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Title:
ADSORPTION HOT FLUID SELF-COOLING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/016418
Kind Code:
A1
Abstract:
An adsorption hot fluid self-cooling system is provided, which includes an absorber (1), a desorber (2), an evaporator (3), a working substance upflow channel (4), a working substance downflow channel (5) and a system hot fluid outlet (6). The system hot fluid outlet (6) is communicated with a heating fluid inlet (201) of the desorber (2), and a heating fluid outlet (202) of the desorber (2) is communicated with a cooled fluid inlet (301) of the evaporator (3) through a hot fluid channel (23). A cooled fluid outlet (302) is disposed on the evaporator (3), and a vapor phase refrigerant outlet (303) of the evaporator (3) is communicated with a refrigerant inlet (103) of the absorber (1). An adsorption working substance outlet (101) of the absorber (1) is communicated with the desorber (2) through the working substance upflow channel (4), and a desorption working substance outlet (203) of the desorber (2) is communicated with the absorber (1) through the working substance downflow channel (5). A refrigerant vapor outlet (204) is disposed on the desorber (2), and a refrigerant inlet (304) is disposed on the evaporator (3). The adsorption hot fluid self-cooling system has a simple structure, low producing cost and high reliability, and is energy-saving and environment-friendly, and can effectively cool the hot fluid required to be cooled in a thermal dynamic system.

Inventors:
JIN BEIBIAO (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/000475
Publication Date:
February 09, 2012
Filing Date:
March 21, 2011
Export Citation:
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Assignee:
JIN BEIBIAO (CN)
International Classes:
F25B15/00; F01N3/02; F02B29/04; F23J15/06; F25B15/06; F25B27/02
Foreign References:
CN101067526A2007-11-07
CN101907367A2010-12-08
CN201795632U2011-04-13
CN1274068A2000-11-22
US4270365A1981-06-02
JPH11182975A1999-07-06
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种吸附式热流体自身冷却系统, 包括吸附器 (1)、 解吸器 (2)、 蒸 发器(3)、工质对上流通道(4)、工质对下流通道(5)和系统热流体出口(6), 其特征在于:所述系统热流体出口(6)与所述解吸器(2)的加热流体入口(201 ) 连通, 所述解吸器 (2) 的加热流体出口 (202) 经热流体通道 (23) 与所述蒸 发器 (3) 的被冷却流体入口 (301) 连通, 在所述蒸发器 (3) 上设被冷却热 流体出口 (302), 所述蒸发器 (3)的气相制冷剂出口 (303)与所述吸附器 (1) 的制冷剂入口 (103) 连通, 所述吸附器 (1) 的吸附工质对出口 (101) 经所 述工质对上流通道 (4) 与所述解吸器 (2) 连通, 所述解吸器 (2) 的解吸工 质对出口 (203) 经所述工质对下流通道 (5) 与所述吸跗器 (1) 连通, 在所 述解吸器(2) 上设制冷剂蒸汽出口 (204), 在所述蒸发器 (3) 上设制冷剂入 口 (304)。

2、 根据权利要求 1 所述吸附式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 所述 吸附式热流体自身冷却系统还包括散热器 (7), 所述散热器 (7) 设置在所述 热流体通道 (23) 上。

3、 根据权利要求 1 所述吸附式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 系统 热流体出口 (6) 设为发动机的排气口 (61)。

4、 根据权利要求 1 所述吸跗式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 系统 热流体出口 (6) 设为涡轮增压器的出口 (62) 或设为发动机冷却系统的高温 流体出口 (63) 或设为锅炉排烟口 (64)。

5、 根据权利要求 1 所述吸附式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 在所 述工质对上流通道 (4) 上设泵 (8)。

6、 根据权利要求 1 所述吸附式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 所述 制冷剂蒸汽出口 (204)经冷凝器 (9)和节流器 (10)与所述制冷剂入口 (304) 连通。

7、 根据权利要求 1 所述吸附式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 所述 被冷却热流体出口 (302) 与储罐 (11) 连通。

8、 根据权利要求 1 所述吸附式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 所述 被冷却热流体出口 (302) 与深冷系统 (12) 的被冷却流体入口连通。

9、 根据权利要求 1 所述吸附式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 所述 吸附式热流体自身冷却系统还包括气液分离器 (13), 所述被冷却热流体出口

(302) 与所述气液分离器 (13) 连通, 所述气液分离器 (13) 的液体出口与 所述制冷剂入口 (304) 连通; 或所述被冷却热流体出口 (302) 与储罐 (11) 连通, 在所述储罐 (11) 上设液体导出口 (14), 所述液体导出口 (14) 与所 述制冷剂入口 (304) 连通。

