[发明专利]半渗透膜式吸收式制冷系统

说明书

技术领域

本发明属于吸收式制冷领域，尤其涉及一种半渗透膜式吸收式制冷系统。

背景技术

吸收式制冷系统是一种利用工业废热、余热、太阳能等低品位热能制冷的技术，具有节能环保的优点，在制冷空调以及冷热电联产领域里得到了广泛的应用，花费很少的运转费用，便能获得大量的冷量，具有很好的节能、节电效果，整个装置除了泵以外，没有其它运动部件，振动小、噪声低，在国家“节能减排”的大背景下，具有良好的发展前景。

目前许多学者都开展了关于吸收式制冷系统的研究，并在传统吸收式制冷系统的基础上做了许许多多的改进，提出了许多新的吸收式制冷系统，如多效吸收式制冷系统、多级吸收式制冷系统等。如专利(CN200710151059.0)给出了一种逆串联三效吸收式制冷系统，专利(CN200910096977.7)给出了一种高效的两级吸收式制冷装置。

现有的单效吸收式制冷系统，溶液泵将吸收器中吸收了制冷剂的吸收剂经溶液热交换器送入高压罐内的发生器，制冷剂被加热盘管加热蒸发，浓缩的吸收剂经溶液热交换器冷却回到吸收器上部的喷淋装置。发生器中的制冷剂未经提纯，制冷剂的蒸发相当于一个蒸馏过程，对于吸收剂与制冷剂组成的工质对，其饱和蒸汽压由制冷剂蒸汽分压和吸收剂蒸汽分压组成，同一温度下，吸收剂的质量分数越大，制冷剂蒸汽分压越小。制冷剂吸收剂溶液经过溶液热交换器，需要克服比较大的流动阻力。

这些吸收式制冷系统存在如下问题：

1.对于更低品位的余热(比如低于70℃的热源或者由太阳能产生的低于70℃的热水)不能简单有效利用；

2.吸收式制冷系统对工质对的选取比较苛刻，需要吸收剂和制冷剂之间存在比较大的沸点差，这样在很大程度上影响了吸收式工质对的选取范围；

3.常用的吸收式制冷系统工质对有溴化锂水溶液、氨水溶液及DMF与氢氟烃的混合物等，他们都存在有腐蚀性或毒性等问题，此外，氨水溶液需要精馏器，溴化锂水溶液还存在结晶、制冷温度范围窄等问题，这在一定程度上限制了它的应用；

4.吸收式制冷系统对热源的稳定性要求比较高，不同温度的热源需要有不同形式的吸收式制冷装置与之相匹配，比如为适应比较低的热源开发的两级吸收式制冷系统，为适应比较高的热源开发的两效或多效吸收式制冷系统；

5.吸收式制冷系统的能效比(COP)还有待提高。

发明内容

本发明提供了一种半渗透膜式吸收式制冷系统，该系统可利用更低品位的余热，工质对要求比较低，能效比高。

本发明一种半渗透膜式吸收式制冷系统，是利用半渗透膜的选择透过特性，通过在浓溶液侧施加一定的压力，浓溶液侧的溶剂透过半渗透膜到稀溶液中，以达到浓缩浓溶液、分离溶质与溶剂的目的。本发明的浓溶液箱与制冷剂箱之间用半渗透膜阻隔，通过在浓溶液箱一侧密封加压，维持浓溶液箱与制冷剂箱之间的压力差，驱动浓溶液箱内制冷剂渗透到半渗透膜另一边，进入制冷剂箱，组成反渗透装置，实现吸收剂与制冷剂的分离。

一种半渗透膜式吸收式制冷系统，包括：高压罐、节流元件、低压罐、反渗透装置、溶液泵；

所述的高压罐包括高压罐体、发生器、加热盘管、冷凝盘管、冷凝器，发生器、加热盘管、冷凝盘管、冷凝器封装在高压罐体内，加热盘管在发生器内，发生器位于高压罐体的底部，冷凝盘管在冷凝器内，冷凝器位于高压罐体顶部；

所述低压罐包括低压罐体、蒸发盘管、蒸发器、冷却盘管、吸收器、循环泵，蒸发盘管、蒸发器、冷却盘管、吸收器封装在低压罐体内，蒸发盘管位于蒸发器内，蒸发器位于低压罐体的顶部，冷却盘管位于吸收器内，吸收器位于低压罐体底部，循环泵安装在低压罐体外，进口与低压罐体内的蒸发器下端相连，循环泵出口与位于低压罐体内的蒸发器上端的喷淋装置相连；

所述的节流元件安装在高压罐体与低压罐体之间，高压罐体内的冷凝器下端引出一根管线与节流元件的入口相连，节流元件出口的管线穿过低压罐体的顶部，在蒸发器的上方；

所述的反渗透装置包括浓溶液箱、制冷剂箱、浓溶液箱与制冷剂箱之间的半渗透膜、浓溶液箱一侧的密封加压装置；

所述的溶液泵入口与低压罐体底部的蒸发器相连，出口与反渗透装置的浓溶液箱相连，将吸收了制冷剂的吸收剂输入浓溶液箱；

所述的反渗透装置的制冷剂箱与高压罐内的发生器相连，将分离后的制冷剂输入发生器；

所述的反渗透装置的浓溶液箱与低压罐内的吸收器相连，将浓缩后的吸收剂输入吸收器；所述的反渗透装置的浓溶液箱内还可以设有挡板，将浓溶液箱分为两部分，溶液泵出口位于与半渗透膜相连一侧，与低压罐体相连的管道位于另一侧。