專利名稱：低品位能驅(qū)動(dòng)CO₂吸收式制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，具體是一種以低品位能源作為驅(qū)動(dòng)熱源的制冷系統(tǒng)，屬于制冷領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和大眾生活品質(zhì)不斷提高，制冷空調(diào)設(shè)備正成為當(dāng)今城市家庭生活和工業(yè)生產(chǎn)的必需品之一?？照{(diào)設(shè)備的制冷工質(zhì)大多采用氟利昂等傳統(tǒng)制冷劑，在環(huán)境問(wèn)題方面的缺陷日益凸現(xiàn)，另外用于維持空調(diào)制冷系統(tǒng)日常運(yùn)行的電力是全球的15%，所以空調(diào)制冷所引起能源和環(huán)境等嚴(yán)重問(wèn)題正在威脅著人類生存環(huán)境和人類所居住地球的可持續(xù)發(fā)展，所以有效開(kāi)發(fā)自然工質(zhì)以及有效利用低品位能源，對(duì)于改善能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境問(wèn)題，具有很大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
針對(duì)傳統(tǒng)制冷劑引起的環(huán)境問(wèn)題以及常規(guī)低品位能特別是太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的制冷循環(huán)系統(tǒng)，由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器和溶液熱交換器組成，該系統(tǒng)存在對(duì)熱源溫度要求高、效率低、難以連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種節(jié)能、降耗、環(huán)保的低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)。技術(shù)解決方案本發(fā)明低品位能驅(qū)動(dòng)的CO2吸收式制冷系統(tǒng)，包括高溫發(fā)生器、冷凝模塊、蒸發(fā)器、吸收模塊、第一溶液泵、第一回?zé)崞鳌⒅评湮展べ|(zhì)對(duì)，其特征在于，還包括低溫發(fā)生模塊、吸收蒸發(fā)模塊、第二回?zé)崞?、第二溶液泵，高溫發(fā)生器制冷劑出口和低溫發(fā)生模塊制冷劑出口分別與冷凝模塊的入口連接，冷凝模塊制冷劑第一出口 I與蒸發(fā)器制冷劑入口相連接，蒸發(fā)器制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊制冷劑入口相連接，冷凝模塊制冷劑第二出口 II與吸收蒸發(fā)模塊制冷劑入口相連接，吸收蒸發(fā)模塊制冷劑出口與吸收模塊制冷劑入口相連接。所述低溫發(fā)生模塊制冷劑第二出口 IV以及吸收蒸發(fā)模塊制冷劑出口與吸收模塊制冷劑入口相連接。所述冷凝模塊制冷劑第二出口 II與能量回收換熱器制冷劑入口相連接，能量回收換熱器制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊制冷劑入口相連接。本發(fā)明進(jìn)一步包括包括高溫發(fā)生器、冷凝模塊、蒸發(fā)器、吸收模塊、第一回?zé)崞?、第一溶液泵、制冷吸收工質(zhì)對(duì)，其特征在于，還包括低溫發(fā)生模塊、第二回?zé)崞?、第二溶液泵、吸收蒸發(fā)模塊，冷凝模塊制冷劑第二出口 II與吸收蒸發(fā)模塊制冷劑入口相連接，蒸發(fā)器制冷劑出口 VI與吸收蒸發(fā)模塊制冷劑入口相連接，低溫發(fā)生模塊制冷劑出口以及蒸發(fā)器制冷劑出口 V分別與噴射器入口相連，吸收蒸發(fā)模塊制冷劑出口與吸收模塊制冷劑入口相連接。
