一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统
阅读说明：本技术 一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统 (Double-heat-source-driven variable-temperature absorption refrigeration system ) 是由 公茂琼 白银 鹿丁 郭浩 刘子健 于 2021-01-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统,在传统单效吸收式制冷系统的基础上引入了具有中间压力的发生器和吸收器,通过中压发生器回收中低温热源,通过中压吸收器提高循环工质浓度,并结合变温分馏技术,大幅提高其余热利用温跨；且通过调节进入中压发生器和中压吸收器的溶液流量配比以及中间压力,可以实现系统与热源的匹配,提高系统的变工况特性和适用范围；此外,中压发生器的气相出口与中压吸收器相连,可取消其精馏装置,降低设备体积和成本。(The double-heat-source-driven variable-temperature absorption refrigeration system provided by the invention introduces a generator and an absorber with intermediate pressure on the basis of the traditional single-effect absorption refrigeration system, recovers a medium-low-temperature heat source through a medium-pressure generator, improves the concentration of a circulating working medium through the medium-pressure absorber, and greatly improves the residual heat utilization temperature span by combining a variable-temperature fractionation technology; the matching of the system and a heat source can be realized by adjusting the flow ratio of the solution entering the medium-pressure generator and the medium-pressure absorber and the intermediate pressure, and the variable working condition characteristic and the application range of the system are improved; in addition, the gas phase outlet of the medium pressure generator is connected with the medium pressure absorber, so that a rectifying device can be omitted, and the equipment volume and the cost are reduced.)
技术领域
本发明涉及低温制冷技术领域，特别涉及一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统。
背景技术
随着经济和工业的飞速发展，全球一次能源的消耗量逐年增长，超过一半的工业余热通过烟气、乏汽、缸套水、辐射等形式被浪费。吸收式制冷系统是一种以热能为驱动，并可将废热转化为冷量的制冷方式，在余热回收方面具有广阔的应用前景。
工业生产中排放的废热具有不同的形式和品位，例如：内燃机、柴油机等动力装置同时存在温度较高的烟气废热和中低温缸套水废热。传统的单效吸收式制冷系统不适用于回收中低温余热，会造成中低温余热的浪费。双级、多级吸收式系统虽然能够回收低温余热，但又不适用于高温余热的回收，存在损失大，效率低，设备造价高等问题。此外，基于提高系统性能的GAX系统、多效系统、压缩辅助系统等研究内容，大部分都是基于单一热源驱动，不适用于双热源余热的回收。(专利201010225004.1)提出的双热源吸收式制冷装置，虽然可回收高温余热和低温余热，但该系统牺牲了部分制冷量用于提升系统溶液浓度；其低温发生器处于高压级，不利于低温余热的回收；且高温和低温发生器与冷凝器相连，对于氨水等需要精馏的系统，两个发生器均需要精馏装置，会造成设备体积和成本的增加。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种制冷效率高且可与热源品位及热量的匹配的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统。
为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
第一方面，本申请提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括：热源流路、冷却介质流路及循环工质流路，
所述热源流路包括第一热源和第二热源；
所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连；其中：
所述第一热源从热源入口H1进入所述高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出；所述第二热源从热源入口H3进入所述中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；
