專利名稱：降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及吸收式制冷、致熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及吸收式制冷機(jī)組。
背景技術(shù)：
吸收式制冷機(jī)組是一種利用熱能為驅(qū)動源制取冷源的制冷機(jī)組。由于其制冷 工質(zhì)為天然制冷劑，不破壞大氣臭氧層，具有良好的環(huán)保性，加之又可利用余熱、 地?zé)?、太陽能等可持續(xù)發(fā)展能源與天然氣等清潔能源為驅(qū)動源。因而在世界各國均 得到長足的發(fā)展。典型的吸收式制冷機(jī)組有采用溴化鋰一水溶液工質(zhì)對和氨一水溶 液工質(zhì)對。但所有吸收式制冷機(jī)組均具有由發(fā)生器，冷凝器，蒸發(fā)器和吸收器四大 部件組成的結(jié)構(gòu)，并利用熱源和壓力差驅(qū)動工質(zhì)對在四大部件中循環(huán)從而實(shí)現(xiàn)制冷 的功能。以典型的單效雙筒式溴化鋰吸收式制冷機(jī)為例，冷水在蒸發(fā)器內(nèi)被來自冷 凝器減壓節(jié)流后的低溫冷劑水冷卻，冷劑水自身吸收冷水熱量后蒸發(fā)，成為冷劑蒸 汽，進(jìn)入吸收器內(nèi)，被濃溶液吸收，濃溶液變成稀溶液。吸收器里的稀溶液，由循 環(huán)泵送往熱交換器、熱回收器后溫度升高，最后進(jìn)入發(fā)生器，發(fā)生器中的稀溶液被 發(fā)生器熱源，例如熱水、蒸汽、煙氣等加熱，成為濃溶液。濃溶液進(jìn)入吸收器，滴 淋在冷卻水管上，吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽，成為稀溶液。在濃溶液的吸收過程 中大量放熱，同時通過冷卻水對吸收器的冷卻降低濃溶液溫度以保障吸收過程的持 續(xù)。另一方面，在發(fā)生器內(nèi)，發(fā)生器熱源加熱溴化鋰溶液后產(chǎn)生的水蒸汽，進(jìn)入冷 凝器被冷卻水冷卻，經(jīng)減壓節(jié)流，變成低溫冷劑水，進(jìn)入蒸發(fā)器，滴淋在冷水管上， 冷卻進(jìn)入蒸發(fā)器的冷水。以上循環(huán)如此反復(fù)進(jìn)行，最終達(dá)到制取低溫冷水的目的。
在現(xiàn)有的吸收式制冷機(jī)中，無論是直燃式、雙效式、多效式、氨水系統(tǒng)、溴 化鋰系統(tǒng)等均需要對吸收器和冷凝器進(jìn)行冷卻以保障系統(tǒng)的持續(xù)循環(huán)運(yùn)行，其通過
配備較大容量的冷卻塔來保障冷卻容量。圖5示出了目前市場上銷售的一種溴化鋰
吸收式制冷機(jī)組多為水冷式機(jī)組，如圖所示，由冷卻水帶走溴化鋰吸收式制冷機(jī)組
中冷凝器91與吸收器92的排熱量，冷卻水溫度升高后進(jìn)至冷卻塔93，在冷卻塔93中，流過水表面的空氣與水直接接觸，通過接觸傳熱和蒸發(fā)散熱，將水中的熱 量傳給空氣，使冷卻水溫度降低后再回至機(jī)組中反復(fù)使用。為確保進(jìn)入機(jī)組的冷 卻水水質(zhì)，該制冷機(jī)組還需要水處理設(shè)備。若不進(jìn)行水質(zhì)處理，則機(jī)組中吸收 器與冷凝器的傳熱管簇易產(chǎn)生腐蝕與結(jié)垢，影響機(jī)組的使用壽命與性能。另外， 常規(guī)吸收式制冷機(jī)組中的冷卻塔中的冷卻水經(jīng)吸收器和冷凝器進(jìn)行二次熱交換，從 而增大了冷卻水的換熱溫差。這樣不僅降低了系統(tǒng)效率，而且還要求更大的熱交換 面積，使得冷卻塔的占地面積大，材料消耗多。