一种城市热网驱动的热湿处理装置

摘要

本发明公开了属于热湿处理装置技术领域的一种城市热网驱动的热湿处理装置。该热湿处理装置包括吸收式机组和除湿机组及连接管路，利用城市热网的高温供水作为吸收式机组和除湿机组的驱动热源，使得热网热水实现能级梯级利用，利用吸收式机组实现热负荷处理，利用除湿机组实现湿负荷处理；所述吸收式机组包括高压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、若干溶液换热器、溶液泵和连接管路及附件；本发明最大的优点就是提高了夏季热电厂能源利用率和经济性，降低夏季制冷用电负荷，缓解电网调峰压力有助于保证居民夏季正常生活的用电需求，同时也实现了热能梯级利用，提高了热网的年利用率和能源综合利用率，有助于节能减排。

说明书

技术领域

本发明属于热湿处理装置技术领域，特别涉及一种城市热网驱动的热湿处理装置。具体涉及一种能够使城市热网高温供水实现能量的梯级利用的热湿处理装置，可有效提高热湿处理装置的能源综合利用率及热湿处理系统的经济性。

背景技术

随着经济发展和城市规模的快速扩张，夏季炎热天气下的制冷用电高峰给城市电网调峰带来较大困难。在夏季炎热时期，华北、华中地区曾出现拉闸限电现象，严重影响了居民的正常生活，不利于建设和谐社会。同时，热电联产机组的夏季纯发电工况下的能源利用率较低、经济性差。如何降低夏季制冷用电负荷峰值、提高热电厂的能源利用率和保证夏季居民正常生活的需求是当地政府急需解决的一项重要课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市热网驱动的热湿处理装置，其特征在于，该热湿处理装置包括吸收式机组和除湿机组及连接管路，利用城市热网的高温供水作为吸收式机组和除湿机组的驱动热源，使得热网热水实现能级梯级利用，利用吸收式机组实现热负荷处理把较高温度的冷冻水处理成较低温度冷冻水，利用除湿机组实现湿负荷处理把湿空气处理成干空气；

所述吸收式机组包括高压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、若干溶液换热器、溶液泵和连接管路及附件；

低压发生器和冷凝器处于一个筒体内，二者被中间隔板隔开，在低压发生器内布置两个换热器：第一换热器和第二换热器，或者，所述低压发生器由第一低压发生器和第二低压发生器组成，第一低压发生器、第二低压发生器和冷凝器处于一个筒体内，三者被两块中间隔板隔开，冷凝器设于第一低压发生器和第二低压发生器之间，在第一低压发生器内设置第一换热器，在第二低压发生器内设置第二换热器；吸收器和蒸发器处于一个筒体内，二者被中间隔板隔开；在高压发生器、冷凝器、吸收器和蒸发器内均设置一换热器；

热网的高温供水先作为驱动热源进入高压发生器内的换热器，加热稀溶液，降温后再作为驱动热源进入低压发生器的第二换热器，加热稀溶液，降温后排出吸收式机组，再作为驱动热源进入除湿机组把湿空气处理成干空气，释放热量降温后排出，或者热网的高温供水从高压发生器驱动热源进口处分出一股热水，作为驱动热源进入除湿机组驱动热源进口，热网的高温供水逐级降温实现能级梯级利用后，返回热网；

高压发生器的稀溶液被热网的高温供水加热，闪蒸出高压、高温冷剂蒸汽，高压、高温冷剂蒸汽再进入低压发生器的第一换热器中加热低压发生器中的稀溶液，低压发生器中的稀溶液被冷剂蒸汽和热网热水加热闪蒸出低压冷剂蒸汽，高压、高温冷剂蒸汽在第一换热器中被冷凝后经第一调压阀降压后进入冷凝器，与来自低压发生器的低压冷剂蒸汽一起被冷凝，经节流阀降压后，进入蒸发器吸收冷冻水热量后，蒸发出低压饱和冷剂蒸汽；

