[发明专利]用于吸收式制冷机的膜浓缩器

说明书

技术领域

本发明总地涉及吸收式制冷机系统的领域。更具体地，本发明涉及一种吸收式制冷机系统，其取消了吸收剂溶液再浓缩所需的高温沸腾器和冷凝器。

背景技术

基本吸收循环采用制冷剂和吸收剂。通常，水用作制冷剂且溴化锂(LiBr)用作吸收剂。在吸收循环期间，这些流体被分开并再结合。

在吸收循环中，制冷剂蒸气被吸收到吸收剂内，释放大量热。稀释(稀)吸收剂溶液的浓度可占重量的55％或更高。稀吸收剂溶液被泵送到高温沸腾器内。添加热使稀吸收剂中的制冷剂从吸收剂中解析并蒸发。蒸气流到冷凝器，在冷凝器处放出热且冷凝成液体。液体被计量供给到蒸发器中的较低压力，在蒸发器中它通过吸热而蒸发且提供有用冷却。在沸腾器中的其余液体吸收剂与从蒸发器返回的制冷剂蒸气再结合，从而可重复该循环。

典型吸收式制冷机设计需要在高真空下操作的高温沸腾器和冷凝器以在诸如80℃的低温煮沸稀吸收剂溶液。通常采用缓蚀剂来改善由于吸收剂溶液造成的腐蚀问题，特别是在高温沸腾器中，吸收剂溶液对金属的腐蚀性很强。这导致吸收式制冷机繁重的维护要求。

发明内容

本发明者发现具有在吸收循环中无需高温沸腾器和冷凝器来浓缩稀吸收剂溶液的吸收制冷系统是合乎需要的。本发明通过使用膜接触器利用膜蒸馏来将稀吸收剂溶液浓缩回到正常浓度水平。

根据本发明的这个方面的吸收制冷系统包括：蒸发器，其用于冷却流体和生成制冷剂蒸气；吸收器，其携带吸收剂溶液来吸收来自蒸发器的制冷剂蒸气以产生制冷剂-吸收剂溶液(稀吸收剂溶液)；以及，膜蒸馏器，其用于从所述稀吸收剂溶液移除制冷剂以向吸收器提供浓吸收剂溶液和向蒸发器提供制冷剂。

吸收制冷系统的另一方面在于膜蒸馏器包括膜接触器。

吸收制冷系统的另一方面在于膜接触器包括具有疏水性内表面和疏水性外表面的多微孔膜。

吸收制冷系统的另一方面在于多微孔膜材料选自包括聚丙烯、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)或其它热塑性聚合物的组。

吸收制冷系统的另一方面在于在膜蒸馏器中的多微孔膜被布置成在多微孔膜的一侧上具有稀吸收剂溶液流和在多微孔膜的另一侧上具有制冷剂流。

吸收制冷系统的另一方面还包括加热器和冷却器，加热器被配置成在稀吸收剂溶液进入膜蒸馏器之前将稀吸收剂溶液加热到预定温度，冷却器被配置成在制冷剂进入膜蒸馏器之前将该制冷剂冷却到预定温度。

吸收制冷系统的另一方面在于稀吸收剂溶液预定温度决定稀吸收剂溶液蒸气压力且制冷剂预定温度决定制冷剂蒸气压力。

吸收制冷系统的另一方面在于稀吸收剂溶液蒸气压力大于制冷剂蒸气压力，稀吸收剂溶液中的制冷剂在膜接触器的循环稀吸收剂溶液的一侧上蒸发，蒸发的制冷剂由蒸气压差输送穿过该膜并在膜接触器的循环制冷剂的另一侧上冷凝。

吸收制冷系统的另一方面在于如果稀吸收剂溶液蒸气压力小于或等于制冷剂蒸气压力，那么稀吸收剂溶液加热器输出温度升高。

吸收制冷系统的另一方面在于如果稀吸收剂溶液蒸气压力小于或等于制冷剂蒸气压力，那么制冷剂冷却器输出温度降低。

本发明的另一方面是吸收制冷方法。根据本发明的这个方面的方法始于循环吸收剂溶液通过蒸发器/吸收器；生成制冷剂蒸气；吸收制冷剂蒸气，从而产生制冷剂-吸收剂溶液(稀吸收剂溶液)；循环稀吸收剂溶液和制冷剂通过膜蒸馏器；在膜蒸馏器中从稀吸收剂溶液移除制冷剂；以及向蒸发器/吸收器提供浓吸收溶液。

在附图和下文的描述中陈述了本发明的一或多个实施例的细节。通过该描述和附图以及权利要求书，本发明的其它特点、目的和优点将会变得显而易见。

附图说明

图1是示范性吸收制冷机。

图2是利用膜蒸馏来浓缩稀吸收剂溶液的示范性吸收制冷系统。

图3是示范性多微孔膜蒸馏器。

图4是在局部管壳式布置中单个多微孔膜横截面的显微照片，其中具有其它纤维。

图5是图4所示的多微孔膜壁的显微照片。

具体实施方式

将参看附图来描述本发明的实施例，在所有附图中，相似的附图标记表示相似元件。在详细的解释本发明的实施例之前，应了解本发明在其应用方面并不限于下文的具体实施方式所陈述或附图所示的实例的细节。本发明能有其它实施例且能以多种应用和以各种方式来实践或实施。而且，应了解本文所用的措词和用语只是出于描述目的且不应被认为具有限制意义。在本文中使用“包括”、“包含”或“具有”和其变型意谓涵盖之后列出的条目和其等效物以及额外的条目。术语“安装”、“连接”和“联接”广义地使用且涵盖直接和间接安装、连接和联接。另外。“连接”和