CN100402951C - 蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机 - Google Patents

蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及空调系统，蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，包括溴化锂吸收式制冷机，制冷机供水管和回水管连通并经过蒸发器，吸收器稀溶液管连通发生器，蒸发器或吸收器与发生器之间分别加设暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管，并连通蒸发器或吸收器与发生器，暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管上均装有冷暖转换阀。本发明提高了蒸汽或热水型吸收式单冷型机组的价值利用率，减少了用户的初期投资，提高了暖房运转时的能效比，同时较低的排水温度降低了对环境的热污染。

Description

蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机
(一)技术领域：
本发明涉及空调冷暖系统，特别是溴化锂吸收式制冷机组。
(二)背景技术：
蒸汽或热水型溴化锂吸收式制冷机是以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，以蒸汽或热水等废热作为补偿热源，利用冷剂在蒸发器中大量蒸发吸收空调水中的热量，溴化锂溶液将冷剂蒸汽吸收，并将水蒸汽中的热量传递给冷却水释放到大气中去。然后，将变稀的溶液在发生器内用补偿热源加热进行浓缩，分离出的冷剂再次去蒸发，浓溶液再次去吸收，如此连续的循环就可以实现连续的制冷。溴化锂吸收式制冷机被广泛应用在宾馆、写字楼、商场、影院等大型集中式舒适性空调场所。通常热源为热水(≤130℃)的溴化锂吸收式制冷机为单效型，即一个发生器；蒸汽型通常根据蒸汽的压力设计为双效型和单效型两种。蒸汽双效型，即一个高压发生器和一个低压发生器。常见的有4、6、8kg/cm2.G蒸汽机组。蒸汽单效型，即一个发生器。通常蒸汽压力(表压)小于2.5kg/cm2.G时，都按单效机设计。但是不论蒸汽型还是热水型机组目前都是单冷型，即机组只有制冷功能，没有供暖功能。在实际的大型集中式舒适性空调系统中通常需要夏季制冷运转，冬季进行供暖运转，在选用蒸汽或热水型机组的空调系统中，就需要额外的配置冷源机组和热源机组。这样就使得整个空调系统出现如下缺点：
1、空调系统设计过于复杂，综合成本也大幅上升。如机房占地面积增大，建设费用增加；系统配管增多，设计、施工成本增加；需要单独的供热机组，设备的初期投资成本增加。
2、设备利用率大幅降低。制冷机组在夏季时开机运转，冬季时停机闲置。同理，供暖机组在冬季运转，在夏季停机闲置。而通常一个舒适性空调系统的制冷和采暖时间大致相当，即一年内制冷期为5个月左右，采暖期也为5个月左右。如果按照溴冷机寿命周期内计算单冷型机组的折旧率为A％，其中运转工作时和停机闲置时分别为A％/2，所以设备闲置造成了折旧率升高一倍。
3、空调系统的维护保养成本增加。冷热源设备的维护成本通常分为制冷机组维护保养成本和供热机组维护保养成本之和。
(三)发明内容：
本发明的目的是克服上述空调系统不足问题，提供一种蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，单冷型机组具有暖房高效运转功能，提高设备的实际价值利用率，为用户节约了成本，并在应用中实现高效、节能、环保。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，包括溴化锂吸收式制冷机，制冷机供水管和回水管连通并经过蒸发器，吸收器稀溶液管连通发生器，蒸发器或吸收器与发生器之间分别加设暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管，并连通蒸发器或吸收器与发生器，暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管上均装有冷暖转换阀。