所述低压饱和冷剂蒸汽在压差作用下进入吸收器被来自高压发生器和低压发生器的浓溶液吸收，变成稀溶液；

吸收器中的稀溶液由溶液泵输送至高压发生器或者输送至高压发生器和低压发生器；

冷却水先进入吸收器中的换热器被溶液加热升温后，进入冷凝器中的换热器被冷剂蒸汽进一步加热升温，冷却水在外界降温后再进入吸收器；或者，冷却水以并联形式分别流经吸收器中的换热器和冷凝器中的换热器，分别被溶液和冷剂蒸汽加热升温，冷却水在外界降温后再以并联形式分别进入吸收器和冷凝器。

所述高压发生器和低压发生器内的稀溶液为溴化锂溶液、氢氧化钠溶液或者氯化锂溶液，优选溴化锂溶液。

高压发生器和低压发生器的浓溶液与稀溶液换热降温后进入吸收器；或者高压发生器中的浓溶液与稀溶液换热降温后作为稀溶液进入低压发生器，在低压发生器中吸收冷剂蒸汽和热网热水热量后的浓溶液与稀溶液换热降温后进入吸收器。

较高温度的冷冻水进入蒸发器中的换热器，被冷却成低温冷冻水后送出，被外界加热升温后的冷冻水再进入蒸发器释放热量。

为了提高蒸发器中换热器的换热性能，采用冷剂泵把未蒸发的冷剂液进行循环喷淋。

当所述低压发生器由第一低压发生器和第二低压发生器组成时，冷剂蒸汽、稀溶液和浓溶液的流程如下：吸收器的稀溶液在溶液泵的作用下分三路，第一路稀溶液依次流经第一调节阀，进入第一溶液换热器被来自高压发生器的浓溶液加热升温，再进入高压发生器被热网热水加热，变成浓溶液；第二路稀溶液依次流经第二调节阀、进入第二溶液换热器被来自第一低压发生器的浓溶液加热升温，再进入第一低压发生器被高压、高温冷剂蒸汽加热，变成浓溶液；第三路稀溶液依次流经第三调节阀，进入第三溶液换热器被来自第二低压发生器的浓溶液加热升温，再进入第二低压发生器被热网的高温供水加热，变成浓溶液。

第一低压发生器的浓溶液先在第二溶液换热器被稀溶液冷却降温；第二低压发生器的浓溶液在第三溶液换热器被稀溶液冷却降温；高压发生器的浓溶液先进入第一溶液换热器被稀溶液冷却后，再经第二调压阀降压后，再与第一低压发生器和第二低压发生器中经溶液换热器换热降温后的浓溶液汇合，汇合后的浓溶液再进入吸收器，边被冷却水冷却降温，边吸收来自蒸发器的饱和冷剂蒸汽，变成稀溶液，再由溶液泵输送到高压发生器、第一低压发生器和第二低压发生器。

当低压发生器和冷凝器处于一个筒体内，二者被中间隔板隔开，在低压发生器内布置两个换热器：第一换热器和第二换热器时，冷剂蒸汽、稀溶液和浓溶液的流程有如下两种情况：

第一种：吸收器的稀溶液在溶液泵的作用下，分两路分别进入高压发生器和低压发生器，一路稀溶液经第一调节阀进入第一溶液换热器被来自高压发生器的浓溶液加热后，进入高压发生器被热网热水加热闪蒸后变成浓溶液；另一路稀溶液经第二调节阀进入第二溶液换热器被来自低压发生器的浓溶液加热升温，再进入低压发生器被热网热水和高压冷剂蒸汽加热，闪蒸出冷剂蒸汽，变成浓溶液；

低压发生器的浓溶液在第二溶液换热器内被稀溶液冷却；高压发生器的浓溶液在第一溶液换热器内被稀溶液冷却，经第二调压阀降压后，与来自低压发生器经第二溶液换热器换热降温后的浓溶液进行汇合后，进入吸收器，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽变成稀溶液，吸收器的稀溶液再由溶液泵分两路分别输送至高压发生器和低压发生器。

