半渗透膜式吸收式制冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种半渗透膜式吸收式制冷系统，包括高压罐、节流元件、低压罐，所述的高压罐、低压罐之间设有反渗透装置和溶液泵，反渗透装置包括浓溶液箱、制冷剂箱、浓溶液箱与制冷剂箱之间的半渗透膜、浓溶液箱一侧的密封加压装置；制冷剂箱与高压罐内的发生器相连，浓溶液箱与低压罐内的吸收器相连；溶液泵入口与低压罐体底部的吸收器相连，出口与反渗透装置的浓溶液箱相连。本发明专利技术工质适应性更好，能够有效避免原有吸收式制冷系统中普遍存在的腐蚀、结晶或毒性等问题，拓展了工质对的选择范围，本发明专利技术能利用更低品位的低温余热废热，且具有较显著的节能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于吸收式制冷领域，尤其涉及一种半渗透膜式吸收式制冷系统。
技术介绍
吸收式制冷系统是一种利用工业废热、余热、太阳能等低品位热能制冷的技术，具 有节能环保的优点，在制冷空调以及冷热电联产领域里得到了广泛的应用，花费很少的运 转费用，便能获得大量的冷量，具有很好的节能、节电效果，整个装置除了泵以外，没有其它 运动部件，振动小、噪声低，在国家“节能减排”的大背景下，具有良好的发展前景。目前许多学者都开展了关于吸收式制冷系统的研究，并在传统吸收式制冷系统的 基础上做了许许多多的改进，提出了许多新的吸收式制冷系统，如多效吸收式制冷系统、多 级吸收式制冷系统等。如专利(CN200710151059. 0)给出了一种逆串联三效吸收式制冷系 统，专利(CN200910096977. 7)给出了一种高效的两级吸收式制冷装置。现有的单效吸收式制冷系统，溶液泵将吸收器中吸收了制冷剂的吸收剂经溶液热 交换器送入高压罐内的发生器，制冷剂被加热盘管加热蒸发，浓缩的吸收剂经溶液热交换 器冷却回到吸收器上部的喷淋装置。发生器中的制冷剂未经提纯，制冷剂的蒸发相当于一 个蒸馏过程，对于吸收剂与制冷剂组成的工质对，其饱和蒸汽压由制冷剂蒸汽分压和吸收 剂蒸汽分压组成，同一温度下，吸收剂的质量分数越大，制冷剂蒸汽分压越小。制冷剂吸收 剂溶液经过溶液热交换器，需要克服比较大的流动阻力。这些吸收式制冷系统存在如下问题1.对于更低品位的余热(比如低于70°C的热源或者由太阳能产生的低于70°C的 热水)不能简单有效利用；2.吸收式制冷系统对工质对的选取比较苛刻，需要吸收剂和制冷剂之间存在比较 大的沸点差，这样在很大程度上影响了吸收式工质对的选取范围；3.常用的吸收式制冷系统工质对有溴化锂水溶液、氨水溶液及DMF与氢氟烃的混 合物等，他们都存在有腐蚀性或毒性等问题，此外，氨水溶液需要精馏器，溴化锂水溶液还 存在结晶、制冷温度范围窄等问题，这在一定程度上限制了它的应用；4.吸收式制冷系统对热源的稳定性要求比较高，不同温度的热源需要有不同形式 的吸收式制冷装置与之相匹配，比如为适应比较低的热源开发的两级吸收式制冷系统，为 适应比较高的热源开发的两效或多效吸收式制冷系统；5.吸收式制冷系统的能效比(COP)还有待提高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种半渗透膜式吸收式制冷系统，该系统可利用更低品位的余热， 工质对要求比较低，能效比高。本专利技术一种半渗透膜式吸收式制冷系统，是利用半渗透膜的选择透过特性，通过 在浓溶液侧施加一定的压力，浓溶液侧的溶剂透过半渗透膜到稀溶液中，以达到浓缩浓溶3液、分离溶质与溶剂的目的。