所述的低溫發(fā)生模塊具有低溫發(fā)生器和控制閥，低溫發(fā)生器制冷劑出口與控制閥入口相連接。所述冷凝模塊具有冷凝器和降壓裝置，冷凝器制冷劑出口與降壓裝置入口相連接。所述吸收蒸發(fā)模塊具有吸收蒸發(fā)器、控制閥、低溫溶液儲(chǔ)罐；吸收蒸發(fā)器制冷劑富溶液出口經(jīng)控制閥與低溫溶液儲(chǔ)液罐入口相連接。所述吸收模塊具有吸收器、高溫溶液儲(chǔ)罐、控制閥；吸收器制冷劑富溶液出口經(jīng)控制閥與高溫溶液儲(chǔ)罐入口相連接。所述制冷吸收工質(zhì)對(duì)中的制冷劑采用自然工質(zhì)CO2 ;吸收劑采用吸收制冷劑CO2的離子液體、NHD、胺液或混合胺液。本發(fā)明高溫發(fā)生器、低溫發(fā)生器、吸收器、蒸發(fā)器、吸收蒸發(fā)器、冷凝器、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、能量回收器均為換熱器，換熱器為列管式、沉浸式或噴淋式，換熱器中的換 熱管采用普通管或強(qiáng)化換熱管。本發(fā)明低品位能驅(qū)動(dòng)的CO2吸收式制冷系統(tǒng)采用以自然工質(zhì)CO2為制冷劑，離子液體、NHD、胺液或混合胺液為吸收劑的制冷吸收工質(zhì)對(duì)，其中自然工質(zhì)CO2對(duì)環(huán)境不會(huì)造成影響，是一種優(yōu)良的制冷工質(zhì)，CO2作為制冷劑在壓縮制冷系統(tǒng)中研究較多。由于很難探尋到能夠在低溫低壓時(shí)吸收CO2,高溫高壓時(shí)釋放CO2的吸收劑，故國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)以CO2作為制冷劑的吸收制冷系統(tǒng)研究很少。隨著對(duì)離子液體的深入研究，發(fā)現(xiàn)離子液體、NHD、胺液或混合胺液對(duì)CO2有很高的溶解度，因此為實(shí)現(xiàn)以CO2為制冷劑，離子液體為吸收劑的吸收制冷系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。依據(jù)熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的能量梯級(jí)利用原理，本發(fā)明提出了一個(gè)特別適用于低品位驅(qū)動(dòng)的CO2吸收式制冷系統(tǒng)，并可以簡(jiǎn)化低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的外圍設(shè)備，縮小低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的體積，降低了低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的成本，提高了低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的可靠性，大幅度提高了低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的制冷效率。本發(fā)明特別適用于低品位能驅(qū)動(dòng)的CO2吸收式制冷系統(tǒng)，為太陽(yáng)能、地?zé)岬鹊推肺荒艿母咝Ю玫於ɑA(chǔ)。本發(fā)明具有的有益效果I)本發(fā)明以低品位能源作為驅(qū)動(dòng)熱源，利用能量梯級(jí)利用原理，犧牲低溫低品位熱驅(qū)動(dòng)吸收制冷循環(huán)制取的低品位冷量，實(shí)現(xiàn)了冷量品位間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)低品位能源的高效轉(zhuǎn)換利用。2)本發(fā)明簡(jiǎn)化了低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的外圍設(shè)備，縮小低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的體積，降低了低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的成本，提高了低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的可罪性。3)本發(fā)明特別適用于不穩(wěn)定、不連續(xù)低品位能的高效利用，尤其是太陽(yáng)能、地?zé)岬饶茉丛诳照{(diào)制冷領(lǐng)域的利用。


