CN102135348B - 新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组 - Google Patents

新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及换热设备技术领域。新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组，在温水器与低温再生器凝水出口之间增设连接配管T1，并在连接配管管路上设置阀门，温水器蒸汽放热后冷凝的纯水可经管路和阀门进入冷剂凝水热回收器，经过热回收后进入冷凝器；在冷凝器和吸收器之间增设连接管路T2，并在管路上设置阀门F13。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机组。

Description

新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组
技术领域
本发明涉及换热设备技术领域，尤其涉及溴化锂吸收式冷热水取出机组。
背景技术
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、热水、烟气、燃气/燃油直接燃烧产生的热量或其它废热作为热源，利用蒸发、吸收的原理来实现制冷/供暖的。现有的溴化锂吸收式机组可以实现冷热水同时取出，见附图1，冷热水同时取出的工作原理为：燃气/燃油直接燃烧产生的热量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重新回到高温再生器。高温再生器里产生的另外一部分蒸汽经管路进入低温再生器，由于高温再生器里的稀溶液失去了一部分纯水变成了高浓度的一次浓缩液经管路也进入低温再生器。最终一次浓缩液被来自高温再生器的冷媒蒸汽进行二次加热浓缩成为浓溶液，同时又产生部分冷媒蒸汽。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低再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。这种常规的冷热水同时取出型溴化锂机组，存在以下问题：
1、热水的制取相当于在高温再生器的顶部追加了一台真空锅炉，供暖系数小于1，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，燃料消耗量大。
2、热水热量和冷水冷量均来自于高温再生器中冷媒蒸汽的凝结热，热量按比例分配给供冷和供暖，因此如果存在冷负荷和热负荷同时都很大的情况，则需要配置非常大的高温再生器和燃烧器，阀门等一系列设备，不仅大额增加了设备的投资，而且机组外形尺寸，占地面积和重量也会大幅增加。
发明内容
发明的目的在于弥补同类中央空调系统中的缺点，提供一种新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组，结构设计简单紧凑，提高机组的制冷供热综合效率，使之在同样实现冷热水取出的同时，提高制冷供热综合性能系数，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所采用的技术方案是：新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组，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、高温热交换器、冷剂凝水热回收器、冷剂泵、稀溶液泵、浓溶液泵和温水器，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，温水器蒸汽放热后冷凝的纯水可经管路和阀门进入冷剂凝水热回收器，经过热回收后进入冷凝器；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。
所述温水器采用可提供热水的供暖用或卫生热水用温水器，或者同时设置供暖用或卫生热水用，二者并联。
所述在冷凝器和吸收器之间连接管路上设置的阀门采用可调节阀。
所述的高温再生器是燃油、燃气、烟气或烟气补燃型高温再生器。
本发明利用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，经过热回收后进入冷凝器而不是回到高温再生器。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：
1、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，大大降低了热源耗量，节省了运行费用，很好的符合了节能减排的能源政策要求。
2、在满足同样制冷供热要求的前提下，可以配置较小的高温再生器面积及燃烧器容量。既较少了设备初投资，也同时减小了设备的重量和占地面积。
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是现有技术溴化锂吸收式冷热水同时取出机组的循环原理流程示意图；
图2是本发明新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组循环原理流程示意图；
图3是制冷+供暖/卫生热水两种功能模式同时运转机组的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；F1－F15均是阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。
新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组，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、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和温水器，温水器采用可提供热水的供暖用6或卫生热水用13温水器，或者同时设置供暖用6或卫生热水用13，二者并联或串联，在温水器与低温再生器4凝水出口之间增设连接配管T1，并在管路上设置阀门，温水器蒸汽放热后冷凝的纯水可经管路和阀门进入冷剂凝水热回收器，经热回收后进入冷凝器；在冷凝器3和吸收器2之间增设连接管路T2，并在管路上设置阀门F13，阀门F13采用可调节阀，高温再生器是燃油、燃气、烟气或烟气补燃型高温再生器。
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F1, F2, F8, F9, F11；关闭阀门F4, F5, F6, F12, F13, F14, F15,这时机组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，首先开启阀门F15,关闭阀门F1, F2, F6,F8,F9, F11, F12, F13, F14,开启稀液泵11将吸收器中的稀溶液通过F15和低温再生器4管路泵入高温再生器5，当高温再生器中的溶液量达到要求时，停止溶液泵11,关闭F15.在此种模式下，冷媒泵10不参与工作；供暖水和卫生热水的取出类似于真空锅炉，只有高温再生器5部分和温水器部分参与工作循环。通过热源控制阀(燃烧器，烟气控制阀等、F4和F5的调节，实现供暖/卫生热水负荷的调节。运转原理是：外界的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/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回到高温再生器，进行下一轮加热和冷凝；稀溶液便以此种方式在重力和蒸汽对流的作用下往复循环实现供暖和卫生热水的热量输出。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F1、 F2、 F9关闭阀门F8、F12、F13, F14, 机组同附图3所示循环运行，通过热源控制阀(燃烧器，烟气控制阀等)、F4、F5、F8、F12、F13、F14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T1和阀门进入冷剂凝水热回收器，经过热回收后进入冷凝器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F4，只对F5进行调节；或者只需卫生热水，不需供暖时，可以关闭F5；只对F4进行调节；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。

Claims (4)

1.新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组，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)、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)和温水器，高温再生器里的稀溶液吸热汽化蒸发出来，一部分蒸汽通过连接配管进入温水器，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，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，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再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，来自吸收器的浓溶液吸收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，其特征在于：在温水器与低温再生器(4)凝水出口之间增设连接配管T1，并在连接配管管路上设置阀门，温水器蒸汽放热后冷凝的纯水可经连接配管管路和阀门进入冷剂凝水热回收器，经过热回收后进入冷凝器；在冷凝器(3)和吸收器(2)之间增设连接管路T2，并在连接管路上设置阀门F13。
2.根据权利要求1所述新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组，其特征在于：温水器采用可提供热水的供暖用(6)或卫生热水用(13)温水器，或者同时设置供暖用(6)或卫生热水用(13)，二者并联。
3.根据权利要求1所述新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组，其特征在于：在冷凝器(3)和吸收器(2)之间连接管路T2上设置的阀门F13采用可调节阀。
4.根据权利要求1所述新型高效溴化锂吸收式冷热水同时取出机组，其特征在于：所述的高温再生器是燃油、燃气、烟气或烟气补燃型高温再生器。
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