不僅如此，常規(guī)冷卻塔結(jié)構(gòu)的噴淋 水循環(huán)量是實(shí)際水分蒸發(fā)量的幾十倍到上百倍，由此造成水泵耗電的大大浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種降 膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，該降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組無需釆用冷卻塔即能 夠?qū)崿F(xiàn)吸收器和冷凝器的換熱，且換熱溫差小，制冷效率高。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是 一種降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，包括 發(fā)生器、蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、溶液熱交換器、冷凝水箱、節(jié)流裝置、蒸發(fā)水 箱及溶液箱；發(fā)生器分別與冷凝器的入口及溶液熱交換器的入口相連通，冷凝器的 出口與冷凝水箱連通，冷凝水箱通過節(jié)流裝置與蒸發(fā)水箱相連通，蒸發(fā)水箱與蒸發(fā) 器相連通；溶液熱交換器的出口及蒸發(fā)器分別與吸收器的入口相連通，吸收器的出 口與溶液箱連通；冷凝器和吸收器各自包括多根熱交換管或多塊熱交換板，其特點(diǎn) 是，還包括冷卻水布液裝置；冷凝器和吸收器的多根熱交換管或多塊熱交換板的外 壁或內(nèi)壁與空氣接觸，冷卻水布液裝置設(shè)置在所述熱交換管或熱交換板上部，并將 冷卻水布置在所述熱交換管或熱交換板與空氣接觸的壁面上，進(jìn)行蒸發(fā)冷卻。
上述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其中，還包括一溶液布液裝置，溶液 布液裝置設(shè)置在溶液熱交換器與吸收器之間，溶液布液裝置與溶液熱交換器的出口 連通，將溶液布置在吸收器的熱交換管或熱交換板的未與空氣接觸的壁面上。
上述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其中，還包括冷劑泵，冷劑泵的入口 與蒸發(fā)水箱相連通，出口與蒸發(fā)器相連通。
上述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其中，還包括溶液泵，所述溶液泵的 入口與溶液箱連通，出口與溶液熱交換器的入口連通。上述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其中，還包括若干條使蒸發(fā)器腔體內(nèi) 的制冷劑蒸氣通向吸收器內(nèi)的吸收劑溶液的蒸發(fā)管道，蒸發(fā)管道連通蒸發(fā)器和吸收 器。
上述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其中，冷凝水箱設(shè)置在所述蒸發(fā)水箱 上，并通過一隔板相互隔開；節(jié)流裝置為設(shè)置在所述隔板上的節(jié)流孔。
本實(shí)用新型通過冷卻水布液裝置在冷凝器和吸收器的熱交換管或熱交換板 與空氣接觸的壁面布置用于蒸發(fā)冷凝的液膜或液滴，再利用自然蒸發(fā)或強(qiáng)制對 流使換熱表面的液膜或液滴蒸發(fā)，由于蒸發(fā)的熱傳遞為顯熱熱交換方式的近百 倍，使得本實(shí)用新型與現(xiàn)有的吸收式制冷機(jī)組相比具有更小的換熱溫差和更高 的制冷效率。此外，本實(shí)用新型不需使用冷卻塔和水處理設(shè)備，減小了占地面 積，節(jié)省了材料，具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、便于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的冷卻水降膜布液和溶液降膜布液結(jié)構(gòu) 的局部放大示意圖。