圖I是低品位雙熱源驅(qū)動(dòng)的CO2吸收式制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例I結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I圖I是本發(fā)明的實(shí)施例1，即低品位雙熱源驅(qū)動(dòng)的CO2吸收式制冷系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，包括高溫發(fā)生器I、低溫發(fā)生模塊2、冷凝模塊3、蒸發(fā)器4、吸收蒸發(fā)模塊5、吸收模塊6、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、第二溶液泵9、第一溶液泵10、降壓裝置14，高溫發(fā)生器I制冷劑出口、低溫發(fā)生模塊2制冷劑出口分別與冷凝模塊3的入口連接，冷凝模塊3制冷劑第一出口 I與蒸發(fā)器4制冷劑入口相連接，蒸發(fā)器4制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口相連接，冷凝模塊3制冷劑第二出口 II與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口相連接，吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑出口與吸收模塊6制冷劑入口相連接，吸收模塊6制冷劑富溶液的出口與第一溶液泵10入口相連，第一溶液泵10出口與第一回?zé)崞?制冷劑富溶液的 入口相連接，第一回?zé)崞?制冷劑富溶液出口與高溫發(fā)生器I制冷劑富溶液入口相連接，高溫發(fā)生器I制冷劑貧溶液出口與第一回?zé)崞?制冷劑貧溶液入口相連接，第一回?zé)崞?制冷劑貧溶液出口經(jīng)控制閥22與吸收模塊6制冷劑貧溶液入口相連接；吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑富溶液出口與第二溶液泵9入口相連，第二溶液泵9出口與第二回?zé)崞?制冷劑富溶液入口相連，第二回?zé)崞?制冷劑富溶液出口與低溫發(fā)生模塊2制冷劑富溶液入口相連接，低溫發(fā)生模塊2制冷劑貧溶液出口與第二回?zé)崞?制冷劑貧溶液入口相連接，第二回?zé)崞?制冷劑貧溶液出口經(jīng)控制閥18與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑貧溶液入口相連接。所述低溫發(fā)生模塊2具有低溫發(fā)生器11和控制閥12，低溫發(fā)生器11制冷劑出口與控制閥12入口相連接。所述冷凝模塊3具有冷凝器13和降壓裝置14，冷凝器13制冷劑出口與降壓裝置14入口相連接。所述吸收蒸發(fā)模塊5具有吸收蒸發(fā)器15、控制閥16、低溫溶液儲(chǔ)罐17 ;吸收蒸發(fā)器15制冷劑富溶液出口經(jīng)控制閥16與低溫溶液儲(chǔ)液罐17入口相連接。所述吸收模塊6具有吸收器19、高溫溶液儲(chǔ)罐20、控制閥21 ;吸收器19制冷劑富溶液出口經(jīng)控制閥21與高溫溶液儲(chǔ)罐20入口相連接。所述制冷吸收工質(zhì)對(duì)采用自然工質(zhì)CO2為制冷劑，離子液體、NHD、胺液或混合胺液為吸收劑。本實(shí)施例以自然工質(zhì)CO2為制冷劑、離子液體[emim] [Tf2N]為吸收劑加以說(shuō)明，其具體工作原理簡(jiǎn)述如下從高溫發(fā)生器I中逸出的超臨界CO2高壓氣體，在冷凝器13中冷凝成氣液兩相混合物，經(jīng)節(jié)流降壓、降溫后分兩路離開(kāi)。一路低溫低壓的CO2液體經(jīng)噴淋器均勻噴淋在蒸發(fā)器4中并在此蒸發(fā)吸熱，CO2氣體在吸收蒸發(fā)器15中被來(lái)自低溫發(fā)生器11的稀溶液(含制冷劑CO2貧液)吸收，放出熱量，變?yōu)楦缓珻O2的[emim] [Tf2N]混合濃溶液經(jīng)第二溶液泵9和第二回?zé)崞?泵入低溫發(fā)生器11，在低品位低溫?zé)岬淖饔孟庐a(chǎn)生較高溫度制冷劑氣體后變成稀溶液，進(jìn)行下周期低溫制冷單元循環(huán)。另一路低溫低壓的CO2液體在吸收蒸發(fā)器15中，吸收前者放出的熱量后成為較高溫度的CO2氣體，在吸收器19中被來(lái)自高溫發(fā)生器I的CO2-[emim] [Tf2N]混合稀溶液(含制冷劑CO2貧液)吸收，放出熱量。此時(shí)，變?yōu)楦缓珻O2的[emim] [Tf2N]混合濃溶液經(jīng)第一溶液泵10和第一回?zé)崞?泵入高溫發(fā)生器1，在低品位高溫?zé)岬淖饔孟庐a(chǎn)生高溫CO2氣體變成稀溶液，進(jìn)行下周期高溫制冷單元循環(huán)。