一種使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，包括溶液系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述溶液系統(tǒng)包括依次連接的吸收器、換熱器和發(fā)生器；所述冷劑系統(tǒng)包括依次連接的冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器；所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻水池、冷水機(jī)組和換熱器；所述吸收器內(nèi)設(shè)有混合室，混合室的入口端設(shè)有縮放噴嘴；所述溶液系統(tǒng)采用的溴化鋰溶液的質(zhì)量濃度為56～58wt%，其中添加有異辛醇，異辛醇在溴化鋰溶液中的含量為46～55mg/Kg。本發(fā)明將液氣式引射器應(yīng)用于吸收器中，是一種主動吸收方式，因而大大提高了吸收性能；同時(shí)，本申請采用縮放噴嘴和特定濃度的溴化鋰溶液，大大提高了制冷機(jī)的制冷量，取得了意料不到的效果。
【專利說明】一種使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，屬于空調(diào)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)流程之后，多余的熱量會被當(dāng)作廢棄物排放到周圍環(huán)境中，造成極大浪費(fèi)的同時(shí)也會對環(huán)境造成熱污染。溴化鋰吸收式制冷技術(shù)以其制冷劑環(huán)保和能夠利用工業(yè)余熱的特點(diǎn)得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，要進(jìn)一步發(fā)展吸收式制冷技術(shù)，對吸收器進(jìn)行小型化和高效化改進(jìn)是十分必要的。
[0003]為了獲得蒸汽或者熱量，絕大多數(shù)工業(yè)流程都會通過燃燒化石燃料的方法來產(chǎn)生熱能，流程結(jié)束后工業(yè)廢熱直接被排放到環(huán)境中造成浪費(fèi)，如果采用由熱量驅(qū)動的制冷循環(huán)，比如吸收式制冷循環(huán)，這些廢棄的熱量就可以被轉(zhuǎn)換為有效的制冷量，因此，消耗的電能就大量減少了，這種由熱量驅(qū)動的制冷系統(tǒng)若能夠得到廣泛使用，全球變暖的問題將得到一定的緩解。
[0004]吸收式制冷機(jī)的應(yīng)用能夠限制導(dǎo)致臭氧層破壞的氟氯烴的使用，因而具有可持續(xù)性；雖然吸收式制冷機(jī)在環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源方面占有優(yōu)勢，但是吸收式制冷機(jī)具有體積大、維護(hù)麻煩等缺點(diǎn)；因此為了促進(jìn)吸收式制冷機(jī)的使用和推廣，提高吸收式制冷機(jī)的性能和降低成本成了本領(lǐng)域研究方向之一。
[0005]對于制冷機(jī)而言，其吸收方式主要有降膜吸收、鼓泡吸收和引射式吸收3種。對于引射式吸收而言，引射器是引射吸收過程得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。通常，根據(jù)噴嘴的位置，弓丨射器可以被大致分為兩種類型，其中一種被稱為等壓混合引射器，因?yàn)榛旌线^程中靜壓力保持不變；另外一種被稱作等面積混合引射器，因?yàn)閲娮煳挥诙ń孛娣e當(dāng)中。最初，人們認(rèn)為等面積混合引射器能夠比等壓混合引射器引入更多的第二流體，在經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)，使用等壓混合引射器時(shí)，吸收器的制冷量更高，因此現(xiàn)在
[0006]大部分研究都關(guān)注等壓混合引射器。對于兩相流體而言，輕度的混合是在第二流體被引射并開始加速時(shí)開始的，這兩者之間速度的巨大差異導(dǎo)致了在兩種流體之間剪切應(yīng)力和剪切混合的發(fā)生。根據(jù)Munday的理論，滯止現(xiàn)象并非完全是由第二流體導(dǎo)致的，這一猜想也被Chou應(yīng)用于它的數(shù)值模擬當(dāng)中，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出比較；后來他的觀點(diǎn)也得到了Desevaux的引射器流型可視化研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支持，激光斷層攝影技術(shù)也被用以研究引射器混合區(qū)域的情況，但是，就目前的研究進(jìn)度，這一技術(shù)尚未應(yīng)用到制冷領(lǐng)域當(dāng)中；定混合面積的引射器主要是在超音速的領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
[0007]另一方面，為了提高傳熱傳質(zhì)過程，現(xiàn)有技術(shù)中是在溴化鋰水溶液中添加高效的添加劑。然而，現(xiàn)有技術(shù)中對添加劑的研究只是出于初級階段，對其流型變化的現(xiàn)象以及強(qiáng)化機(jī)理都沒有準(zhǔn)備的定論。因此，開發(fā)一種適用于制冷機(jī)溴化鋰水溶液的添加劑以及相應(yīng)的溴化鋰水溶液，以提高傳熱傳質(zhì)過程，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)。
