CN101319828A - 一种吸收式制冷和动力联合循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低温热能回收利用技术,公开了一种吸收式制冷和动力联合循环系统。它包括热源、循环装置和循环工质,其特征在于,所述循环装置包含精馏器,与精馏器连接的冷凝器和蒸汽发生器,与蒸汽发生器过热器依次连接的过热器、透平、吸收器、循环泵、预热器,与冷凝器依次连接的节流阀、蒸发器,与透平同轴连接的发电机,发电机输出电能,所述预热器与精馏器连接,所述热源依次通过热器、蒸汽发生器和预热器,所述蒸发器与吸收器连接,同时蒸发器输出冷量;所述循环工质为氨水混合物。

Description

一种吸收式制冷和动力联合循环系统
技术领域
本发明涉及低温热能回收利用技术,尤其涉及一种吸收式制冷和动力联 合循环系统。 背景技术
在工业生产过程中,例如水泥、硫酸、玻璃等工业产品的生产,有大量 的余热资源以各种形式被排放到环境中,造成严重的能源浪费和环境污染。 另外,自然界中存在着丰富的地热资源和太阳能。因此,回收工业余热和利 用可再生能源对于缓解环境污染问题和减少化石燃料的消耗,具有重要现实 意义和工程应用价值。目前,对工业余热的回收广泛采用水蒸汽动力循环系 统,水蒸汽由于定温吸热,导致换热过程的不可逆损失比较大,低温余热的 回收效率低,另外水蒸汽动力循环只能输出动力,而不能同时输出电能和冷 量,满足不了用户多方面的能源需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸收式制冷和动力联合循环系统,它能够回 收工业余热、地热能或者太阳能等低温热能,将其同时转化为电能和冷量, 满足用户多方面的能源需求。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现: 一种吸收式制 冷和动力联合循环系统,包括热源、循环装置和循环工质,其特征在于,所 述循环装置包含精馏器,与精馏器连接的冷凝器和蒸汽发生器,与蒸汽发生 器过热器依次连接的过热器、透平、吸收器、循环泵、预热器,与冷凝器依 次连接的节流阀、蒸发器,与透平同轴连接的发电机,发电机输出电能,所述预热器与精馏器连接,所述热源依次通过热器、蒸汽发生器和预热器,所
述蒸发器与吸收器连接,同时蒸发器输出冷量;所述循环工质为氨水混合物。 由于本发明将由蒸汽发生器、过热器、透平和发电机组成的朗肯循环和 由精馏器、冷凝器、节流阀、吸收器和蒸发器组成的吸收式制冷循环连接在 一起,因此,可以同时向外界输出电能和制冷量,满足用户对电能和冷量的 需求。又由于本发明采用氨水混合物作为工质,该工质的吸热过程是在变温 下进行,这样可以减小换热过程的不可逆损失,提高余热的回收效率。本发 明可以有效地回收工业余热和利用地热能或者太阳能等低温热能,其能源利 用效率高。
附图说明
图l为本发明的吸收式制冷和动力联合循环系统示意图,图中:1、精 馏器,2、冷凝器,3、蒸汽发生器,4、过热器,5、透平,6、发电机,7、 节流阀,8、预热器,9、循环泵,10、吸收器,11、蒸发器,12、热源管道, 13、冷量输出管道,14、吸收器冷却水管道,15、冷凝器冷却水管道;
图2为水和氨水混合工质蒸发换热曲线的比较图,图中:(a)为水的 蒸发换热曲线图,(b)为氨水混合物的蒸发换热曲线图,其中16为热源放热 过程线,17为蒸发吸热过程线,T一温度,Q—热量。 具体实施方式 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。 参照图1,本发明包括精馏器l、冷凝器2、蒸汽发生器3、过热器4、透 平5、发电机6、节流阀7、预热器8、循环泵9、吸收器10和蒸发器11、热 源管道12、冷量输出管道13、吸收器冷却水管道14、冷凝器冷却水管道15 和热源。精馏器1与冷凝器2和蒸汽发生器3连接,蒸汽发生器3依次与过热器4、透平5连接,透平5与发电机6同轴连接,冷凝器2依次与节流阀7、 蒸发器ll连接,吸收器10连接透平5和蒸发器11,吸收器10连接循环泵9, 循环泵9依次连接预热器8、精馏器l,形成工质循环通路。热源沿着热源管 道12依次通过热器4、蒸汽发生器3和预热器6,提供热量。所述蒸发器ll 通过冷量输出管道13输出冷量。吸收器具有自己冷却水管道14,冷凝器具有 自己的冷却水管道15,提供冷却水。
本发明采用氨水混合物作为循环工质,精馏器1将氨水混合物的基本溶 液分离成富氨溶液和贫氨溶液,贫氨溶液经过蒸气发生器3、过热器4,形成 高压的过热贫氨蒸汽,进入透平5做功,发电机6输出电能;富氨溶液经过 冷凝器2和节流阀7形成低干度的湿饱和蒸气,进入蒸发器11中吸收热量, 蒸发器11输出冷量;饱和富氨蒸气和贫氨透平乏汽在吸收器10中冷却形成 基本溶液,该基本溶液为饱和溶液。饱和溶液经过循环泵9,压力得到提高, 然后在预热器8中预热后进入精馏器1,在精馏器1中又分离出高浓度的富氨 蒸气和低浓度的贫氨溶液。如此,周而复始。
参照图2, (a)和(b)分别为水和氨水混合物蒸发换热曲线,可以看出, 水在蒸发过程中温度恒定,而氨水混合物在蒸发过程中温度不断升高,这是 因为随着易挥发性成份氨的首先蒸发,氨水的浓度不断减小,混合物的沸点 不断升高,直到所有的液体都被蒸发。氨水混合物的蒸发吸热温度曲线和热 源的放热温度曲线相对于恒温蒸发的水,具有很好的匹配关系,因此减小了 换热的不可逆损失,提高了整个循环的效率。

Claims (1)

1、一种吸收式制冷和动力联合循环系统,包括热源、循环装置和循环工质,其特征在于,所述循环装置包含精馏器,与精馏器连接的冷凝器和蒸汽发生器,与蒸汽发生器过热器依次连接的过热器、透平、吸收器、循环泵、预热器,与冷凝器依次连接的节流阀、蒸发器,与透平同轴连接的发电机,发电机输出电能,所述预热器与精馏器连接,所述热源依次通过热器、蒸汽发生器和预热器,所述蒸发器与吸收器连接,同时蒸发器输出冷量;所述循环工质为氨水混合物。
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