上述提及的發(fā)生器、吸收器、蒸發(fā)器、冷凝器、第一回?zé)崞?，第二回?zé)崞骶鶠闊峤粨Q器，其形式采用列管式或沉浸式或噴淋式，其換熱管采用普通管或強(qiáng)化換熱管。吸收蒸發(fā)器是一個(gè)熱交換器，采用單通道、兩通道或多通道的列管式。降壓裝置采用U型管、毛細(xì)管或節(jié)流閥。溶液泵的作用是提高液體壓力、輸送液體，溶液泵為屏蔽泵、磁力驅(qū)動(dòng)泵、隔膜泵、離心泵或齒輪泵之一?？刂崎y采用自動(dòng)閥或手動(dòng)閥，用于控制氣相和液相的流動(dòng)狀態(tài)。 實(shí)施例2圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2。為了解決高溫?zé)嵩垂?yīng)不足時(shí)，CO2氣體發(fā)生量不足的問(wèn)題，本實(shí)施例將來(lái)自低溫發(fā)生模塊2出口溫度較高的CO2制冷劑氣體中的一路作為循環(huán)的補(bǔ)充汽源，另一路與吸收蒸發(fā)模塊5出來(lái)的較高溫度制冷劑氣體一起進(jìn)入吸收模塊6中被吸收，以此保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作，降低循環(huán)倍率，提高系統(tǒng)的C0P。如圖2所示，包括高溫發(fā)生器I、低溫發(fā)生模塊2、冷凝模塊3、蒸發(fā)器4、吸收蒸發(fā)模塊5、吸收模塊6、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、第二溶液泵9、第一溶液泵10，高溫發(fā)生器I制冷劑出口、低溫發(fā)生模塊2制冷劑第一出口 III分別與冷凝模塊3制冷劑入口相連，第二出口 IV與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑出口連接，冷凝模塊3制冷劑第一出口 I與蒸發(fā)器4制冷劑入口相連接，蒸發(fā)器4制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口相連接，冷凝模塊3制冷劑第二出口 II與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口相連接，吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑出口以及低溫發(fā)生模塊2制冷劑第二出口 IV與吸收模塊6制冷劑入口相連接，吸收模塊6制冷劑富溶液的出口經(jīng)控制閥22與第一回?zé)崞?制冷劑富溶液的入口相連接，第一回?zé)崞?制冷劑富溶液出口與高溫發(fā)生器I制冷劑富溶液入口相連接，高溫發(fā)生器I制冷劑貧溶液出口與第一回?zé)崞?制冷劑貧溶液入口相連接，第一回?zé)崞?制冷劑貧溶液出口第一溶液泵10入口相連，第一溶液泵10出口與吸收模塊6制冷劑貧溶液入口相連接；吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑富溶液出口與第二溶液泵9入口相連，第二溶液泵9出口與第二回?zé)崞?制冷劑富溶液入口相連，第二回?zé)崞?制冷劑富溶液出口與低溫發(fā)生模塊2制冷劑富溶液入口相連接，低溫發(fā)生模塊2制冷劑貧溶液出口與第二回?zé)崞?制冷劑貧溶液入口相連接，第二回?zé)崞?制冷劑貧溶液出口經(jīng)控制閥18與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑貧溶液入口相連接。所述低溫發(fā)生模塊2制冷劑第二出口 IV與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑出口連接。上述提及的低溫發(fā)生模塊2、冷凝模塊3、吸收蒸發(fā)模塊5、吸收模塊6以及制冷吸收工質(zhì)對(duì)和實(shí)施例I中所述內(nèi)容相同。