CN101832681A - 利用热泵回收热能的溴化锂制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用热泵回收热能的溴化锂制冷机，包括高压发生器、低压发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器、高温热交换器、低温热交换器、溶液泵、冷剂泵、控制系统及连接各部件的管路、阀，其特征在于：吸收器和冷凝器设计成热泵蒸发器，并且将热泵蒸发器的蒸发管代替吸收器和/或冷凝器中的冷却管，并将吸收器和/或冷凝器中的冷却管分别与压缩机、热泵冷凝器和膨胀阀串联构成热泵机组，从而能够将溴化锂制冷机中吸收器和冷凝器释放出来的热量通过热泵机组转换成较高品位的热量后加以再利用。其优点是：生产效率高，提高制冷机运行稳定性和适应性。

Description

利用热泵回收热能的溴化锂制冷机

技术领域

本发明涉及一溴化锂吸收式制冷机，将吸收器中的冷却管和/或冷凝器中的冷凝管与压缩机、热泵冷凝器和膨胀阀构成热泵，将溴化锂制冷机产生的低温热通过热泵加以利用。

背景技术

一方面，溴化锂吸收式制冷机被广泛应用在制冷行业，溴化锂吸收式制冷机制冷过程中要产生大量的低温废热，这些低温废热没有得到很好的利用，造成能源的严重浪费。

另一方面，水源热泵机组主要用于废水源(如工业废水、生产循环水、洗浴废水、城市废水)充足、水温比较稳定、并需要制取生活或生产热水的场所。机组使用的水源水温度范围：15～60℃。机组所制取的热水的温度可在30～80℃范围内调节。

水源热泵机组可广泛应用于电站、印染、造酒、皮革制造、造纸、食品加工、化工、冶金等生产性行业废热回收制热水，同时可用于酒店、宾馆、浴室的洗浴废水热回收制取生活热水，也可用于城市废水热回收制热水，可单独使用，也可集中使用。

因此，如果能够开发一种新的设备，将上述二者结合起来加以综合利用，这将具有重要而深远的意义，不仅有利于节约能源，而且也能够提高制冷效率。

本发明正是基于上述考虑而诞生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以往的溴化锂吸收式制冷机产生的废水热没有被充分利用的问题，提供一种新的溴化锂制冷机，既有利于节约能源，又能够提高制冷效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用下列技术方案：

一种利用热泵回收热能的溴化锂制冷机，包括高压发生器、低压发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器、高温热交换器、低温热交换器、溶液泵、冷剂泵、控制系统及连接各部件的管路、阀，其中，高压发生器的冷剂蒸汽出口与低压发生器的冷剂蒸汽进口相连接，高压发生器的中间溶液出口与高温热交换器的中间溶液进口相连接，冷凝器的冷剂水出口通过U型管与蒸发器的冷剂水进口连接，低压发生器与冷凝器设置在同一壳体内，中间设置隔板，蒸发器底部的冷剂水出口与冷剂泵进口连接；冷剂泵出口与蒸发器上方的冷剂水喷淋管进口连接，低压发生器的浓溶液出口与低温热交换器的浓溶液进口连接，低温热交换器的浓溶液出口与吸收器上方的浓溶液喷淋管进口相连接，低温热交换器的稀溶液出口与高温热交换器的稀溶液进口相连接，高温热交换器的稀溶液出口与高压发生器的稀溶液进口相连接，吸收器和冷凝器设计成热泵蒸发器，并且将热泵蒸发器的蒸发管代替吸收器和/或冷凝器中的冷却管，并分别与压缩机、热泵冷凝器和膨胀阀串联构成热泵机组，从而能够将溴化锂制冷机中吸收器和/或冷凝器释放出来的热量通过热泵机组转换成较高品位的热量后加以再利用。

所述的高压发生器连接一凝水热交换器。由于工作蒸汽的温度较高，在高压发生器中放热冷凝后生成的凝结水仍可通过凝水热交换器继续利用，它可以利用凝结水的余热把稀溶液的温度进一步提高。

