一种采用ＣＯ２为制冷剂的吸收式制冷机制造技术

一种采用ＣＯ２为制冷剂的吸收式制冷机，包括：依次相连并形成制冷回路的吸收器、流量控制阀、发生器、冷凝器、节流器和蒸发器，及连通于吸收器与发生器之间的液体泵；制冷回路中的流动工作介质包括吸收剂和ＣＯ２制冷剂；吸收剂为离子液体、碱性溶液或两者的混合。吸收器内的ＣＯ２和吸收剂经液体泵增压，进入发生器，经过加热后温度升高，ＣＯ２从吸收剂中分离出来，进入冷凝器，而吸收剂则重新回到吸收器；ＣＯ２在冷凝器内经过冷凝降温，再通过节流器降压制冷，温度进一步降低，并在蒸发器内冷却被冷凝介质，最后重回到吸收器内，并溶至吸收剂中。本发明专利技术以ＣＯ２作工作介质，具有无毒、无爆炸性、对环境友好特点，单位体积具有很高的制冷量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制冷领域的制冷机，特别涉及一种采用co2为制冷剂的吸收式制冷机。
技术介绍
吸收式制冷是利用制冷剂在不同温度时在吸收剂中溶解度的不同，实现制冷剂在高、低压之间的压縮、膨胀循环，从而获得制冷效果的一种制冷方式，它主要利用热源作为 驱动力，仅需要很少量的机械压縮功，因此在电能缺乏的制冷场合具有广泛的应用前景。目 前的吸收式制冷主要有溴化锂吸收式制冷机和氨吸收式制冷机，这两种制冷机都存在一些不足之处溴化锂制冷机为负压系统，空气泄漏对性能影响很大，单位体积的比制冷量小， 它以水为制冷工质， 一般只能获得5°C以上的制冷温度；氨吸收式制冷机性能系数较低，需 要有专门的精馏塔分离水蒸气和氨气，结构比较复杂，同时氨还有腐蚀性和毒性，所以二者 的应用受到了较大限制。 在自然界，C02时最丰富的化学物质之一，为大气的一部分，也包含在某些天然气 或油田伴生气中何以碳酸盐形成的矿石中。大气里含0)2为0.03 0.04% (体积)，总量 约2. 75X 1012吨，主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。因此，(A是一种自然工质， 不会对环境造成影响，不会燃烧爆炸，并且及易获得。目前(A作为制冷剂的研究主要集中 在蒸汽压縮式制冷机中，随着氟利昂等制冷剂逐步推出历史舞台，C02作为一种优良的制冷 工质，又逐渐开始成为蒸汽压縮式制冷的研究热点。采用C02作为工质的吸收式制冷机必 须还具有与C02配对的吸收剂，该吸收剂必须能够在低温低压时溶解或者吸收C02，在高温 高压时有能够释放出(A，并且要求在高温时，吸收剂的蒸汽压越小越好。长久以来人们就 是因为没有找到合适的C02吸收剂，所以一直几乎没有人开展这方面的研究。 自20世纪80-90年代以来，伴随着绿色化学概念的提出，室温离子液体的研究在 全世界范围内掀起了热潮。所谓室温离子液体，又称室温熔融盐，简称离子液体，是在室温 及相邻温度下完全由离子组成的有机液体物质。在这类化合物中仅存在阴离子、阳离子，没 有中性分子，是一种非水非质子溶剂。与固态物质相比较，它是液态的，与传统液态物质相 比较，它是离子的。因此，与其他固体和液体材料相比，离子液体通常会展现出独特的物理 化学性质几乎没有蒸气压，很高的热稳定性(在30(TC甚至40(TC不分解)，最重要的是C02 在离子液体中有很高的溶解度，并且随温度变化呈现良好的变化趋势。图1所示即为C02在 离子液体[bmim] [PF6] (1_丁基_3-甲基咪唑六氟磷酸盐)中不同温度和压力时的溶解度曲 线；从图l可以看至lj，在温度为25t:、压力为3MPa时，C02在[bmim] [PF6]中的摩尔分数达到 了 40%之高，而在12(TC时，即使压力达到lOMPa，其摩尔分数也只有将近30%左右；而且， 很明显，如果温度继续升高时，0)2在[bmim] [PF6]中的溶解度会进一步降低，因此[bmim] [PF6]完全可以满足在低温低压时吸收(A，在高温高压时放出C02的要求。因为C02的沸 点很低，而离子液体的蒸汽压又几乎为零，因此可以通过加热轻松实现离子液体和C02的分 离，无需任何精馏塔，结构简单。另外，C02工作在较高的压力范围，因此单位体积内C02的 量很多，可以实现较高的比制冷量，可以有效降低系统空间；因此，离子液体为实现(A吸收式制冷提供了可能，同时该制冷方式比较于溴化锂吸收式制冷和氨吸收式制冷具有明显的 潜在优势。 另外，随着减少温室气体C02排放的研究的深入，各种吸收C02的方法也相继被提 出，比方说苯菲尔法，活性MDEA(N-甲基二乙醇胺)法(这些用于减少温室气体0)2排放的 方法)实际上都是采用了碱性溶液如K2C03，MDEA等作为吸收剂吸收C02，这些溶液在被加热 时又可以释放出C02，因此也可以用来作为C02吸收式制冷机的吸收剂。 目前关于采用(A为制冷剂的吸收式制冷机的研究还非常少。