專利名稱：一種擴(kuò)散吸收式熱變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于吸收式熱泵以及低品位能源利用領(lǐng)域，尤其涉及一種擴(kuò)散吸收式熱變 換器。
背景技術(shù)：
吸收式熱變換器可采用低品位能源驅(qū)動(dòng)，能有效利用工業(yè)余熱、地?zé)帷⑻?yáng)能等低 品位能源，此外，吸收式熱變換器可避免使用對(duì)大氣臭氧層有破壞作用的制冷工質(zhì)，故對(duì)節(jié) 能和環(huán)保均具有重要的意義。傳統(tǒng)的H2CVLiBr吸收式熱變換器已經(jīng)投入商業(yè)應(yīng)用，但由于 機(jī)械式溶液泵運(yùn)行的溫度較高，H2CVLiBr溶液的強(qiáng)腐蝕性限制了它的廣泛應(yīng)用。擴(kuò)散吸收式制冷機(jī)是通過制冷劑向擴(kuò)散氣體中擴(kuò)散獲得降溫的效果，循環(huán)內(nèi)部基 本上是等壓的，利用熱驅(qū)動(dòng)氣泡泵的熱虹吸作用就可以推動(dòng)吸收劑和制冷劑在系統(tǒng)中流 動(dòng)，無需使用高溫溶液泵和制冷劑泵就能工作。本發(fā)明將擴(kuò)散吸收式制冷機(jī)循環(huán)原理應(yīng)用到傳統(tǒng)吸收式熱變換器中，提出一種擴(kuò) 散吸收式熱變換器，利用吸收劑、制冷劑和擴(kuò)散氣體在不同溫度和濃度下的相平衡關(guān)系變 化，來營(yíng)造吸收器和發(fā)生器中吸收劑溶液對(duì)制冷劑蒸汽的不同吸收勢(shì)差，從而可以采用熱 驅(qū)動(dòng)氣泡泵實(shí)現(xiàn)吸收劑溶液和制冷劑液體的同時(shí)泵送，可以不再使用傳統(tǒng)吸收式熱變換器 中消耗電能較多的機(jī)械式高溫溶液泵和制冷劑泵，只需消耗微量的風(fēng)機(jī)電能吹送擴(kuò)散氣體 就能工作，大幅減少了寶貴電能的消耗，簡(jiǎn)化了熱變換器的結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)行的可靠性。特 別適用于中低溫?zé)豳Y源豐富，同時(shí)又需要使用高溫?zé)岬膱?chǎng)合，有良好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種擴(kuò)散吸收式熱變換器。擴(kuò)散吸收式熱變換器包括發(fā)生器、提升管、第一氣液分離器、精餾裝置、冷凝器、第 二氣液分離器、蒸發(fā)器、吸收器、儲(chǔ)液器、回?zé)崞骱惋L(fēng)機(jī)；發(fā)生器的第一端口與回?zé)崞鞯牡?二端口相連，發(fā)生器的第二端口與風(fēng)機(jī)的第二端口相連，發(fā)生器的第三端口與提升管的底 部進(jìn)口相連，提升管的頂部出口經(jīng)第一氣液分離器的第一端口插入第一氣液分離器高度的 1/2以上，第一氣液分離器的第二端口與回?zé)崞鞯牡谌丝谙噙B，第一氣液分離器的第三端 口與精餾裝置的第一端口相連，精餾裝置的第二端口與冷凝器的第一端口相連，冷凝器的 第二端口與第二氣液分離器的第一端口相連，第二氣液分離器的第二端口與風(fēng)機(jī)的第一端 口相連，第二氣液分離器的第三端口與蒸發(fā)器的第一端口相連，蒸發(fā)器的第二端口與吸收 器的第一端口相連，吸收器的第二端口與回?zé)崞鞯牡谒亩丝谙噙B，吸收器的第三端口與儲(chǔ) 液器的第一端口相連，儲(chǔ)液器的第二端口與回?zé)崞鞯牡谝欢丝谙噙B。所述的冷凝器位于熱變換器最高的位置，第二氣液分離器的位置低于冷凝器的位 置，蒸發(fā)器的位置低于第二氣液分離器的位置，吸收器的位置低于蒸發(fā)器的位置，儲(chǔ)液器的 位置低于吸收器的位置，回?zé)崞鞯奈恢玫陀趦?chǔ)液器的位置，精餾裝置的位置低于冷凝器的 位置，第一氣液分離器的位置低于精餾裝置的位置，提升管的位置低于第一氣液分離器的 位置，第一氣液分離器的第二端口高于吸收器的第二端口。