所述溴化锂吸收式制冷机为蒸汽型溴化锂吸收式制冷机，冷暖供水管上设有供水管支管，冷暖回水管上设有回水管支管，供水管支管和回水管支管管路上装有暖房热回收器并连通，暖房热回收器内通过蒸汽凝水管，蒸汽凝水管上装有冷暖转换阀。
所述溴化锂吸收式制冷机为热水型单效制冷机、热水型双效制冷机、蒸汽型单效制冷机或蒸汽型双效制冷机。
所述溴化锂吸收式制冷机为蒸汽型双效并联制冷机，溶液热交换器稀溶液输入管上设有冷暖切换阀。
所述溶液热交换器为板式换热器或壳管式换热器。
所述热水型或蒸汽型双效型溴化锂吸收式冷温水机高压发生器或发生器内要设置溶液液位高保护装置；热水型或蒸汽型单效型溴化锂吸收式冷温水机的发生器与吸收器间设置溢流装置。
所述高压发生器或发生器出口处设置温度传感器。
所述高压发生器或发生器内设置低液位电极棒。
所述溶液泵的电源动力回路设置热保护继电器。
本发明专利的有益效果是：
1、提高了蒸汽或热水型吸收式单冷型机组的价值利用率。通过暖房功能的实现，彻底消除了单冷型机组暖房运转期机组的腐蚀折旧和闲置浪费，大大提高了设备实际价值利用率。
2、减少了用户的初期投资。由于暖房功能的实现(外形尺寸和重量基本不变，成本增加约2～3％)，则用户可以节约以下成本：换热机组的设备成本；换热机组占地建设成本；换热机组接入空调水系统的设计和施工成本；热水管路、阀门、和保温等成本；设备维护保养成本。
3、提高了暖房运转时的能效比。蒸汽型机组由于把补偿热源进行了两阶热利用(潜热和显热)，大大提高了能源的有效利用率，使机组的能效比达到甚至超出了传统的专业热水机组的能效比。同时较低的排水温度降低了对环境的热污染。
(四)附图说明：
图1为双筒热水型溴化锂吸收式冷温水机结构示意图。
图2为单筒热水型溴化锂吸收式冷温水机结构示意图。
图3为蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机结构示意图(溶液采用串联流程)。
图4为蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机结构示意图(溶液采用并联流程)。
图5为蒸汽型单效溴化锂吸收式冷温水机(双筒结构)结构示意图。
图6为蒸汽型单效溴化锂吸收式冷温水机(单筒结构)结构示意图。
(五)具体实施方式：
如图1所示双筒热水型溴化锂吸收式冷温水机，制冷机包括蒸发器1、吸收器2、吸收器溶液泵3、冷凝器11、溶液热交换器4、发生器6及连接管道，制冷机供水管10和回水管13连通并经过蒸发器1，在制冷机上加装暖房运转管路，其主要由两部分组成，即暖房冷剂蒸汽管7和暖房浓溶液管5两部分，稀溶液管道10可以与冷房运转的稀溶液管道共用，发生器的暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管装有冷暖转换阀A、B，以便实现冷暖房运转的切换。如暖房时冷暖转换阀A、B开启，暖房运转时暖房冷剂蒸汽管内的流速一般要限制在35米/秒以下，发生器流出的浓溶液流速一般在1.5米/秒以下。冷房时冷暖转换阀A、B关闭。为系统运行安全考虑，在系统中暖房冷剂蒸汽管进入吸收器2或蒸发器1的出口前适当距离设置一个挡板，挡板的大小和位置设计原则是保证冷剂蒸汽不能直接冲击到换热管和保证冷剂蒸汽压损适当不影响蒸发器的换热。溶液泵的电源动力回路设置热保护继电器，当出现过热时热保护继电器自动断开溶液泵电源，停止泵的运行。发生器6内设置低液位电极棒来检测液位高度，当液位低于设定的下限值时热源调节阀自动关闭，防止结晶。发生器出口处设置温度传感器，时时检测浓溶液温度，当温度超过限定值时，热源调节阀自动调小或关闭，以降低浓溶液温度。发生器与吸收器间设置溢流装置，以此达到控制发生器液位过高的目的。
如图2所示的单筒热水型溴化锂吸收式冷温水机，包括单筒热水型溴化锂吸收式制冷机，制冷机供水管10和回水管13连通并经过蒸发器1，吸收器稀溶液管10连通发生器6，蒸发器1或吸收器2与发生器6之间分别加设暖房冷剂蒸汽管7和暖房浓溶液管5，并连通蒸发器或吸收器与发生器，暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管上均装有冷暖转换阀A、B，稀溶液管道与冷房运转的稀溶液管道共用，如暖房时冷温转换阀A、B开启，冷房时冷暖转换阀A、B关闭。暖房冷剂蒸汽管进入吸收器或蒸发器的出口前适当距离设置一个挡板，挡板的大小和位置设计原则是保证冷剂蒸汽不能直接冲击到换热管和保证冷剂蒸汽压损适当不影响蒸发器的换热。溶液泵3的电源动力回路设置热保护继电器，发生器内设置低液位电极棒，发生器出口处设置温度传感器，发生器与吸收器间设置溢流装置。
