[发明专利]改进的三重效应吸收循环装置

说明书

出于关心碳氟类和氢碳氟类化合物对环境的影响，要求扩大使用诸如水或氨之类在环境方面安全的制冷剂。对于没有什么加热需要的容量范围为15-10000冷吨的商用冷却器的应用场合，由于水的不可燃性和有益健康的特性，水是常用的优选制冷剂。

利用水致冷剂优点的吸收水的流体循环已经公知，并已使用几十年。单一效应和各种两级装置在许多国家得到了商业性的应用。然而，由于越来越关心在将矿物燃料转变产生为空调或制冷所需用能量的过程中的总的CO₂生成，要求实现比现行单级(成绩系数COP=O．6～0．8)或两级(COP=0．9～1．25)吸收设备具有更高的能量转换效率。

4732008号美国专利提出采用获得三重制冷效应的两个单级循环装置。各个独立的回路运载各种不同的吸收剂液体，较低级使用的液体例如溴化锂水溶液。然而，因较高级的抑制液体结晶和蒸汽压力特性的需要要求使用不同液体。假如采用适当的较高级液体，性能参数估计使COP值达到1．5～1．7。

本发明涉及一种具有三重制冷效应的装置，其中或者是单一的吸收剂水溶液、或者是两或三种不同的吸收剂、或者是不同的吸收剂浓度结合单一的制冷剂即水，使用在整个系统中。因此，因为在整个系统中，这种单一的制冷剂一水作为制冷剂或工作液体溶剂使用，而不考虑所在级，本发明对现有技术的三级效应的系统进行了重大的改进，而现有系统仅依靠与不具有共同的质量流动的三个热交换器相关联的热传输。本发明的装置和系统使其COP值近似于在上述两个单级循环三级效应的装置所具有的COP值。然而，由于最高工作温度比在这样一种双回路系统中的最高工作温度要低，在第三级发生器中对液体混合物的温度上升和液体结晶的要求会降低。该系统中该装置这些以及其它优点通过如下介绍将会很明显。

图1表示典型的LiBr吸收剂水溶液类型的常规双效应吸收循环的相图；

图2表示根据本发明的一个实施例的三重效应吸收循环的相图；

图3是包含有与三个吸收器协同工作的三个蒸发器的本发明系统的相图；

图4表示根据本发明一个实施例的另一个相图，该实施例中工作液体使用经过三个发生器的不同的输送路线；

图5示意介绍利用三个分离的吸收剂液体回路的本发明的三发生器、三吸收器系统组合；

图6示意介绍包含有三发生器和三吸收器具有单一吸收剂液体回路的本发明的另一个系统；

图7-10示意介绍本发明的具有三发生器一吸收器的系统组合的不同实施例；

图11-12示意介绍根据本发明实施例具有三发生器、双吸收器系统的实例。

如前所述，图1表示使用典型的LiBr水溶液工作的常规的双效应吸收循环。通过凝结来自高温发生器G_H的水蒸汽而产生的凝结热用来驱动较低级的发生器G_L，发生器G_L又依次释放出水蒸汽，该水蒸汽被冷凝是使用常规的冷却装置，例如蒸发式冷凝器，冷却塔或空气冷却器。加热(firing)温度(FT)典型情况下大约介于300°F-380°F之间，吸收器温度A典型情况下大约介于80 °-110°F之间，蒸发器温度大约介于40°F-45°F之间，而低温冷凝器C_L大约介于80°F-110°F之间。