[实用新型]一种扩散吸收式制冷空调教学实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种扩散吸收式制冷空调教学实验装置，主要应用于学生的实验教学，进行演示实验，帮助学生形成概念，获得知识和技能，培养学生的观察能力、自学能力、综合分析问题和解决问题的能力。经过改进后也可应用于有余废热源、并需要供暖、制冷和热水供给设备的场合，如在室内空调，汽车空调，以及一些制冷机上，属于空调技术领域。

背景技术

自上世纪30年代初氟利昂被用作制冷剂以来，R11、R12、R22、R114等一直被认为是理想的工质，因为它们无毒、无臭、不可燃，对金属几乎无腐蚀作用，而物理性质又能相当好地满足热力循环的需求。但是自1974年发现氟利昂中氯元素(以及溴元素)能与臭氧结成氯的氧化物，并由此导致地球周围的臭氧层衰减以来，人们对这些工质的应用产生了疑虑。因为臭氧层能吸收从太阳辐射到地球的紫外线，臭氧层的衰减被认为可能导致人类皮肤癌的增加以及地球的温室效应。吸收式制冷系统是解决由于使用氟利昂而引起的一系列环境问题的有效途径之一，同时吸收式制冷系统还具有可使用低温热源作为动力等优点。

以往研究的溴化锂系统只能制取零度以上的温度，而且腐蚀性较强，应用受到限制。目前研究较多的是氨水吸收式热泵系统。氨水系统由于水和氨的沸点接近，在发生器中加热时氨蒸发，水也蒸发，降低了热效率，同时需要精馏装置，增加了设备投资和能耗，同时也限制了热利用率和制冷效率的提高，此外它还需要增压泵，耗电量较大，因此已不适应目前节能、制冷形势的需求。

目前常见的氨氢水扩散吸收式制冷系统在氨水系统的基础上加入了扩散剂-氢，它的基本流程如图1所示，进入发生器1的浓溶液经过加热，蒸发后进入到精馏器17，其中液态回流入发生器1，气态氨流经冷凝器14冷凝， 经气体热交换器15再冷，进入蒸发器6。在蒸发器6中由于氢的影响，促成了氨迅速蒸发制冷。由蒸发器6出来的氨氢水混合气经气体热交换器15换热后，进入吸收器7。从发生器1出来的稀溶液在溶液热交换器16中被冷却后也进入吸收器7，在吸收器7中稀氨溶液吸收氨气形成浓氨溶液，在溶液泵8的作用下经溶液热交换器16预热后进入发生器1重新发生，而氢气重新回到蒸发器，如此构成循环。此系统工质对采用氨和水，因此必须设有精馏装置，同时目前也有氨水系统利用虹吸泵进行循环，但相比较溶液泵而言制冷量一般较小，难以用于制冷量需求大的场合，且制冷量不易调节。

发明内容

本实用新型的目的是在于克服了现有热泵系统的上述不足，提供了一种扩散吸收式制冷空调教学实验装置，本系统用较低的热源温度就可以满足驱动系统的要求并可达到较高的制冷效率COP，并且充分利用系统内部的冷凝热、吸收热等热量实现制热的目的，系统的冷却由冷却机组提供的冷却水冷却，水温可调。

一种扩散吸收式制冷空调教学实验装置，其特征在于：该装置包括有发生器1、蒸发器6、吸收器7、溶液泵8、冷凝器14、冷水机组2、板式热交换器一3、板式热交换器二9、板式热交换器三13；其中：热源10的高温蒸汽出口和回水的入口分别与发生器1的入口和出口相连接，发生器1的氨蒸汽出口与冷凝器14入口相连通，冷凝器14出口与蒸发器6入口相连通，蒸发器6出口与吸收器7入口相连通，发生器1的与制冷工质相对的稀溶液出口与板式热交换器二9的入口相连通，板式热交换器二9的出口与吸收器7入口相连通；吸收器7底部和顶部的与制冷工质相对的浓溶液出口分别与溶液泵8和板式热交换器一3的入口相连通，然后两者的出口都与板式热交换器二9的入口相连，然后板式热交换器二9与发生器1相连通；冷水机组2冷却水出口与板式热交换器一3的入口相连通，板式热交换器一3的出口与冷凝器14相连通，然后冷凝器14再与冷水机组2冷却水进口相连通；不冻液槽11与低压磁力泵12相连通，低压磁力泵12另一端与板式热交换器三13 相连，最后与不冻液槽11的另一端相连；蒸发器6一端与蒸发泵5相连，蒸发泵5另一端与板式热交换器三13相连，板式热交换器三13再与蒸发器6另一端相连。

板式热交换器一3、板式热交换器二9、板式热交换器三13可以是壳管式或者套管式等结构的换热器。

本系统可用工质包括氨-氢-水、硝酸锂-氨-氢气、硝酸锂-氨-氦气、硫氰酸钠-氨-氢气、硫氰酸钠-氨-氦气。

本实用新型中，通过冷水机组2的冷却水，与纯氨管路、浓溶液管路进行热交换，起到预冷器作用。以往扩散吸收式使用的冷却塔需占用较大空间，而且水温不可调，随时间变化。而冷水机组本身能够提供温度恒定的冷却水，水温可调，可根据需要进行温度调节，这将大大提高热交换效率和效果，从而取代以往扩散吸收式的冷却塔。