在专利 carbondioxide absorption heat pump(专利号US6374630B1)中提出了二氧化碳吸收制冷循环，但是在改制冷循环中采用的吸收剂主要为水、丙酮、吡啶、甲醇、酒精等物质。 (A在这些物质中的溶解度都非常低，因此无法实现高效的吸收式制冷循环。在国际申请 薩o-ionic liquids and methods of use(专利申请号PCT/US2006/012419)中，作者 提出了采用离子液体实现C02的吸收式制冷，但该专利中仅笼统地提出了该设想，并未给出 具体的技术路径禾口实施方案。专利highefficiency absorption heat pump and methods of use(专利号US 7313926 B2)提出了采用离子液体或者碱性溶液实现C02的吸收式制冷的技术方案，但是该申请中的吸收制冷循环和一般的制冷循环以及本专利技术中的制冷循环 有着明显的不同，其中最大的一个区别就是US 7313926 B2使用了透平等专门的膨胀装置， 非常不利于提高系统的使用寿命。因此本专利提出的采用离子液体实现0)2的吸收式制冷 的方案具有明显创新性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用C02为制冷剂的吸收式制冷机，可有效解决现有技术结构复杂庞大、效率较低等技术缺陷。 本专利技术的技术方案如下 本专利技术提供采用C02为制冷剂的吸收式制冷机，主要包括 依次相连并形成制冷回路的吸收器1、流量控制阀7、发生器2、冷凝器3、节流器6 和蒸发器，及连通于所述吸收器1与所述发生器2之间的连接管路上的液体泵5，所述液体 泵5的入口与所述吸收器1相连，所述液体泵5的出口与所述发生器2相连；所述制冷回路 中流通有流动工作介质； 所述流动工作介质包括吸收剂和制冷剂；所述制冷剂为C02 ;所述吸收剂为离子液 体、碱性溶液或两者的混合溶液。 所述的离子液体由一种或者多种离子液体组成；所述碱性溶液由一种或者多种碱 性溶液组成；所述吸收剂中添加有活化剂。 所述的吸收器1内安装有第一室温冷却器9 ;所述的冷凝器3内安装有第二室温 冷却器9';所述的发生器2内安装有加热器10 ;所述蒸发器4内安装有便于工作介质和被冷却介质之间换热的换热器11。 本专利技术的采用C02为制冷剂的吸收式制冷机，还进一步包括回热器8，所述回热器 8连接于流量控制阀7与所述发生器2之间的连接管路上；从发生器2流出并经过流量控 制阀7进入吸收器1的工作介质在回热器8内与从溶液泵5出来并流入发生器2内的工作 介质进行换热，并且该两部分工作介质在回热器8内的流动方向相反； 从发生器2流出并进入冷凝器3的工作介质先在回热器8内与从液体泵5出来流入发生器2内的工作介质进行换热，然后再进入冷凝器3，该两部分工作介质在回热器8内的流动方向相反。 从蒸发器4流出的工作介质可以先经过冷凝器3，在冷凝器3内与流入节流器6的工作介质进行热交换，然后再进入吸收器1。 冷凝器3和节流器6之间依次安装喷嘴13和引射器12，从引射器12流出的工作介质一部分直接返回吸收器1，另一部分工作介质依次经过节流器6和蒸发器4再返回到引射器12的入口。 本专利技术提供的一种采用C02为制冷剂的吸收式制冷机具有结构紧凑、无毒、无爆炸性、对环境友好等特点，同时它采用热源作为主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用ＣＯ↓［２］为制冷剂的吸收式制冷机，其特征在于，主要包括：依次相连并形成制冷回路的吸收器１、流量控制阀７、发生器２、冷凝器３、节流器６和蒸发器４，及连通于所述吸收器１与所述发生器２之间的连接管路上的液体泵５，所述液体泵５的入口与所述吸收器１相连，所述液体泵５的出口与所述发生器２相连；所述制冷回路中流通有流动工作介质；所述流动工作介质包括吸收剂和制冷剂；所述制冷剂为ＣＯ↓［２］；所述吸收剂为离子液体、碱性溶液或两者的混合溶液。

【技术特征摘要】
一种采用CO2为制冷剂的吸收式制冷机，其特征在于，主要包括依次相连并形成制冷回路的吸收器1、流量控制阀7、发生器2、冷凝器3、节流器6和蒸发器4，及连通于所述吸收器1与所述发生器2之间的连接管路上的液体泵5，所述液体泵5的入口与所述吸收器1相连，所述液体泵5的出口与所述发生器2相连；所述制冷回路中流通有流动工作介质；所述流动工作介质包括吸收剂和制冷剂；所述制冷剂为CO2；所述吸收剂为离子液体、碱性溶液或两者的混合溶液。2. 按权利要求1所述的采用C02为制冷剂的吸收式制冷机，其特征在于，所述的离子液 体由一种或者多种离子液体组成；所述碱性溶液由一种或者多种碱性溶液组成；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗二仓，胡剑英，戴巍，吴张华，余国瑶，
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：11[中国|北京]