所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入所述冷凝器(2)、所述中压吸收器(8)、所述低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；
所述循环工质流路中，循环工质S4进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5通过所述高压溶液节流阀(12)节流降压进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，进入所述中压发生器(10)的溶液被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8通过所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)；进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。
第二方面，本申请提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；
所述热源流路包括第一热源和第二热源；
所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连；其中：
所述第一热源从热源入口H1进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，所述第二热源从热源入口H3进入所述中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；
所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入冷凝器(2)、中压吸收器(8)、低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；
所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换器(13)预热后，进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5依次经过高压溶液热交换器(13)和所述高压溶液节流阀(12)进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，一部分溶液S7首先被所述中压溶液热交换器(14)预热，随后进入所述中压发生器(10)被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8依次经过中压溶液热交换器(14)和所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)，进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。
第三方面，本申请提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；
所述热源流路包括第一热源和第二热源，所述第一热源出口H2与第二热源入口H3相连；
所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和所述高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连；
热源首先从热源入口H1自下而上地进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，并通过热源入口H3自下而上地进入中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；
所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入冷凝器(2)、中压吸收器(8)、低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；
所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换(13)预热后，进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5依次经过高压溶液热交换器(13)和所述高压溶液节流阀(12)进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，一部分溶液S7首先被所述中压溶液热交换器(14)预热，随后进入所述中压发生器(10)被热源加热，产生的中压稀溶液S8依次经过中压热交换器(14)和所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)；进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。
第四方面，本申请提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；
所述热源流路包括第一热源和第二热源；
所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和所述高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连，所述高压级和中压级之间还设置有一工质过冷器(15)，来自所述中压发生器的低温工质R3可以对来自所述冷凝器(2)的高压液态工质R1进行预冷；
所述第一热源从热源入口H1进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，所述第二热源从热源入口H3进入中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出；