所述的制冷劑為水、碳烴類、烴的鹵化物、醇類或醚類中的一種或多種。吸收劑為 鹽類、醇類、醚類、酮類、胺類、醛類或離子液體中的一種或多種。擴(kuò)散劑為氫氣、惰性氣體、 碳烴類、烴的商化物或二氧化碳。本發(fā)明與傳統(tǒng)的吸收式熱變換器相比，不再使用傳統(tǒng)吸收式熱變換器中的高溫機(jī) 械式溶液泵和制冷劑泵，具有以下有益效果
1)采用熱驅(qū)動(dòng)氣泡泵同時(shí)泵送吸收劑溶液和制冷劑液體后，只需消耗微量的風(fēng)機(jī)電 能吹送擴(kuò)散氣體就能工作，大幅減少了寶貴電能的消耗
2)徹底解決了機(jī)械式溶液泵在高溫下的腐蝕難題，簡(jiǎn)化了熱變換器的結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn) 行的可靠性。


附圖是擴(kuò)散吸收式熱變換器結(jié)構(gòu)示意圖中發(fā)生器1、提升管2、第一氣液分離器3、精餾裝置4、冷凝器5、第二氣液分離器6、 蒸發(fā)器7、吸收器8、儲(chǔ)液器9、回?zé)崞?0、風(fēng)機(jī)11。
具體實(shí)施例方式如附圖所示，無運(yùn)動(dòng)部件的擴(kuò)散吸收式熱變換器包括發(fā)生器1、提升管2、第一氣 液分離器3、精餾裝置4、冷凝器5、第二氣液分離器6、蒸發(fā)器7、吸收器8、儲(chǔ)液器9、回?zé)崞?10和風(fēng)機(jī)11 ；發(fā)生器1的第一端口 Ia與回?zé)崞?0的第二端口 IOb相連，發(fā)生器1的第二 端口 Ib與風(fēng)機(jī)11的第二端口 lib相連，發(fā)生器1的第三端口 Ic與提升管2的底部進(jìn)口相 連，提升管2的頂部出口經(jīng)第一氣液分離器3的第一端口 3a插入第一氣液分離器3高度的 1/2以上，第一氣液分離器3的第二端口北與回?zé)崞?0的第三端口 IOc相連，第一氣液分 離器3的第三端口 3c與精餾裝置4的第一端口如相連，精餾裝置4的第二端口 4b與冷凝 器5的第一端口 fe相連，冷凝器5的第二端口恥與第二氣液分離器6的第一端口 6a相 連，第二氣液分離器6的第二端口 6b與風(fēng)機(jī)11的第一端口 Ila相連，第二氣液分離器6的 第三端口 6c與蒸發(fā)器7的第一端口 7a相連，蒸發(fā)器7的第二端口 7b與吸收器8的第一端 口 8a相連，吸收器8的第二端口汕與回?zé)崞?0的第四端口 IOd相連，吸收器8的第三端 口 8c與儲(chǔ)液器9的第一端口 9a相連，儲(chǔ)液器9的第二端口 9b與回?zé)崞?0的第一端口 IOa 相連。所述的冷凝器( 位于熱變換器最高的位置，第二氣液分離器(6)的位置低于冷 凝器(5)的位置，蒸發(fā)器(7)的位置低于第二氣液分離器(6)的位置，吸收器(8)的位置低 于蒸發(fā)器(7)的位置，儲(chǔ)液器(9)的位置低于吸收器(8)的位置，回?zé)崞?10)的位置低于 儲(chǔ)液器(9)的位置，精餾裝置(4)的位置低于冷凝器(5)的位置，第一氣液分離器(3)的位 置低于精餾裝置(4)的位置，提升管(2)的位置低于第一氣液分離器(3)的位置，第一氣液 分離器(3)的第二端口(3b)高于吸收器(8)的第二端口(Sb)。所述的制冷劑為水、碳烴類、烴的鹵化物、醇類或醚類中的一種或多種。吸收劑為 鹽類、醇類、醚類、酮類、胺類、醛類或離子液體中的一種或多種。擴(kuò)散劑為氫氣、惰性氣體、 碳烴類、烴的商化物或二氧化碳。所述的擴(kuò)散劑為沸點(diǎn)低于制冷劑，密度小，不與制冷劑、吸收劑發(fā)生反應(yīng)。
