先热启动后电驱动的高效环保型冷水机组制造技术

本发明专利技术的先热启动后电驱动的高效环保型冷水机组，是一种以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂的冷水机组，其结构包括蒸发器1、吸收器2、发生/冷凝器3、蒸汽压缩机4、冷剂泵5、溶液泵6、凝水换热器7、溶液换热器8、凝水冷却器9，这些部件通过管路、阀门（10，11，12，13，14）相连接。其特点是：机组启动时通入外部热源（蒸汽或电加热器）加热发生/冷凝器3里的溶液，溶液加热到一定温度后停止外部热源加热，启动蒸汽压缩机、通过冷剂蒸汽再压缩方式驱动制冷循环。该机组比目前市场上普遍采用以氟利昂为冷媒的螺杆式或离心式制冷机更环保（制冷工质是水）、更节能（在标准空调工况下COP值超过9，比常规电制冷机高50%以上），将成为目前中央空调市场上电制冷机产品的更新换代产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及一种以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂、采用热启动、电驱动的新型冷水机组。该冷水机组启动时发生/冷凝器(3 )通入外部热源(蒸汽或电加热器)加热溶液，溶液加热到一定温度后停止外部加热，启动蒸汽压缩机、通过冷剂蒸汽再压缩方式驱动制冷循环，属于空调或工艺领域的制冷设备领域。
技术介绍
目前市场上主流的冷水机组有两种一种是以热能驱动的溴化锂吸收式冷水机组，另一种是以电为驱动能源的压缩式冷水机组。溴化锂吸收式冷水机组是以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂、采用以蒸汽为代表的热能驱动，其基本结构为图4所示，包括蒸发器(21)、吸收器(22)、高压发生器(23)、低压发生器(M)、冷凝器(25)、冷剂泵(沈)、溶液泵(27)、低温溶液换热器( )、凝水换热器 ( )、高温溶液换热器(30).其中蒸发器(21)和吸收器(22)是安装在同一个筒体内的由挡液板分隔而成的相互连通的两个相变换热器，其中，冷剂水在高真空的蒸发器筒体内低沸点汽化并吸收传热管内水的热量而制取空调或工艺用冷水。溴化锂吸收式冷水机组采用水作为制冷剂、比采用R22、R134a、R123等氟利昂冷媒的电驱动压缩式冷水机组更加具有环保的优势(这些氟利昂制冷剂都在不同程度上对大气臭氧层或地球的温室效应造成负面的影响，没有一种绝对环保，只能作为一些过渡冷媒、不能作为永久环保的冷媒)；同时， 该机组采用热能驱动，对有余热利用的场所具有节能的优势。但由于采用低品位的热能驱动，在水蒸汽比容较大的低压力区进行热压缩，制冷效率较低(目前双效蒸汽型冷水机组的制冷系数COP值只有1. 3-1. 4)，同时，由于溴化锂吸收式冷水机组排放的冷凝热与吸收热较大，需要配置大容量的冷却塔与冷却水泵，冷却水系统的电耗更大；还存在结构复杂，造价高等缺点。以电为驱动能源的压缩式冷水机组，其基本结构如图5所示，包括蒸发器(31)、 压缩机(32)、冷凝器(33)、膨胀阀(34)。通过冷媒在蒸发器筒体内气化吸收铜管内流动的冷水的热量，获得空调或工艺用低温冷水；具有制冷系数高(COP值可达到5-6)等优点。但由于采用R22、R134a、R123等氟利昂作冷媒，对大气臭氧层或地球的温室效应会造成负面影响的不符合环保要求的冷媒，所以也只能作为一种过渡的冷水机组。