本實(shí)施例以自然工質(zhì)為制冷劑、MDEA胺液或MDEA+TETA混合胺液為吸收劑加以說(shuō)明，其工作原理簡(jiǎn)述如下制冷劑富液(富含CO2的MDEA胺液)在高溫發(fā)生器I中被加熱(溫度范圍在700C -IOO0C )汽化為高壓過(guò)熱狀態(tài)制冷劑蒸汽，作為工作氣體進(jìn)入冷凝器13被冷卻介質(zhì)冷凝成制冷劑液體分成兩路，一路經(jīng)節(jié)流閥14降壓降溫后的制冷劑經(jīng)噴淋器均勻噴淋于蒸發(fā)器4在較低溫度下蒸發(fā)吸熱，然后氣態(tài)制冷劑進(jìn)入吸收蒸發(fā)器15被來(lái)自低溫發(fā)生器11的制冷劑貧液(含少量CO2的MDEA胺液)吸收，然后制冷劑富液被第二溶液泵9泵入低溫發(fā)生器11中被加熱(溫度范圍在40°C -80°C )汽化成較高壓較高溫度制冷劑蒸汽，作為補(bǔ)充氣體分兩支，一支當(dāng)高溫?zé)嵩垂?yīng)不足高溫發(fā)生器I發(fā)生量不足時(shí)，這支經(jīng)控制閥12的制冷劑蒸汽作為循環(huán)的補(bǔ)充汽源，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作，另一支經(jīng)控制閥13與來(lái)自吸收蒸發(fā)器15的低壓制冷劑蒸汽混合進(jìn)入吸收器19中在高壓條件下被吸收放熱，熱量被冷卻介質(zhì)帶走，成為制冷劑富液被第一溶液泵10泵入高溫發(fā)生器1，重復(fù)上述循環(huán)。上述提及的發(fā)生器、吸收器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞鳌⑽照舭l(fā)器等均為熱交換器，降壓裝置、溶液泵和控制閥和實(shí)施例I中的性能相同。實(shí)施例3圖3是本發(fā)明的實(shí)施例3。為了有效地降低離開(kāi)冷凝模塊3的制冷劑CO2溫度，故在冷凝模塊3制冷劑第二出口 II、載冷劑出口以及冷卻介質(zhì)入口處增加能量回收換熱器25 回收載冷劑和冷卻介質(zhì)的冷量，以此更加有效地降低循環(huán)倍率和吸收器出口溶液溫度，進(jìn)一步提聞系統(tǒng)的C0P。如圖3所示，包括高溫發(fā)生器I、低溫發(fā)生模塊2、冷凝模塊3、蒸發(fā)器4、吸收蒸發(fā)模塊5、吸收模塊6、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、第二溶液泵9、第一溶液泵10、能量回收換熱器25，高溫發(fā)生器I制冷劑出口、低溫發(fā)生模塊2制冷劑第一出口 III分別與冷凝模塊3的制冷劑入口連接，第二出口 IV與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑出口相連；冷凝模塊3制冷劑第一出口 I與蒸發(fā)器4制冷劑入口相連接，蒸發(fā)器4制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口相連接，冷凝模塊3制冷劑第二出口 II與能量回收換熱器25制冷劑入口相連接，能量回收換熱器25制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口相連接，吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑出口以及低溫發(fā)生模塊2制冷劑第二出口 IV與吸收模塊6制冷劑入口相連接，吸收模塊6制冷劑富溶液的出口經(jīng)控制閥22與第一回?zé)崞?制冷劑富溶液的入口相連接，第一回?zé)崞?制冷劑富溶液出口與高溫發(fā)生器I制冷劑富溶液入口相連接，高溫發(fā)生器I制冷劑貧溶液出口與第一回?zé)崞?制冷劑貧溶液入口相連接，第一回?zé)崞?制冷劑貧溶液出口第一溶液泵10入口相連，第一溶液泵10出口與吸收模塊6制冷劑貧溶液入口相連接；吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑富溶液出口與第二溶液泵9入口相連，第二溶液泵9出口與第二回?zé)崞?制冷劑富溶液入口相連，第二回?zé)崞?制冷劑富溶液出口與低溫發(fā)生模塊2制冷劑富溶液入口相連接，低溫發(fā)生模塊2制冷劑貧溶液出口與第二回?zé)崞?制冷劑貧溶液入口相連接，第二回?zé)崞?制冷劑貧溶液出口經(jīng)控制閥18與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑貧溶液入口相連接。所述冷凝模塊3的制冷劑第二出口 II與能量回收換熱器25入口連接，能量回收換熱器25出口與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口連接。能量回收換熱器25是一個(gè)熱交換器，有冷卻介質(zhì)通道、冷凍介質(zhì)通道和高溫制冷單元制冷劑通道，其形式為兩通道或多通道列管式、管殼式或噴淋式等，其換熱管可為普通管或強(qiáng)化換熱管。