高效蒸汽型溴化锂双效吸收式多功能冷热水机组

摘要

本发明涉及供热工程中低温余热、废热及清洁能源的利用节能技术领域。高效蒸汽型溴化锂双效吸收式多功能冷热水机组，在机组中增设了温水器，在温水器与低温再生器凝水出口之间增设连接配管，并在管路上设置阀门；在温水器顶部与冷凝器和低温再生器构成的上筒之间增设连接配管，并在管路上设置阀门；在高温再生器和温水器之间增设连接管路；在冷凝器和吸收器之间增设连接管路，并在管路上设置阀门。本发明通过控制系统和调节各个阀门的开闭便可以实现制冷、供暖和卫生热水的独立供应以及其三种用途的任意组合使用；不仅能够满足多种供热和制冷的组合需求，而且能耗低，能源利用率高，供暖供冷综合COP远大于同类溴化锂冷热水同时取出机组。

说明书

技术领域

本发明涉及供热工程中低温余热、废热及清洁能源的利用节能技术领域，尤其涉及高效蒸汽型溴化锂双效吸收式冷热水机组。

背景技术

蒸汽型溴化锂吸收式机组是以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，以蒸汽产生的热量作为热源，利用蒸发、吸收的原理来实现制冷/供暖的。常规的蒸汽型溴化锂吸收式机组大多只能满足制冷的需求见附图1，而蒸汽冷温水的发明使蒸汽型机组也可以实现供暖的功能的切换，见附图2，但至今为止，尚未出现可以同时实现冷热水同时取出的蒸汽型机组。而在实际的大型集中式舒适性空调系统中，在满足空调制冷或供暖的同时通常都需要有卫生热水的伴随提供，这就需要在制冷供暖系统外，单独配置提供卫生热水用的热水机组。这样就使得整个暖通系统出现了以下缺点：

1、 系统庞大而复杂，设备成本也大幅提高；同时机房占地面积增大，建设费用增加，设计、施工的费用也要增加。

2、空调系统的运行维护成本增加。增加一个设备就需要增加一项维护保养内容。增加的设备也需要进行维护。

3、供冷，供暖的综合性能系数低。供冷性能系数按常规1.2计算，供暖性能系数按0.9计算，当冷热比为1：0.8时，综合供冷供暖性能系数仅为1.07，热源消耗量大。

发明内容

本发明的目的在于弥补同类中央空调系统中的缺点，提供一种高效蒸汽型溴化锂双效吸收式多功能冷热水机组，机组布置简单紧凑，且可实现冷热水同时取出，同时满足制冷、供暖以及卫生热水的需求，在满足同等冷热需求目标的前提下，一方面为用户节约资金开支，一方面降低能源消耗，实现节能减排。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：高效蒸汽型溴化锂双效吸收式多功能冷热水机组，包括蒸发器、吸收器、冷凝器、低温再生器、高温再生器、低温热交换器、制冷热回收器、供暖热回收器、高温热交换器、冷剂凝水热回收器、冷剂泵、稀溶液泵、浓溶液泵，在机组中增设了温水器，在温水器与低温再生器凝水出口之间增设连接配管，并在管路上设置阀门；在温水器顶部与冷凝器和低温再生器构成的上筒之间增设连接配管，并在管路上设置阀门；在高温再生器和温水器之间增设连接管路；在冷凝器和吸收器之间增设连接管路，并在管路上设置阀门。

