吸收式制冷系统和方法技术方案

吸收式制冷系统和方法通过在流体进入以高于其热解温度下运行的循环（７０）的部分之前在低于添加剂热解温度下运行的发生器（２２，７２）内从流体中除去添加剂来使传热添加剂的分解为最少。通过降低泵取率和使特定传热器的效率低于标准值，反串和反串并联三效方法和系统可以在分解最少性能很高的低温下运行。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的
技术介绍
专利
本专利技术涉及使用吸收循环，例如吸收式制冷系统的装置。本专利技术尤其是涉及到使用制冷剂、吸收剂和传热添加剂的吸收式制冷系统。现有技术的描述吸收式制冷系统一般包括一个吸收器、一台或多台泵、一个或多个发生器、一个冷凝器、一个蒸发器、必需的管路及控制器。系统使用包括吸收剂和制冷剂的流体。这样的流体根据吸收剂的相对浓度是高还是低分别被称作为浓流体和稀流体。具体地说，稀流体含有大约56-60重量百分比的溴化锂，而浓流体含有大约59-65百分比的溴化锂，确切的量取决于运行温度和循环的设计参数。参照使用单一发生器的吸收循环简单地说明吸收式制冷系统的运行。稀流体从吸收器流出或被抽取。随后稀流体被供给发生器，在发生器内从稀流体中蒸发制冷剂。由于从稀流体中蒸发出制冷剂，使得流体中吸收剂浓度增高，而此时的流体则被称为浓流体。蒸发后的制冷剂在冷凝器内冷凝并流到蒸发器内。制冷剂在蒸发器内吸收环境热量，提供所需的制冷效果。制冷剂因吸收热量而蒸发。蒸发的制冷剂流到吸收器内，在该吸收器内其与从发生器返回的浓流体相遇。浓流体吸收制冷剂，因此，浓流体变成稀流体。通过将一定量的添加剂加到系统的流体中可提高吸收式制冷系统的性能。例如将2-乙基已醇(辛醇)添加到溴化锂溶液中能提高吸收式制冷系统的性能。尤其是，添加剂能提高吸收器和冷凝器内的换热率。从而这样的添加剂被称作为传热添加剂。然而，在某些吸收式制冷系统中，特别是那些使用一个以上发生器的吸收式制冷系统中，发生器的运行温度可能要超过传热添加剂的热分解温度。传热添加剂的热分解温度不利地影响吸收式制冷系统，这是人们所不希望的。人们曾经致力于通过减少或消除传热添加剂流到发生器内的流量来使传热添加剂的分解为最少。例如，US专利号4,315411描述了一种从流体中分离出一部分传热添加剂的分离器。该分离器所公开的重要一点是稀流体流出吸收器。所公开的分离器以重力进行分离。它包括一个大到足以降低流体流速的容腔。容腔包括位于下部的入口和位于顶部的出口。一小部分流体，主要是富含传热添加剂的流体从其顶部的出口流出，而大量的流体，含传热添加剂的流体流出位于下部的出口.这种设计的主要缺陷是依靠其重力进行沉降，并已被证实是不实用的。特别是，该系统的运行速度极低。从而，需要一种在不必延长溶液贮存时间的情况下使传热添加剂的分解降到最小程度。通过调节泵取率可以提高这些吸收式制冷系统的性能。尽管降低泵取率会增加单效和双效制冷系统的热性能系数(供给到利用由蒸发器产生的冷却作用而分出的高温发生器)，同样也会增加一台(多台)发生器的温度。但是，在三效系统中，普遍认为调节泵取率是一种不希望采用的手段，这是因为预计发生器温度会增加。在三效系统中的高温发生器具体是在分解传热添加剂的温度下运行。降低泵取率会使发生器温度更高。图4示出了一个例如公开于US专利No.5,205,136上的400吨并行连接的三效系统。当泵取率下降时，离开高温发生器的浓流体的温度快速升高。已经证实因为降低泵取率会增加浓流体的浓度会使温度升高，然后，会使浓流体的沸点升高。降低泵取率不仅不利于并联的、三效系统中的传热添加剂，而且不能对性能系数提供所希望的增益。离开发生器的浓流体的温度越高，带给热交换器的负荷越大。由于热交换器仅能回收浓流体中大约70％的热量，而当其在吸收器中不能利用时，其余的30％就被浪费掉了。当浓流体的热量增加时，浪费掉的热量就增加。热交换器中的热量损失增加会抵消因降低泵取率而实现的性能系数的增益。如图3所示，当泵取率降低时，并联系统的性能系数几乎不保持不变。从而，调节泵取率并不是提供三效系统性能的可行手段。专利技术概述本专利技术要解决上述讨论的传热添加剂分解问题，并且能够快速运行和以额定能力执行。此外，本专利技术提供一种热性能系数高于其它三效方法和系统的三效吸收式制冷方法和系统。本专利技术的附加特征和优点部分通过下面描述，而部分从说明书中可明显看出或可以通过实施本专利技术而了解。借助于权利要求中特别指出的这些单元和组合将可实现并得到本专利技术的这些特征和优点。本专利技术的吸收式制冷系统包括一台吸收器，在吸收器内包含吸收剂的流体吸收制冷剂蒸汽，传热添加剂蒸汽在该流体表面冷凝，形成包括吸收剂、制冷剂和添加剂的流体。这种吸收式制冷系统包括两台或多台发生器，这些发生器具有在低于传热添加剂的热分解温度的温度下运行的低温发生器和在高于传热添加剂的热分解温度下运行的高温发生器。