所述的吸收劑為能吸收制冷劑的溶劑。所述的發(fā)生器1、冷凝器5、蒸發(fā)器7、吸收器8以及回?zé)崞?0均是換熱器，可以采 用噴淋式或沉浸式，也可以是套管式或其他形式，其換熱管可以是普通管也可以是強(qiáng)化管。所述的提升管2主要起到提升溶液和驅(qū)動(dòng)溶液循環(huán)的作用，可以是一般金屬管， 也可以為耐壓軟管。所述的第一氣液分離器3和第二氣液分離器6的作用是將進(jìn)入其中的兩相混合物 平衡分離，氣相從其頂部流出，液相從其底部流出。所述的儲(chǔ)液器9與普通制冷裝置中儲(chǔ)液器類似；精餾裝置4與普通制冷裝置中精 餾裝置類似。上述所述的各個(gè)部件之間的連接采用金屬管路連接，高溫管路外包裹保溫材料。本實(shí)施例采用H2O為制冷劑，四甘醇二甲醚(E181)為吸收劑，He為擴(kuò)散劑。制冷劑H2O在發(fā)生器1中吸收中溫?zé)崃?，向擴(kuò)散劑He氣體中蒸發(fā)擴(kuò)散，形成混合 物H2OAfe氣泡在提升管2中上升，同時(shí)提升發(fā)生后的E181/H20稀溶液，進(jìn)入第一氣液分離 器3，在其中分離后從第一氣液分離器3的上部流入精餾裝置4。H2OAfe氣體在精餾裝置4 中被提純后，向上進(jìn)入冷凝器5中被常溫冷卻介質(zhì)冷卻，制冷劑H2O被液化，而擴(kuò)散劑He仍 為氣態(tài)。然后，制冷劑H2O液體與擴(kuò)散劑He氣體一起進(jìn)入第二氣液分離器6，并在其中被分 離。擴(kuò)散劑He氣體從第二氣液分離器6的頂部流出，經(jīng)風(fēng)機(jī)11加壓后進(jìn)入發(fā)生器1。液體 制冷劑H2O則從第二氣液分離器6底部流出，進(jìn)入蒸發(fā)器8中被中溫?zé)崃考訜崞?，然后?冷劑H2O氣體進(jìn)入吸收器被E181/H20稀溶液吸收。從第一氣液分離器3流出的E181/H20稀溶液進(jìn)入回?zé)崞?0，被來自儲(chǔ)液器9的 E181/H20濃溶液加熱后進(jìn)入吸收器8吸收來自蒸發(fā)器8的制冷劑H2O氣體。吸收后的E181/ H2O濃溶液經(jīng)儲(chǔ)液器9進(jìn)入回?zé)崞?0，被來自第一氣液分離器3的稀溶液冷卻后流入發(fā)生 器1中再次被發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)散吸收式熱變換器，其特征在于包括發(fā)生器(1)、提升管O)、第一氣液分離 器(3)、精餾裝置G)、冷凝器(5)、第二氣液分離器(6)、蒸發(fā)器(7)、吸收器(8)、儲(chǔ)液器 (9)、回?zé)崞?10)和風(fēng)機(jī)(11)；發(fā)生器(1)的第一端口(Ia)與回?zé)崞?10)的第二端口 (IOb)相連，發(fā)生器(1)的第二端口(Ib)與風(fēng)機(jī)(11)的第二端口(lib)相連，發(fā)生器(1) 的第三端口(Ic)與提升管O)的底部進(jìn)口相連，提升管( 的頂部出口經(jīng)第一氣液分離器(3)的第一端口(3a)插入第一氣液分離器(3)高度的1/2以上，第一氣液分離器(3)的第 