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一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统技术方案

技术编号:20897979 阅读:22 留言:0更新日期:2019-04-17 15:29
本发明专利技术涉及一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统,包括发生器(1)、吸收器(2)和蒸汽压缩循环(6),发生器第二换热通道与吸收器第二换热通道之间设有第二溶液流路(3)、制冷剂流路(4)和第一溶液流路(5),制冷剂流路(4)中设有第一冷却器(41)和第二冷却器(42),第二冷却器第二换热通道连接于蒸汽压缩循环(6)中,所述的蒸汽压缩循环(6)包括依次串联的第二压缩机(61)、冷凝器(62)和第二膨胀阀(63),与现有技术相比,本发明专利技术通过逐级冷却压缩机吸气温度还可降低压缩机功耗,进而提高系统制热COP。

【技术实现步骤摘要】
一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统
本专利技术涉及热泵设备
,尤其是涉及一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统。
技术介绍
随着全球经济的快速发展,能源危机环境污染日益严重,开发高效清洁取热技术变得十分迫切。作为新型取热方式,热泵由于有较高能效和简单的结构特征等优势得到广泛关注。目前较成熟的热泵技术是机械蒸气压缩热泵技术和吸收热泵技术。对于机械蒸气压缩制冷/热泵循环,目前受限于制冷剂、循环和部件等因素,系统能效和运行范围受到一定的限制。最高供水温度一般低于90℃,难以突破100℃。因为过高的冷凝温度使压缩机超负荷运行,造成压缩机排气温度过高、甚至导致压缩机停机,同时系统制热量和COP也急剧下降。对于制取100℃以上的热水或蒸汽,目前较成熟的热泵技术是第二类吸收热泵,但是需要利用中温热源(80℃废热水)驱动,适用范围十分有限。此外,为了提高当前热泵循环的COP,研究学者提出了一种吸收/压缩混合循环,如图1所示,称之为第一吸收/压缩混合循环,然而对于该循环,当运行在高温制热工况(制热温度大于100℃)时,压缩机排气温度会显著上升,难以选到合适的压缩机。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环,包括发生器、吸收器和蒸汽压缩循环,所述的发生器包括发生器第一换热通道和发生器第二换热通道,所述的吸收器包括吸收器第一换热通道和吸收器第二换热通道,所述的发生器第一换热通道用于从低温端吸热并将热量传递至吸收器第二换热通道,所述的发生器第二换热通道与吸收器第二换热通道之间设有第二溶液流路、制冷剂流路和第一溶液流路,所述的发生器第二换热通道用于制冷剂浓溶液的蒸发,生成制冷剂稀溶液和制冷剂气体,并分别通过第二溶液流路和制冷剂流路流向吸收器第二换热通道处汇合,使得制冷剂稀溶液将制冷剂气体吸收,得到制冷剂浓溶液并通过第一溶液流路回流至发生器第二换热通道,所述的吸收器第一换热通道用于从吸收器第二换热通道中获得热量并加热高温端,所述的制冷剂流路中设有第一冷却器和第二冷却器,所述的第二冷却器包括第二冷却器第一换热通道和第二冷却器第二换热通道,所述的第二冷却器第一换热通道连接于制冷剂流路中,所述的第二冷却器第二换热通道连接于蒸汽压缩循环中,并从蒸汽压缩循环中吸收冷量,所述的蒸汽压缩循环包括依次串联的第二压缩机、冷凝器和第二膨胀阀,所述的第二压缩机的一端与冷凝器连接,另一端与第二冷却器第二换热通道的出口端连接,所述的第二膨胀阀的一端与冷凝器连接,另一端与第二冷却器第二换热通道的入口端连接。进一步地,所述的制冷剂流路中还包括第一压缩机,所述的第一压缩机的一端与吸收器第二换热通道的入口端连接,另一端与第二冷却器的出口端连接,发生器第二换热通道中产生的制冷剂气体依次通过第一冷却器、第二冷却器和第一压缩机后流入吸收器第二换热通道。