如图3所示溶液采用串联流程的蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，包括双筒蒸汽型溴化锂吸收式制冷机，上筒为冷凝器11和低压发生器12，下筒为蒸发器1和吸收器2，吸收器稀溶液管10连通高压发生器6，蒸发器1或吸收器2与高压发生器之间分别加设暖房冷剂蒸汽管7和暖房浓溶液管5，并连通蒸发器或吸收器与高压发生器，暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管上均装有冷暖转换阀A、B，稀溶液管道与冷房运转的稀溶液管道共用，暖房冷剂蒸汽管进入吸收器或蒸发器的出口前适当距离设置一个挡板，挡板的大小和位置设计原则是保证冷剂蒸汽不能直接冲击到换热管和保证冷剂蒸汽压损适当不影响蒸发器的换热。溶液泵的电源动力回路设置热保护继电器，高压发生器内设置低液位电极棒和溶液液位高保护装置。供水管支管16和回水管支管15上装有冷暖转换阀C、D、供水管支管和回水管支管管路上装有暖房热回收器8并连通，暖房热回收器8和冷房热回收器9内通过蒸汽凝水管17，蒸汽凝水管上装有冷暖转换阀E、F，供水管14和回水管13主干路进入蒸发器升温，分支路去热回收器吸收从高压发生器第一阶潜热释放完的高温凝结水的可利用热量而升温，从而实现第二阶显热回收，升温后的主干路和分支路汇合，去供往空调器。暖房时冷暖转换阀A、B、C、D、F开启，E关闭，冷房时冷暖转换阀A、B、C、D、F关闭，E开启。
如图4所示的溶液采用并联流程的蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，包括单筒蒸汽型溴化锂吸收式制冷机，蒸发器1、吸收器2、冷凝器11和低压发生器12在一个筒内，制冷机供水管14和回水管13连通并经过蒸发器1，蒸发器1或吸收器2与高压发生器6之间分别加设暖房冷剂蒸汽管7和暖房浓溶液管5，并连通蒸发器或吸收器与高压发生器，暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管上均装有冷暖转换阀A、B，稀溶液管道10与冷房运转的稀溶液管道共用，溶液热交换器4稀溶液输入管上设有冷暖切换阀G，暖房冷剂蒸汽管进入吸收器或蒸发器的出口前适当距离设置一个挡板，挡板的大小和位置设计原则是保证冷剂蒸汽不能直接冲击到换热管和保证冷剂蒸汽压损适当不影响蒸发器的换热。溶液泵的电源动力回路设置热保护继电器，高压发生器内设置低液位电极棒和溶液液位高保护装置。供水管支管16和回水管支管15上装有冷暖转换阀C、D，供水管支管和回水管支管管路上装有暖房热回收器8并连通，暖房热回收器和冷房热回收器9内通过蒸汽凝水管17，蒸汽凝水管上装有冷暖转换阀E、F。暖房时冷暖转换阀A、B、C、D、F开启，E关闭，冷房时冷暖转换阀A、B、C、D、F关闭，E开启。
如图5所示的蒸汽型单效溴化锂吸收式冷温水机，包括双筒蒸汽型溴化锂吸收式制冷机，制冷机供水管和回水管连通并经过蒸发器，吸收器稀溶液管连通发生器，蒸发器1或吸收器2与发生器6之间分别加设暖房冷剂蒸汽管7和暖房浓溶液管5，并连通蒸发器或吸收器与发生器，暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管上均装有冷暖转换阀A、B，稀溶液管道10与冷房运转的稀溶液管道共用，暖房冷剂蒸汽管进入吸收器或蒸发器的出口前适当距离设置一个挡板，挡板的大小和位置设计原则是保证冷剂蒸汽不能直接冲击到换热管和保证冷剂蒸汽压损适当不影响蒸发器的换热。溶液泵的电源动力回路设置热保护继电器，发生器内设置低液位电极棒和溶液液位高保护装置。供水管支管16和回水管支管15上装有冷暖转换阀C、D，供水管支管和回水管支管管路上装有暖房热回收器8并连通，暖房热回收器内通过蒸汽凝水管17，蒸汽凝水管上装有冷暖转换阀E、F。暖房时冷暖转换阀A、B、C、D、F开启，E关闭，冷房时冷暖转换阀A、B、C、D、F关闭，E开启。
