本發(fā)明涉及制冷循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種將氨水吸收和噴射復合的制冷循環(huán)系統(tǒng)及運行方法。

背景技術(shù)：

市面上傳統(tǒng)氨水吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、循環(huán)泵、節(jié)流閥等部件組成，工作介質(zhì)包括制取冷量的制冷劑和吸收、解吸制冷劑的吸收劑，二者組成工質(zhì)對。濃氨水溶液在發(fā)生器中被加熱，分離出一定流量的冷劑蒸氣進入冷凝器中，冷劑蒸氣在冷凝器中被冷卻，并凝結(jié)成液態(tài)；液態(tài)冷劑經(jīng)過節(jié)流降壓，進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應(yīng)，冷劑由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，再進入吸收器中；另外，從發(fā)生器流出的稀溶液經(jīng)換熱器和節(jié)流降壓后進入吸收器，吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸氣，吸收過程產(chǎn)生的濃溶液由循環(huán)泵加壓，經(jīng)換熱器吸熱升溫后，重新進入發(fā)生器，如此循環(huán)制冷。

氨水吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)具有直接利用低品位能源驅(qū)動，不使用對環(huán)境有破壞作用的制冷工質(zhì)，可用于0℃以下的普通制冷場合等優(yōu)點。但是性能系數(shù)較低，特別在常見的太陽能集熱器集熱溫度不超過100℃的條件下，應(yīng)用就受到一定的限制。原因是在較低熱源溫度驅(qū)動下，發(fā)生器在發(fā)生壓力（不考慮設(shè)備間的流動阻力條件下，即冷凝壓力）下放氣范圍小甚至無法完成放氣，導致常規(guī)單級氨水吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)工作性能低甚至無法工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種將吸收式制冷與噴射器結(jié)合起來，利用噴射器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，運行可靠的優(yōu)點，在保證系統(tǒng)正常工作的前提下，做到了在不提高系統(tǒng)復雜程度基礎(chǔ)上，大大降低對熱源溫度要求的將氨水吸收和噴射復合的制冷循環(huán)系統(tǒng)及運行方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種將氨水吸收和噴射復合的制冷循環(huán)系統(tǒng)，所述的復合制冷循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、過冷器，冷凝器、吸收器、溶液熱交換器、低壓發(fā)生器、精餾器、分凝器、高壓發(fā)生器、噴射器、儲液器和溶液泵；

本發(fā)明所述的吸收器的濃溶液出口經(jīng)溶液泵連接在溶液熱交換器的濃溶液進口上，溶液熱交換器的濃溶液出口連接精餾器的進口，精餾器的頂部連通分凝器，精餾器的底部連通低壓發(fā)生器，低壓發(fā)生器的稀溶液出口連接溶液熱交換器稀溶液進口，溶液熱交換器的稀溶液出口連接在吸收器的稀溶液進口上；

本發(fā)明所述的分凝器的出口連接在噴射器的引射流體進口上，噴射器的混合流體出口連接冷凝器的進口，冷凝器的出口連接儲液器的進口；

本發(fā)明儲液器的出口端設(shè)有兩路，一路通過溶液泵連接高壓發(fā)生器的進口，高壓發(fā)生器的出口連接在噴射器的工作流體進口上；另一路連接過冷器的進口，過冷器的液體出口連接在蒸發(fā)器的進口上，蒸發(fā)器的出口通過過冷器連接在吸收器的氣體進口上。

本發(fā)明述的過冷器的液體出口與蒸發(fā)器的進口之間設(shè)有節(jié)流閥n，所述溶液熱交換器的稀溶液出口與吸收器的稀溶液進口之間設(shè)有節(jié)流閥o。

本發(fā)明所述的分凝器的出口與噴射器的引射流體進口之間設(shè)有電磁閥q，所述的儲液器與過冷器進口之間設(shè)有電磁閥p。

本發(fā)明所述的高壓發(fā)生器上設(shè)有液位控制器，所述的液位控制器通過控制線路連接溶液泵。

本發(fā)明提供一種將氨水吸收和噴射復合的制冷循環(huán)系統(tǒng)的運行方法，其運行方法如下：

1）系統(tǒng)啟動階段，熱源流體加熱高、低壓發(fā)生器內(nèi)液體至設(shè)定溫度，加熱過程中，關(guān)閉電磁閥p、q，開啟溶液泵l，讓氨液在儲液器和高壓發(fā)生器之間不斷循環(huán)；

2）當高壓發(fā)生器內(nèi)液體液位穩(wěn)定后，開啟溶液泵m和電磁閥p；氨液進入蒸發(fā)器吸熱后被吸收器內(nèi)稀溶液吸收，從吸收器出來的濃溶液通過溶液泵升壓進入低壓發(fā)生器發(fā)生；

