一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统技术方案

一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统，该系统包括发生器，冷凝器，涡流管，汽液分离器，蒸发器，喷射器，吸收器，溶液热交换器和回热器，发生器的第一出口分为两路，第一路与喷射器相连，第二路分别与冷凝器、汽液分离器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、回热器、发生器、溶液热交换器、吸收器顺序串连；蒸发器与喷射器、吸收器顺序串连；汽液分离器与涡流管的进口连通，涡流管的热端出口与回热器、溶液热交换器、吸收器顺序串连；涡流管的冷端出口与冷凝器、溶液热交换器、吸收器顺序串连；该系统通过涡流管-喷射吸收制冷循环来创造生产过程所需的低温环境，既提高能源利用效率又节省高品位电能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统
本专利技术涉及一种制冷系统，具体来讲是一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统。
技术介绍
随着社会经济快速发展，在生物工程、制药、食品加工和化工等生产过程中会释放大量废热余热，这种废热、余热资源充足，但能量密度低，能量可直接利用率低，造成能源浪费和环境污染。传统的制冷系统中，被加压的制冷工质经过冷凝器后通过节流阀进行膨胀，在蒸发器中吸热产生制冷效果。节流阀对于液体节流具有较优性能，但是，对于气体节流，其工作效率较低，造成制冷工质为气体的制冷设备的性能下降，因此无法利用废热、余热等低品位能源来工作；在这种情况下，吸收制冷技术被研发出来，吸收制冷技术是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程，该循环具有较高的热转换效率，可有效利用太阳能热、地热以及工业生产过程中产生的大量余热废热等低品位能源制取所需冷量，可有效节省高品位电能；然而传统吸收制冷系统存在制冷效率低、热源不足时运行不稳定等缺陷。涡流管制冷是一种利用低品位热源驱动的制冷方式，可有效利用太阳能热、地热及工业余热、废热等低品位热源；涡流管制冷可采用水蒸汽、氮气、二氧化碳或者氢氟烃类物质做制冷工质，所以涡流管制冷具有节能环保等特点符合全球可持续发展战略要求。涡流管制冷由法国冶金工程师Ranque设计专利技术，于1932年申请美国专利。1933年，他在法国工程热物理会议上做了有关涡流管装置及其涡旋温度分离效应的报告，由于该报告将流体滞止温度(总温)与静温的概念混淆，受到与会者的普遍质疑，当时涡流管并未引起研究人员的普遍关注。1946年，德国物理学家R.Hilsch从物理结构和工况条件等多方面对涡流管进行研究，证明涡流管确实存在能量分离效应，并提出初步定义制冷效应和制热效应的方法，引起学者们的广泛关注。上海交通大学提出一种采用涡流喷射器的制冷系统，申请号为200710037894.1，在申请材料中，申请人对该系统进行了热力学分析，结果表明引入喷射器和涡流管的新型制冷系统性能优于引入喷射器的普通制冷系统和闪蒸气旁通两级压缩制冷系统，但是从文件中不难看出，上述涡流管压缩式制冷循环获得的低温完全以消耗高品位机械能为代价且制冷系统大多是开式系统。
技术实现思路