进一步地,所述的第一冷却器采用常温水作为冷源。进一步地,所述的独立机械冷却的吸收/压缩混合循环还包括中间换热器,所述的中间换热器包括连接于第一溶液流路中的中间换热器第一换热通道和连接于第二溶液流路中的中间换热器第二换热通道。进一步地,所述的第二溶液流路中设有溶液泵,所述的溶液泵的一端与发生器第二换热通道的出口连接,另一端与中间换热器第二换热通道的入口端连接,所述的中间换热器第二换热通道的出口端与吸收器第二换热通道的入口端连接。进一步地,所述的制冷剂流路和第二溶液流路之间设有冷凝液回路,所述的冷凝液回路的一端分别连接于第一冷却器的出口端和第二冷却器的出口端,另一端连接于溶液泵的入口端。冷凝液回路用于将第一冷却器和第二冷却器冷却过程中产生的制冷剂冷凝液输入至第二溶液流路的溶液泵之前。进一步地,所述的第一溶液流路中设有第一膨胀阀,所述的第一膨胀阀的一端连接于发生器第二换热通道的入口端,另一端连接于中间换热器第一换热通道的入口端,所述的中间换热器第一换热通道的出口端与吸收器第二换热通道的出口端连接。相比传统的第一类吸收/压缩混合循环,本专利技术技术在制冷剂流路上增加了两个冷却器,逐级降低压缩机吸气温度,以便可以使用常规压缩机而满足高温热泵工况。其中第一冷却器可采用环境空气或冷却水进行冷却,第二冷却器采用蒸气压缩循环冷却,发生器产生的饱和制冷剂蒸汽首先被第一冷却器冷却到环境温度,然后流向第二冷却器进行深度冷却,由于制冷剂气体温度在两个冷却器中逐渐地降低,于是会产生一部分冷凝液,冷凝液经冷凝液回路重新返回到溶液泵入口,如此也解决了深度冷却后制冷剂流路中产生冷凝液的缺陷。此外,通过逐级冷却压缩机吸气温度,不仅可使用常规压缩机而满足高温热泵工况,而且可降低压缩机功耗,进而提高系统制热COP。附图说明图1为现有技术中的第一类吸收/压缩混合循环结构示意图;图2为本专利技术中独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统的结构示意图。图中:1、发生器,2、吸收器,3、第二溶液流路,4、制冷剂流路,5、第一溶液流路,6、吸附制冷循环,7、冷凝液回路,8、中间换热器,31、溶液泵,41、第一冷却器,42、第二冷却器,43、第一压缩机,51、第一膨胀阀,61、第二压缩机,62、冷凝器,63、第二膨胀阀。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例独立机械冷却的吸收/压缩混合循环包括发生器1、吸收器2和蒸汽压缩循环6,参见图2。发生器1包括发生器第一换热通道和发生器第二换热通道,所述的吸收器2包括吸收器第一换热通道和吸收器第二换热通道,所述的发生器第一换热通道用于从低温端吸热并将热量传递至吸收器第二换热通道,所述的发生器第二换热通道与吸收器第二换热通道之间设有第二溶液流路3、制冷剂流路4和第一溶液流路5,参见图2,所述的发生器第二换热通道用于制冷剂浓溶液的蒸发,生成制冷剂稀溶液和制冷剂气体,并分别通过第二溶液流路3和制冷剂流路4流向吸收器第二换热通道处汇合,使得制冷剂稀溶液将制冷剂气体吸收,得到制冷剂浓溶液并通过第一溶液流路5回流至发生器第二换热通道,吸收器第一换热通道用于从吸收器第二换热通道中获得热量并加热高温端。制冷剂流路4:其中设有第一冷却器41和第二冷却器42,参见图2,所述的第二冷却器42包括第二冷却器第一换热通道和第二冷却器第二换热通道,所述的第二冷却器第一换热通道连接于制冷剂流路4中,所述的第二冷却器第二换热通道连接于蒸汽压缩循环6中,并从蒸汽压缩循环6中吸收冷量,所述的蒸汽压缩循环6包括依次串联的第二压缩机61、冷凝器62和第二膨胀阀63,所述的第二压缩机61的一端与冷凝器62连接,另一端与第二冷却器第二换热通道的出口端连接,所述的第二膨胀阀63的一端与冷凝器62连接,另一端与第二冷却器第二换热通道的入口端连接。还包括第一压缩机43,所述的第一压缩机43的一端与吸收器第二换热通道的入口端连接,另一端与第二冷却器42的出口端连接,发生器第二换热通道中产生的制冷剂气体依次通过第一冷却器41、第二冷却器42和第一压缩机43后流入吸收器第二换热通道。