第二种：高压发生器中的浓溶液在第一溶液换热器内被稀溶液降温后作为稀溶液进入低压发生器，被热网热水和高压冷剂蒸汽加热，闪蒸出冷剂蒸汽，变成浓溶液，低压发生器的浓溶液在第二溶液换热器内被稀溶液冷却降温后进入吸收器，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，变成稀溶液，稀溶液再由溶液泵依次经第一调节阀、第二溶液换热器、第一溶液换热器输送至高压发生器被热网的高温供水加热，闪蒸出高压、高温冷剂蒸汽，变成浓溶液；

高压发生器的浓溶液再经第一溶液换热器进入低压发生器。

本发明的有益效果为：本发明最大的优点就是提高了夏季热电厂能源利用率和经济性，降低夏季制冷用电负荷，缓解电网调峰压力有助于保证居民夏季正常生活的用电需求，同时也实现了热能梯级利用，提高了热网的年利用率和能源综合利用率，有助于节能减排。

附图说明

图1是实施例1所述城市热网驱动的热湿处理装置示意图；

图2是实施例2所述城市热网驱动的热湿处理装置示意图；

图3是实施例3所述城市热网驱动的热湿处理装置示意图；

图4是实施例4所述城市热网驱动的热湿处理装置示意图；

图中标号：

1-吸收式机组；2-除湿机组；3-高压发生器；4-高压发生器内的换热器；5-低压发生器；51-第一低压发生器；52-第二低压发生器；6-冷凝器；8-低压发生器内的第一换热器；9-冷凝器内的换热器；10-低压发生器内的第二换热器；11-吸收器；12-蒸发器；13-吸收器内的换热器；14-蒸发器内的换热器；15-第一溶液换热器；16-第二溶液换热器；17-第三溶液换热器；18-溶液泵；19-冷剂泵；20-第一调压阀；21-节流阀；22-第一调节阀；23-第二调节阀；24-第三调节阀；25-第二调压阀；

2a-除湿机组的驱动热源进口、2b-除湿机组的驱动热源出口；2c-湿空气；2d-干空气；

3a-高压发生器稀溶液进口；3b-高压发生器浓溶液出口；3c-高压发生器的冷剂蒸汽出口；

4a-高压发生器内换热器的热源进口；4b-高压发生器内换热器的热源出口；

5a-低压发生器或第一低压发生器稀溶液进口；5b-低压发生器或第一低压发生器浓溶液出口；5c-第二低压发生器稀溶液进口；5d-第二低压发生器浓溶液出口；

6a-冷凝器的高压、高温冷剂液进口；6b-冷凝器的饱和液出口；

8a-低压发生器内的第一换热器热源进口；8b-低压发生器内的第一换热器热源出口；

9a-冷凝器内换热器的冷却水进口；9b-冷凝器内换热器的冷却水出口；

10a-低压发生器内的第二换热器热源进口；10b-低压发生器内的第二换热器热源出口；

11a-吸收器浓溶液进口；11b-吸收器稀溶液出口；

12a-蒸发器的冷剂液进口；12b-蒸发器的冷剂液出口；

13a-吸收器内的换热器冷却水进口；13b-吸收器内的换热器冷却水出口；

14a-蒸发器内换热器的冷冻水进口；14b-蒸发器内换热器的冷冻水出口；

15a-第一溶液换热器的稀溶液入口；15b-第一溶液换热器的稀溶液出口；15c-第一溶液换热器的浓溶液入口；15d-第-溶液换热器的浓溶液出口；

16a-第二溶液换热器的稀溶液入口；16b-第二溶液换热器的稀溶液出口；16c-第二溶液换热器的浓溶液入口；16d-第二溶液换热器的浓溶液出口；

17a-第三溶液换热器的稀溶液入口；17b-第三溶液换热器的稀溶液出口；17c-第三溶液换热器的浓溶液入口；17d-第三溶液换热器的浓溶液出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实例1，如图1、城市热网驱动热湿处理装置包括吸收式机组1和除湿机2。利用城市热网的高温供水作为吸收式机组和除湿机组的驱动热源，使得热网热水实现能级梯级利用，利用吸收式机组实现热负荷处理把较高温度的冷冻水处理成较低温度冷冻水，利用除湿机组实现湿负荷处理把湿空气处理成干空气；