本专利技术的系统利用从将被送回到高温发生器内的流体中除去传热添加剂并使传热添加剂的热分解为最小。制冷剂和传热添加剂在低温发生器内蒸发，从而，形成包括制冷剂和传热添加剂的低温蒸汽和包括制冷剂和吸收剂且基本上无传热添加剂的低温液体。仅将液体供给到高温发生器内。因此，如果可能的话，仅有少量的传热添加剂承受高温发生器的温度。此外，本专利技术包括减少吸收式制冷系统中的传热添加剂的分解方法，该方法是在低温发生器内将包括制冷剂-吸收剂和传热添加剂的流体加热到足以蒸发制冷剂但低于传热添加剂的热分解温度的温度来形成包括制冷剂和传添加剂的低温蒸汽和包括制冷剂和吸收剂但基本上没有传热添加剂的低温液体。在高温发生器内低温液体被加热到可超过传热添加剂的热分解温度来产生包括制冷剂的高温蒸汽和包括制冷剂和吸收剂的高温液体。低温蒸汽被冷凝成包括制冷剂和传热添加剂的冷凝液体。然后，冷凝液体在带蒸发器热交换器的蒸发器内被蒸发而冷却蒸发器热交换器内的介质并产生包括制冷剂和传热添加剂的蒸汽。在吸收器内，包含高温液体的流体吸收蒸发的蒸汽中所包含的制冷剂蒸汽，而蒸发的蒸汽中的传热添加剂在流体的表面冷凝形成稀流体。在另一方面，本专利技术包括反串联和反串并联连接的三效制冷方法和系统，当将泵取率保持在8-11的范围内时，该方法和系统意外地降低了高温发生器的运行温度，并可提高性能系数。在另一方面，本专利技术包括反串联连接的三效制冷方法和系统，当低温热交换器的效率大约为0.68-0.74，中温热交换器的效率大约为0.76-0.82，高温热交换器的效率至少大约为0.87时，该方法和系统意外地提高性能系数并以低温运行。在另一方面，本专利技术包括反串并联连接的三效制冷方法和系统，当低温热交换器的效率大约为0.81-0.87，中温热交换器的效率大约为0.78-0.86，高温热交换器的效率至少大约为0.87时，该方法和系统意外地提高了性能系数并以低温运行。应该理解上述的一般描述和下述的详细描述仅是示范性的和解释性的，并不限制本专利技术的权利保护范围。附图构成本专利技术的一部分，其示出了本专利技术的几个实施例，并与说明书一起用于说明本专利技术的原理。参照详细说明和附图，来对本专利技术作示意性描述其中附图的简要说明附图说明图1是示意性图，并不对应本专利技术的反串联连接多效吸收式制冷系统的规模；图2是示意性图，并不对应本专利技术的反串-并联连接多效吸收式制冷系统的规模；图3示出了在各种泵取率时三效系统的热性能系数；和图4示出了在各种泵取率下离开三效系统的高温发生器的流体温度。优选实施例的描述现在，详细地描述本专利技术的优选实施例，这些实施例由附图示出。在整个附图中，，相同或相似部件使用相同的附图标记。A.本专利技术中有效的制冷剂、吸收剂和传热添加剂本专利技术的吸收式制冷方法和系统使用包括制冷剂、吸收剂和传热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收式制冷系统，该系统包括：一台吸收器，在其内，包含制冷剂－吸收剂和传热添加剂的流体吸收制冷剂蒸汽，而传热添加剂蒸汽在该流体表面冷凝；低温发生器，该发生器将包含制冷剂－吸收剂和传热添加剂的液体加热到足以蒸发制冷剂但低于传热添加剂的热分解温度的温度形成包括制冷剂和传热添加剂的低温蒸汽；高温发生器，该发生器将低温液体加热到足以蒸发制冷剂并超过传热添加剂的热分解温度的温度形成包括制冷剂的高温蒸汽和包括吸收剂的高温液体；冷凝器，该冷凝器冷凝低温蒸汽形成包括制冷剂和传热添加剂的冷凝液体；和带蒸发器热交换器的蒸发器，该蒸发器至少蒸发冷凝的液体来冷却蒸发器热交换器内的介质，并形成包括制冷剂和传热添加剂的蒸汽，这些蒸汽被供给到吸收器。２．一种吸收式制冷系统，该系统包括：一台吸收器，在其内，包含制冷剂－吸收剂和传热添加剂的流体吸收制冷剂蒸汽，而传热添加剂蒸汽在该流体表面冷凝，形成稀流体；低温发生器，该发生器将稀流体加热到足以蒸发制冷剂但低于传热添加剂的热分解温度的温度形成包括制冷剂和传热添加剂的低温蒸汽和包括制冷剂和吸收剂的低温液体；中温发生器，该发生器将低温液体加热到足以蒸发制冷剂但温度低于传热添加剂的热分解温度的温度形成包括制冷剂和传热添加剂的中温蒸汽和包括吸收剂但基本上不含传热添加剂的中温液体；高温发生器，该发生器将中温液体加热到足以蒸发制冷剂的温度形成包括制冷剂的高温蒸汽和包括吸收剂的高温液体；冷凝器，该冷凝器冷凝低温蒸汽形成包括制冷剂和传热添加剂的冷凝液体；和带蒸发器热交换器的蒸发器，该蒸发器至少蒸发冷凝的液体来冷却蒸发器热交换器内的介质，并形成包括制冷剂和传热添加剂的蒸汽，这些蒸汽被供给到吸收器。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WJ比尔曼，
申请(专利权)人：约克国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]