圖3為本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式冷卻水降膜布液和溶液降膜布液結(jié)構(gòu)的 局部放大示意圖。
圖5為現(xiàn)有的一種溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
參考圖1和圖2，本實(shí)用新型的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組包括發(fā)生器1、 溶液熱交換器2、蒸發(fā)器3、吸收器4、冷凝器5、冷凝水箱61、蒸發(fā)水箱63、溶 液箱64、冷劑泵7K溶液泵72、冷卻水泵73、及冷卻水布液裝置81。其中，發(fā) 生器1分別與冷凝器5的入口及溶液熱交換器2的入口相連通，冷凝器2的出口與 冷凝水箱61連通，冷凝水箱61通過節(jié)流裝置與蒸發(fā)水箱63相連通。在一種實(shí)施 方式中，冷凝水箱61設(shè)置在蒸發(fā)水箱63上，并通過一隔板62相互隔開；節(jié)流裝置為設(shè)置在隔板62上的節(jié)流孔。在另一種實(shí)施方式中，節(jié)流裝置也可以是連接在 冷凝水箱61和蒸發(fā)水箱63之間的毛細(xì)管。溶液熱交換器2的出口及蒸發(fā)器3分別 與吸收器4的入口相連通，吸收器4的出口與溶液箱64連通。吸收器4由多根熱 交換管或多塊熱交換板41組成，冷凝器5由多根熱交換管或多塊熱交換板51組成。 冷劑泵71的入口與蒸發(fā)水箱63相連通，出口與蒸發(fā)器3相連通。溶液泵72的入 口與溶液箱64連通，出口與溶液熱交換器2的入口連通。在本實(shí)用新型的第一種 實(shí)施方式中，吸收器4和冷凝器5的多根熱交換管或多塊熱交換板的外壁均敞露在 空氣中，冷卻水布液裝置81利用重力、噴淋等方式將冷水布置在熱交換管或熱交 換板敞露在空氣中的外壁壁面上，形成液膜或液滴進(jìn)行蒸發(fā)冷卻。較佳的是，本實(shí) 用新型還包括用于冷卻冷凝器和吸收器的熱交換管或熱交換板的風(fēng)扇80，液膜或 液滴在風(fēng)扇80下能夠更加迅速地蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)對吸收器和冷凝器的高效冷卻。在一 種優(yōu)選實(shí)施方式中，本實(shí)用新型還包括一溶液布液裝置82，該溶液布液裝置設(shè)置 在溶液熱交換器2與吸收器4之間，并與溶液熱交換器的出口連通，濃溶液經(jīng)過溶 液布液裝置，在泵壓和重力的作用下，沿吸收器的熱交換管或熱交換板41的未與 空氣接觸的內(nèi)壁壁面向下流動，形成濃溶液膜。在蒸發(fā)器3和吸收器4之間還設(shè)有 若干條使蒸發(fā)器腔體內(nèi)的制冷劑蒸氣通向吸收器內(nèi)的吸收劑溶液的蒸發(fā)管道31， 蒸發(fā)管道連通蒸發(fā)器和吸收器。在第一種實(shí)施方式中，吸收劑溶液是在吸收器的熱 交換管或熱交換板內(nèi)流動的，因而蒸發(fā)管道31與熱交換管或熱交換板41相互連通。 在蒸發(fā)水箱63和溶液箱64的下方設(shè)有一容放蒸發(fā)水箱63和溶液箱64的冷卻水箱 65,冷卻水泵73的入口與冷卻水箱65連通，出口與冷卻水布液裝置81相連通。 在蒸發(fā)器3和蒸發(fā)水箱63之間連有一未蒸發(fā)水回流管66，未蒸發(fā)水回流管66的 一端與蒸發(fā)器3的底部相連通，另一端與蒸發(fā)水箱63相連通。圖中，波浪線表示 冷卻水溶液，黑點(diǎn)表示濃溶液，蒸發(fā)器中的絮狀陰影表示蒸氣。
