一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统技术方案

本发明专利技术提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，在传统单效吸收式制冷系统的基础上引入了具有中间压力的发生器和吸收器，通过中压发生器回收中低温热源，通过中压吸收器提高循环工质浓度，并结合变温分馏技术，大幅提高其余热利用温跨；且通过调节进入中压发生器和中压吸收器的溶液流量配比以及中间压力，可以实现系统与热源的匹配，提高系统的变工况特性和适用范围；此外，中压发生器的气相出口与中压吸收器相连，可取消其精馏装置，降低设备体积和成本。积和成本。积和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统


[0001]本专利技术涉及低温制冷
，特别涉及一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统。

技术介绍

[0002]随着经济和工业的飞速发展，全球一次能源的消耗量逐年增长，超过一半的工业余热通过烟气、乏汽、缸套水、辐射等形式被浪费。吸收式制冷系统是一种以热能为驱动，并可将废热转化为冷量的制冷方式，在余热回收方面具有广阔的应用前景。
[0003]工业生产中排放的废热具有不同的形式和品位，例如：内燃机、柴油机等动力装置同时存在温度较高的烟气废热和中低温缸套水废热。传统的单效吸收式制冷系统不适用于回收中低温余热，会造成中低温余热的浪费。双级、多级吸收式系统虽然能够回收低温余热，但又不适用于高温余热的回收，存在损失大，效率低，设备造价高等问题。此外，基于提高系统性能的GAX系统、多效系统、压缩辅助系统等研究内容，大部分都是基于单一热源驱动，不适用于双热源余热的回收。(专利201010225004.1)提出的双热源吸收式制冷装置，虽然可回收高温余热和低温余热，但该系统牺牲了部分制冷量用于提升系统溶液浓度；其低温发生器处于高压级，不利于低温余热的回收；且高温和低温发生器与冷凝器相连，对于氨水等需要精馏的系统，两个发生器均需要精馏装置，会造成设备体积和成本的增加。

技术实现思路

[0004]鉴于此，有必要提供一种制冷效率高且可与热源品位及热量的匹配的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统。
[0005]为解决上述问题，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]第一方面，本申请提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括：热源流路、冷却介质流路及循环工质流路，
[0007]所述热源流路包括第一热源和第二热源；
[0008]所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连；其中：
[0009]所述第一热源从热源入口H1进入所述高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出；所述第二热源从热源入口H3进入所述中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；
[0010]所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入所述冷凝器(2)、所述中压吸收器(8)、所述低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；
[0011]所述循环工质流路中，循环工质S4进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5通过所述高压溶液节流阀(12)节流降压进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，进入所述中压发生器(10)的溶液被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8通过所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)；进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。
[0012]第二方面，本申请提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；
[0013]所述热源流路包括第一热源和第二热源；
[0014]所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连；其中：
[0015]所述第一热源从热源入口H1进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，所述第二热源从热源入口H3进入所述中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；
[0016]所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入冷凝器(2)、中压吸收器(8)、低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；
[0017]所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换器(13)预热后，进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5依次经过高压溶液热交换器(13)和所述高压溶液节流阀(12)进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，一部分溶液S7首先被所述中压溶液热交换器(14)预热，随后进入所述中压发生器(10)被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8依次经过中压溶液热交换器(14)和所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)，进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。
[0018]第三方面，本申请提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括热源流
路，冷却介质流路及循环工质流路；
[0019]所述热源流路包括第一热源和第二热源，所述第一热源出口H2与第二热源入口H3相连；
[0020]所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和所述高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，其特征在于，包括：热源流路、冷却介质流路及循环工质流路，所述热源流路包括第一热源和第二热源；所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连；其中：所述第一热源从热源入口H1进入所述高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出；所述第二热源从热源入口H3进入所述中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入所述冷凝器(2)、所述中压吸收器(8)、所述低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；所述循环工质流路中，循环工质S4进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5通过所述高压溶液节流阀(12)节流降压进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，进入所述中压发生器(10)的溶液被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8通过所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)；进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。2.一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，其特征在于，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；所述热源流路包括第一热源和第二热源；所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连；其中：所述第一热源从热源入口H1进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，所述第二热源从热源入口H3进入中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入所述冷凝器(2)、所述中压吸收器(8)、所述低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换器(13)预热后，进入所述高压
发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5依次经过高压溶液热交换器(13)和所述高压溶液节流阀(12)进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，一部分溶液S7首先被所述中压溶液热交换器(14)预热，随后进入所述中压发生器(10)被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8依次经过中压溶液热交换器(14)和所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)，进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。3.一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，其特征在于，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；所述热源流路包括第一热源和第二热源，所述第一热源出口H2与第二热源入口H3相连；所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连；热源首先从热源入口H1自下而上地进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，并通过热源入口H3自下而上地进入中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入所述冷凝器(2)、所述中压吸收器(8)、所述低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换(13)预热后，进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：公茂琼，白银，鹿丁，郭浩，刘子健，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：