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有2种冷水机组的不足之处，设计一种能充分利用廉价的来源丰富的水作为制冷剂的环保优势、又能克服水蒸汽在高真空度时比容大、直接机械压缩体积大、能耗高的缺点，使单位制冷量的压缩功更低的先热启动后电驱动的高效环保型冷水机组。本专利技术的先热启动后电驱动的高效环保型冷水机组，主要是在现有的溴化锂吸收式冷水机组的基础上，通过增设蒸汽压缩机和凝水冷却器代替低压发生器和冷凝器，并通过几个阀门进行热启动与电驱动转换而实现。其结构包括蒸发器、吸收器、发生/冷凝器、 冷剂泵、溶液泵、凝水换热器、溶液换热器，还包括冷凝水喷嘴、蒸汽压缩机、凝水冷却器、蒸汽进汽阀、蒸汽凝水出水阀、冷剂进汽阀、冷剂出水阀和凝水调节阀，所述冷凝水喷嘴增设在发生/冷凝器上部的稀溶液入口上方，其中，所述发生/冷凝器顶部的冷剂蒸汽出口与蒸汽压缩机进口连接，蒸汽压缩机出口与冷剂进汽阀一端连接，冷剂进汽阀另一端和蒸汽进汽阀与发生/冷凝器的换热管进汽口连接，蒸汽进汽阀另一端与启动热源的出汽口连接， 发生/冷凝器的换热管出水口与蒸汽凝水出水阀和冷剂出水阀连接，蒸汽凝水出水阀另一端与启动热源的进水口连接，冷剂出水阀另一端与凝水调节阀和凝水换热器的凝水入口连接，凝水调节阀另一端与发生/冷凝器的冷凝水喷嘴连接，凝水换热器的凝水出口与凝水冷却器的凝水进口连接，凝水冷却器的凝水出口与蒸发器的冷剂水入口连接，蒸发器的冷剂水出口经冷剂泵与蒸发器的冷剂水循环喷嘴相连，蒸发器内的换热管外的水在高真空状态下低沸点汽化、吸收传热管内水的热量制取的冷水经冷水出口和冷水进口与中央空调系统的风机盘管等水-空气换热器连接，凝水换热器稀溶液入口和溶液换热器稀溶液入口与溶液泵出口连接，溶液泵入口与吸收器的液囊出口相连，凝水换热器稀溶液出口和溶液换热器稀溶液出口与发生/冷凝器的稀溶液入口相连，溶液换热器浓溶液入口与发生/冷凝器的浓溶液出口相连，溶液换热器的浓溶液出口与吸收器浓溶液入口相连。所述蒸汽进汽阀、蒸汽凝水出水阀、冷剂进汽阀、冷剂出水阀为4个普通阀或4个电磁阀或1个二进一出电磁阀和1个一进二出电磁阀组成，所述二进一出电磁阀的常闭输入端代替蒸汽进汽阀与启动热源的出汽口连接，常开输入端代替冷剂进汽阀与蒸汽压缩机出口连接，其输出端与发生/冷凝器的换热管进汽口连接；所述一进二出电磁阀的输入端与发生/冷凝器的换热管出水口连接，常闭输出端代替蒸汽凝水出水阀与启动热源的进水口连接，常开输出端代替冷剂出水阀与凝水调节阀和凝水换热器的凝水入口连接。本专利技术的先热启动后电驱动的高效环保型冷水机组，还可在发生/冷凝器的下部增设电热管，可以代替蒸汽热源用电热管对溴化锂溶液加热进行热启动。所述蒸发器和吸收器选用溴化锂吸收式冷水机组常用的安装在同一个筒体内的由挡液板分隔而成的相互连通的两个相变换热器。本专利技术的先热启动后电驱动的高效环保型冷水机组，通过设置吸收器，使得蒸发器蒸发产生的水蒸汽先被溴化锂溶液吸收再由溶液泵压缩到适当压力后被加热释放出来 (此过程相当于热压缩)，在水蒸汽的比容降低到一定程度后再通过蒸汽机械再压缩的方式压缩水蒸汽、驱动制冷循环，从而达到节能(比普通的电制冷机制冷效率提高50%以上)、环保(以水为制冷剂，对环境没有任何危害)目的。