所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入冷凝器(2)、中压吸收器(8)、低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；
所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换器(13)预热后，进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5依次经过高压溶液热交换器(13)和所述高压溶液节流阀(12)进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后经过所述工质过冷器(15)并从所述低压吸收器(5)底部进入，自下而上地被所述低压吸收器(5)中的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级，并自下而上地回流进入所述低压吸收器(5)；进入中压级的中压溶液S2进入所述低压吸收器(5)回热后分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，一部分溶液S7首先被所述中压溶液热交换器(14)预热，随后进入所述中压发生器(10)被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8依次经过中压热交换器(14)和所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)；进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，所述高压浓溶液S4自下而上地回流进入所述中压吸收器(8)，回收吸收热后，经过所述高压溶液热交换器(13)进入所述高压发生器(1)，结束工质循环。
在其中一些实施例中，所述高压发生器(1)的加热区域从塔釜扩展至提馏段，所述第一热源自下而上地进入所述高压发生器(1)与进入精馏塔的浓溶液S4发生间壁式换热。
在其中一些实施例中，所述高压稀溶液S5可自下而上地回流进入所述高压发生器(1)进行回热。
在其中一些实施例中，所述中压发生器(10)可以保留精馏装置，也可以完全取消精馏装置。
在其中一些实施例中，所述第二热源自下而上地进入所述中压发生器(10)，与自上而下的中压溶液S7进行间壁式换热。
在其中一些实施例中，所述流量调节阀(7)能够调节进入所述中压发生器(10)的溶液流量比例。
在其中一些实施例中，所述低压吸收器(5)有多个溶液进料口，来自所述高压发生器(1)和中压发生器(10)的稀溶液可以根据温度浓度选择进料口的位置和高度。
在其中一些实施例中，所述低压浓溶液S1可回流进入所述低压吸收器(5)，回收部分吸收热。
在其中一些实施例中，所述中压浓溶液S3可回流进入所述中压吸收器(8)回收部分吸收热。
在其中一些实施例中，所述中压溶液节流阀(11)、所述高压溶液节流阀(12)和工质节流阀(3)的阀门开度可调，进而控制所述中压级和所述低压级的压力。
采用上述技术方案，本发明实现的技术效果如下：
本发明提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，在传统单效吸收式制冷系统的基础上引入了具有中间压力的发生器和吸收器，通过中压发生器回收中低温热源，通过中压吸收器提高循环工质浓度，并结合变温分馏技术，大幅提高其余热利用温跨；且通过调节进入中压发生器和中压吸收器的溶液流量配比以及中间压力，可以实现系统与热源的匹配，提高系统的变工况特性和适用范围；此外，中压发生器的气相出口与中压吸收器相连，可取消其精馏装置，降低设备体积和成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统的结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统的结构示意图；
图3为本发明实施例3提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统的结构示意图；
图4为本发明实施例4提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统的结构示意图。
其中：1-高压发生器；2-冷凝器；3-工质节流阀；4-蒸发器；5-低压吸收器；6-低压溶液泵；7-流量调节阀；8-中压吸收器；9-中压溶液泵；10-中压发生器；11-中压溶液节流阀；12-高压溶液节流阀；13-高压溶液热交换器；14-中压溶液热交换器；15-工质预冷器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
请参阅图1，为本发明1实施方式提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统的结构示意图，包括：热源流路、冷却介质流路及循环工质流路。所述热源流路包括第一热源和第二热源。所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连。
以下详细说明其工作方式。
所述第一热源从热源入口H1进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出；所述第二热源从热源入口H3进入中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出。
可以理解，所述中压发生器(10)压力较低，氨水的饱和温度较低，因此进入所述中压发生器(10)的第二热源温度一般低于进入所述高压发生器(1)的第一热源温度。