10、 根据权利要求 1所述吸附式热流体自身冷却系统, 其特征在于: 在所 述吸附器 (1) 上设吸附器散热器 (15)。

Description:
吸附式热流体自身冷却系统 技术领域 本发明涉及热能与动力领域, 尤其是一种吸附式热流体自身冷却系统。 背景技术 热动力系统 (如发动机, 说燃气轮机等) 中, 有许多需要冷却的热流体, 例 如经增压器增压后升温的进气、发动机的冷却 水系统以及需要降温冷却的发动 机的排气等。 这些热流体自身都具有较高的温度 (低的有一二百度, 高的有七 八百度), 要对这种流体进行冷却传统的方法是进行热交 换器但是一般都需要 较大的换热面积和大量动力, 因此造成体积庞大、 功耗高等缺点。 如果能够利

用这些热流体自身所具有的高温能量作推动 力对其自身进行冷却,就可制造出 体积小、 耗能低的冷却系统。

发明内容

为了解决上述问题, 本发明提出的技术方案如下:

一种吸附式热流体自身冷却系统, 包括吸附器、 解吸器、 蒸发器、 工质对 上流通道、 工质对下流通道和系统热流体出口, 所述系统热流体出口与所述解 吸器的加热流体入口连通,所述解吸器的加热 流体出口经热流体通道与所述蒸 发器的被冷却流体入口连通, 在所述蒸发器上设被冷却热流体出口, 所述蒸发 器的气相制冷剂出口与所述吸附器的制冷剂入 口连通,所述吸附器的吸附工质 对出口经所述工质对上流通道与所述解吸器连 通, 所述解吸器的解吸工质对出 口经所述工质对下流通道与所述吸附器连通, 在所述解吸器上设制冷剂蒸汽出 口, 在所述蒸发器上设制冷剂入口。

所述吸附式热流体自身冷却系统还包括散热器 ,所述散热器设置在所述热 流体通道上。

系统热流体出口设为发动机的排气口。

系统热流体出口设为涡轮增压器的出口或设为 发动机冷却系统的高温流 体出口或设为锅炉排烟口。

在所述工质对上流通道上设泵。

所述制冷剂蒸汽出口经冷凝器和节流器与所述 制冷剂入口连通。

所述被冷却热流体出口与储罐连通。

所述被冷却热流体出口与深冷系统的被冷却流 体入口连通。

所述吸附式热流体自身冷却系统还包括气液分 离器,所述被冷却热流体出 口与所述气液分离器连通, 所述气液分离器的液体出口与所述制冷剂入口 连 通; 或所述被冷却热流体出口与储罐连通, 在所述储罐上设液体导出口, 所述 液体导出口与所述制冷剂入口连通。

在所述吸附器上设吸附器散热器,所述吸附器 散热器散出吸附过程放出的 热量提高吸跗效率。

在吸附制冷中存在吸附质和吸附剂一对工质, 以溴化锂水溶液为例, 其中 溴化锂为吸附质, 而水为吸附剂 (通常也叫做制冷剂)。 本发明的原理是将需 要被冷却的热流体与解吸器(也叫发生器)连 通, 在解吸器内工质对被热流体 加热, 其中吸附剂被汽化蒸发 (例如水汽化蒸发为水蒸气), 形成高浓度吸附 质溶液或纯吸附质 (例如高浓度溴化锂水溶液或溴化锂), 高浓度吸附质溶液 或纯吸附质流向吸附器 (也叫吸收器), 在吸附器内高浓度吸附质溶液或纯吸 附质吸附(也叫吸收)从蒸发器来的气相吸附 剂形成低浓度吸附质溶液, 低浓 度吸附质溶液再流向解吸器 (也叫发生器), 从而形成工质对循环。 已经在解 吸器内放热降温的需要冷却的热流体通道与蒸 发器连通,在蒸发器内由于吸附 剂 (例如水)在低蒸气压下蒸发吸收大量来自需 要冷却的热流体中的热量, 从 而使热流体降温。 被冷却的热流体从蒸发器导出, 根据冷却条件不同, 可能是 气体、 液体或固体。 为了提高冷却效率, 可以在热流体出解吸器之后进入蒸发 器之前进行冷却。

本发明所谓的吸附器是指工质对(详见有关吸 附制冷书籍)发生吸附过程 的装置。 本发明所谓的解吸器是指在热流体的加热作用 下工质对发生解吸过程的 装置。

本发明所谓的蒸发器是指由于吸附剂的蒸汽被 吸附质吸附使液体吸附剂 发生汽化蒸发的装置。 在蒸发器内吸附剂吸收大量需要被冷却的流体 的热量, 从而使需要被冷却的流体降温冷却或液化或固 体化。

本发明所谓的工质对上流通道是指低浓度工质 对由吸附器流向解吸器的 通道。 本发明所谓的工质对下流通道是指高浓度工质 对(或纯吸附质) 由解吸 器流向吸附器的通道。