上述提及的低溫發(fā)生模塊2、冷凝模塊3、吸收蒸發(fā)模塊5、吸收模塊6以及制冷吸收工質(zhì)對(duì)和實(shí)施例I或?qū)嵤├?中的所述內(nèi)容相同。本實(shí)施例以自然工質(zhì)CO2為制冷劑、NHD為吸收劑加以說(shuō)明，其具體流程簡(jiǎn)述如下制冷劑富液(富含CO2的NHD混合溶液)在高溫發(fā)生器I中被加熱(溫度范圍在90°C -120°C )汽化為高壓過(guò)熱狀態(tài)制冷劑蒸汽，作為工作氣體進(jìn)入冷凝器13被冷卻介質(zhì)冷凝成制冷劑液體分成兩路，一路經(jīng)節(jié)流閥14降壓降溫后的制冷劑經(jīng)噴淋器均勻噴淋于蒸發(fā)器4在較低溫度下蒸發(fā)吸熱，然后氣態(tài)制冷劑進(jìn)入吸收蒸發(fā)器15被來(lái)自低溫發(fā)生器11的制冷劑貧液(含少量CO2的NHD混合溶液)吸收，然后制冷劑富液被第二溶液泵9泵入低溫發(fā)生器11中被加熱(溫度范圍在50°C -90°C )汽化成較高壓較高溫度制冷劑蒸汽，作為補(bǔ)充氣體分兩支，一支當(dāng)高溫?zé)嵩垂?yīng)不足高溫發(fā)生器I發(fā)生量不足時(shí)，這支經(jīng)控制閥12的制冷劑蒸汽作為循環(huán)的補(bǔ)充汽源，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作，另一支經(jīng)控制閥13與來(lái)自吸收蒸發(fā)器15的低壓制冷劑蒸汽混合進(jìn)入吸收器19中在高壓條件下被吸收，以降低循環(huán)倍率，提高系統(tǒng)的C0P。另一路經(jīng)控制閥24進(jìn)入能量回收換熱器25換熱后成為過(guò)冷液體，然后進(jìn)入吸收蒸發(fā)器15蒸發(fā)吸熱，汽化為低壓制冷劑蒸汽，流出吸收蒸發(fā)器15的低壓制冷劑蒸汽與另一支來(lái)自低溫發(fā)生器2的氣態(tài)制冷劑混合進(jìn)入吸收器19被來(lái)自高溫發(fā)生器I的制冷劑貧液在高壓條件下吸收放熱，熱量被冷卻介質(zhì)(溫度范圍在_5°C -O0C )帶走，成為制冷劑富液被第一溶液泵10泵入高溫發(fā)生器I，重復(fù)上述循環(huán)。
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上述提及的發(fā)生器、吸收器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、吸收蒸發(fā)器、能量回收換熱器等均為熱交換器，降壓裝置、溶液泵和控制閥和實(shí)施例I中的性能相同。實(shí)施例4圖4是本發(fā)明的實(shí)施例4。為了有效提高吸收器19的吸收壓力，增加制冷劑CO2在吸收模塊6中的吸收量，故在低溫發(fā)生模塊2的制冷劑出口處放置噴射器26，用以提高離開(kāi)低溫發(fā)生模塊2制冷劑的出口壓力，以此降低循環(huán)倍率，提高系統(tǒng)的C0P。如圖4所示，包括高溫發(fā)生器I、低溫發(fā)生模塊2、冷凝模塊3、蒸發(fā)器4、吸收蒸發(fā)模塊5、吸收模塊6、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、第二溶液泵9、第一溶液泵10、噴射器26，低溫發(fā)生模塊2制冷劑出口以及蒸發(fā)器4制冷劑出口 V分別與噴射器26入口相連；高溫發(fā)生器I制冷劑出口與冷凝模塊3入口相連，冷凝模塊3制冷劑第一出口 I與蒸發(fā)器4制冷劑入口相連接；蒸發(fā)器4制冷劑出口 VI與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口相連接，冷凝模塊3制冷劑第二出口 II與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑入口相連接，吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑出口以及噴射器26制冷劑出口與吸收模塊6制冷劑入口相連接，吸收模塊6制冷劑富溶液的出口經(jīng)控制閥22與第一回?zé)崞?制冷劑富溶液的入口相連接，第一回?zé)崞?制冷劑富溶液出口與高溫發(fā)生器I制冷劑富溶液入口相連接，高溫發(fā)生器I制冷劑貧溶液出口與第一回?zé)崞?