带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组

摘要

本发明涉及一种带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组，包括发生器（1）、冷凝器（2）、蒸发器（6）、吸收器和溶液热交换器，所述机组增加了一只闪蒸器（14）和一只冷剂水预热器（16），同时将吸收器分为一级吸收器（11）和二级吸收器（13），溶液热交换器分为高温溶液热交换器（12）和低温溶液热交换器（10），二级吸收器（13）和闪蒸器（14）处于同一腔体内，一级吸收器（11）和蒸发器（6）处于同一腔体内，发生器（1）和冷凝器（2）处于同一腔体内，废热源进入蒸发器（6）、发生器（1）和冷剂水预热器（16），溶液循环串联。本发明在中（低）温废热源驱动，能使用冷却水条件下，提高热源升温幅度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种第二类溴化锂吸收式热泵机组。属空调设备技术领域。

背景技术

在生产工艺中存在大量中温废热资源，直接排放掉不仅浪费了大量的热源，而且还会产生热污染，采用冷却水冷却需要消耗大量的冷却水，另外这些有废热的地方在工艺生产过程中又需要大量的高温热源，需要消耗大量的高品质的能源来供给。在这样的场合采用第二类溴化锂吸收式热泵机组，使用冷却水的条件下可有效的回收废热余热，制取较高温度热源。但以往的第二类溴化锂吸收式热泵机组均为单效流程，如图1所示，它主要有发生器1、冷凝器2、蒸发器6、吸收器7、热交换器5、浓溶液泵4、冷剂泵3、蒸发器冷剂循环泵8、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路等组成，制热流程是废热源进入蒸发器和发生器传热管内，在发生器1中，来自吸收器的稀溶液被废热源加热产生制热冷剂蒸汽，稀溶液浓缩为浓溶液。浓溶液由浓溶液泵4经溶液热交换器5送至吸收器7。制热冷剂蒸汽在冷凝器2中被冷却水冷凝变成冷剂水，冷凝热由冷却水带出机外，冷剂水经冷剂泵3加压送至蒸发器冷剂水液囊，再由蒸发器冷剂循环泵8打入蒸发器6传热管表面，吸取废热源的热量而蒸发。蒸汽被吸收器7中的浓溶液吸收，浓溶液变成稀溶液，产生的吸收热加热吸收器7管内要制取的高温热源。单效流程的第二类吸收式热泵机组制取的热源温度与废热热源温度相比，升温范围仅30℃左右，且还受冷却水温度限制，热水升温幅度无法进一步提高，从而使制取的热水的品位受限，对于用热需求品位高的生产工艺就无法满足。特别是对于废热源温度较低的情况，采用传统的单效流程的第二类吸收式热泵机组，由于升温幅度有限无法制取高品质的热源供用生产工艺或生活使用，使中（低）温废热无法回收利用而白白浪费，从而导致能源消耗增加。如何回收利用中（低）温废热源，制取出更高品位的热源满足生产工艺或生活使用，实现节能减排的综合经济和社会效益，成为目前研究的重要课题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种在中（低）温废热源驱动，使用冷却水条件下，提高热源升温幅度、多回收废热热量，制取更高品位热源的带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组。

本发明目的是这样实现的：一种带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组，包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、浓溶液泵、冷剂泵和蒸发器冷剂循环泵，所述机组增加了一只闪蒸器和一只冷剂水预热器，同时将吸收器分为一级吸收器和二级吸收器，溶液热交换器分为高温溶液热交换器和低温溶液热交换器，配备一只稀溶液泵和一只闪蒸冷剂循环泵，二级吸收器和闪蒸器处于同一腔体内，一级吸收器和蒸发器处于同一腔体内，发生器和冷凝器处于同一腔体内，废热源进入蒸发器、发生器和冷剂水预热器，溶液循环串联，浓溶液先进入二级吸收器变为中间溶液，再进入一级吸收器变为稀溶液，稀溶液进入发生器浓缩为浓溶液，冷凝器中冷凝的冷剂水经冷剂水预热器升温后，分二路分别送至一级蒸发器液囊和闪蒸器液囊，一级吸收器制取的高温冷剂水进入闪蒸器闪发，闪发的冷剂蒸汽在二级吸收器中，被来自发生器的浓溶液吸收，产生的吸收热加热管内要制取的高温热源。

本发明一种带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组，将二级吸收器和闪蒸器所在的腔体置于上方，一级吸收器和蒸发器所在的腔体置于下方。

本发明一种带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组，将一级吸收器、蒸发器、发生器和冷凝器处于同一筒体内，中间用隔板隔为两个独立的腔体。

本发明一种带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组，所述废热源分为二路，一路串联先进蒸发器再进发生器，另一路进入冷剂水预热器。

本发明一种带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组，所述废热源分为二路，一路串联先进发生器再进蒸发器，另一路进入冷剂水预热器。

本发明一种带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组，所述废热源分三路，并联进入发生器、蒸发器和冷剂水预热器。

