一种节能型制冷剂净化系统

技术领域

本发明涉及制冷剂净化技术领域，具体为一种节能型制冷剂净化系统。

背景技术

制冷空调厂和氟化工厂在生产实验和工程维修使用过的制冷剂会受到污染，含油率、含水率和机械杂质等会超过标准含量而不能继续使用，这些废弃的制冷剂一般会存放在制冷剂罐中，后续按法规进行净化再生。但当前已有的制冷剂净化再生设备往往结构复杂，且液态制冷剂进入压缩机之前的气化能耗大，设备净化速率和整体能耗不可得兼，大、中型的制冷剂净化系统设备和运行资金都投入较大，因此一些企业会将污染的制冷剂直接排放到大气中，造成资源浪费和环境污染。综上所述，如何减少制冷剂净化系统的能耗，降低制冷剂净化再生系统的运行成本，是目前本领域技术人员函待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能型制冷剂净化系统，该系统适用于制冷空调厂和氟化工厂等有较大量制冷剂净化再生需求的应用场景。本发明的目的是减少工厂中制冷剂净化系统的能耗，同时提高设备的净化速率，降低制冷剂净化再生系统的运行成本，提升企业的经济和环保效益。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节能型制冷剂净化系统，包括第一类吸收式热泵加热系统和主净化系统；

所述第一类吸收式热泵加热系统包括第一换热器、第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、吸收器、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、发生器、三通阀、热水出口管道、换热管道和热水入口管道；所述冷凝器和发生器集成在一个壳体内，所述吸收器和蒸发器集成在另一个壳体内；所述发生器、第一换热器、吸收器通过管道依次连通，所述吸收器、第一循环泵、第一换热器、发生器通过管道依次连通；所述冷凝器与蒸发器通过管道连通，且该管道上安装膨胀阀；所述第三循环泵通过管路与蒸发器的上端和下端串接，构成循环回路；所述三通阀、第二循环泵依次串接于热水入口管道，所述热水入口管道依次经过吸收器和冷凝器后连接于热水出口管道，所述热水出口管道与换热管道的进口通过接口A1实现可拆卸连接，所述热水入口管道与换热管道出口通过接口A2实现可拆卸连接；

所述主净化系统包括蒸馏室、储油罐、储液罐、第一截止阀、电磁阀、第一干燥过滤器、第二换热器、冷凝器、电子膨胀阀、第二干燥过滤器、回收罐和压缩机；所述储液罐、第一干燥过滤器、第二换热器、蒸馏室通过管道依次连通，且储液罐与第一干燥过滤器连接的管道上安装有第一截止阀和电磁阀；所述蒸馏室侧壁面上设有液位控制器，所述换热管道固定在蒸馏室内且其进口和出口位于蒸馏室侧壁面上，所述蒸馏室侧壁面中间高度位置处设有温度传感器，所述蒸馏室侧壁面最下方设有视液镜，所述蒸馏室内部顶端设有过滤网和压力传感器，所述电磁阀和液位控制器、压力传感器通过继电器电性连接，所述蒸馏室底部出口通过管道连通储油罐，所述蒸馏室和储油罐之间串接第四截止阀，所述蒸馏室、压缩机、第二换热器、冷凝器、第二干燥过滤器、回收罐通过管道依次连通，且冷凝器与第二干燥过滤器连接的管道上安装电子膨胀阀；所述压缩机进气口、出气口处分别设置有低压表、高压表，所述高压表和低压表之间设置有高低压控制器；所述冷凝器和电子膨胀阀中间串接有第二截止阀，所述第二干燥过滤器和回收罐中间串接有第三截止阀。

优选的，所述发生器的加热热源选用工厂的中压蒸汽、高温热水或烟气，所述蒸发器的低温热源采用30～50℃的工业废水、工厂冷却水、河水或地下温泉水。

优选的，所述液位控制器检测高度的高位、低位分别设置为与换热管道35进口、出口高度相应一致，所述换热管道出口位于蒸馏室侧壁面最下方，进口位于蒸馏室侧壁面垂直高度的4/5位置处。

优选的，所述压缩机采用无油润滑型压缩机。

优选的，所述过滤网采用不锈钢过滤网。

优选的，所述第一干燥过滤器和第二干燥过滤器中干燥剂选用分子筛、硅胶、活性氧化铝、活性炭及其任意混合物。

优选的，所述第一干燥过滤器和第二干燥过滤器中装入陶瓷、玻璃纤维、树脂等材料及其任意混合物，具有脱酸的功能。

优选的，所述热水出口管道、热水入口管道分别与换热管道的进口、出口通过法兰可拆卸连接，或者直接通过螺纹配合实现连接。

优选的，所述第一类吸收式热泵加热系统选用Li-Br溶液工质对，其中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，也可以选用其它物理化学性质优秀的新型工质对。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明可以充分利用工厂中工业废水和废气、河水或地下水中的余热资源获取中温热水以加热分馏制冷剂，相比于传统的电加热方式节省了大量能源消耗，降低了制冷剂净化再生系统的运行成本。