制冷劑貧溶液入口相連接，第一回?zé)崞?制冷劑貧溶液出口第一溶液泵10入口相連，第一溶液泵10出口與吸收模塊6制冷劑貧溶液入口相連接；吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑富溶液出口與第二溶液泵9入口相連，第二溶液泵9出口與第二回?zé)崞?制冷劑富溶液入口相連，第二回?zé)崞?制冷劑富溶液出口與低溫發(fā)生模塊2制冷劑富溶液入口相連接，低溫發(fā)生模塊2制冷劑貧溶液出口與第二回?zé)崞?制冷劑貧溶液入口相連接，第二回?zé)崞?制冷劑貧溶液出口經(jīng)控制閥18與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑貧溶液入口相連接。所述低溫發(fā)生模塊2制冷劑出口和蒸發(fā)器4制冷劑出口 V分別與噴射器26制冷劑入口相連接，噴射器26制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊5制冷劑出口連接。上述提及的低溫發(fā)生模塊2、冷凝模塊3、吸收蒸發(fā)模塊5、吸收模塊6以及制冷吸收工質(zhì)對(duì)和實(shí)施例I或?qū)嵤├?中的所述內(nèi)容相同。
本實(shí)施例以自然工質(zhì)CO2為制冷劑、[bmim] [PF6]為吸收劑加以說(shuō)明，其具體流程簡(jiǎn)述如下制冷劑富液(富含CO2的[bmim] [PF6]混合溶液)在高溫發(fā)生器I中被加熱(溫度范圍在280°C -300°C )汽化為高壓過(guò)熱狀態(tài)制冷劑蒸汽，作為工作氣體進(jìn)入冷凝器13被冷卻介質(zhì)冷凝成制冷劑液體分成兩路，一路經(jīng)節(jié)流閥14降壓降溫后的制冷劑經(jīng)噴淋器均勻噴淋于蒸發(fā)器4在較低溫度下蒸發(fā)吸熱,然后氣態(tài)制冷劑分兩支,一支作為噴射器26的引射氣體，另一支經(jīng)控制閥27進(jìn)入吸收蒸發(fā)器15被來(lái)自低溫發(fā)生器11的制冷劑貧液(含少量CO2的[bmim] [PF6]混合溶液)吸收，然后制冷劑富液被第二溶液泵9泵入低溫發(fā)生器11中被加熱(溫度范圍在180°C -220°C )汽化成較高壓較高溫度制冷劑蒸汽，作為工作氣體進(jìn)入噴射器26引射來(lái)自蒸發(fā)器4的低壓制冷劑，經(jīng)噴射器26混合增壓后，噴射器26出口的高壓氣體與來(lái)自吸收蒸發(fā)器15的低壓制冷劑蒸汽混合進(jìn)入吸收器19中在高壓條件下被來(lái)自高溫發(fā)生器I的制冷劑貧液在高壓條件下吸收放熱，熱量被冷卻介質(zhì)帶走，成為制冷劑富液被第一溶液泵10泵入高溫發(fā)生器1，重復(fù)上述循環(huán)。上述提及的發(fā)生器、吸收器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、吸收蒸發(fā) 器等均為熱交換器，降壓裝置、溶液泵和控制閥和實(shí)施例I中的性能相同。
權(quán)利要求
1.低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，包括高溫發(fā)生器(I)、冷凝模塊(3)、蒸發(fā)器(4)、吸收模塊(6)、第一溶液泵(10)、第一回?zé)崞?7)、制冷吸收工質(zhì)對(duì)，其特征在于，還包括低溫發(fā)生模塊(2)、吸收蒸發(fā)模塊(5)、第二回?zé)崞?8)、第二溶液泵(9)，高溫發(fā)生器(I)制冷劑出口和低溫發(fā)生模塊⑵制冷劑出口分別與冷凝模塊⑶的入口連接，冷凝模塊(3)制冷劑第一出口(I)與蒸發(fā)器(4)制冷劑入口相連接，蒸發(fā)器(4)制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊(5)制冷劑入口相連接，冷凝模塊(3)制冷劑第二出口(II)與吸收蒸發(fā)模塊(5)制冷劑入口相連接，吸收蒸發(fā)模塊(5)制冷劑出口與吸收模塊(6)制冷劑入口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，其特征在于，低溫發(fā)生模塊(2)制冷劑第二出口(IV)以及吸收蒸發(fā)模塊(5)制冷劑出口與吸收模塊(6)制冷劑入口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，其特征在于，冷凝模塊(3)制冷劑第二出口(II)與能量回收換熱器(25)制冷劑入口相連接，能量回收換熱器(25)制冷劑出口與吸收蒸發(fā)模塊(5)制冷劑入口相連接。