本专利技术的浓溶液箱与制冷剂箱之间用半渗透膜阻隔，通过在浓 溶液箱一侧密封加压，维持浓溶液箱与制冷剂箱之间的压力差，驱动浓溶液箱内制冷剂渗 透到半渗透膜另一边，进入制冷剂箱，组成反渗透装置，实现吸收剂与制冷剂的分离。一种半渗透膜式吸收式制冷系统，包括高压罐、节流元件、低压罐、反渗透装置、 溶液泵；所述的高压罐包括高压罐体、发生器、加热盘管、冷凝盘管、冷凝器，发生器、加热 盘管、冷凝盘管、冷凝器封装在高压罐体内，加热盘管在发生器内，发生器位于高压罐体的 底部，冷凝盘管在冷凝器内，冷凝器位于高压罐体顶部；所述低压罐包括低压罐体、蒸发盘管、蒸发器、冷却盘管、吸收器、循环泵，蒸发盘 管、蒸发器、冷却盘管、吸收器封装在低压罐体内，蒸发盘管位于蒸发器内，蒸发器位于低 压罐体的顶部，冷却盘管位于吸收器内，吸收器位于低压罐体底部，循环泵安装在低压罐体 外，进口与低压罐体内的蒸发器下端相连，循环泵出口与位于低压罐体内的蒸发器上端的 喷淋装置相连；所述的节流元件安装在高压罐体与低压罐体之间，高压罐体内的冷凝器下端引出 一根管线与节流元件的入口相连，节流元件出口的管线穿过低压罐体的顶部，在蒸发器的 上方；所述的反渗透装置包括浓溶液箱、制冷剂箱、浓溶液箱与制冷剂箱之间的半渗透 膜、浓溶液箱一侧的密封加压装置；所述的溶液泵入口与低压罐体底部的蒸发器相连，出口与反渗透装置的浓溶液箱 相连，将吸收了制冷剂的吸收剂输入浓溶液箱；所述的反渗透装置的制冷剂箱与高压罐内的发生器相连，将分离后的制冷剂输入 发生器；所述的反渗透装置的浓溶液箱与低压罐内的吸收器相连，将浓缩后的吸收剂输入 吸收器；所述的反渗透装置的浓溶液箱内还可以设有挡板，将浓溶液箱分为两部分，溶液泵 出口位于与半渗透膜相连一侧，与低压罐体相连的管道位于另一侧。所述的密封加压装置对浓溶液箱进行加压，使浓溶液箱与制冷剂箱之间维持一定 的压力差。优选的密封加压装置包括活塞导轨、砝码、活塞、密封圈，砝码位于活塞导轨上， 活塞在活塞导轨上滑动，活塞与活塞导轨之间设有密封圈。所述的半渗透膜式吸收式制冷系统还可设有一套反洗装置，所述的反洗装置包括 在低压罐体底部与溶液泵进口之间的管道设置第一电磁阀，制冷剂箱底设置另一根管道通 过第二电磁阀与溶液泵进口相连，所述的反洗装置将带入发生器并被累积的吸收剂用制冷 剂洗涤，回收到浓溶液箱。本专利技术的工作过程如下制冷剂工作回路为废热或太阳能生产的热水或蒸汽通过加热盘管加热发生器中 制冷剂，发生器中的制冷剂蒸发，产生高压制冷剂蒸汽，高压制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝 盘管冷凝为高压制冷剂液体；高压制冷剂液体通过冷凝器下端的管道进入节流元件，通过 节流元件节流的高压制冷剂液体变为低压制冷剂液体；低压制冷剂液体经过管道进入低压 罐体内的蒸发器中，吸收蒸发盘管的热量而气化为低压制冷剂蒸汽，蒸发盘管内的工质被 制冷，未完全气化的制冷剂被循环泵不断循环，喷淋在蒸发盘管上，提高了制冷效果；低压制冷剂蒸汽被由浓溶液箱送到吸收器并均勻喷淋在冷却盘管外表的浓溶液吸收。溶液再生过程为吸收器中吸收了制冷剂的溶液通过第一电磁阀由溶液泵送入浓 溶液箱与半渗透膜相连一侧，该侧相对稀的溶液中的制冷剂在浓溶液箱与制冷剂箱两侧压 力差的驱动下，透过半渗透膜进入制冷剂箱，相对浓的溶液溢流到浓溶液箱中的挡板另一 侧；制冷剂箱中的制冷剂经过管道进入发生器底部，再次被加热盘管加热气化成高压蒸汽， 挡板另一侧相对浓的溶液则通过管道用喷淋装置喷淋到吸收器中的冷却盘管上，吸收来自 上部蒸发器的低压制冷剂蒸汽。反洗过程当半渗透膜式吸收式制冷系统运行一段时间后，虽然发生器中的制冷 剂里只含有微量的吸收剂，其中吸收剂的含量随着时间延长不断积累，达到一定的质量百 分数后，会影响此系统的工作效率，需要反洗。