所述吸收式机组包括高压发生器3、低压发生器5、冷凝器6、吸收器11、蒸发器12、若干溶液换热器、溶液泵18和连接管路及附件；

所述低压发生器5由第一低压发生器51和第二低压发生器52组成，第一低压发生器51、第二低压发生器52和冷凝器6处于一个筒体内，三者被两块中间隔板隔开，冷凝器6设于第一低压发生器51和第二低压发生器52之间，在第一低压发生器51内设置第一换热器8，在第二低压发生器52内设置第二换热器10；吸收器11和蒸发器12处于一个筒体内，二者被中间隔板隔开；在高压发生器3、冷凝器6、吸收器11和蒸发器12内均设置一换热器；

城市热网130℃的高温供水作为驱动热源首先进入高压发生器3的换热器4加热稀溶液释放热量温度降到110℃，再作为驱动热源进入第二低压发生器52的第二换热器10中加热稀溶液，放热降温至80℃排出吸收式机组1，再作为驱动热源进入除湿机2把湿空气2c处理成干空气2d，释放热量降温后排出，继续放热降温至50℃排出，热网的高温供水在吸收式机组1和除湿机2之间实现能量梯级利用后，返回热网。

吸收器11的稀溶液在溶液泵18的作用下分三路，第一路稀溶液依次流经第一调节阀22，进入第一溶液换热器15被来自高压发生器3的浓溶液加热升温，再进入高压发生器3被热网热水加热；第二路稀溶液依次流经第二调节阀23、进入第二溶液换热器16被来自第一低压发生器51的浓溶液加热升温，进入第一低压发生器51被高压、高温冷剂蒸汽加热，变成浓溶液；；第三路稀溶液依次流经第三调节阀24、进入第三溶液换热器17被来自第二低压发生器52的浓溶液加热升温，再进入第二低压发生器52被热网的高温供水加热，变成浓溶液。

高压发生器3的稀溶液被热网的高温供水加热，闪蒸出高压、高温冷剂蒸汽，高温高压冷剂蒸汽进入第一低压发生器51的第一换热器8中作为热源加热稀溶液，闪蒸出低压冷剂蒸汽，高压冷剂蒸汽在第一换热器8中冷凝后经第一调压阀20降压进入冷凝器6，与来自第一低压发生器51和第二低压发生器52的冷剂蒸汽一起被冷凝成液，冷剂液经节流阀21降压后进入蒸发器12，吸收冷冻水热量后，蒸发出低温、低压饱和蒸汽，低温、低压饱和蒸汽在压差的作用下进入吸收器11，被过冷浓溶液吸收，变成低温、低压稀溶液，再如上述流程被溶液泵18送到高压发生器3、第一低压发生器51和第二低压发生器52，如此循环。

第一低压发生器51的浓溶液先在第二溶液换热器16被稀溶液冷却降温；第二低压发生器52的浓溶液在第三溶液换热器17被稀溶液冷却降温；高压发生器3的浓溶液先进入第一溶液换热器15被稀溶液冷却后，再经第二调压阀25降压后，再与低压发生器51和第二低压发生器52经溶液换热器换热降温后的浓溶液汇合，汇合后的浓溶液再进入吸收器11，边被冷却水冷却降温，边吸收来自蒸发器的饱和冷剂蒸汽，变成稀溶液，再由溶液泵输送到各个发生器，如此循环。

为了提高蒸发器12的换热器14的换热性能，采用冷剂泵19把未蒸发的冷剂液进行循环喷淋，加大冷剂液喷淋量，提高换热性能，增大有效换热面积。

冷却水先进入吸收器11中的换热器13被溶液加热升温后，进入冷凝器6中的换热器9，再次被冷剂蒸汽加热升温，冷却水在外界降温后再进入吸收器11，如此循环不断地把吸收器11和冷凝器6的热量排出。