二端口(3b)與回?zé)崞?10)的第三端口(IOc)相連，第一氣液分離器(3)的第三端口(3c) 與精餾裝置的第一端口 Ga)相連，精餾裝置的第二端口 Gb)與冷凝器(5)的第 一端口(5a)相連，冷凝器(5)的第二端口(5b)與第二氣液分離器(6)的第一端口(6a)相 連，第二氣液分離器(6)的第二端口(6b)與風(fēng)機(jī)(11)的第一端口(Ila)相連，第二氣液 分離器(6)的第三端口(6c)與蒸發(fā)器(7)的第一端口(7a)相連，蒸發(fā)器(7)的第二端口 (7b)與吸收器⑶的第一端口(8a)相連，吸收器⑶的第二端口(8b)與回?zé)崞?10)的第 四端口(IOd)相連，吸收器(8)的第三端口(8c)與儲(chǔ)液器(9)的第一端口(9a)相連，儲(chǔ)液 器(9)的第二端口(9b)與回?zé)崞?10)的第一端口(IOa)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)散吸收式熱變換器，其特征在于所述的冷凝器(5)位 于熱變換器最高的位置，第二氣液分離器(6)的位置低于冷凝器( 的位置，蒸發(fā)器(7)的 位置低于第二氣液分離器(6)的位置，吸收器(8)的位置低于蒸發(fā)器(7)的位置，儲(chǔ)液器 (9)的位置低于吸收器(8)的位置，回?zé)崞?10)的位置低于儲(chǔ)液器(9)的位置，精餾裝置(4)的位置低于冷凝器(5)的位置，第一氣液分離器(3)的位置低于精餾裝置的位置， 提升管O)的位置低于第一氣液分離器(3)的位置，第一氣液分離器(3)的第二端口(3b) 高于吸收器(8)的第二端口(Sb)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)散吸收式熱變換器，其特征在于制冷劑為水、碳烴類、 烴的鹵化物、醇類或醚類中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)散吸收式熱變換器，其特征在于吸收劑為鹽類、醇類、 醚類、酮類、胺類、醛類或離子液體中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)散吸收式熱變換器，其特征在于擴(kuò)散劑為為氫氣、惰 性氣體、碳烴類、烴的鹵化物或二氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種擴(kuò)散吸收式熱變換器。本發(fā)明包括具有依次連接的發(fā)生器、提升管、第一氣液分離器、精餾裝置、冷凝器、第二氣液分離器、蒸發(fā)器、吸收器、儲(chǔ)液器、回?zé)崞鳌L(fēng)機(jī)。本發(fā)明采用熱驅(qū)動(dòng)氣泡泵實(shí)現(xiàn)吸收劑溶液和制冷劑液體的同時(shí)泵送，無需使用機(jī)械式溶液泵和制冷劑泵，大幅簡(jiǎn)化了熱變換器的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了寶貴的電能，提高了運(yùn)行的可靠性。特別適用于中低溫?zé)豳Y源豐富，同時(shí)又需要使用高溫?zé)岬膱?chǎng)合，有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F25B15/00GK102121763SQ20111004684
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者孫騰飛, 崔抗, 王勤, 陳光明, 龔磊 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)