反洗就是关闭第一电磁阀，并且关闭加热盘 管，打开第二电磁阀，制冷剂箱及发生器中的制冷剂被溶液泵抽吸到浓溶液箱挡板右侧；当 制冷剂箱和发生器中制冷剂抽吸完后，打开第一电磁阀，关闭第二电磁阀，等一定时间后， 制冷剂箱中制冷剂液位上升，再打开加热盘管，系统恢复制冷运行。所述加热盘管内流动工质为热水或者蒸汽，冷凝盘管、冷却盘管内流动工质为冷 却水，蒸发盘管内流动工质为冷媒。本专利技术半渗透膜式吸收式制冷系统，所述半透膜可以选择亲水性半渗透膜、疏水 性半渗透膜、分离有机物与有机物的半渗透膜。所述亲水性半渗透膜主要应用于溴化锂水溶液等以水为制冷剂的工质对，疏水性 半渗透膜主要应用于氨水等水为吸收剂的工质对，分离有机物与有机物的半渗透膜主要应 用于以DMF与氢氟烃等工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半渗透膜式吸收式制冷系统，包括高压罐、节流元件、低压罐，所述的高压罐包括高压罐体、发生器、加热盘管、冷凝盘管、冷凝器，发生器、加热盘管、冷凝盘管、冷凝器封装在高压罐体内，加热盘管在发生器内，发生器位于高压罐体的底部，冷凝盘管在冷凝器内，冷凝器位于高压罐体顶部；所述低压罐包括低压罐体、蒸发盘管、蒸发器、冷却盘管、吸收器、循环泵，蒸发盘管、蒸发器、冷却盘管、吸收器封装在低压罐体内，蒸发盘管位于蒸发器内，蒸发器位于低压罐体的顶部，冷却盘管位于吸收器内，吸收器位于低压罐体底部，循环泵安装在低压罐体外，进口与低压罐体内的蒸发器下端相连，循环泵出口与位于低压罐体内的蒸发器上端的喷淋装置相连；所述的节流元件安装在高压罐体与低压罐体之间，高压罐体内的冷凝器下端引出一根管线与节流元件的入口相连，节流元件出口的管线穿过低压罐体的顶部，在蒸发器的上方；其特征在于：所述的高压罐、低压罐之间设有反渗透装置和溶液泵，所述的反渗透装置包括浓溶液箱、制冷剂箱、浓溶液箱与制冷剂箱之间的半渗透膜、浓溶液箱一侧的密封加压装置；所述制冷剂箱与高压罐内的发生器相连，将分离后的制冷剂输入发生器；所述的浓溶液箱与低压罐内的吸收器相连，将浓缩后的吸收剂输入吸收器；所述的溶液泵入口与低压罐体底部的吸收器相连，出口与反渗透装置的浓溶液箱相连，将吸收了制冷剂的吸收剂输入浓溶液箱。...

【技术特征摘要】
一种半渗透膜式吸收式制冷系统，包括高压罐、节流元件、低压罐，所述的高压罐包括高压罐体、发生器、加热盘管、冷凝盘管、冷凝器，发生器、加热盘管、冷凝盘管、冷凝器封装在高压罐体内，加热盘管在发生器内，发生器位于高压罐体的底部，冷凝盘管在冷凝器内，冷凝器位于高压罐体顶部；所述低压罐包括低压罐体、蒸发盘管、蒸发器、冷却盘管、吸收器、循环泵，蒸发盘管、蒸发器、冷却盘管、吸收器封装在低压罐体内，蒸发盘管位于蒸发器内，蒸发器位于低压罐体的顶部，冷却盘管位于吸收器内，吸收器位于低压罐体底部，循环泵安装在低压罐体外，进口与低压罐体内的蒸发器下端相连，循环泵出口与位于低压罐体内的蒸发器上端的喷淋装置相连；所述的节流元件安装在高压罐体与低压罐体之间，高压罐体内的冷凝器下端引出一根管线与节流元件的入口相连，节流元件出口的管线穿过低压罐体的顶部，在蒸发器的上方；其特征在于所述的高压罐、低压罐之间设有反渗透装置和溶液泵，所述的反渗透装置包括浓溶液箱、制冷剂箱、浓溶液箱与制冷剂箱之间的半渗透...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓红，闵旭伟，高赞军，陈光明，仇宇，徐英杰，乔晓刚，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]