本发明的有益效果是：

本发明通过增加一只闪蒸器和一只冷剂水预热器、将吸收器分为一级吸收器和二级吸收器、将溶液热交换器分为高温溶液热交换器和低温溶液热交换器、 配备一只稀溶液泵和一种闪蒸冷剂循环泵及上述全新的制热流程，使废热源分段梯级利用，加大了溶液的浓度差，同时冷剂水在闪蒸器内闪发减小了温度损失，提高了二级吸收器的吸收压力，使二级吸收器内的溶液温度升高，从而获得更高品质的高温热源，大幅提高了高温热源的升温幅度，且升温范围可达65℃左右。同时由于冷剂水经冷剂水预热器被废热升温，不仅使机组有些部件的负荷降低，换热面积减小，而且多回收了废热热量，提高了机组的性能系数。特别是对于废热源温度较低的情况，带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组的优势更加明显。在同样条件下，当生产工艺需求较高品位热源时，以往的单效第二类溴化锂吸收式热泵机组无法实现废热回收，而带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组就可以满足要求。当废热源较少时，根据生产工艺需求，带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组可使废热源温度降得更低，回收更多的废热热量。虽然，带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组的制热性能系数比单效型第二类溴化锂吸收式热泵机组性能系数低，但升温幅度大，对废热温度要求低，与锅炉制热相比，得到同样的热源，高品质的能源消耗减少100％，而且还减少了低温废热排放带来的热污染，实现废热资源的有效利用。

综上，带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组可大量的回收中（低）温废热的热量，提高热源升温幅度、多回收废热热量，制出更高品位的热源，减少了一次能源的消耗，实现了节能减排的综合经济和社会效益。

附图说明

图1为以往的单效第二类溴化锂吸收式热泵机组示意图。

图2为本发明带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组示意图。

图中：

发生器1

冷凝器2

冷剂泵3

浓溶液泵4

溶液热交换器5

蒸发器6

吸收器7

蒸发器冷剂循环泵8

一级吸收器11

二级吸收器13

闪蒸器14

低温溶液热交换器10

高温溶液热交换器12

稀溶液泵9

闪蒸冷剂水循环泵15

冷剂水预热器16。

具体实施方式

如图2所示，一种带冷剂水预热器两级第二类溴化锂吸收式热泵机组，包括发生器1、冷凝器2、蒸发器6、一级吸收器11、二级吸收器13、闪蒸器14、低温溶液热交换器10、高温溶液热交换器12、浓溶液泵4、冷剂泵3、蒸发器冷剂循环泵8、稀溶液泵9、闪蒸冷剂循环泵15、冷剂水预热器16、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路等。二级吸收器13和闪蒸器14处于同一筒体内，置于上方；一级吸收器11、蒸发器6、发生器1和冷凝器2处于在同一筒体内，中间用隔板隔为两个独立的腔体，置于下方，一级吸收器11和蒸发器6处于同一腔体内，发生器1和冷凝器2同一腔体内。制热流程是废热源分二路，一路串联先进蒸发器6再进发生器1梯级降温，另一路进入冷剂水预热器16降温。在发生器中，来自一级吸收器11的稀溶液由稀溶液泵9提升，经低温溶液交换器10升温后被废热源加热产生制热冷剂蒸汽，稀溶液浓缩为浓溶液。浓溶液由浓溶液泵4提升，经低温溶液热交换器10和高温溶液热交换器12升温后送往二级吸收器13。制热冷剂蒸汽进入冷凝器2中被冷却水冷凝变成冷剂水，冷凝热被冷却水带出机外。冷凝器2中冷凝的冷剂水经冷剂水预热器16升温后，分二路分别送至闪蒸器14液囊和蒸发器6液囊。进入闪蒸器14的冷剂水由闪蒸器冷剂循环泵15送入一级吸收器11传热管内。进入一级蒸发器6的冷剂水由蒸发器冷剂循环泵8送至蒸发器6传热管表面，被管内的废热加热而蒸发。蒸汽被一级吸收器11的中间溶液吸收，产生的吸收热加热一级吸收器11管内冷剂水，冷剂水升温后进入闪蒸器14闪发。闪发的冷剂蒸汽在二级吸收器13中，被来自发生器1的浓溶液吸收，吸收过程产生的热量加热管内要制取的高温热源。浓溶液吸收冷剂水蒸汽，变为中间溶液。中间溶液依靠压差和高度差动力经高温溶液交换器12降温自流进一级吸收器11，并在其中吸收来自蒸发器6的冷剂蒸汽，成为稀溶液。完成整个制热循环。

以上方案中驱动废热源分二路，一路串联也可以先进发生器1再进蒸发器6，另一路进冷剂水预热器16，或驱动废热源分三路，并联进入发生器1、蒸发器6、冷剂水预热器16。

以上方案中驱动废热源可以是废热水，导热油或其他液态介质，也可以是废蒸汽。