所述的第一冷却器41采用常温水作为冷源。中间换热器8:所述的中间换热器8包括连接于第一溶液流路5中的中间换热器第一换热通道和连接于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统,其特征在于,包括发生器(1)、吸收器(2)和蒸汽压缩循环(6),所述的发生器(1)包括发生器第一换热通道和发生器第二换热通道,所述的吸收器(2)包括吸收器第一换热通道和吸收器第二换热通道,所述的发生器第一换热通道用于从低温端吸热并将热量传递至吸收器第二换热通道,所述的发生器第二换热通道与吸收器第二换热通道之间设有第二溶液流路(3)、制冷剂流路(4)和第一溶液流路(5),所述的发生器第二换热通道用于制冷剂浓溶液的蒸发,生成制冷剂稀溶液和制冷剂气体,并分别通过第二溶液流路(3)和制冷剂流路(4)流向吸收器第二换热通道处汇合,使得制冷剂稀溶液将制冷剂气体吸收,得到制冷剂浓溶液并通过第一溶液流路(5)回流至发生器第二换热通道,所述的吸收器第一换热通道用于从吸收器第二换热通道中获得热量并加热高温端,所述的制冷剂流路(4)中设有第一冷却器(41)和第二冷却器(42),所述的第二冷却器(42)包括第二冷却器第一换热通道和第二冷却器第二换热通道,所述的第二冷却器第一换热通道连接于制冷剂流路(4)中,所述的第二冷却器第二换热通道连接于蒸汽压缩循环(6)中,并从蒸汽压缩循环(6)中吸收冷量,所述的蒸汽压缩循环(6)包括依次串联的第二压缩机(61)、冷凝器(62)和第二膨胀阀(63),所述的第二压缩机(61)的一端与冷凝器(62)连接,另一端与第二冷却器第二换热通道的出口端连接,所述的第二膨胀阀(63)的一端与冷凝器(62)连接,另一端与第二冷却器第二换热通道的入口端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统,其特征在于,包括发生器(1)、吸收器(2)和蒸汽压缩循环(6),所述的发生器(1)包括发生器第一换热通道和发生器第二换热通道,所述的吸收器(2)包括吸收器第一换热通道和吸收器第二换热通道,所述的发生器第一换热通道用于从低温端吸热并将热量传递至吸收器第二换热通道,所述的发生器第二换热通道与吸收器第二换热通道之间设有第二溶液流路(3)、制冷剂流路(4)和第一溶液流路(5),所述的发生器第二换热通道用于制冷剂浓溶液的蒸发,生成制冷剂稀溶液和制冷剂气体,并分别通过第二溶液流路(3)和制冷剂流路(4)流向吸收器第二换热通道处汇合,使得制冷剂稀溶液将制冷剂气体吸收,得到制冷剂浓溶液并通过第一溶液流路(5)回流至发生器第二换热通道,所述的吸收器第一换热通道用于从吸收器第二换热通道中获得热量并加热高温端,所述的制冷剂流路(4)中设有第一冷却器(41)和第二冷却器(42),所述的第二冷却器(42)包括第二冷却器第一换热通道和第二冷却器第二换热通道,所述的第二冷却器第一换热通道连接于制冷剂流路(4)中,所述的第二冷却器第二换热通道连接于蒸汽压缩循环(6)中,并从蒸汽压缩循环(6)中吸收冷量,所述的蒸汽压缩循环(6)包括依次串联的第二压缩机(61)、冷凝器(62)和第二膨胀阀(63),所述的第二压缩机(61)的一端与冷凝器(62)连接,另一端与第二冷却器第二换热通道的出口端连接,所述的第二膨胀阀(63)的一端与冷凝器(62)连接,另一端与第二冷却器第二换热通道的入口端连接。2.根据权利要求1所述的一种独立机械冷却的吸收/压缩混合循环系统,其特征在于,所述的制冷剂流路(4)中还包括第一压缩机(43),所述的第一压缩机(43)的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:邵亮亮高鹏常萌萌张春路
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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