3）當?shù)蛪喊l(fā)生器內(nèi)的壓力達到冷凝器內(nèi)壓力的一半時，開啟電磁閥q，此時精餾塔出來的低壓氨蒸汽通過噴射器被引射到冷凝器中；

4）通過壓力傳感器監(jiān)測并控制低壓發(fā)生器內(nèi)的壓力維持在冷凝器內(nèi)壓力的1/2。

本發(fā)明所述的步驟3）中冷凝器冷凝后的液體制冷劑分成兩路：一路通過電磁閥、過冷器和節(jié)流閥進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體熱量而汽化后，在吸收器中被稀氨水溶液吸收，再通過溶液泵升壓在低壓發(fā)生器內(nèi)發(fā)生，經(jīng)過精餾器和分凝器，利用噴射器被引射入冷凝器；另一路經(jīng)過溶液泵加壓進入高壓發(fā)生器，加熱汽化成高壓飽和蒸汽后作為工作蒸汽將精餾塔頂出來的低壓氨蒸汽引射到冷凝器中。通過液位控制器控制溶液泵l的啟停，達到控制高壓發(fā)生器內(nèi)液體液位的目的。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明的系統(tǒng)將吸收式制冷與噴射器結(jié)合起來，利用噴射器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，運行可靠等優(yōu)點，在保證系統(tǒng)正常工作的前提下，做到了在不提高系統(tǒng)復雜程度基礎(chǔ)上，大大降低對熱源溫度的要求。

本發(fā)明在低熱源溫度驅(qū)動下，該系統(tǒng)讓發(fā)生器在較低的發(fā)生壓力下工作，使得發(fā)生終了的氨水濃度盡可能降低，提高了發(fā)生器的放氣范圍，獲得了較低的溶液循環(huán)倍率；然后將經(jīng)過溶液泵加壓的冷凝氨液在高壓發(fā)生器中加熱汽化成高壓飽和蒸汽，高壓飽和氨蒸汽作為工作蒸汽，利用噴射器將精餾塔頂?shù)牡蛪喊闭羝渖龎号胖晾淠鲀?nèi)。

本發(fā)明的系統(tǒng)大大降低了發(fā)生器對熱源溫度的要求，緩解了常規(guī)單級氨水吸收式制冷循環(huán)在低熱源溫度下工作性能低甚至無法工作的問題，對利用太陽能驅(qū)動氨水吸收式制冷循環(huán)具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的連接示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例6中制冷循環(huán)系統(tǒng)的h—x圖；

圖3為本發(fā)明的實施例6中制冷循環(huán)系統(tǒng)中氨濃度為1時氨循環(huán)各狀態(tài)點p—h圖。

其中，蒸發(fā)器a、冷凝器b、吸收器c、溶液熱交換器d、低壓發(fā)生器e、精餾器f、分凝器g、高壓發(fā)生器h、噴射器i、冷凝器j、儲液器k、溶液泵l和m、節(jié)流閥n和o、電磁閥p和q、液位控制器r、壓力傳感器s和t；

圖2中橫軸x表示氨水濃度，縱軸h表示焓值。p0為吸收壓力，pl為低壓發(fā)生器內(nèi)壓力，pk為冷凝壓力，ph為高壓發(fā)生器內(nèi)壓力，x1為吸收終了氨水濃度，x4為發(fā)生終了氨水濃度。

圖3中橫軸h表示焓值，縱軸p表示壓力。p0為吸收壓力，pl為低壓發(fā)生器內(nèi)壓力，pk為冷凝壓力，ph為高壓發(fā)生器內(nèi)壓力。

圖2和圖3中的1、2、3a、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15為各狀態(tài)點。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的描述。

實施例1：如圖1所示的一種將氨水吸收和噴射復合的制冷循環(huán)系統(tǒng)，所述的復合制冷循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器a、過冷器b，冷凝器j、吸收器c、溶液熱交換器d、低壓發(fā)生器e、精餾器f、分凝器g、高壓發(fā)生器h、噴射器i、儲液器k和溶液泵l、m。

本發(fā)明的吸收器c的濃溶液出口經(jīng)溶液泵m連接在溶液熱交換器d的濃溶液進口上，溶液熱交換器d的濃溶液出口連接精餾器f的進口，精餾器f的頂部連通分凝器g，精餾器f的底部連通低壓發(fā)生器e，低壓發(fā)生器e的稀溶液出口連接溶液熱交換器d稀溶液進口，溶液熱交換器d的稀溶液出口連接在吸收器c的稀溶液進口上；

本發(fā)明的分凝器g的出口連接在噴射器i的引射流體進口上，噴射器i的混合流體出口連接冷凝器j的進口，冷凝器j的出口連接儲液器k的進口；

本發(fā)明的儲液器l的出口端設(shè)有兩路，一路通過溶液泵l連接高壓發(fā)生器h的進口，高壓發(fā)生器h的出口連接在噴射器i的工作流體進口上；另一路連接過冷器b的進口，過冷器b的液體出口連接在蒸發(fā)器a的進口上，蒸發(fā)器a的出口通過過冷器b連接在吸收器c的氣體進口上。