2、采用工业余热驱动的蒸馏加热方式，在节约能源的同时制冷剂的净化再生速率可以得到显著提高。

3、采用制冷剂回收专用无油压缩机，多种制冷剂通用，可回收R22、R134a、R410a、R407c等制冷剂。

4、采用三级干燥过滤工艺，污染制冷剂中含有的杂质、水分、酸性物质得到高度净化分离，再生的制冷剂可达到新品制冷剂标准。

5、采用蒸馏工艺分离润滑油，相比于传统工艺使用油分离器分离效果更好，而且在分离顺滑油的同时也可以分离出残余的水分和杂质。

附图说明

图1为本发明的整体连接结构示意图。

图中：1-高低压控制器，2-第一换热器，3-第一循环泵，4-第二循环泵，5-第三循环泵，6-吸收器，7-冷凝器，8-膨胀阀，9-蒸发器，10-发生器，11-三通阀，12-液位控制器，13-蒸馏室，14-视液镜，15-温度传感器，16-过滤网，17-压力传感器，18-低压表，19-第四截止阀，20-储油罐，21-储液罐，22-第一截止阀，23-电磁阀，24-第一干燥过滤器，25-第二换热器，26-高压表，27-冷凝器，28-第二截止阀，29-电子膨胀阀，30-第二干燥过滤器，31-第三截止阀，32-回收罐，33-压缩机，34-热水出口管道，35-换热管道，36-热水入口管道，A1、A2-接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种节能型制冷剂净化系统，包括第一类吸收式热泵加热系统和主净化系统；

所述第一类吸收式热泵加热系统包括第一换热器2、第一循环泵3、第二循环泵4、第三循环泵5、吸收器6、冷凝器7、膨胀阀8、蒸发器9、发生器10、三通阀11、热水出口管道34、换热管道35和热水入口管道36；所述冷凝器7和发生器10集成在一个壳体内，所述吸收器6和蒸发器9集成在另一个壳体内；所述发生器10、第一换热器2、吸收器6通过管道依次连通，所述吸收器6、第一循环泵3、第一换热器2、发生器10通过管道依次连通；所述冷凝器7与蒸发器9通过管道连通，且该管道上安装膨胀阀8；所述第三循环泵5通过管路与蒸发器9的上端和下端串接，构成循环回路；所述三通阀11、第二循环泵4依次串接于热水入口管道36，所述热水入口管道36依次经过吸收器6和冷凝器7后连接于热水出口管道34，所述热水出口管道34与换热管道35的进口通过接口A1实现可拆卸连接，所述热水入口管道36与换热管道35出口通过接口A2实现可拆卸连接；

所述主净化系统包括蒸馏室13、储油罐20、储液罐21、第一截止阀22、电磁阀23、第一干燥过滤器24、第二换热器25、冷凝器27、电子膨胀阀29、第二干燥过滤器30、回收罐32和压缩机33；所述储液罐21、第一干燥过滤器24、第二换热器25、蒸馏室13通过管道依次连通，且储液罐21与第一干燥过滤器24连接的管道上安装有第一截止阀22和电磁阀23；所述蒸馏室13侧壁面上设有液位控制器12，所述换热管道35固定在蒸馏室13内且其进口和出口位于蒸馏室13侧壁面上，所述蒸馏室13侧壁面中间高度位置处设有温度传感器15，所述蒸馏室13侧壁面最下方设有视液镜14，所述蒸馏室13内部顶端设有过滤网16和压力传感器17，所述电磁阀23和液位控制器12、压力传感器17通过继电器电性连接，所述蒸馏室13底部出口通过管道连通储油罐21，所述蒸馏室13和储油罐21之间串接第四截止阀19，所述蒸馏室13、压缩机33、第二换热器25、冷凝器27、第二干燥过滤器30、回收罐32通过管道依次连通，且冷凝器27与第二干燥过滤器30连接的管道上安装电子膨胀阀29；所述压缩机33进气口、出气口处分别设置有低压表18、高压表26，所述高压表26和低压表18之间设置有高低压控制器1；所述冷凝器27和电子膨胀阀29中间串接有第二截止阀28，所述第二干燥过滤器30和回收罐32中间串接有第三截止阀31。

优选的，所述发生器10的加热热源选用工厂的中压蒸汽、高温热水或烟气，所述蒸发器9的低温热源采用30～50℃的工业废水、工厂冷却水、河水或地下温泉水。

优选的，所述液位控制器12检测高度的高位、低位分别设置为与换热管道35进口、出口高度相应一致，所述换热管道35出口位于蒸馏室13侧壁面最下方，进口位于蒸馏室13侧壁面垂直高度的4/5位置处。