较高温度的冷冻水回水进入蒸发器被冷却降温后向提供低温冷冻水，被外界加热升温后的冷冻水再进入蒸发器释放热量，如此循环。

实例2，热网的高温供水先作为驱动热源进入高压发生器(3)内的换热器，加热稀溶液，降温后再作为驱动热源进入第二低压发生器52的第二换热器10，加热稀溶液，降温后排出吸收式机组1，热网的高温供水从高压发生器3驱动热源进口处分出一股热水，作为驱动热源进入除湿机组2驱动热源进口，把湿空气处理成干空气，流量可由三通阀调节流量，从而独立调节机组的除湿量和制冷量，热网的高温供水逐级降温实现能级梯级利用，排出吸收式机组1和除湿机组2的热网热水再汇合并返回热网。

除了上述区别外，其它与实施例1相同，本实施例所述城市热网驱动的热湿处理装置示意图如图2所示。

实例3，如图3所示，城市热网驱动热湿处理装置包括吸收式机组1和除湿机2，利用城市热网的高温供水作为吸收式机组和除湿机组的驱动热源，使得热网热水实现能级梯级利用，利用吸收式机组实现热负荷处理把较高温度的冷冻水处理成较低温度冷冻水，利用除湿机组实现湿负荷处理把湿空气处理成干空气；

所述吸收式机组包括高压发生器3、低压发生器5、冷凝器6、吸收器11、蒸发器12、若干溶液换热器、溶液泵18和连接管路及附件；

低压发生器5和冷凝器6处于一个筒体内，二者被中间隔板隔开，在低压发生器5内布置两个换热器：第一换热器8和第二换热器10，吸收器11和蒸发器12处于一个筒体内，二者被中间隔板隔开；在高压发生器3、冷凝器6、吸收器11和蒸发器12内均设置一换热器；

热网130℃的高温供水先作为驱动热源进入高压发生器3内的换热器4，加热稀溶液而释放热量降温至110℃，再作为驱动热源进入低压发生器5的第二换热器10，加热稀溶液释放热量，降温至80℃后，排出吸收式机组1，再作为驱动热源进入除湿机2把湿空气2c处理成干空气2d，释放热量降温至50℃排出，热网的高温供水在吸收式机组和除湿机之间实现能量梯级利用后，返回热网。

高压发生器3的稀溶液被高温热网供水加热，闪蒸出高压、高温冷剂蒸汽，高压、高温冷剂蒸汽再进入低压发生器5的换热器8中进一步加热低压发生器5中的稀溶液，同理也闪蒸出低压冷剂蒸汽，高压、高温冷剂蒸汽在换热器8中被冷凝后经第一调压阀20降压后进入冷凝器6，与低压发生器5的低压冷剂蒸汽一起被冷凝，经节流阀21降压后，进入蒸发器12吸收冷冻水热量后，变成低压饱和蒸汽，这些低压冷剂蒸汽在压差作用下进入吸收器11被来自发生器的浓溶液吸收，变成稀溶液后再由溶液泵输送至各个发生器，如此循环。

吸收器11的稀溶液在溶液泵18的作用下，分两路分别进入高压发生器3和低压发生器5，一路稀溶液经第一调节阀22进入第一溶液换热器15被来自高压发生器3的浓溶液加热后，进入高压发生器3被热网热水加热闪蒸后变成浓溶液；同理，另一路稀溶液经第二调节阀23、进入第二溶液换热器16被来自低压发生器5的浓溶液加热升温，再进入低压发生器5被热网热水和高压冷剂蒸汽加热，闪蒸出冷剂蒸汽，变成浓溶液。

低压发生器5的浓溶液在第二溶液换热器16内被稀溶液冷却；高压发生器3的浓溶液在第一溶液换热器15内被稀溶液冷却，经第二调压阀25降压后，与来自低压发生器5经第二溶液换热器16换热降温后的浓溶液进行汇合后，进入吸收器11，吸收来自蒸发器12的冷剂蒸汽变成稀溶液，吸收器11的稀溶液再由溶液泵18分两路分别输送至高压发生器3和低压发生器5，如此形成循环。