實施例2：如圖1所示，本發(fā)明的過冷器b的液體出口與蒸發(fā)器a的進口之間設(shè)有節(jié)流閥n，所述溶液熱交換器d的稀溶液出口與吸收器c的稀溶液進口之間設(shè)有節(jié)流閥o。

實施例3：如圖1所示，本發(fā)明的分凝器g的出口與噴射器i的引射流體進口之間設(shè)有電磁閥q，所述的儲液器k與過冷器b進口之間設(shè)有電磁閥p。

實施例4：如圖1所示，本發(fā)明的高壓發(fā)生器h上設(shè)有液位控制器r，所述的液位控制器r通過控制線路連接溶液泵l；本發(fā)明的冷凝器j上設(shè)有壓力傳感器s，本發(fā)明的低壓發(fā)生器e上設(shè)有壓力傳感器t。

實施例5：如圖1所示，本發(fā)明的復合制冷循環(huán)系統(tǒng)相比于常規(guī)單級氨水吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)增加了：1）用于提升冷凝后氨液壓力而設(shè)置的溶液泵l；2）用于高壓氨液加熱汽化產(chǎn)生供噴射器運行的工作蒸汽而設(shè)置的高壓發(fā)生器h；3）用于引射低壓氨蒸汽而設(shè)置的噴射器i；4）用于感應(yīng)高壓發(fā)生器h液位以及控制溶液泵l啟停而設(shè)置的液位控制器r；5）用于控制流量的電磁閥p和q；6）用于測量容器壓力的壓力傳感器s和t。

本發(fā)明的系統(tǒng)可以大大降低對熱源溫度的要求，緩解常規(guī)單級氨水吸收式制冷循環(huán)在低熱源溫度下工作性能低甚至無法工作的問題。

實施例6：如圖1、2和3所示的一種將氨水吸收和噴射復合的制冷循環(huán)系統(tǒng)的運行方法，其運行方法如下：

1）在系統(tǒng)啟動階段，熱源流體加熱高、低壓發(fā)生器h、e內(nèi)液體至相應(yīng)溫度需要一段時間，此時關(guān)閉電磁閥p、q，開啟溶液泵l，讓氨液在儲液器k和高壓發(fā)生器h之間不斷循環(huán)；

該段循環(huán)的過程是：儲液器k內(nèi)的氨液經(jīng)過溶液泵l加壓進入高壓發(fā)生器h吸熱汽化，高壓蒸汽經(jīng)過噴射器i降壓在冷凝器j內(nèi)冷凝成液體進入儲液器k，完成一個循環(huán)。

2）當高壓發(fā)生器h內(nèi)液體液位穩(wěn)定后，開啟溶液泵m和電磁閥p，氨液進入蒸發(fā)器a吸熱后被吸收器c內(nèi)稀溶液吸收，從吸收器c出來的濃溶液通過溶液泵m升壓進入低壓發(fā)生器e發(fā)生。

3）當?shù)蛪喊l(fā)生器e內(nèi)的壓力達到冷凝器j內(nèi)壓力的一半時，打開電磁閥q，此時從精餾塔f出來的低壓氨蒸汽（狀態(tài)點5）通過噴射器i被引射到冷凝器j中；具體過程如下：

①高壓飽和氨蒸汽（狀態(tài)點10）將低壓氨蒸汽（狀態(tài)點5）引射升壓至狀態(tài)點11）；在冷凝器j內(nèi)冷凝到狀態(tài)點8，分成兩路：

②一路經(jīng)過溶液泵l加壓至狀態(tài)點9；

③另一路經(jīng)過過冷器b冷卻到狀態(tài)點12，后經(jīng)過節(jié)流閥n節(jié)流到狀態(tài)點13，在蒸發(fā)器a內(nèi)吸收被冷卻物體熱量蒸發(fā)成氣體（狀態(tài)點14），經(jīng)過過冷器b加熱到狀態(tài)點15，后被吸收器c內(nèi)稀溶液吸收；

④濃溶液（狀態(tài)點1）經(jīng)過溶液泵m加壓至狀態(tài)點2，通過溶液熱交換器d加熱到狀態(tài)點3a，在低壓發(fā)生器e內(nèi)發(fā)生，低壓氨蒸汽經(jīng)過精餾塔f和分凝器g至狀態(tài)點5，稀溶液（狀態(tài)點4）通過溶液熱交換器d冷卻到狀態(tài)點6，后經(jīng)過節(jié)流閥o降壓至狀態(tài)點7進入吸收器c。

4）通過壓力傳感器監(jiān)測并控制低壓發(fā)生器e內(nèi)的壓力維持在冷凝器j內(nèi)壓力的1/2，在此壓力條件下，熱源溫度得以大大降低；至此完成氨水吸收→噴射的復合制冷循環(huán)。

需要說明的是，上述僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的保護范圍，在上述實施例的基礎(chǔ)上所做出的任意組合或等同變換均屬于本發(fā)明的保護范圍。