优选的，上述实施例中压缩机33采用无油润滑型压缩机。

优选的，上述实施例中过滤网16采用不锈钢过滤网。

优选的，上述实施例中第一干燥过滤器24和第二干燥过滤器30中干燥剂选用分子筛、硅胶、活性氧化铝、活性炭及其任意混合物。

优选的，上述实施例中第一干燥过滤器24和第二干燥过滤器30中装入陶瓷、玻璃纤维、树脂等材料及其任意混合物，具有脱酸的功能。

优选的，上述实施例中热水出口管道34、热水入口管道36分别与换热管道35的进口、出口通过法兰可拆卸连接，或者直接通过螺纹配合实现连接。

优选的，上述实施例中第一类吸收式热泵加热系统选用Li-Br溶液工质对，其中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，也可以选用其它物理化学性质优秀的新型工质对。

工作原理：

第一步：开启第二循环泵4，通过三通阀11下端的阀口向由热水入口管道36、热水出口管道34、换热管道35连接组成的循环管路中抽入自来水，待循环管路水量达到其容积的95％时(按热水上限温度为90℃预留热胀冷缩空间)，关闭三通阀11下端阀口和循环水泵4，保持三通阀11与热水入口管道36相连的两个阀口为打开状态(本步骤仅在第一次使用净化系统或在上述热水循环管路有水量损失/长时间使用需要更换自来水时进行，其余时间保持三通阀11与热水入口管道36相连的两个阀口打开，第三个阀口关闭，热水循环管路水量充足的情况下不再需要进行本步骤操作)。

第二步：关闭第四截止阀19，打开第一截止阀22、第二截止阀28、第三截止阀31，打开电磁阀23等电驱动部件的开关，用工厂的余热资源驱动热泵加热系统部件使其开始运转，待净化的制冷剂液体从储液罐21中流出，依次经过第一截止阀22、电磁阀23后流入第一干燥过滤器24，制冷剂中的颗粒杂质、酸性物质和水分被去除，然后液态制冷剂进入第二换热器25预热，液态制冷剂温度升高，部分制冷剂吸热发生相变成为气态制冷剂，紧接着从第二换热器25高速流出的气液混合态制冷剂流入蒸馏室13，蒸馏室13内制冷剂液位高度达到液位控制器12设定的高位值后，液位控制器12通过继电器切断电磁阀23，液态制冷剂在蒸馏室13内经加热管道35持续加热蒸发，气态制冷剂在压缩机33的抽吸作用下，先流过过滤网16进行第二级净化，然后进入压缩机33被压缩成为高温高压状态，高温高压的气态制冷剂从压缩机33出气口进入第二换热器25，并与第二换热器25内逆向流过的低温低压液态制冷剂换热，降温后的制冷剂进入冷凝器27中进一步冷却变为过冷的液态制冷剂，再依次流过第二截止阀28、电子膨胀阀29，经电子膨胀阀29节流后变为低温低压液态制冷剂，接着流过第二干燥过滤器30进行第三级净化，最终经第三截止阀31流入回收罐32内。当蒸馏室13中制冷剂蒸发使液位低于液位控制器12设定的低位值后，液位控制器12通过继电器打开电磁阀23，从而实现连续净化操作。

热泵加热系统稳定运行时，热水入口管道36中20～50℃的热水在吸收器6和冷凝器7中被加热至50～90℃，经热水出口管道34送入换热管道35与液态制冷剂换热降温后返回热水入口管道36，在第二循环泵4的作用下，热水在上述循环管路中持续搬运热量加热液态制冷剂，温度传感器15用于检测蒸馏室13内制冷剂温度，制冷剂温度区间设定为60～90℃，当温度传感器15示数异常时，调节热泵加热系统的设备负荷使示数正常。蒸馏室13内压力传感器17示数超过设定值时，压力传感器17通过继电器切断电磁阀23进行超压保护。当蒸馏室13底部聚集的润滑油液面和通过视液镜14观察到的水平液面齐平时，暂时关闭电磁阀23，待液态制冷剂全部汽化后打开第四截止阀19，使润滑油流入储油罐20，润滑油回收完毕后关闭第四截止阀19，最后打开电磁阀23使净化过程继续。

第三步：储液罐21中制冷剂回收完毕后，先关闭第一截止阀22，待管路中残留的制冷剂回收干净后再关闭其余阀门和电器开关。当回收的制冷剂纯度不符合要求时，需要更换干燥过滤器。更换第一干燥过滤器24时，关闭电磁阀23即可更换；更换第二干燥过滤器30时，关闭第二截止阀28和第三截止阀31即可。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。