新型的低温废热吸收式制冷器 |
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| 申请号 | CN201610328277.6 | 申请日 | 2016-05-18 | 公开(公告)号 | CN106196716A | 公开(公告)日 | 2016-12-07 |
| 申请人 | 沈阳工业大学; 洛塔尔P.M.沃尔夫; | 发明人 | 于慎波; 洛塔尔P.M.沃尔夫; 夏鹏鹏; 李红; 李野; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种新型的低温废热吸收式制冷器，包括： 热 泵 、吸收式制冷器，其特点是：热泵将低温废热转化为可供吸收式制冷器工作时使用的高温热量，热泵和吸收式制冷器之间没有传统的 热能 转换系统，热泵通 过热 量传递部件直接将热量提供给吸收式制冷器，吸热式制冷器的发生器的加热部件直接被热泵的 冷凝器 所替代。本发明降低了可利用的废热 温度 的最低 阈值 ，提高了废热的利用率，由于该系统中热泵和制冷器之间没有传统的热能转换系统，热能从热泵到吸收式制冷器传送过程中没有热量损失，整个系统的热能利用率得到显著提高，大大提升了系统的效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种新型的低温废热吸收式制冷器，包括有热泵（3）和吸收式制冷器（1），其特征在于：所述的热泵（3）将低温废热转化为可供吸收式制冷器（1）利用的高温热量，吸收式制冷器（1）的发生器（generator or desorber）中的加热部分直接被热泵（3)的冷凝器管道（7）所替代，吸收式制冷器(1)工作时的热量由热泵(3)提供，热泵(3)和吸收式制冷器(1)之间不设置传统的热能转换系统，热泵(3)直接将热量提供给吸收式制冷器(1)。 |
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| 说明书全文 | 新型的低温废热吸收式制冷器技术领域背景技术[0002] 数据统计表明，世界上化石燃料所产生的热量至少有50%都变成了废热，而其中大多数都是低温的热量（low-grade heat）(<90℃)。目前存在大量的低温的废热，而且该部分热量的利用率一直很低。此外，由于这些热量会造成环境污染，已经成为一个越来越严峻的环境问题。与此同时，在如数据处理中心、电影院、工业生产等很多场合还需要用到制冷设备进行设备的冷却。因此，如何利用这部分废热进行制冷，成为一个值得关注的问题。 [0003] 为了利用该部分废热，将其进行热交换以实现制冷的目的，很多利用热泵和吸收式制冷相结合的设备被相继提出。由于目前市场上出售的高温热泵其供热温度可以达到95℃甚至更高，而吸收式制冷器的工作温度一般需要在85℃以上即可，因此，采用这些高温热泵提供的热量来驱动吸收式制冷器是可行的。 [0004] 由于传统的热泵和吸收式制冷设备之间需要额外的第三套设备进行热交换及传递，其存在很多问题：1）在热量交换的过程中热能损耗严重； 2）设备本身运转会消耗热量与能源； 3）额外增加的传热管道会导致热量损失。 发明内容[0006] 本发明的目的就在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种新型的低温废热吸收式制冷器，本发明给出的这种新型的低温废热吸收式制冷器是去除目前用于热交换的第三套设备，直接将热泵与吸收式制冷器连接，热泵产生的高温热量直接供给吸收式制冷器。本发明通过去除热泵和吸收式制冷系统之间的热能转换传递系统，消除了热泵和吸收式制冷器之间的传递热量损失，同时也消除了热能转换设备的额外能耗，从而提高整个利用废热制冷系统的热量利用率，达到节能减排和保护环境的目的。此外，本发明降低了可利用的废热温度的最低阈值，大大提高了废热的利用率。 [0007] 本发明所采用的技术方案如下。 [0008] 一种新型的低温废热吸收式制冷器，包括有热泵3和吸收式制冷器1，其特征在于：所述的热泵3,将低温废热转化为可供吸收式制冷器1利用的高温热量，吸收式制冷器1的发生器6（generator or desorber）的加热部分直接被热泵3的冷凝器管道7所替代，吸收式制冷器1工作时的热量由热泵3提供，热泵3和吸收式制冷器1之间没有传统的热能转换系统，热泵3直接将热量提供给吸收式制冷器1。 [0009] 所述的热泵3将低温废热通过热量转换为高温的热量并通过热量传递部件2传递给吸收式制冷器1供其使用。 [0010] 所述的热量传递部件2为热泵3和吸收式制冷器1共有的部分，热量传递部件2将热泵3和吸收式制冷器1直接连接在一起，从而取消了其他热量转换设备。 [0011] 所述的热量传递部件2对于热泵3来说相当于其冷凝器部件，对于吸收式制冷器1来说相当于其加热部件。 [0012] 所述的热泵3所利用的温度可以是低于80℃的低温。 [0013] 所述的热量传递部件2由吸收式制冷器1的发生器6，热泵3的冷凝器管道7组成，其中热泵3的冷凝器管道7直接镶嵌于吸收式制冷器1的发生器6中，热泵3中温度较高的液体由冷凝器管道的入口9流入泠凝器管道中，吸收式制冷器1的发生器6中温度较低的液体由发生器6的入口5流入发生器6中；通过二者的热交换，冷凝器管道7中液体温度降低，并通过出口8重新流入热泵，与此同时，发生器中6的液体被加热，并经过发生器的出口4流出。 [0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果为。 [0015] 本发明的吸收式制冷器系统用于制冷；吸收式制冷器中发生器的热源为热泵冷凝器；热泵和吸收式制冷器之间没有传统的热能转换系统。其优点主要表现如下。 [0016] 1. 在热能传送的过程中，完全不存在由热能转换系统导致的热量损失，整个系统的热能利用率得到显著提高，达到节能减排和环境保护的目的。 [0017] 2. 完全消除了传统的废热吸收式制冷器的能耗高、效率低的缺点。 [0018] 3. 发明中所用的热泵技术和吸收式制冷技术均为已成熟的技术。 [0020] 附图1为本发明的主要结构示意图。 [0021] 附图1中各序号分别为：1.吸收式制冷器；2.热量传递部件；3.热泵，4.发生器的出口，5.发生器的入口，6.吸收式制冷器的发生器，7.热泵3的冷凝器管道,8.冷凝器管道的出口，9.冷凝器管道的入口。 [0022] 附图2为本发明例举所适用的各式废热吸收式制冷器中的一种情况。（说明：本发明适用该类型的废热吸收式制冷器但不局限于此种类型的废热吸收式制冷器）。 [0023] 附图2中各序号分别为：3.热泵，6.吸收式制冷器的发生器，10. 低温废热，11. 吸收式制冷器的冷凝器，12.吸收式制冷器的蒸发器，13.热交换管道，14吸收式制冷器的吸收器，15.冷却水管道。 具体实施方式[0025] 表1 为目前市场在售的典型的热泵工作情况。液体 成分 临界温度（℃） 临界压力（bars） ECO3TM - - - R1234ze C3H2F4 109 36.4 R245fa C3H3F5 154.1 36.5 R365mfc C4H5F5 186.9 32.7 R236fa C3H2F6 124.9 32 R717 NH3 129.2 113.33 [0026] 5. 如图1～图2所示，这种新型的低温废热吸收式制冷器，包括有热泵3和吸收式制冷器1，热泵3将低温废热转化为可供吸收式制冷器1利用的高温热量，并通过热量传递部件2传递给吸收式制冷器1供其使用。吸收式制冷器1的发生器的加热部件（generator or desorber）直接被热泵3的冷凝器管道7所替代，热泵3和吸收式制冷器1之间没有传统的热能转换系统，热泵3直接将热量提供给吸收式制冷器1。 [0027] 6. 所述的热量传递部件2为热泵3和吸收式制冷器1共有的部分，热量传递部件2将热泵3和吸收式制冷器1直接连接在一起，从而取消了其他热量转换设备。热量传递部件2对于热泵3来说相当于其冷凝器部件，对于吸收式制冷器1来说相当于其加热部件。热泵3所利用的温度可以是低于80℃的低温。 [0028] 所述的热量传递部件2由吸收式制冷器1的发生器6、热泵3的冷凝器管道7组成，其中热泵3的冷凝器管道7直接镶嵌于吸收式制冷器1的发生器6中，热泵3中温度较高的液体由冷凝器管道的入口9流入泠凝器管道中，吸收式制冷器1的发生器6中温度较低的液体由吸收式制冷器1的发生器6的入口5流入吸收式制冷器1的发生器6中；通过二者的热交换，冷凝器管道7中液体温度降低，并通过冷凝器管道的出口8重新流入热泵，与此同时，发生器中6的液体被加热，并经过发生器的出口4流出。 [0029] 其具体实施方式如下：热泵3将低温废热10转化为高温的热能，并通过热泵中的冷凝器管道7将热量传递至吸收式制冷器的发生器6中用于加热其中的溶液(热量传递时所采用的部件结构即为图1中的热量转换装置的形式之一)；溶液在加热之后，通过吸收式制冷器的发生器的出口4流出，其中的水大量蒸发，高浓度的溶液通过管道进入吸收式制冷器的吸收器14中，水蒸气进入吸收式制冷器的冷凝器11中；通过与冷却管道15进行热交换，吸收式制冷器的吸收器14中高浓度的溶液温度得以降低，吸收式制冷器的冷凝器11中的水蒸气凝结成水；凝结之后的水通过管道进入吸收式制冷器的蒸发器12，水再次蒸发变成水蒸气；水在蒸发的过程中吸收大量的热，从而使吸收式制冷器的蒸发器12中温度降低，通过热交换管道13实现热交换的目的，从而进行制冷；吸收式制冷器的蒸发器12中的水蒸气会进入吸收式制冷器的吸收器14中，被其中的高浓度的溶液吸收，则高浓度的溶液变成低浓度的溶液，并通过管道从吸收式制冷器的发生器6的入口5中回到吸收式制冷器的发生器6中，从而完成热交换。 |
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