溴化锂吸收式制冷机内的吸收器和冷凝器在制冷的同时排出低温热量，本发明将溴化锂吸收式制冷机内的吸收器和/或冷凝器直接设计成热泵蒸发器，将这部分低温热量直接进入热泵机组进行上述循环，产生较高温度的热量，加以利用。

本发明的优点是：1.将吸收器和/或冷凝器中的冷却管作为热泵蒸发器蒸发管，从而可提高热泵蒸发温度，使热泵机组高效地将制冷过程中排出的热量充分利用，实现了热源的综合开发利用，节约了能源；2.生产效率高，由于吸收器冷却管和/或冷凝器冷凝管中的热量被热泵机组及时充分回收利用，有利于迅速降低浓溶液温度，提高制冷效率。3.提高制冷机运行稳定性和适应性，热泵技术的运用使吸收器冷却管和/或冷凝器冷凝管的温度降得更低，增加了热源的推动力，在一定条件下，可降低溴化锂溶液浓度而减慢衰减和降低热源的品位。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图中标记说明

1——溶液泵               2——高压发生器

3——低压发生器           4——冷凝器

5——吸收器               6——高温热交换器

7——低温热交换器         8——凝水热交换器

9——蒸发器               11、11｀——压缩机

12、12｀——热泵冷凝器    13、13｀——膨胀阀

具体实施方式

如图1所示，一种利用热泵回收热能的溴化锂制冷机，包括高压发生器2、低压发生器3、蒸发器9、吸收器5、冷凝器4、高温热交换器6、低温热交换器7、溶液泵1、冷剂泵(图中未示)、控制系统及连接各部件的管路、阀，其中，高压发生器2的冷剂蒸汽出口与低压发生器3的冷剂蒸汽进口相连接，高压发生器2的中间浓溶液出口与高温热交换器6的中间浓溶液进口相连接，冷凝器4的冷剂水出口通过U型管(图中未示)与蒸发器9的冷剂水进口连接，低压发生器3与冷凝器9设置在同一壳体内，中间设置隔板(图中未示)，蒸发器9底部的冷剂水出口与冷剂泵进口连接；冷剂泵出口与蒸发器9上方的冷剂水喷淋管(图中未示)进口连接，低压发生器3的浓溶液出口与低温热交换器7的浓溶液进口连接，低温热交换器7的浓溶液出口与吸收器5上方的浓溶液喷淋管进口相连接，低温热交换器7的稀溶液出口与高温热交换器6的稀溶液进口相连接，高温热交换器6的稀溶液出口与高压发生器2的稀溶液进口相连接，吸收器5和冷凝器4设计成热泵蒸发器，并且将吸收器5中的冷却管与压缩机11、热泵冷凝器12和膨胀阀13串联构成一热泵机组，冷凝器4的冷却管与压缩机11｀、热泵冷凝器12｀和膨胀阀13｀串联构成另一热泵机组，从而能够将溴化锂制冷机中吸收器5和冷凝器4释放出来的热量通过的热泵机组转换后加以再利用。

所述的高压发生器2连接一凝水热交换器8。由于工作蒸汽的温度较高，在高压发生器2中放热冷凝后生成的凝结水仍可通过凝水热交换器8继续利用，它可以利用凝结水的余热把稀溶液的温度进一步提高。