本专利技术所要实现的专利技术目的是：克服现有技术存在的问题，提供一种采用涡流管-喷射吸收制冷系统，通过涡流管-喷射吸收制冷循环来创造生产过程所需的低温环境，既提高能源利用效率又节省高品位电能。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统，该系统包括发生器，冷凝器，涡流管，汽液分离器，蒸发器，喷射器，吸收器，溶液热交换器和回热器，发生器的其中一个出口分为两路，一路与喷射器相连，另一路分别与冷凝器、汽液分离器、蒸发器、吸收器顺序串连；蒸发器的一个出口与喷射器、吸收器顺序串连；汽液分离器与涡流管的进口连通，涡流管的热端出口与回热器、溶液热交换器、吸收器顺序串连；涡流管的冷端出口与冷凝器、溶液热交换器、吸收器顺序串连，所述吸收器、溶液热交换器、回热器、发生器、溶液热交换器、吸收器顺序串连。本专利技术进一步限定的技术方案为：进一步的，发生器的第一出口分为两路，第一路与喷射器进口相连，第二路与冷凝器的第一进口相连，冷凝器的第一出口与汽液分离器的进口相连，汽液分离器的第一出口与蒸发器进口相连，蒸发器第一出口与吸收器第一进口相连，蒸发器第二出口与喷射器第二进口相连，喷射器出口与吸收器第二进口相连，汽液分离器的第二出口与涡流管的进口相连，涡流管的热端出口与回热器的第一进口相连，回热器的第一出口与溶液热交换器的第一进口相连，溶液热交换器第一出口与吸收器第五进口相连，涡流管的冷端出口与冷凝器第二进口相连，冷凝器第二出口与溶液热交换器第二进口相连，溶液热交换器第二出口与吸收器第三进口相连，吸收器的第一出口与溶液热交换器的第三进口相连，溶液热交换器的第三出口与回热器的第二进口相连，回热器的第二出口与发生器进口相连，发生器的第二出口与溶液热交换器第四进口相连，溶液热交换器第四出口与吸收器的第四进口相连。进一步的，还包括溶液泵、第一溶液调节阀和第二节流阀，汽液分离器的第一出口与第二节流阀进口相连，第二节流阀出口与蒸发器进口相连；吸收器的第一出口与溶液泵的进口相连，溶液泵的出口与溶液热交换器的第三进口相连；溶液热交换器第四出口与第一溶液调节阀的入口相连，第一溶液调节阀的出口与吸收器的第四进口相连。本专利技术公开了另一种制冷系统，一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统，包括发生器，冷凝器，涡流管，汽液分离器，蒸发器，喷射器，吸收器，溶液热交换器和回热器；发生器的第一出口分为两路，第一路与喷射器相连，第二路分别与冷凝器、汽液分离器、蒸发器、吸收器顺序串连；汽液分离器与涡流管的进口连通，涡流管的热端出口与回热器、溶液热交换器、喷射器、吸收器顺序串连；涡流管的冷端出口与冷凝器、溶液热交换器、喷射器、吸收器顺序串连；所述吸收器、溶液热交换器、回热器、发生器、溶液热交换器、吸收器顺序串连。本专利技术进一步限定的技术方案为：进一步的，发生器的第一出口分为两路，第一路与喷射器第一进口相连，第二路与冷凝器的第一进口相连，冷凝器的第一出口与汽液分离器的进口相连，汽液分离器的第一出口与蒸发器进口相连，蒸发器出口与吸收器第一进口相连，汽液分离器的第二出口与涡流管的进口相连，涡流管的热端出口与回热器的第一进口相连，回热器的第一出口与溶液热交换器的第一进口相连，涡流管的冷端出口与冷凝器第二进口相连，冷凝器第二出口与溶液热交换器第四进口相连，溶液热交换器第四出口和溶液热交换器第一出口汇合后与喷射器第二进口相连，喷射器出口与吸收器第二进口相连，吸收器的第一出口与溶液热交换器的第二进口相连，溶液热交换器的第二出口与回热器的第二进口相连，回热器的第二出口与发生器的进口相连，发生器的第二出口与溶液热交换器第三进口相连，溶液热交换器第三出口与吸收器的第三进口相连。进一步的，还包括溶液泵、第一溶液调节阀和第二节流阀，吸收器的第一出口与溶液泵的进口相连，溶液泵的出口与溶液热交换器的第二进口相连；溶液热交换器第三出口与第一溶液调节阀的入口相连，第一溶液调节阀的出口与吸收器的第三进口相连；汽液分离器的第一出口与第二节流阀进口相连，第二节流阀出口与蒸发器进口相连。本专利技术中，本专利技术制冷系统可采用CO2-离子液体、CO2-MDEA、氟利昂-吸收剂(例如R134a-DMF)、氨水中的一种作为吸收制冷工质对。进一步的，在制冷系统中冷凝器和气体冷却器为同一种设备，实现相同的功能和作用。