圖3和圖4為本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。其與第一種實(shí)施方 式的主要不同之處在于，吸收器4和冷凝器5外罩有外罩，使吸收器和冷凝器的多 根熱交換管或多塊熱交換板的外壁不與外界空氣接觸，而使熱交換管或熱交換板的 內(nèi)部通道與大氣相通。在本實(shí)施方式中，輔助風(fēng)扇80設(shè)置在熱交換管或熱交換板 的上方，而熱交換管或熱交換板的下方通過開設(shè)于冷凝水箱61或溶液箱64的側(cè)壁 上的開口 91保持通氣。冷卻水布液裝置81利用重力、噴淋等方式將冷水布置在熱交換管或熱交換板與空氣接觸的內(nèi)壁壁面上，形成液膜或液滴進(jìn)行蒸發(fā)冷卻。而濃 溶液經(jīng)過溶液布液裝置82，在泵壓和重力的作用下，沿吸收器的熱交換管或熱交
換板41的未與空氣接觸的外壁壁面向下流動，形成濃溶液膜。蒸發(fā)管道31連通蒸 發(fā)器3和吸收器4，使蒸發(fā)器腔體內(nèi)的制冷劑蒸氣通過蒸發(fā)管道能夠達(dá)到吸收器內(nèi) 位于熱交換管或熱交換板41外壁壁面的吸收劑溶液。
本實(shí)用新型的制冷循環(huán)為發(fā)生器產(chǎn)生濃溶液。濃溶液通過溶液熱交換器冷卻 后再通過溶液布液裝置進(jìn)入吸收器，并在吸收器中與蒸發(fā)器的蒸氣進(jìn)行吸收。蒸氣 的吸收導(dǎo)致蒸發(fā)器中的噴淋水蒸發(fā)，從而冷卻冷水，實(shí)現(xiàn)制冷功能。同時，發(fā)生器 在形成濃溶液過程中得到的冷凝水在節(jié)流后和蒸發(fā)器中凝結(jié)的蒸氣一起被噴淋回 蒸發(fā)器，使蒸發(fā)過程持續(xù)。而吸收器在吸收后形成的稀溶液被提升回發(fā)生器，使發(fā) 生過程持續(xù)。
本實(shí)用新型通過冷卻水布液裝置在冷凝器和吸收器的熱交換管或熱交換板 與空氣接觸的壁面布置用于蒸發(fā)冷凝的液膜或液滴，再利用自然蒸發(fā)或強(qiáng)制對 流使換熱表面的液膜或液滴蒸發(fā)，由于蒸發(fā)的熱傳遞為顯熱熱交換方式的近百 倍，使得本實(shí)用新型無需采用冷卻水塔即能實(shí)現(xiàn)吸收器和冷凝器的換熱，節(jié)省了 部件，降低了成本，并減小了占地面積。吸收式制冷機(jī)組冷卻水進(jìn)出口溫差為6"C。 理論上1Kg的冷卻水能帶走25KJ的熱量，而1Kg水在35。C的常壓下汽化潛熱為 2418KJ。因此本實(shí)用新型的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組所需的理論耗水量只有 現(xiàn)有采用冷卻水塔的水冷式制冷機(jī)組的1%左右，冷卻水泵的動力消耗明顯降低。 此外，本實(shí)用新型的冷凝器的冷凝溫度與吸收器的吸收液出口溫度有可能更接近空 氣的濕球溫度，比現(xiàn)有水冷式制冷機(jī)組約低3 5°C，比風(fēng)冷式制冷機(jī)組低8 11 °C，使機(jī)組的節(jié)能效果顯著，與現(xiàn)有的吸收式制冷機(jī)組相比具有更小的換熱溫差和 更高的制冷效率。
權(quán)利要求1.一種降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，包括發(fā)生器、蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、溶液熱交換器、冷凝水箱、節(jié)流裝置、蒸發(fā)水箱及溶液箱；所述發(fā)生器分別與所述冷凝器的入口及所述溶液熱交換器的入口相連通，所述冷凝器的出口與所述冷凝水箱連通，冷凝水箱通過所述節(jié)流裝置與所述蒸發(fā)水箱相連通，所述蒸發(fā)水箱與所述蒸發(fā)器相連通；所述溶液熱交換器的出口及所述蒸發(fā)器分別與吸收器的入口相連通，吸收器的出口與溶液箱連通；冷凝器和吸收器各自包括多根熱交換管或多塊熱交換板，其特征在于還包括冷卻水布液裝置；所述冷凝器和所述吸收器的多根熱交換管或多塊熱交換板的外壁或內(nèi)壁與空氣接觸，所述冷卻水布液裝置設(shè)置在所述熱交換管或熱交換板上部，并將冷卻水布置在所述熱交換管或熱交換板與空氣接觸的壁面上，進(jìn)行蒸發(fā)冷卻。