溴化锂吸收式制冷机的原理：

高压发生器2吸收热源热量，使高压发生器2内稀溶液温度升高，稀溶液中的水部分被蒸发成高压冷剂蒸汽，发生器内溶液浓度升高，这部分溶液称为中间溶液。冷剂蒸汽被管道送往低压发生器3的铜管内，而中间溶液通过管路流经高温热交换器6管外被送往低压发生器3管外，由于中间溶液流经热交换器对交换器内稀溶液放热，那么被送往低压发生器3的中间溶液温度较高压冷剂蒸汽低。这样，高压冷剂蒸汽必然会对低压发生器3内的中间溶液放热，放热后的冷剂蒸汽变成水后流往冷凝器，被称为冷剂水。低压发生器3内的中间溶液被冷剂蒸汽加热后又蒸发出一部分水成为冷剂蒸汽，溶液浓度继续升高形成浓溶液，低压发生器3内的冷剂蒸汽穿过低压发生器3与冷凝器4之间的挡板进入冷凝器4后也成为冷剂水。低压发生器3内的浓溶液生成后被管路带到低温热交换器7管外后与低温热交换器7内的稀溶液换热后温度继续下降，这部分低温的浓溶液通过管路流到吸收器5。进入冷凝器4的冷剂水对管内冷却水进行放热，放热后的冷剂水经U形管流到蒸发器9下部的冷剂水液舱。经过上述过程，高压发生器2的产品经过一系列处理过程后汇聚到蒸发吸收桶内。冷剂水液舱内的冷剂水被冷剂泵送往蒸发器9顶部淋板，由淋板均匀地把冷剂水撒到蒸发器9内的冷水管上，由于蒸发器9内气压压力只有5mmHg，水在5摄氏度就会沸腾，沸腾产生蒸发，蒸发吸收热量，吸收管内冷水的热量使管内的水变冷产生制冷。由于蒸发器9相邻的吸收器5内具有溴化锂溶液，溴化锂溶液能够吸收蒸发出来的水蒸汽，使得蒸发器9内的蒸汽压力始终保持在一个低水平，促进蒸发器9蒸发蒸汽。

所述的高压发生器2连接一凝水热交换器8。由于工作蒸汽的温度较高，在高压发生器2中放热冷凝后生成的凝结水仍可通过凝水热交换器8继续利用，它可以利用凝结水的余热把稀溶液的温度进一步提高。

热泵机组的原理：

热泵机组由热泵蒸发器(即图中的吸收器5和冷凝器4)、压缩机11、11｀、热泵冷凝器12、12｀和膨胀阀13、13｀串联构成，废弃热水输送到热泵蒸发器，热泵蒸发器内的液态工质蒸发成汽态，吸取废水源中的热量，汽态工质经过压缩机11、11｀压缩后进入热泵冷凝器12、12｀，热泵冷凝器12、12｀使汽态工质冷凝成液态，同时将热量传递给热泵冷凝器12、12｀内的外部介质(如水等)，外部介质温度升高，输送出去热量加以利用，热泵冷凝器12、12｀内的工质经过膨胀阀13、13｀后进入热泵蒸发器，进行下一个循环。

溴化锂吸收式制冷机内的吸收器5和冷凝器4在制冷的同时排出低温热量，本发明将溴化锂吸收式制冷机内的吸收器5和冷凝器4直接设计成热泵蒸发器，将这部分低温热量直接进入热泵机组进行上述循环，产生有用的较高品位热能，加以利用。

Claims (2)

1.一种利用热泵回收热能的溴化锂制冷机，包括高压发生器、低压发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器、高温热交换器、低温热交换器、溶液泵、冷剂泵、控制系统及连接各部件的管路、阀，其中，高压发生器的冷剂蒸汽出口与低压发生器的冷剂蒸汽进口相连接，高压发生器的中间浓溶液出口与高温热交换器的中间浓溶液进口相连接，冷凝器的冷剂水出口通过U型管与蒸发器的冷剂水进口连接，低压发生器与冷凝器设置在同一壳体内，中间设置隔板，蒸发器底部的冷剂水出口与冷剂泵进口连接，冷剂泵出口与蒸发器上方的冷剂水喷淋管进口连接，低压发生器的浓溶液出口与低温热交换器的浓溶液进口连接，低温热交换器的浓溶液出口与吸收器上方的浓溶液喷淋管进口相连接，低温热交换器的稀溶液出口与高温热交换器的稀溶液进口相连接，高温热交换器的稀溶液出口与高压发生器的稀溶液进口相连接，其特征在于：吸收器和冷凝器设计成热泵蒸发器，并且将热泵蒸发器的蒸发管代替吸收器和/或冷凝器中的冷却管，并将吸收器和/或冷凝器中的冷却管分别与压缩机、热泵冷凝器和膨胀阀串联构成热泵机组，从而能够将溴化锂制冷机中吸收器和冷凝器释放出来的热量通过热泵机组转换成较高品位的热量后加以再利用。

2.根据权利要求1所述的利用热泵回收热能的溴化锂制冷机，其特征在于：所述的高压发生器连接一凝水热交换器。

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