为了提高蒸发器12的换热器14的换热性能，采用冷剂泵19把未蒸发的冷剂液进行循环喷淋，加大冷剂液喷淋量，提高换热性能，增大有效换热面积。

冷却水先进入吸收器11中的换热器13被溶液加热升温后，进入冷凝器6中的换热器9被冷剂蒸汽进一步加热升温，冷却水在外界降温后再进入吸收器11，如此循环。

较高温度的冷冻水进入蒸发器12中的换热器14后被冷却成低温冷冻水后送出，被外界加热后的冷冻水再进入蒸发器12释放热量，如此循环。

实例4，如图4所示。城市热网驱动热湿处理装置包括吸收式机组1和除湿机2，利用城市热网的高温供水作为吸收式机组和除湿机组的驱动热源，使得热网热水实现能级梯级利用，利用吸收式机组实现热负荷处理把较高温度的冷冻水处理成较低温度冷冻水，利用除湿机组实现湿负荷处理把湿空气处理成干空气。

所述吸收式机组包括高压发生器3、低压发生器5、冷凝器6、吸收器11、蒸发器12、若干溶液换热器、溶液泵18和连接管路及附件；

低压发生器5和冷凝器6处于一个筒体内，二者被中间隔板隔开，在低压发生器5内布置两个换热器：第一换热器8和第二换热器10，吸收器11和蒸发器12处于一个筒体内，二者被中间隔板隔开；在高压发生器3、冷凝器6、吸收器11和蒸发器12内均设置一换热器。

热网130℃的高温供水先作为驱动热源进入高压发生器3内的换热器4，加热稀溶液闪蒸出高压冷剂蒸汽，降温至110℃的热水再作为驱动热源进入低压发生器5的第二换热器10加热稀溶液，再降温至80℃，降温后排出吸收式机组1，吸收式机组1排出的80℃热网热水作为驱动热源进入除湿机2把湿空气2c处理成干空气2d，再放热降温至50℃排出，热网的高温供水在吸收式机组1和除湿机2之间实现能量梯级利用后，返回热网。

高压发生器3的稀溶液被热网的高温供水加热，闪蒸出高压、高温冷剂蒸汽，高压、高温冷剂蒸汽作为驱动热源进入低压发生器5的第一换热器8进一步加热稀溶液，在第一换热器8中被冷凝，再经第一调压阀20降压后进入冷凝器6，与来自低压发生器5闪蒸的冷剂蒸汽一起被冷凝，冷剂液经节流阀21降压后进入蒸发器12，吸收冷冻水热量后蒸发为低压冷剂蒸汽，低压冷剂蒸汽在吸收器11和蒸发器12之间压差的驱动下进入吸收器11，被过冷浓溶液吸收，变成稀溶液，稀溶液再由溶液泵18输送至高压发生器3，如此循环。

高压发生器3中的浓溶液在第一溶液换热器15内被稀溶液降温后作为稀溶液进入低压发生器5，被热网热水和高压冷剂蒸汽加热，闪蒸出冷剂蒸汽，变成浓溶液，低压发生器5的浓溶液在第二溶液换热器16内被稀溶液冷却降温后进入吸收器11，吸收来自蒸发器12的冷剂蒸汽，变成稀溶液，稀溶液再由溶液泵18依次经第一调节阀22、第二溶液换热器16、第一溶液换热器15输送至高压发生器3被热网的高温供水加热，闪蒸出高压、高温冷剂蒸汽，变成浓溶液；高压发生器3的浓溶液再经第一溶液换热器15进入低压发生器5。

为了提高蒸发器12的换热器14的换热性能，采用冷剂泵19把未蒸发的冷剂液进行循环淋量，加大冷剂液喷淋量，提高换热性能，增大有效换热面积。

冷却水先进入吸收器11中的换热器13，被溶液加热升温后，进入冷凝器6中的换热器9，被冷剂蒸汽继续加热升温，较高温度的冷却水在外界冷却后再依次进入吸收器11、冷凝器6，如此循环。

较高温度的冷冻水进入蒸发器12中的换热器14，被冷却降温后排出，低温冷冻水被外界加热吸热升温后再进入蒸发器12被冷却降温，如此循环。