[发明专利]一种具有预冷过程的吸收式制冰机

说明书

本申请提供的具有预冷过程的吸收式制冰机，通过引入中温蒸发器实现水溶液的预冷过程，水溶液依次利用中温蒸发器和低温蒸发器中的冷量完成冷却制冰过程，进而降低系统蒸发过程与水溶液冷却制冰过程的传热温差，减小制冰过程的不可逆损失；通过引入中温吸收器吸收来自中温蒸发器的制冷剂释放吸收热，并用于预热来自低温吸收器的浓溶液，可强化系统内部回热，进而提高系统性能；通过引入中温蒸发器和中温吸收器，在不影响系统制冷量的情况下，可降低温蒸发器中的工质流量，进而减小蒸发过程的压力损失，提高系统性能。

技术领域

本申请涉及能源技术领域，特别涉及一种具有预冷过程的吸收式制冰机。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，工业、农牧业、渔业以及家庭制冰需求也逐渐增加。吸收式制冷系统是一种以热能为驱动、并且能够产生制冷效应的能量转换装置，能够有效的回收工业余热及生物质能、太阳能、地热能等可再生能源，提高能源利用效率，降低碳排放。

目前的吸收式制冰系统中，水溶液一般被蒸发器直接冷却降温完成制冰过程，但温度变化的水溶液冷却过程与定温的蒸发过程换热温差大，制冰过程不可逆损失大。尽管现有技术中可利用脱冰过程的冷量来完成水溶液的预冷过程，进而降低系统能耗，但由于其需要脱冰环节，只适用于间歇式制冰机，无法应用于连续制冰模式。对于吸收式制冷系统，提高系统的内部回热，回收吸收热，能够有效降低系统能耗。但传统带吸收热回收的GAX系统，在蒸发温度过低时会出现“循环退化”，GAX失效甚至对系统出现不利影响。此外，对于吸收式系统，蒸发压力和吸收压力通过影响系统的制冷温度以及溶液浓度进而影响系统的工作性能，特别是当制冷工质流量大时，蒸发过程和吸收过程的压力损失过大将会严重影响系统性能。

发明内容

鉴于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷，提供一种系统性能稳定的具有预冷过程的高效吸收式制冰机。

为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请提供了一种具有预冷过程的吸收式制冰机，包括：发生器(1)、精馏器(2)、冷凝器(3)、中温蒸发器(5)、汽液分离器(6)、低温蒸发器(8)、低温吸收器(9)、溶液泵(10)、中温吸收器(12)及制冰池(14)，所述低温蒸发器(8)设置于所述制冰池(14)内；其中：

所述发生器(1)连接有热源流路(H)，所述热源流路(H)中的热源与所述发生器(1)中的溶液进行换热，完成换热过程的溶液被分离成为制冷剂和吸收剂，所述制冷剂和所述吸收剂分别从所述发生器(1)的上部和下部流出；

所述吸收剂进入所述中温吸收器(12)；所述制冷剂依次经所述精馏器(2)及所述冷凝器(3)后进入所述中温蒸发器(5)完成预冷过程，随后进入所述汽液分离器(6)实现气液分离形成气相工质及液相工质；

所述气相工质再进入所述中温吸收器(12)，并被来自所述发生器(1)的高温稀溶液吸收；

所述液相工质进入低温蒸发器(8)蒸发制冷；外界制冰水溶液(I)中的水溶液(I-1)经过所述中温蒸发器(5)被预冷后温度逐渐降低，随后进入所述制冰池(14)，并与所述低温蒸发器(8)完成间壁式换热，进而完成冷却制冰过程，得到冰产品(I-3)。

在其中一些实施例中，水溶液和制冷工质在所述中温蒸发器(5)和低温蒸发器(8)可以采用顺流、逆流、交叉流的布置方式。

第二方面，本申请提供了一种具有预冷过程的吸收式制冰机，包括：发生器(1)、精馏器(2)、冷凝器(3)、中温蒸发器(5)、汽液分离器(6)、低温蒸发器(8)、低温吸收器(9)、溶液泵(10)、中温吸收器(12)、制冰池(14)及预冷器(15)；其中：

所述发生器(1)连接有热源流路(H)，所述热源流路(H)中的热源与所述发生器(1)中的溶液进行换热，完成换热过程的溶液被分离成为制冷剂和吸收剂，所述制冷剂和所述吸收剂分别从所述发生器(1)的上部和下部流出；