[发明专利]热压缩与机械压缩并联的两级压缩复合制冷系统及其方法

权利要求书

1.一种热压缩与机械压缩并联的两级压缩复合制冷系统，其特征在于，

该两级压缩复合制冷系统包括：太阳能热水系统、吸收式制冷子系统、两级压缩制冷子系统；

所述太阳能热水系统包括管路连接的太阳能集热器(1)、蓄热水箱(2)、第一热水泵(3)和第二热水泵(4)；其中，太阳能集热器(1)的出水口通过管路与蓄热水箱(2)的进水口(201)连接；蓄热水箱(2)的出水口(202)与第一热水泵(3)通过管路连通；第一热水泵(3)的热水出口通过管路接入发生器(5)的热水进口；发生器(5)热水出口通过管路与蓄热水箱(2)回水进口(203)相接；蓄热水箱(2)回水出口(204)再依次连接第二热水泵(4)、太阳能集热器(1)进水口；

所述吸收式制冷子系统包括管路连接的发生器(5)、精馏器(6)、冷凝器(7)、第一节流阀(8)、级间冷却器(9)、过冷器(10)、吸收器(11)、溶液泵(12)、溶液热交换器(13)和流量调节阀(22)；所述发生器(5)的制冷剂侧出口连接精馏器(6)的入口；精馏器(6)的制冷剂侧出口连接冷凝器(7)的制冷剂侧入口；精馏器(6)的溶液出口(601)连接发生器(5)的回流液入口(501)；冷凝器(7)的吸收循环制冷剂侧出口(701)通过第一节流阀(8)后分为两条支路：其中一条支路通过过冷器(10)后连接级间冷却器(9)，另一条支路直接连接级间冷却器(9)；级间冷却器(9)的吸收循环侧出口(901)通过流量调节阀(22)连接吸收器(11)的制冷剂侧入口；吸收器(11)的浓溶液出口通过溶液泵(12)连接精馏器(6)的浓溶液入口；精馏器(6)的浓溶液出口(602)连接溶液热交换器(13)的低温侧入口；溶液热交换器(13)的低温侧出口连接发生器(5)的浓溶液进口(502)；发生器(5)的稀溶液出口连接溶液热交换器(13)的高温侧入口；溶液热交换器(13)的高温侧出口连接吸收器(11)的溶液进口；

所述两级压缩制冷子系统包括管路连接的蒸发器(15)、第一级压缩机(16)、空气冷却器(17)、级间冷却器(9)、第二级压缩机(18)、冷凝器(7)、过冷器(10)、第二节流阀(14)和冷冻水泵(19)；所述冷凝器(7)的压缩循环制冷剂侧出口(702)连接过冷器(10)的入口；过冷器(10)的出口通过第二节流阀(14)连接蒸发器(15)的入口；蒸发器(15)的出口连接第一级压缩机(16)的进气口；第一级压缩机(16)的排气口通过空气冷却器(17)连接级间冷却器(9)的进气口；级间冷却器(9)的出口(902)连接第二级压缩机(18)的进气口；第二级压缩机(18)的排气口与吸收子系统精馏器(6)的制冷剂侧出口在冷凝器(7)的制冷剂侧入口前连接；

所述蒸发器(15)的冷冻水进口端经冷冻水泵(19)通过管路连接供冷用户的出口端(20)，供冷用户的进口端(21)连接蒸发器(15)的冷冻水的出口端。

2.根据权利要求1所述热压缩与机械压缩并联的两级压缩复合制冷系统，其特征在于：所述太阳能集热器(1)为槽式太阳能集热器。

3.根据权利要求2所述热压缩与机械压缩并联的两级压缩复合制冷系统，其特征在于：所述吸收式制冷子系统为氨水吸收式制冷系统。

4.根据权利要求2所述热压缩与机械压缩并联的两级压缩复合制冷系统，其特征在于：所述压缩制冷子系统为氨压缩制冷系统。

5.根据权利要求2所述热压缩与机械压缩并联的两级压缩复合制冷系统，其特征在于：所述第一级压缩机(16)、第二级压缩机(18)为变频压缩机。

6.根据权利要求2所述热压缩与机械压缩并联的两级压缩复合制冷系统，其特征在于：所述过冷器(10)为板式换热器或管壳式换热器。

7.根据权利要求1-6任一项所述热压缩与机械压缩并联的两级压缩复合制冷系统的运行方法，其特征在于包括如下步骤：

太阳能热水运行步骤：

当太阳辐射强度达到太阳能集热器(1)设定启动条件时，启动第二热水泵(4)，并将储存在蓄热水箱(2)中的水送至太阳能集热器(1)中，收集太阳能来加热热水，热水再进入蓄热水箱(2)中储存；

吸收循环运行步骤：

启动第一热水泵(3)、第一节流阀(8)、溶液泵(12)及流量调节阀(22)，使该循环处于工作状态；

第一热水泵(3)将蓄热水箱(2)中储存的约为110 ℃~115 ℃的热水输送至发生器(5)中，发生器(5)中的氨水溶液被热水加热而汽化，汽化后的氨蒸气再进入精馏器(6)中精馏，从精馏器(6)引出的氨蒸气在40 ℃~45 ℃的冷凝器(7)中被其内的冷却水冷却，使氨蒸气冷凝为液态氨，经过第一节流阀(8)节流后分为两条支路，一条将其送至过冷器(10)并在6℃~8 ℃吸热蒸发，蒸发后通入级间冷却器(9)，另一条送至级间冷却器(9)在6 ℃~8 ℃吸热蒸发，蒸发后的氨蒸气进入吸收器(11)中，被从发生器(5)流出的经溶液热交换器(13)的浓度为0.3~0.4的稀溶液吸收，吸收过程产生的热量由冷却水带走，吸收后稀溶液浓度增至0.4~0.5，随后在溶液泵(12)的驱动下进入精馏器(6)，在精馏器(6)中吸收其中产生的热量后进入溶液热交换器(13)，处于低温侧的浓溶液被高温侧的稀溶液加热后进入发生器(5)，如此不断循环工作；

当有太阳光照或者光照辐射强时，调节级间冷却器(9)的流量调节阀(22)，增加进入吸收器的工质流量，以降低第二级压缩功耗；

当无太阳光照或者光照辐射较弱时，蓄热水箱(2)中的温度较低无法驱动吸收循环工作，关闭第一热水泵(3)、第一节流阀(8)、溶液泵(12)，流量调节阀(22)，使吸收循环处于停止工作状态；

两级压缩循环运行步骤：

启动第二节流阀(14)，第一级压缩机(16)和第二级压缩机(18)，使两级压缩循环处于工作状态；

从冷凝器(7)出来的氨蒸气在过冷器(10)中被冷却，再通过第二节流阀(14)节流，随后于蒸发器(15)中蒸发并产生-18 ℃~-20 ℃的冷量用于满足用户需求，蒸发后的氨蒸气进入第一级压缩机(16)中压缩，从压缩机排气口出来的75 ℃~80 ℃的氨蒸气先经空气冷却器(17)被冷却至45 ℃~50 ℃，再通过级间冷却器(9)被冷却至10 ℃~13 ℃，冷却后送入第二级压缩机(18)中再压缩，压缩完成后的106 ℃~110 ℃的氨蒸气与精馏器(6)产生的氨蒸气混合后进入冷凝器(7)中，如此循环往复，不断工作。