本专利技术发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、回热器、气液分离器、溶液热交换器均为换热器，换热器为列管式、沉浸式或喷淋式，换热器中的换热管采用普通管或强化换热管。涡流管是一种结构简单的能量分离装置，可有效利用太阳能、地热、余热等低品位热源，其制冷机理与机械压缩制冷循环、吸收制冷循环机理完全不同；鉴于涡流管具有显著的能量分离特性，国内外学者一直致力于工质替代、涡流管结构设计以及涡流管能量分离机理等方面开展了大量理论和实验研究。本专利技术的有益效果为：1.依据热力学原理和能量梯级利用原理，利用涡流管喷射复合吸收制冷系统将涡流管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统，该系统包括发生器，冷凝器，涡流管，汽液分离器，蒸发器，喷射器，吸收器，溶液热交换器和回热器，发生器的其中一个出口分为两路，一路与喷射器相连，另一路分别与冷凝器、汽液分离器、蒸发器、吸收器顺序串连；蒸发器的一个出口与喷射器、吸收器顺序串连；汽液分离器与涡流管的进口连通，涡流管的热端出口与回热器、溶液热交换器、吸收器顺序串连；涡流管的冷端出口与冷凝器、溶液热交换器、吸收器顺序串连，所述吸收器、溶液热交换器、回热器、发生器、溶液热交换器、吸收器顺序串连。

【技术特征摘要】
1.一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统，该系统包括发生器，冷凝器，涡流管，汽液分离器，蒸发器，喷射器，吸收器，溶液热交换器和回热器，发生器的第一出口分为两路——第一路和第二路，第一路与喷射器第一进口相连，所述喷射器第一进口为喷射器的工作流体入口，第二路分别与冷凝器、汽液分离器、蒸发器、吸收器顺序串连；蒸发器的一个出口与喷射器、吸收器顺序串连；汽液分离器与涡流管的进口连通，涡流管的热端出口与回热器、溶液热交换器、吸收器顺序串连；涡流管的冷端出口与冷凝器、溶液热交换器、吸收器顺序串连，所述吸收器、溶液热交换器、回热器、发生器、溶液热交换器、吸收器顺序串连；第二路与冷凝器的第一进口相连，冷凝器的第一出口与汽液分离器的进口相连，汽液分离器的第一出口与蒸发器进口相连，蒸发器第一出口与吸收器第一进口相连，蒸发器第二出口与喷射器第二进口相连，所述喷射器第二进口为喷射器的引射流体入口，喷射器出口与吸收器第二进口相连，汽液分离器的第二出口与涡流管的进口相连，涡流管的热端出口与回热器的第一进口相连，回热器的第一出口与溶液热交换器的第一进口相连，溶液热交换器第一出口与吸收器第五进口相连，涡流管的冷端出口与冷凝器第二进口相连，冷凝器第二出口与溶液热交换器第二进口相连，溶液热交换器第二出口与吸收器第三进口相连，吸收器的第一出口与溶液热交换器的第三进口相连，溶液热交换器的第三出口与回热器的第二进口相连，回热器的第二出口与发生器进口相连，发生器的第二出口与溶液热交换器第四进口相连，溶液热交换器第四出口与吸收器的第四进口相连。2.根据权利要求1所述的一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统，其特征在于：还包括溶液泵、第一溶液调节阀和第二节流阀，汽液分离器的第一出口与第二节流阀进口相连，第二节流阀出口与蒸发器进口相连；吸收器的第一出口与溶液泵的进口相连，溶液泵的出口与溶液热交换器的第三进口相连；溶液热交换器第四出口与第一溶液调节阀的入口相连，第一溶液调节阀的出口与吸收器的第四进口相连。3.一种具有深度冷冻功能的吸收制冷系统，包括发生器，冷凝器，涡流管，汽液分离器，蒸发器，喷射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晅，何丽娟，王征，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15