所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入所述冷凝器(2)、所述中压吸收器(8)、所述低压吸收器(5)对循环工质进行冷却。优选地，所述冷却介质流路中冷却介质W1为冷却水。
所述循环工质流路中，循环工质S4进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5通过所述高压溶液节流阀(12)节流降压进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，进入所述中压发生器(10)的溶液被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8通过所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)；进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。
在其中一些实施例中，所述高压发生器(1)的加热区域从塔釜扩展至提馏段，所述第一热源自下而上地进入所述高压发生器(1)与进入精馏塔的浓溶液S4发生间壁式换热。
在其中一些实施例中，所述高压稀溶液S5可自下而上地回流进入所述高压发生器(1)进行回热。
在其中一些实施例中，所述中压发生器(10)可以保留精馏装置，也可以完全取消精馏装置。
可以理解，中压发生器(10)与中压吸收器(8)相连，且系统循环工质高压级与低压级连通，无需精馏装置仍可稳定运行，取消精馏装置可降低设备成本和操作难度。
在其中一些实施例中，所述第二热源自下而上地进入所述中压发生器(10)，与自上而下的中压溶液S7进行间壁式换热。
可以理解，高压发生器(1)和中压发生器(10)均采用变温发生过程，即热媒流体自下而上地与自上而下的溶液进行逆流间壁式换热，热媒流体温度逐渐降低匹配溶液发生过程。
在其中一些实施例中，所述流量调节阀(7)能够调节进入所述中压发生器(10)的溶液流量比例，实现系统与热源的匹配。
在其中一些实施例中，所述低压吸收器(5)有多个溶液进料口，来自所述高压发生器(1)和中压发生器(10)的稀溶液可以根据温度浓度选择进料口的位置和高度。
在其中一些实施例中，所述低压浓溶液S1可回流进入所述低压吸收器(5)，回收部分吸收热。
在其中一些实施例中，所述中压浓溶液S3可回流进入所述中压吸收器(8)回收部分吸收热。
在其中一些实施例中，所述中压溶液节流阀(11)、所述高压溶液节流阀(12)和工质节流阀(3)的阀门开度可调，进而控制所述中压级和所述低压级的压力。
本发明实施例1提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，在传统单效吸收式制冷系统的基础上引入了具有中间压力的发生器和吸收器，通过中压发生器回收中低温热源，通过中压吸收器提高循环工质浓度，并结合变温分馏技术，大幅提高其余热利用温跨；且通过调节进入中压发生器和中压吸收器的溶液流量配比，可以实现系统与热源的匹配，提高系统的变工况特性和适用范围；此外，中压发生器的气相出口与中压吸收器相连，可取消其精馏装置，降低设备体积和成本。
实施例2
请参阅图2，为本实施例2提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；所述热源流路包括第一热源和第二热源；所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连。
以下详细说明其工作方式，为节省篇幅，以下仅说明与实施例1的不同之处。
所述第一热源从热源入口H1进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，所述第二热源从热源入口H3进入中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出。
可以理解，所述中压发生器(10)压力较低，氨水的饱和温度较低，因此进入所述中压发生器(10)的第二热源温度一般低于进入所述高压发生器(1)的第一热源温度。
所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入冷凝器(2)、中压吸收器(8)、低压吸收器(5)对循环工质进行冷却。
所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换器(13)预热后，进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5依次经过高压溶液热交换器(13)和所述高压溶液节流阀(12)进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，一部分溶液S7首先被所述中压溶液热交换器(14)预热，随后进入所述中压发生器(10)被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8依次经过中压溶液热交换器(14)和所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)，进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。
可以理解，所述高压发生器(1)产生的高压稀溶液S5，具有较高的温度，可以与循环工质S4进行逆流换热，并预热循环工质S4，以降低所述高压发生器(1)的热负荷，提高系统的热经济性。
可以理解，所述中压发生器(10)产生的中压稀溶液S8，其温度高于中压溶液S7，可以与中压溶液S7进行逆流换热，并预热中压溶液S7，以降低所述中压发生器(10)的热负荷，提高系统的热经济性。
