[发明专利]吸收式动力与喷射式制冷复合循环系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统及其工作方法。该系统包括吸收器，其与泵相连；吸收器依次与回热换热器和锅炉相连；锅炉与精馏塔相连；吸收器还分别与蒸发器以及制冷热交换器相连通；精馏塔的塔顶分别与过热器和喷射器相连，从精馏塔的塔顶排出的一部分饱和蒸汽传输至过热器进行过热，过热后再进入透平进行膨胀做功得到乏汽，乏汽进入制冷热交换器吸热制冷；另一部分进入喷射器进行吸收—喷射制冷，喷射器出口的液体进入冷凝器进行定压冷凝成饱和溶液，然后经第一节流阀节流后进入蒸发器内蒸发制冷；蒸发器出口的一部分饱和蒸汽被喷射器引射，另一部分饱和蒸汽反馈输送至吸收器。该系统保证单效式吸收式制冷机流程且设备简单。

技术领域

本发明属于能动循环领域，尤其涉及一种吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统及其工作方法。

背景技术

低温热源包括太阳能、地热能以及工业生产中的余热。这类能源具有储量大、分布广、品位低的特点，难以被开发利用，有些甚至被直接排放到环境中去，浪费十分严重。因此，实现低温热源的合理高效利用，对减少常规化石燃料的消耗，降低有关污染物和温室气体的排放，调整能源消费结构，保护生态环境，建立资源节约型社会具有重要意义。

在实际工程领域中，热源温度比较低时，传统的以水为工质的朗肯循环很难将热量有效地转化为输出功。Kalina提出了以非共沸混合物氨水为工质的一系列动力循环，氨水作为工质的最大特点是其变温相变，这样可以减小换热过程中的传热温差，降低传热过程中的火用(exergy)损失，使得工质与热源之间的换热匹配得到改善，然而，Kalina循环系统无法输出冷量。

除Kalina循环外，高斯瓦米(Goswami)等人提出了同样以氨水为工质的动力循环，和Kalina循环相比，Goswami循环最大的不同在于对外不仅可以输出功，还可以输出冷量，它的原理是将精馏塔出来的高浓度氨蒸汽经过热器过热后进入透平做功，透平排气进入制冷热交换器吸热制冷。然而，Goswami循环利用透平乏汽的显热来制冷，由于气体的比热容较小，故其单位质量工质的制冷量非常有限。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明的第一目的是提供一种吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统。该系统既可以保证单效式吸收式制冷机流程、设备简单的优点，又可以提高其制冷系数，从而使系统的整体性能得到改善。

本发明的一种吸收式动力和喷射式制冷复合循环系统，包括吸收器，所述吸收器与泵相连；吸收器内的基础工作液经泵加压后，依次进入回热换热器和锅炉分别进行换热和加热；换热后的基础工作液经锅炉加热产生饱和蒸汽传输至精馏塔进行蒸馏，在塔顶得到饱和蒸汽；所述吸收器还分别与蒸发器以及制冷热交换器相连通，吸收器内的液体还吸收来自蒸发器以及制冷热交换器传送来的蒸汽；

精馏塔的塔顶分别与过热器和喷射器相连通，从精馏塔的塔顶排出的一部分饱和蒸汽传输至过热器进行过热，过热后再进入透平进行膨胀做功得到乏汽，最后乏汽进入制冷热交换器吸热制冷；另一部分饱和蒸汽进入喷射器进行吸收—喷射制冷，喷射器出口的液体进入冷凝器进行定压冷凝成饱和溶液，然后经第一节流阀节流后进入蒸发器内蒸发制冷；蒸发器出口的一部分饱和蒸汽被喷射器引射，另一部分饱和蒸汽反馈输送至吸收器。

进一步的，所述锅炉的底部还通过第一管道与回热换热器相连通，用于将锅炉内的一部分液体送至回热换热器进行换热；回热换热器通过第二管道与吸收器相连通，精馏塔的塔底通过第三管道与第二管道相连通，所述第二管道用于将换热后的液体与第三管道内的液体混合后反馈至吸收器。本发明将锅炉内的一部分液体反馈至回热换热器进行换热，换热后的液体与精馏塔的塔底流出的液体混合后送至吸收器，这样用来吸收来自蒸发器以及制冷热交换器传送来的蒸汽，增加了循环制冷量。

进一步的，所述第三管道上设置有第二节流阀。本发明通过控制设置在第三管道上的第二节流阀的开度调节送至吸收器液体的流量大小。