[0009]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，包括溶液系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；
[0010]所述溶液系統(tǒng)包括依次連接的吸收器、換熱器和發(fā)生器；所述冷劑系統(tǒng)包括依次連接的冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器；所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻水池、冷水機(jī)組和換熱器；
[0011]冷卻水池的冷卻水先后經(jīng)過所述吸收器和冷凝器，在經(jīng)過換熱器與冷卻水進(jìn)行換熱之后回到冷卻水池中；所述發(fā)生器與氣液分離器2的輸入端連接，氣液分離器2的頂端與所述冷凝器連接，其底部與換熱器連接；
[0012]所述吸收器內(nèi)設(shè)有混合室，混合室的入口端設(shè)有縮放噴嘴；
[0013]所述溶液系統(tǒng)采用的溴化鋰溶液的質(zhì)量濃度為56?58wt%，其中添加有異辛醇，異辛醇在溴化鋰溶液中的含量為46?55mg/kg。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述發(fā)生器內(nèi)設(shè)有加熱器。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述混合室呈圓柱形，其直徑為50mm，所述縮放噴嘴的出口直徑為5mm,其喉部直徑為1.5mm。
[0016]優(yōu)選的，所述溴化鋰溶液的質(zhì)量濃度為56.6wt%,所述異辛醇在溴化鋰溶液中的含量為51mg/kg。
[0017]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0018]1.本發(fā)明開發(fā)了一種新結(jié)構(gòu)的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，將液氣式引射器應(yīng)用于吸收器中，是一種主動吸收方式，因而大大提高了吸收性能；同時(shí)，本申請采用縮放噴嘴和特定濃度的溴化鋰溶液，大大提高了制冷機(jī)的制冷量，取得了意料不到的效果。
[0019]2.本發(fā)明的制冷機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，便于制備，適于推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1是本發(fā)明所提供的溴化鋰吸收式制冷機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中:1、發(fā)生器；2、氣液分離器；3、冷凝器；4、蒸發(fā)器；5、吸收器；6、換熱器；7、流量計(jì)；8、加熱器；N、縮放噴嘴；M、混合室；D、擴(kuò)壓器；P、溶液泵。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0023]實(shí)施例一:
[0024]參見附圖1所示，一種溴化鋰吸收式制冷機(jī)，包括溶液系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，
[0025]所述溶液系統(tǒng)包括依次連接的吸收器5、換熱器6和發(fā)生器I ;
[0026]所述冷劑系統(tǒng)包括依次連接的冷凝器3、蒸發(fā)器4和吸收器5 ；
[0027]所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻水池、冷水機(jī)組和換熱器6 ；
[0028]冷卻水池的冷卻水先后經(jīng)過所述吸收器5和冷凝器3，在經(jīng)過換熱器6與冷卻水進(jìn)行換熱之后回到冷卻水池中；所述發(fā)生器I與氣液分離器2的輸入端連接，氣液分離器2的頂端與所述冷凝器3連接，其底部與換熱器6連接；
[0029]所述吸收器5內(nèi)設(shè)有混合室M，混合室的入口端設(shè)有縮放噴嘴N，混合室的出口端設(shè)有擴(kuò)壓器D。
[0030]溶液系統(tǒng)是指實(shí)驗(yàn)臺中溴化鋰水溶液所存在的部件所組成的系統(tǒng)，按照溶液的流動方向依次為吸收器5、換熱器6、發(fā)生器1、吸收器5。處于吸收器5底部的稀溶液經(jīng)過稀溶液泵P泵入發(fā)生器1，在這個(gè)過程中經(jīng)過稀溶液流量計(jì)7和換熱器6。
[0031]發(fā)生器I是一個(gè)臥式的不銹鋼圓筒，采用沉浸式加熱的方式將溶液加熱至沸騰；稀溶液處于沸騰狀態(tài)時(shí)開始有冷劑蒸氣從稀溶液中析出；同時(shí)，剩余溶液的濃度開始上升；由于冷劑蒸汽中難免會攜帶少量溴化鋰溶液，因此，在發(fā)生器I的上部設(shè)計(jì)了氣液分離器2，內(nèi)設(shè)擋板，以去除這部分溴化鋰溶液，使冷劑蒸汽純凈。