该冷水机组通常用作中央空调冷源，在标准空调工况下该制冷机的制冷系数COP 值超过9 (即单位电耗产生的冷量超过9)，比通常的电制冷机COP值高50%以上；该冷水机组采用水为制冷剂、比采用R22、R134a、R123等氟利昂冷媒的通常电制冷机对环境更友好。该机组借鉴了普通溴化锂吸收式冷水机组的部分结构(蒸发器，吸收器，发生器)、 取消了一个发生器和冷凝器，增加了蒸汽压缩机，采用环保冷媒水作为制冷剂、通过热压缩与蒸汽机械再压缩方式压缩冷剂蒸汽，比溴化锂吸收式冷水机组结构更简单，成本更低，制冷效率更高(普通双效溴化锂吸收式冷水机组的COP值1. 3-1. 4，而本机组超过9，节能优势明显)。该产品为电驱动冷水机组，耗电部件有3个，即蒸汽压缩机4、冷剂泵5、溶液泵 6，其中冷剂泵5、溶液泵6是液体压缩机械，由于液体比容小、加上泵的循环流量小、压力提升小，在整个制冷循环中电耗很小、可以忽略不计，产品能否节能主要取决于压缩机4的电耗。该产品的压缩机的电耗是极少的，主要理由有两点一是该产品采用蒸汽机械再压缩(MVR)技术，即重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术(类似于热泵的功能)，本来发生器3的溶液浓缩是需要外部热源来加热的，由于采用了 MVR技术，利用蒸汽压缩机4对溴化锂溶液中分离出来的水蒸汽进行再压缩、达到溶液浓缩所需的蒸汽压力、从而省去了外部加热热源，相当于10-15效的加热效率，因而节能；不仅如此，二次蒸汽加热溴化锂溶液后自身变为冷凝水(该水为蒸发器蒸发所用)，因而发生器3又充当冷剂蒸汽的冷凝器，省去了冷凝器也就省去了外部冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种先热启动后电驱动的高效环保型冷水机组，包括蒸发器、吸收器、发生／冷凝器、冷剂泵、溶液泵、凝水换热器、溶液换热器，其特征在于还包括冷凝水喷嘴、蒸汽压缩机、凝水冷却器、蒸汽进汽阀、蒸汽凝水出水阀、冷剂进汽阀、冷剂出水阀和凝水调节阀，所述冷凝水喷嘴增设在发生／冷凝器上部的稀溶液入口上方，其中，所述发生／冷凝器顶部的冷剂蒸汽出口与蒸汽压缩机进口连接，蒸汽压缩机出口与冷剂进汽阀一端连接，冷剂进汽阀另一端和蒸汽进汽阀与发生／冷凝器的换热管进汽口连接，蒸汽进汽阀另一端与启动热源的出汽口连接，发生／冷凝器的换热管出水口与蒸汽凝水出水阀和冷剂出水阀连接，蒸汽凝水出水阀另一端与启动热源的进水口连接，冷剂出水阀另一端与凝水调节阀和凝水换热器的凝水入口连接，凝水调节阀另一端与发生／冷凝器的冷凝水喷嘴连接，凝水换热器的凝水出口与凝水冷却器的凝水进口连接，凝水冷却器的凝水出口与蒸发器的冷剂水入口连接，蒸发器的冷剂水出口经冷剂泵与蒸发器的冷剂水循环喷嘴相连，蒸发器内的换热管中的水在高真空状态下低沸点汽化、吸收传热管内水的热量制取的冷水经冷水出口和冷水进口与中央空调系统的风机盘管等水－空气换热器连接，凝水换热器稀溶液入口和溶液换热器稀溶液入口与溶液泵出口连接，溶液泵入口与吸收器的液囊出口相连，凝水换热器稀溶液出口和溶液换热器稀溶液出口与发生／冷凝器的稀溶液入口相连，溶液换热器浓溶液入口与发生／冷凝器的浓溶液出口相连，溶液换热器的浓溶液出口与吸收器浓溶液入口相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高林华，
申请(专利权)人：高林华，
类型：发明
国别省市：32