[发明专利]一种双蒸气压缩系统吸收式制冷方法及装置

说明书

[技术领域]

本发明涉及一种电力驱动双蒸气压缩系统的多级稀溶液浓缩方法，在制冷过程全部吸收了高温冷剂水蒸汽凝结排放热回用于制冷系统，同时部分回用了低温剂水蒸汽排放热用于蒸汽压缩式热泵运行所需的热能，热泵生成新热能补充了制冷系统所需部分热能，由此获得超高能效比的吸收式制冷装置。

[背景技术]

传统的吸收式制冷方法已经有近百年的生产历史，采用基本定型的热力学过程和设备；在实际使用中，用得最多的是用于空调的溴化锂吸收式制冷循环和用于制冷、空调的氨吸收式制冷循环。近几十年由于受“蒙特利尔协议”规定的影响，减少氟碳化物的使用，以及利用余热作为驱动热源对减少碳排放具有的意义，吸收式制冷方法得到了较大的推广和发展，例如公开文献CN200510060377.7“多能源驱动的溴化锂制冷空调机”中提出利用了太阳能、微波和燃油(气)多种能源，CN101871702A“双热源高效吸收式制冷装置”中提出双热源的利用方法，CN103438605A“吸收发生换热型吸收式制冷循环”提出了太阳能作为热源的方法，日本专利2009-236440“Gas heat pup type air conditioning device or refrigerating device”和2009-236441“Heat pup type refrigerating device”开发了用气体发动机废热作为空调、制冷机热源的吸收式制冷方法。此种制冷方法多应用于低温余热的利用。但这些改进都不能提高吸收式制冷循环本身的能效比。

最新的GB 29540-2013《溴化锂吸收式冷水机组能效限定值及能效等级》标准中确定双效溴化锂吸收式制机组的COP为1.12～1.4，而双效溴化锂制冷机的输入热源蒸汽为150℃甚至更高温度，而氨-水吸收式制机组冷COP仅在0.3～0.4。在提高吸收式制冷装置能效比方面相关公开的专利文献：ZL011426144“带蒸气压缩的并联三效吸收式制冷装置”中提出降低前一级发生器的温度达到降低设备的腐蚀同时系统的效率略有提高，CN101520250“高效的两级吸收式制冷装置”提出了一种较方便的路线并略提高了效率。近期由于蒸汽机械压缩热泵具有能用很小的机械功提升低温余热蒸汽的显热，变为高温蒸汽就可回收其潜热，作为高温热源利用，因此在热能系统中受到重视，在中国专利CN201010198705.0“通过热泵提取电厂余热加热冷凝水系统”；中国专利CN20101063699.5“热电联产耦合热泵实现区域冷热联供系统及方法”；中国专利CN200910223748.7“低温余热发电系统乏汽冷凝过程自耦冷源热泵循环装置”；中国专利CN201010163688.7“电厂循环水热泵耦合热电联产的集中供暖系统及方法”都涉及了利用低温热源，包括水和蒸汽，通过热泵机组提高整个热电联产的发电供热系统的能效比；但都没有涉及到利用蒸汽机械压缩热泵应用于制冷、空调循环中的问题，以提高制冷机组本身的能效比问题。

吸收式制冷方法的能效比低的基本原因是在高压发生器进行稀溶液浓缩时吸热生成的制冷剂蒸汽需要吸收大量的汽化热能，而高温的制冷剂蒸汽所含的热量在冷凝过程中释放出相变热均被全部排放到系统外，没有回收利用；同样低温的制冷剂蒸汽在进入低压吸收器中由汽相转变为液相时所释放的凝结热热量也被排放到制冷系统外，也没有得到回收利用。在国内外公开的专利文献均没有冷剂水蒸汽相变热回收且用于自身制冷系统的报道。在CN201020188184.6“双效第二类溴化锂吸收式热泵机组”中只是开发了一种供热的热泵机组，没有解决上述循环中排放热的回用。在CN200820115165.3“一种冷热双向同时利用的单效型第三种吸收式热泵”，利用了一部分的排放热用于供热，可以同时供冷和供热，COP可达2.2～2.6。但因为并不是重新回用于系统用于减少驱动制冷系统能量输入，所以不能根本上解决排放热的回用问题。也没有解决低能效比的问题，因此制冷和采暖的能效比，仍都很低。