2. 如權(quán)利要求l所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，還包括 一溶液布液裝置，所述溶液布液裝置設(shè)置在所述溶液熱交換器與所述吸收器之間， 溶液布液裝置與溶液熱交換器的出口連通，將溶液布置在吸收器的熱交換管或熱交 換板的未與空氣接觸的壁面上。
3. 如權(quán)利要求2所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，還包括 冷劑泵，所述冷劑泵的入口與蒸發(fā)水箱相連通，出口與蒸發(fā)器相連通。
4. 如權(quán)利要求3所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，還包括 溶液泵，所述溶液泵的入口與溶液箱連通，出口與溶液熱交換器的入口連通。
5. 如權(quán)利要求4所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，還包括 若干條使蒸發(fā)器腔體內(nèi)的制冷劑蒸氣通向吸收器內(nèi)的吸收劑溶液的蒸發(fā)管道，所述 蒸發(fā)管道連通蒸發(fā)器和吸收器。
6. 如權(quán)利要求5所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，還包括 一容放蒸發(fā)水箱和溶液箱的冷卻水箱。
7. 如權(quán)利要求6所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，還包括 冷卻水泵，所述冷卻水泵的入口與所述冷卻水箱連通，出口與冷卻水布液裝置相連 通。
8. 如權(quán)利要求7所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，還包括 用于冷卻冷凝器和吸收器的熱交換管或熱交換板的風(fēng)扇。
9. 如權(quán)利要求8所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，還包括 未蒸發(fā)水回流管，所述未蒸發(fā)水回流管的一端與蒸發(fā)器的底部相連通，另一端與蒸 發(fā)水箱相連通。
10. 如權(quán)利要求l所述的降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，其特征在于，所述冷 凝水箱設(shè)置在所述蒸發(fā)水箱上，并通過一隔板相互隔開；所述節(jié)流裝置為設(shè)置在所 述隔板上的節(jié)流孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種降膜蒸發(fā)冷卻吸收式制冷機(jī)組，包括發(fā)生器、蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、溶液熱交換器、冷凝水箱、節(jié)流裝置、蒸發(fā)水箱、溶液箱及冷卻水布液裝置。冷凝器和吸收器的多根熱交換管或多塊熱交換板的外壁或內(nèi)壁與空氣接觸，冷卻水布液裝置設(shè)置在所述熱交換管或熱交換板上部，并將冷卻水布置在所述熱交換管或熱交換板與空氣接觸的壁面上，進(jìn)行蒸發(fā)冷卻。本實(shí)用新型通過冷卻水布液裝置在冷凝器和吸收器的熱交換管或熱交換板與空氣接觸的壁面布置用于蒸發(fā)冷凝的液膜或液滴，再利用自然蒸發(fā)或強(qiáng)制對流使換熱表面的液膜或液滴蒸發(fā)，無需采用冷卻塔既能夠?qū)崿F(xiàn)吸收器和冷凝器的換熱，且換熱溫差小，制冷效率高。
文檔編號F25B15/02GK201152648SQ20082005484
公開日2008年11月19日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者陽 徐 申請人:陽 徐