本发明实施例2提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，在传统单效吸收式制冷系统的基础上引入了具有中间压力的发生器和吸收器，通过中压发生器回收中低温热源，通过中压吸收器提高循环工质浓度，并结合变温分馏技术，大幅提高其余热利用温跨；且通过调节进入中压发生器和中压吸收器的溶液流量配比，可以实现系统与热源的匹配，提高系统的变工况特性和适用范围；此外，中压发生器的气相出口与中压吸收器相连，可取消其精馏装置，降低设备体积和成本，相比于实施例1提供的系统，引入了溶液回热器，降低发生器热负荷，提高系统的热经济性。
实施例3
请参阅图3，为本发明实施例3提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；所述热源流路包括第一热源和第二热源，所述第一热源出口H2与第二热源入口H3相连；所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连。
以下详细说明其工作方式，为节省篇幅，以下仅说明与实施例1的不同之处。
热源首先从热源入口H1自下而上地进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，并通过热源入口H3自下而上地进入中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出。
可以理解，所述热源流路的第一热源出口H2与第二热源入口H3相连，表示单一热源依次进入高压发生器(1)和中压发生器(10)。
可以理解，所述中压发生器(10)压力较低，氨水的饱和温度较低，因此一般情况下，热源首先进入所述高压发生器(1)随后进入所述中压发生器(10)，被梯级利用。
所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入冷凝器(2)、中压吸收器(8)、低压吸收器(5)对循环工质进行冷却。
所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换(13)预热后，进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5依次经过高压溶液热交换器(13)和所述高压溶液节流阀(12)进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后被所述低压吸收器(5)的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级；进入中压级的中压溶液S2分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，一部分溶液S7首先被所述中压溶液热交换器(14)预热，随后进入所述中压发生器(10)被热源加热，产生的中压稀溶液S8依次经过中压热交换器(14)和所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)；进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，结束工质循环。
本发明实施例3提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，在传统单效吸收式制冷系统的基础上引入了具有中间压力的发生器和吸收器，通过中压发生器回收中低温热源，通过中压吸收器提高循环工质浓度，并结合变温分馏技术，大幅提高其余热利用温跨；且通过调节进入中压发生器和中压吸收器的溶液流量配比，可以实现系统与热源的匹配，提高系统的变工况特性和适用范围；此外，中压发生器的气相出口与中压吸收器相连，可取消其精馏装置，降低设备体积和成本，相比于实施例2，单一热源依次进入系统高压发生器和中压发生器，完成热源的大温跨梯级利用。
实施例4
请参阅图4，为本申请实施例4提供了一种双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，包括热源流路，冷却介质流路及循环工质流路；所述热源流路包括第一热源和第二热源；所述循环工质流路分为高压级、中压级和低压级，所述高压级包括所述高压发生器(1)、所述冷凝器(2)和高压溶液热交换器(13)，所述中压级包括所述中压发生器(10)、所述中压吸收器(8)、以及中压溶液热交换器(14)和流量调节阀(7)，所述低压级包括所述蒸发器(4)和所述低压吸收器(5)，所述高压级和低压级通过工质节流阀(3)和高压溶液节流阀(12)相连，所述高压级和中压级通过中压溶液泵(9)相连，所述中压级和低压级通过低压溶液泵(6)和中压溶液节流阀(11)相连，所述高压级和中压级之间还设置有一工质过冷器(15)，来自所述中压发生器的低温工质R3可以对来自所述冷凝器(2)的高压液态工质R1进行预冷。
可以理解，所述高压级和中压级之间还存在一个工质过冷器(15)，来自所述中压发生器的低温工质R3可以对来自所述冷凝器(2)的高压液态工质R1进行预冷，可提高系统热经济性。
以下详细说明其工作方式，为节省篇幅，以下仅说明与实施例1的不同之处。
所述第一热源从热源入口H1进入高压发生器(1)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H2流出，所述第二热源从热源入口H3进入中压发生器(10)对循环工质进行加热，温度逐渐降低，随后从热源出口H4流出。
可以理解，所述中压发生器(10)压力较低，氨水的饱和温度较低，因此进入所述中压发生器(10)的第二热源温度一般低于进入所述高压发生器(1)的第一热源温度。
所述冷却介质流路中冷却介质W1分别进入冷凝器(2)、中压吸收器(8)、低压吸收器(5)对循环工质进行冷却；