所述在冷媒泵出口与吸收器之间增设连接配管，并在管路上设置电磁阀。

所述在冷媒泵出口到吸收器顶部布液装置之间的连接管路上增设阀门。

所述在冷凝器至蒸发器的冷媒连接配管上增设阀门。

所述在低温再生器的蒸汽凝水出口至冷凝器的冷媒管路上增设可调节阀门。

所述在高温再生器溶液出口和下筒吸收器之间增设连接管路，并在管路上设置阀门F1。

所述在温水器与低温再生器凝水出口之间连接配管上设置的阀门为可调节阀门，在调节阀之后增加截止阀。

所述在冷凝器和吸收器之间连接管路上设置的阀门采用调节阀或电磁阀，或者同时设置电磁阀和调节阀，二者并联。

所述温水器采用可提供热水的供暖用温水器或卫生热水用温水器；或者同时增设供暖用温水器和卫生热水用温水器，二者并联。

本发明利用蒸汽型吸收式机组的再生器、（供暖用/卫生热水用）温水器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、冷媒泵及连接管道等组成一个热水取出循环流程。运转原理是：外界的蒸汽热源加热高温再生器里的稀溶液，使溶液里的冷剂（纯水）吸热汽化蒸发出来，一部分蒸汽通过连接配管进入（供暖用/卫生热水用）温水器，在（供暖用/卫生热水用）温水器的换热管群外部冷凝放热，这样（供暖用/卫生热水用）温水器管群里面的供暖水/卫生热水就会吸收冷剂凝结热，温度升高，从而实现供暖水/卫生热水热量的取出，而蒸汽放热后冷凝为纯水经管路和阀门进入冷剂凝水热回收器，经过热回收，降温后的冷剂凝水进入冷凝器。同时，高温再生器里的稀溶液蒸发冷剂后变成高浓度的一次浓缩液。在高温再生器里产生的另外一部分蒸汽则经管路进入低温再生器，对一次浓缩液进行二次加热浓缩使之成为浓溶液，同时产生蒸汽。浓溶液经溶液管道进入吸收器；蒸汽则进入冷凝器被冷却水冷凝为纯水在与供暖产生的纯水汇合后回到蒸发器，经布液装置散布在冷水管群上，在低压下纯水吸取冷水管群中冷水的热量蒸发成为冷媒蒸汽，而冷水管群中的空调冷水放出热量，温度降低，从而实现空调冷水的取出。同时，来自吸收器的浓溶液吸收这些冷媒蒸汽汇合成为稀溶液，稀溶液被溶液泵从吸收器加压输送到高温再生器进行下一轮制冷与供暖的循环。

综上分析本发明的有益效果具体体现在三方面：

1、利用一台套机组，可以实现冷热水的同时取出，同时实现制冷、供暖与卫生热水的提供，简化了空调系统的设计。

2、减少了用户的设备初投资，施工费用和维护费用，减少了换热机组的占地面积。

3、有效利用供热后的冷凝水，使其回到蒸发器同时起到制冷效果，相当于冷媒得到了重复利用，因此制冷供暖综合性能系数高，当冷暖比为1：0.8时可达到1.4。因此节能效果显著，大大降低了蒸汽耗量，节省了运行费用，很好的符合了节能减排的能源政策要求。

四)附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是现有技术蒸汽型溴化锂吸收式制冷机循环原理流程示意图；

图2是现有技术蒸汽型溴化锂吸收式冷温水机循环原理流程示意图；

图3是本发明高效蒸汽型溴化锂双效吸收式多功能冷热水机组循环原理流程示意图。

图4是本发明供暖模式/卫生热水模式单独运转时机组循环原理流程示意图。

图5是本发明制冷+供暖/卫生热水两种功能模式同时运转时机组循环原理流程示意图。

图中：A处为供暖水入口，B处为供暖水出口，C处为卫生热水入口， D处为卫生热水出口，E处为空调冷水入口，F处为空调冷水出口，G处为冷却水入口，H处为冷却水出口，M处为热源蒸汽入口，N处为热源蒸汽凝水出口；F1－F15均为阀门，T1－T7均为管路。

五)具体实施方式

如图3所示的高效蒸汽型溴化锂双效吸收式多功能冷热水机组，包括蒸发器1、吸收器2、冷凝器3、低温再生器4、高温再生器5、低温热交换器7、制冷热回收器15、供暖热回收器16、高温热交换器8、冷剂凝水热回收器9、冷剂泵10、稀溶液泵11、浓溶液泵12，在机组中增设了温水器，温水器采用可提供热水的供暖用温水器6和卫生热水用13温水器，二者并联为例，在两温水器与低温再生器凝水出口之间增设连接配管T3，并在管路上设置阀门F5和F9，阀门F5和F9为可调节阀门，在调节阀之后增加截止阀F7和F10；在温水器顶部与冷凝器和低温再生器构成的上筒之间增设连接配管T2，并在管路上设置阀门F8；在高温再生器和温水器之间增设连接管路T1；在冷凝器和吸收器之间增设连接管路T4，并在管路上设置阀门F12，在冷凝器3和吸收器2之间连接管路T4上设置的阀门F12采用调节阀或电磁阀，或者同时设置电磁阀和调节阀二者并联，如图3中T4和T5所示；在冷媒泵10出口与吸收器2之间增设连接配管T6，并在管路上设置电磁阀F15；在冷媒泵10出口到吸收器2顶部布液装置之间的连接管路上增设阀门F13；在冷凝器3至蒸发器1的冷媒连接配管上增设阀门F11；在低温再生器4的蒸汽凝水出口至冷凝器3的冷媒管路上增设可调节阀门F4；在高温再生器5溶液出口和下筒吸收器2之间增设连接管路，并在管路上设置阀门F1。

