器12溶液入口相連，低壓發(fā)生器(12)溶 液出口與第二溶液熱交換器(17)第二通道入口相連，第二溶液熱交換器(17)第二通道出 口與第五節(jié)流裝置(18)入口相連，第五節(jié)流裝置(18)出口與第二吸收器(15)第二入口相 連。
2.如權(quán)利要求1所述的利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在于，所述 冷凝器(2)、第一吸收器(5)和第二吸收器(15)內(nèi)部均設(shè)有冷卻盤管，所述冷卻盤管的進、 出口與冷卻介質(zhì)源連通，所述冷卻盤管中充注的冷卻介質(zhì)為水或空氣。
3.如權(quán)利要求1所述的利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在于，所述 低壓發(fā)生器(12)內(nèi)部設(shè)有盤管，所述盤管的進、出口與低品位熱源連通。
4.如權(quán)利要求1所述的一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在于， 所述跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的工作流體為二氧化碳、1，1，1-三氟乙烷、五氟乙烷或一氧化二氮。
5.如權(quán)利要求1所述的一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在于， 所述跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)的工作流體為二氟甲烷與丙烷的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在于， 所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為溴化鋰水溶液。
7.如權(quán)利要求1所述的一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在于， 所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為氨水溶液。
8.如權(quán)利要求1所述的一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在 于，所述的高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為2，3，3，3-四氟 丙烯、四氟乙烷中的一者與二乙基甲酰胺的混合物。
9.如權(quán)利要求1所述的一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在于， 所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為2，3，3，3-四氟丙烯、 四氟乙烷中的一者與四甘醇二甲醚的混合物。
10.如權(quán)利要求1所述的一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，其特征在 于，所述高壓級吸收制冷子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)的工作流體為2，3，3，3-四氟丙 烯、四氟乙烷中的一者與二甲基甲酰胺的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，包括高壓級吸收制冷子系統(tǒng)、跨臨界循環(huán)子系統(tǒng)和低壓級吸收制冷子系統(tǒng)，通過各系統(tǒng)之間合理的能量耦合，既提高了輸入系統(tǒng)的電能的利用效率，也提高了輸入系統(tǒng)的低品位熱的利用效率，并且能充分利用溫度很低的低品位熱，具有更好的經(jīng)濟性；且整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，利于穩(wěn)定運行，建造以及維護費用低。
文檔編號F25B25/02GK102650478SQ20121014775
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者何一堅, 唐黎明, 朱祖文, 松鵬, 蔣云云 申請人:浙江大學(xué)