本发明所谓的系统热流体出口是指热动力系统 中的热流体出口,如经增压 器增压后升温的进气、发动机的冷却水系统以 及需要降温冷却的发动机的排气 等。

本发明所谓的制冷剂是指吸附剂, 以溴化锂水溶液吸附制冷为例, 吸附剂 是指水。

本发明中所谓的气液分离器是指能够将气体和 液体进行分离的装置。如果 本发明被应用在排气主要成分是二氧化碳和水 的热动力系统中, 可采用气液分 离器将水和气体二氧化碳分离,也可采用气液 分离器将气体二氧化碳和液体二 氧化碳分离。

本发明所谓的深冷系统是指在应用本发明所公 开的吸附式热流体自身冷 却系统对热流体进行冷却后, 再进行深度冷却的系统。 所谓的深度冷却是指冷 却强度更高, 温度更低, 可以形成更低温度的流体或其液化、 固化产物。

本发明所谓的吸附工质对是指发生吸附作用和 解吸作用的一对工质,如溴 化锂和水。

本发明中所谓连通是指直接连通、经过若干过 程(包括与其他物质混合等) 的间接连通或经控制阀等受控连通。

本发明的有益效果如下: 1、 本发明结构简单, 制造成本低, 可靠性高, 节能环保并能够有效的冷 却热动力系统中需要冷却的热流体。

2、 本发明所公开的吸附式热流体自身冷却系统如 被应用在排气主要成分 是二氧化碳和水的热动力系统中, 可单独使二氧化碳液化或固体化, 也可以与 深冷系统相结合使二氧化碳液化或固体化, 从而高效的形成闭合循环, 消除热 动力系统对环境的污染。

附图说明

图 1为本发明实施例 1的结构示意图;

图 2为本发明实施例 2的结构示意图;

图 3为本发明实施例 3的结构示意图;

图 4为本发明实施例 4的结构示意图;

图 5为本发明实施例 5的结构示意图;

图 6为本发明实施例 6的结构示意图;

图 7为本发明实施例 7的结构示意图;

图 8为本发明实施例 8的结构示意图;

图 9为本发明实施例 9的结构示意图;

图 10为本发明实施例 10的结构示意图;

图 1 1为本发明实施例 1 1的结构示意图。

具体实施方式

实施例 1

如图 1所示的吸附式热流体自身冷却系统, 包括吸附器 1、 解吸器 2、 蒸 发器 3、工质对上流通道 4、工质对下流通道 5和系统热流体出口 6, 系统热流 体出口 6与解吸器 2的加热流体入口 201连通, 解吸器 2的加热流体出口 202 经热流体通道 23与蒸发器 3的被冷却流体入口 301连通, 在蒸发器 3上设被 冷却热流体出口 302, 蒸发器 3的气相制冷剂出口 303与吸附器 1的制冷剂入 口 103连通, 吸附器 1的吸附工质对出口 101经工质对上流通道 4与解吸器 2 连通, 解吸器 2的解吸工质对出口 203经工质对下流通道 5与吸附器 1连通, 在解吸器 2上设制冷剂蒸汽出口 204, 在蒸发器 3上设制冷剂入口 304。

实施例 2

如图 2所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1的区别在于: 吸 附式热流体自身冷却系统还包括散热器 7, 散热器 7设置在热流体通道 23上, 在工质对上流通道 4上设泵 8。

实施例 3

如图 3所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1的区别在于: 系 统热流体出口 6设为发动机的排气口 61。

实施例 4

如图 4所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1的区别在于: 系 统热流体出口 6设为涡轮增压器的出口 62。 、

实施例 5

如图 5所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1的区别在于: 系 统热流体出口 6设为设为发动机冷却系统的高温流体出口 63。

实施例 6

如图 6所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1的区别在于: 设 为锅炉排烟口 64。

实施例 Ί

如图 7所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1的区别在于: 制 冷剂蒸汽出口 204经冷凝器 9和节流器 10与制冷剂入口 304连通, 被冷却热 流体出口 302与储罐 1 1连通。

实施例 8

如图 8所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1的区别在于: 被 冷却热流体出口 302与深冷系统 12的被冷却流体入口连通。

实施例 9

如图 9所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1的区别在于: 吸 附式热流体自身冷却系统还包括气液分离器 1 3,被冷却热流体出口 302与气液 分离器 1 3连通, 气液分离器 1 3的液体出口与制冷剂入口 304连通。 实施例 10

如图 10所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1 的区别在于: 被冷却热流体出口 302与储罐 1 1连通,在储罐 1 1上设液体导出口 14,液体导 出口 14与制冷剂入口 304连通。

实施例 1 1

如图 1 1所示的吸附式热流体自身冷却系统, 其与实施例 1 的区别在于: 在吸附器 1上设吸跗器散热器 1 5, 吸附器散热器 15散出吸附过程放出的热量 提高吸附效率。

显然, 本发明不限于以上实施例, 还可以有许多变形。 本领域的普通技术 人员, 能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所 有变形, 均应认为是本发 明的保护范围。