所述循环工质流路中，循环工质S4经过高压溶液热交换器(13)预热后，进入所述高压发生器(1)内受热解析，其产生的高压稀溶液S5依次经过高压溶液热交换器(13)和所述高压溶液节流阀(12)进入所述低压吸收器(5)，所述高压发生器(1)产生的高压蒸汽进入所述冷凝器(2)被冷凝成为高压液态工质R1，随后经过所述工质节流阀(3)节流降压，变为低压两相工质R2，进入低压级；所述低压两相工质R2进入所述蒸发器(4)内蒸发吸热完成制冷过程，随后经过所述工质过冷器(15)并从所述低压吸收器(5)底部进入，自下而上地被所述低压吸收器(5)中的溶液吸收，得到低压浓溶液S1，所述低压浓溶液S1，通过所述低压溶液泵(6)升压进入中压级，并回流进入所述低压吸收器(5)；进入中压级的中压溶液S2进入所述低压吸收器(5)回热后分为两股，分别进入所述中压发生器(10)和所述中压吸收器(8)；其中，一部分溶液S7首先被所述中压溶液热交换器(14)预热，随后进入所述中压发生器(10)被所述第二热源加热，产生的中压稀溶液S8依次经过中压热交换器(14)和所述中压溶液节流阀(11)节流降压进入所述低压吸收器(5)；进入所述中压吸收器(8)的溶液吸收来自所述中压发生器(10)的气相工质，溶液浓度进一步提高变为中压浓溶液S3，并通过所述中压溶液泵(9)升压进入所述高压级，所述高压浓溶液S4回流进入所述中压吸收器(8)，回收吸收热后，经过所述高压溶液热交换器(13)进入所述高压发生器(1)，结束工质循环。
可以理解，由于所述低压吸收器(5)底部溶液出口温度较低，顶部温度较高，且吸收过程会释放吸收热，所述低压溶液S2自下而上地回流进入所述低压吸收器(5)，并与溶液发生间壁式换热，回收部分吸收热，可提高系统的热经济性。
可以理解，所述中压吸收器(8)底部溶液出口温度较低，顶部温度较高，所述高压浓溶液S4自下而上地回流进入所述中压吸收器(8)，并与溶液发生间壁式换热，回收部分吸收热，可提高系统的热经济性。
本发明实施例4提供的双热源驱动的变温型吸收式制冷系统，在传统单效吸收式制冷系统的基础上引入了具有中间压力的发生器和吸收器，通过中压发生器回收中低温热源，通过中压吸收器提高循环工质浓度，并结合变温分馏技术，大幅提高其余热利用温跨；且通过调节进入中压发生器和中压吸收器的溶液流量配比，可以实现系统与热源的匹配，提高系统的变工况特性和适用范围；此外，中压发生器的气相出口与中压吸收器相连，可取消其精馏装置，降低设备体积和成本，相比于实施例2，通过过冷器实现制冷工质的回热，通过溶液回流进入吸收器回收吸收热实现溶液回热，提高系统热经济性。
为了更好说明上述技术方案，以下结合图2以氨-水作为工质对，对本发明实施例2的吸收式制冷系统进行了模拟计算。
假设第一热源入口温度为175℃，第二热源入口温度为90℃，系统换热器窄点温差为5℃。所述第一热源自下而上地进入所述高压发生器(1)与进入所述高压发生器(1)的77℃氨水溶液进行逆流换热。进入所述高压发生器(1)的氨水溶液受热解析，产生的氨蒸汽经过精馏器精馏后，进入冷凝器被冷却水冷却，变成39℃的液态制冷工质液氨。随后，液氨工质经过所述工质节流阀(3)节流降压至0.236MPa，并进入所述蒸发器(4)完成-15℃的蒸发制冷过程。来自蒸发器的氨蒸汽随后进入所述低压吸收器(5)被来自高压发生器(1)和中压发生器(10)的稀溶液吸收，并被冷却水冷却至38℃，变成低压浓溶液S1。低压浓溶液被所述低压溶液泵(6)，泵送至中间压力0.7MPa，进入中压级。进入中压级的溶液，被分为两股，其中80％的溶液经过所述中压热交换器(14)进入所述高压发生器(10)，20％的溶液进入所述中压吸收器(8)。进入所述中压发生器(10)的溶液被加热至85℃，其液相稀溶液经过所述中压溶液热交换器(14)降温至43℃再进入所述低压吸收器(5)。所述中压发生器(10)中的气相氨水蒸汽进入所述中压吸收器(8)被溶液吸收，并被冷却水冷却至38℃，变成低温中压浓溶液，随后再经过中压溶液泵，泵送至1.5MPa，进入高压级，被170℃的高压溶液热交换器预热至77℃，进入所述高压发生器(1)，完成整个循环。
结合图3以氨-水作为工质对，对本发明实施例3的吸收式制冷系统进行了模拟计算。
假设第一热源入口温度为175℃，系统换热器窄点温差为5℃，第一热源依次进入所述高压发生器(1)和所述中压发生器(10)，并被梯级利用。所述第一热源自下而上地进入所述高压发生器(1)与进入所述高压发生器(1)的107℃氨水溶液进行逆流换热，温度逐渐降低至112℃，随后进入所述中压发生器(10)，与所述中压发生器中的溶液换热，最终被降低至85℃。进入所述高压发生器(1)的氨水溶液受热解析，产生的氨蒸汽经过精馏器精馏后，进入冷凝器被冷却水冷却，变成39℃的液态制冷工质液氨。随后，液氨工质经过所述工质节流阀(3)节流降压至0.203MPa，并进入所述蒸发器(4)完成-18℃的蒸发制冷过程。来自蒸发器的氨蒸汽随后进入所述低压吸收器(5)被来自高压发生器(1)和中压发生器(10)的稀溶液吸收，并被冷却水冷却至38℃，变成低压浓溶液S1。低压浓溶液被所述低压溶液泵(6)泵送至中间压力0.7MPa，进入中压级。进入中压级的溶液，被分为两股，其中50％的溶液经过所述中压热交换器(14)进入所述中压发生器(10)；另外50％的溶液进入所述中压吸收器(8)。进入所述中压发生器(10)的溶液被加热至107℃，其液相稀溶液经过所述中压溶液热交换器(14)降温至43℃再进入所述低压吸收器(5)。所述中压发生器(10)中的气相氨水蒸汽进入所述中压吸收器(8)被溶液吸收，并被冷却水冷却至38℃，变成低温中压浓溶液，随后再经过中压溶液泵，泵送至1.5MPa，进入高压级，被高压溶液热交换器预热至107℃，进入所述高压发生器(1)，完成整个循环。
显而易见的，本发明上述实施例提出的吸收式制冷系统适用于双热源驱动，可回收利用低于100℃的余热源；系统余热温跨达到90℃以上，远高于传统系统；中间压力和中压溶液流量配比可调，可实现系统与热源的匹配；且中压发生器的气相工质进入中压吸收器，无需精馏器，可降低设备体积和造价。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，仅具体描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式，均应包含在本发明的保护范围之内。
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