4.低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，包括高溫發(fā)生器(I)、冷凝模塊(3)、蒸發(fā)器(4)、吸收模塊(6)、第一回?zé)崞?7)、第一溶液泵(10)、制冷吸收工質(zhì)對(duì)，其特征在于，還包括低溫發(fā)生模塊(2)、第二回?zé)崞?8)、第二溶液泵(9)、吸收蒸發(fā)模塊(5)，冷凝模塊(3)制冷劑第二出口(II)與吸收蒸發(fā)模塊(5)制冷劑入口相連接，蒸發(fā)器(4)制冷劑出口(VI)與吸收蒸發(fā)模塊(5)制冷劑入口相連接，低溫發(fā)生模塊(2)制冷劑出口以及蒸發(fā)器(4)制冷劑出口(V)分別與噴射器(26)入口相連，吸收蒸發(fā)模塊(5)制冷劑出口與吸收模塊(6)制冷劑入口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的低品位能驅(qū)動(dòng)的CO2吸收式制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述的低溫發(fā)生模塊(2)具有低溫發(fā)生器(11)和控制閥(12)，低溫發(fā)生器(11)制冷劑出口與控制閥(12)入口相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，其特征在于，冷凝模塊⑶具有冷凝器(13)和降壓裝置(14)，冷凝器(13)制冷劑出口與降壓裝置(14)入口相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，其特征在于，吸收蒸發(fā)模塊(5)具有吸收蒸發(fā)器(15)、控制閥(16)、低溫溶液儲(chǔ)罐(17);吸收蒸發(fā)器(15)制冷劑富溶液出口經(jīng)控制閥(16)與低溫溶液儲(chǔ)液罐(17)入口相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，其特征在于，吸收模塊(6)具有吸收器(19)、高溫溶液儲(chǔ)罐(20)、控制閥(21);吸收器(19)制冷劑富溶液出口經(jīng)控制閥(21)與高溫溶液儲(chǔ)罐(20)入口相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，其特征在于，制冷吸收工質(zhì)對(duì)采用自然工質(zhì)CO2為制冷劑，離子液體、NHD、胺液或混合胺液為吸收劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)，具體是一種以低品位能源作為驅(qū)動(dòng)熱源的制冷系統(tǒng)，屬于制冷領(lǐng)域。是由高溫低品位熱和低溫低品位熱聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，包括高溫發(fā)生器、低溫發(fā)生模塊、冷凝模塊、蒸發(fā)器、吸收蒸發(fā)模塊、吸收模塊、能量回收換熱器、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞鳌⑷芤罕煤徒祲貉b置。本發(fā)明提高了低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收式制冷系統(tǒng)的制冷效率，簡(jiǎn)化了低品位能驅(qū)動(dòng)CO2吸收制冷系統(tǒng)的外圍設(shè)備，提高了低品位能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，實(shí)現(xiàn)了不穩(wěn)定、不連續(xù)低品位能的高效利用，為低品位能在空調(diào)制冷領(lǐng)域的高效利用奠定基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)F25B15/02GK102798247SQ20121028921
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者何麗娟, 黃軍, 李娜, 鐘金山, 王麗芳 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)