如图6所示的蒸汽型单效溴化锂吸收式冷温水机，包括单筒蒸汽型溴化锂吸收式制冷机，吸收器稀溶液管10连通发生器6，蒸发器1或吸收器2与发生器之间分别加设暖房冷剂蒸汽管7和暖房浓溶液管5，并连通蒸发器或吸收器与发生器，暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管上均装有冷暖转换阀A、B，稀溶液管道与冷房运转的稀溶液管道共用，暖房冷剂蒸汽管进入吸收器或蒸发器的出口前适当距离设置一个挡板，挡板的大小和位置设计原则是保证冷剂蒸汽不能直接冲击到换热管和保证冷剂蒸汽压损适当不影响蒸发器的换热。溶液泵的电源动力回路设置热保护继电器，发生器内设置低液位电极棒和溶液液位高保护装置。供水管支管16和回水管支管15上装有冷暖转换阀C、D，供水管支管和回水管支管管路上装有暖房热回收器8并连通，暖房热回收器内通过蒸汽凝水管17，蒸汽凝水管上装有冷暖转换阀E、F。暖房时冷暖转换阀A、B、C、D、F开启，E关闭，冷房时冷暖转换阀A、B、C、D、F关闭，E开启。
暖房运转原理是：外界的补偿热源(蒸汽或热水)加热高压发生器(或发生器)里的稀溶液，使溶液里的冷剂(纯水)吸热汽化蒸发出来，蒸汽沿着暖房冷剂蒸汽管道和转换阀进入蒸发器，在蒸发器的换热管群外部冷凝放热，这样蒸发器管群里面的空调水就会吸收冷剂凝结热，温度升高，从而实现空调水加热升温目的。同时，蒸发器凝结的冷剂流到吸收器，高压发生器(或发生器)里浓缩后的浓溶液经暖房溶液管道和转换阀门进入吸收器，并与蒸发器的冷剂凝结水混合变成稀溶液，稀溶液被吸收器溶液泵从吸收器加压输送到高压发生器(或发生器)进行下一轮循环，如此连续的循环就保证了机组暖房运转的实现。
此外为了实现蒸汽型机组(单、双效)经济节能运转，还专门设计了一个热源二阶利用换热器，即余热回收器。其作用是：低温的空调回水分成主干路和分支路，主干路进入蒸发器升温，分支路去热回收器吸收从高压发生器(或发生器)第一阶潜热释放完的高温凝结水的可利用热量而升温，从而实现第二阶显热回收。升温后的主干路和分支路汇合，去供往空调器。从而实现了补偿热源的分梯度利用，有效地使用了能源，提高了机组的能效比，达到了经济节能的目的。

Claims (7)

1.蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，包括溴化锂吸收式制冷机，制冷机供水管和回水管连通并经过蒸发器，吸收器稀溶液管连通发生器，其特征是：溴化锂吸收式制冷机为热水型单效制冷机、热水型双效制冷机、蒸汽型单效制冷机或蒸汽型双效制冷机，蒸发器(1)或吸收器(2)与发生器(6)之间分别加设暖房冷剂蒸汽管(7)和暖房浓溶液管(5)，并连通蒸发器或吸收器与发生器，暖房冷剂蒸汽管和暖房浓溶液管上均装有冷暖转换阀(A、B)，热水型或蒸汽型双效型溴化锂吸收式冷温水机高压发生器或发生器(6)内要设置溶液液位高保护装置；热水型或蒸汽型单效型溴化锂吸收式冷温水机的发生器与吸收器间设置溢流装置。
2.根据权利要求1所述的蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：溴化锂吸收式制冷机为蒸汽型溴化锂吸收式制冷机，冷暖供水管(14)上设有供水管支管(16)，冷暖回水管(13)上设有回水管支管(15)，供水管支管和回水管支管管路上装有暖房热回收器(8)并连通，暖房热回收器内通过蒸汽凝水管(17)，蒸汽凝水管上装有冷暖转换阀(E、F)。
3.根据权利要求2所述的蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：溴化锂吸收式制冷机为蒸汽型双效并联制冷机，溶液热交换器(4)稀溶液输入管上设有冷暖切换阀(G)。
4.根据权利要求3所述的蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：溶液热交换器(4)为板式换热器或壳管式换热器。
5.根据权利要求1所述的蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：高压发生器或发生器(6)出口处设置温度传感器。
6.根据权利要求1所述的蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：高压发生器或发生器(6)内设置低液位电极棒。
7.根据权利要求1所述的蒸汽型或热水型溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：溶液泵(3)的电源动力回路设置热保护继电器。
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