该发明可实现3种工况方案的转换运行，具体如下：

1.  制冷模式单独运转；

2.  供暖模式/卫生热水模式单独运转；

3.  制冷+供暖/卫生热水两种功能模式同时运转；

方案一：制冷模式单独运转时，开启阀门F2，F4，F6，F11，F13；关闭阀门F1，F3，F7，F8，F10，F12，F14，F15，这时机组同附图1所示循环运行，同常规的制冷模式运转。

方案二：供暖模式/卫生热水模式单独运转时，开启阀门F1, F3, F7, F10, F12, F14,关闭阀门F2, F4, F6, F8, F11, F13, 机组同附图4所示循环运行，通过蒸汽控制阀、F5和F9的调节，实现供暖/卫生热水负荷的调节。运转原理是：外界的蒸汽热源加热高温再生器(5)里的稀溶液，使溶液里的冷剂（纯水）吸热汽化蒸发出来，全部蒸汽通过连接配管进入（供暖用(6)/卫生热水用(13)）温水器，在（供暖用/卫生热水用）温水器的换热管群外部冷凝放热，这样（供暖用/卫生热水用）温水器管群里面的供暖水/卫生热水就会吸收冷剂凝结热，温度升高，从而实现供暖水/卫生热水热量的取出，而蒸汽放热后冷凝为纯水经管路T3和阀门F5、F7、F9和F10经冷剂凝水热回收器（9）进入冷凝器(3)，之后再通过阀门F12，经冷媒管T4（或T5）进入吸收器(2)。同时，高温再生器（5）里的稀溶液蒸发冷剂后变成高浓度的浓溶液。浓溶液通过阀门F1经溶液管道T7进入吸收器(2)；与浓溶液汇和为稀溶液，稀溶液被溶液泵(11)从吸收器(2)加压输送到高温再生器（5）进行下一轮供暖的循环。实际使用时可根据需求关闭相应的阀门实现卫生热水和供暖热水的单独取出。

方案三：制冷+供暖/卫生热水两种功能模式同时运转，开启阀门F2、 F7、 F10、 F11、 F13、关闭阀门F1、 F3、F6、F8、F14, 机组同附图5所示循环运行，通过蒸汽控制阀、F4、F5、F9、F12、F15的调节，实现供暖、卫生热水和制冷负荷的均衡调节。运转原理是：外界的蒸汽热源加热高温再生器(5)里的稀溶液，使溶液里的冷剂（纯水）吸热汽化蒸发出来，一部分蒸汽通过连接配管T1进入（供暖用(6)/卫生热水用(13)）温水器，在（供暖用/卫生热水用）温水器的换热管群外部冷凝放热，这样（供暖用/卫生热水用）温水器管群里面的供暖水/卫生热水就会吸收冷剂凝结热，温度升高，从而实现供暖水/卫生热水热量的取出，而蒸汽放热后冷凝为纯水经管路T3和阀门经冷剂凝水热回收器（9）进入冷凝器(3)。同时，高温再生器（5）里的稀溶液蒸发冷剂后变成高浓度的一次浓缩液。在高温再生器（5）里产生的另外一部分蒸汽则经管路进入低温再生器(4)，对来自高温再生器(5)的一次浓缩液进行二次加热浓缩使之成为浓溶液，同时产生蒸汽。浓溶液经溶液管道进入吸收器(2)；蒸汽则进入冷凝器(3)被冷却水冷凝为纯水在与供暖产生的纯水汇合后回到蒸发器(1)，经布液装置散布在冷水管群上，在低压下纯水吸取冷水管群中冷水的热量蒸发成为冷媒蒸汽，而冷水管群中的空调冷水放出热量，温度降低，从而实现空调冷水的取出。同时，来自吸收器(2)的浓溶液吸收这些冷媒蒸汽汇合成为稀溶液，稀溶液被溶液泵(11)从吸收器(2)加压输送到高温再生器（5）进行下一轮制冷与供暖的循环。

除上述主要运行方案以外，还可以根据实际情况，开关相应的阀门，实现不同热水回路的启停。例如：当只需供暖，不需卫生热水时，可以关闭F5和F7，开启F9和F10；或者只需卫生热水，不需供暖时，可以开启F5和F7,关闭F9和F10；其他阀门情况如上述三方案进行动作，便可以实现相应的功能切换。