[0032]吸收器5主要由真空罩、吸收裝置、冷卻水盤管和視窗四部分組成。外部的真空罩旨在為吸收器5提供真空的環(huán)境，因?yàn)橹挥性谡婵盏臈l件下，濃溶液對水蒸氣的吸收效果才會達(dá)到最佳狀態(tài)；即使只有微量的空氣泄露，也會對吸收過程造成很大的影響，同時(shí)，空氣的存在會使溴化鋰溶液對整個(gè)設(shè)備的腐蝕情況加劇，為此在真空罩內(nèi)安裝了壓力傳感器；通常吸收器5內(nèi)的壓力是由冷卻水的溫度決定的。真空罩為一不銹鋼筒形裝置，頂部由標(biāo)準(zhǔn)法蘭蓋密封；在筒壁四側(cè)均設(shè)置有視鏡用以觀察吸收器5內(nèi)液面高度、液氣引射器溶液流型等。由于水蒸氣的吸收過程是一個(gè)放熱過程，設(shè)計(jì)冷卻水盤管以帶走吸收過程放出的熱量就顯得尤為重要，這樣才能使整個(gè)吸收過程得以持續(xù)進(jìn)行，吸收器5在真空罩內(nèi)與真空罩同軸放置，并用軟管和波紋管分別實(shí)現(xiàn)冷劑蒸汽和濃溶液從真空罩外部進(jìn)入到吸收器5中；速度較低的濃溶液經(jīng)過噴嘴后以高速進(jìn)入混合室形成低壓區(qū)，對蒸汽造成抽吸作用，使蒸汽主動與濃溶液進(jìn)行混合以促進(jìn)濃溶液對蒸汽的吸收。另外，由于濃溶液速度梯度的存在，整體而言濃溶液的流速又很高，處于噴嘴邊界附近的溶液會因高速引射而產(chǎn)生撕裂效果，將溶液邊界表面撕開，在局部形成低壓造成局部蒸發(fā)并形成霧化現(xiàn)象；從微觀層面來看吸收面積得以擴(kuò)大，對吸收效果的提高產(chǎn)生了促進(jìn)作用。在混合完成之后，稀溶液進(jìn)入擴(kuò)壓器，使溶液較低的壓力得到恢復(fù)。最后，在真空罩的底部吸收過程釋放的熱量被冷卻水盤管帶走，傳熱與傳質(zhì)過程的分離得以實(shí)現(xiàn)。
[0033]吸收過程的完成還需要來自發(fā)生器I的濃溶液的參與，高溫的濃溶液具有很多的熱能可以利用，因此，在進(jìn)入吸收器5之前設(shè)置了換熱器6，利用其高溫來預(yù)熱即將進(jìn)入發(fā)生器I的稀溶液，同時(shí)使其自身的溫度也得到降低以利于吸收，溶液流動的動力來源于兩臺濃溶液泵。
[0034]冷劑系統(tǒng)是指由實(shí)驗(yàn)臺中冷劑水以及冷劑蒸汽存在的部件所組成的系統(tǒng)，按照冷劑的流動過程依次為冷凝器3、蒸發(fā)器4、吸收器5。冷劑水來源于在發(fā)生器I中溶液沸騰產(chǎn)生的冷劑蒸汽在冷凝器3中被冷凝。
[0035]冷卻系統(tǒng)主要由冷水機(jī)組、換熱器6等部件構(gòu)成；來自冷卻水池的低溫冷卻水先后經(jīng)過吸收器5和冷凝器3，以串聯(lián)方式冷卻這兩個(gè)部件，在經(jīng)過換熱器6與冷卻水進(jìn)行換熱之后回到冷卻水池中；在冷卻水池中也設(shè)置有加熱器8，用以控制冷卻水溫度。冷水機(jī)組采用R22作為制冷劑，能夠使冷卻水的溫度控制在5?40度之間。
[0036]上述制冷機(jī)所用的溴化鋰水溶液，包括溴化鋰水溶液和異辛醇；所述溴化鋰溶液的質(zhì)量濃度為56.6wt%，所述異辛醇在溴化鋰溶液中的含量為51mg/Kg。
[0037]采用本發(fā)明的溴化鋰吸收式制冷機(jī)和本實(shí)施例的溴化鋰水溶液(含異辛醇添加劑)，測試其制冷量，其最高制冷量大概在0.355kw ;而采用現(xiàn)有常規(guī)的制冷機(jī)和溴化鋰溶液(不含有添加劑)，測試其制冷量，其最高制冷量大概在0.275kw左右。
[0038]由此可見，本發(fā)明的制冷機(jī)具有較好的吸收性能，大大提高了制冷機(jī)的制冷量，取得了意料不到的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，其特征在于:包括溶液系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)； 所述溶液系統(tǒng)包括依次連接的吸收器、換熱器和發(fā)生器；所述冷劑系統(tǒng)包括依次連接的冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器；所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻水池、冷水機(jī)組和換熱器； 冷卻水池的冷卻水先后經(jīng)過所述吸收器和冷凝器，在經(jīng)過換熱器與冷卻水進(jìn)行換熱之后回到冷卻水池中；所述發(fā)生器與氣液分離器的輸入端連接，氣液分離器的頂端與所述冷凝器連接，其底部與換熱器連接； 所述吸收器內(nèi)設(shè)有混合室，混合室的入口端設(shè)有縮放噴嘴； 所述溶液系統(tǒng)采用的溴化鋰溶液的質(zhì)量濃度為56?58wt%，其中添加有異辛醇，異辛醇在溴化鋰溶液中的含量為46?55mg/kg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，其特征在于:所述發(fā)生器內(nèi)設(shè)有加熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，其特征在于:所述混合室呈圓柱形，其直徑為50mm,所述縮放噴嘴的出口直徑為5mm,其喉部直徑為1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用添加劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，其特征在于:所述溴化鋰溶液的質(zhì)量濃度為56.6wt%，所述異辛醇在溴化鋰溶液中的含量為51mg/kg。
【文檔編號】F25B15/06GK103574980SQ201310451049
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】吳冬琪 申請人:昆山市周市溴化鋰溶液廠