CN102155812A

CN102155812A - 一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组

Info

Publication number: CN102155812A
Application number: CN2011101127970A
Authority: CN
Inventors: 糜华; 刘明军; 赵然; 韩世庆; 李娉婷; 崔磊; 张�浩; 李建华; 王景东; 陈淑红
Original assignee: DALIAN SANYANG REFRIGERATING Co Ltd
Current assignee: DALIAN SANYANG REFRIGERATING Co Ltd; Dalian Sanyo Refrigeration Co Ltd
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2011-08-17

Abstract

本发明属于制冷设备技术领域。一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组，机组中增设高压蒸发器、高压吸收器和高温热交换器进行双段吸收、双段蒸发，低压吸收器与高压蒸发器之间增设内循环管路，管路上设置有内部循环水泵，机组内形成两种循环流程，流程一，热源水热量在低压蒸发器中被回收，内部循环温水在低压吸收器与高压蒸发器内部循环，温水依次进入高压吸收器、冷凝器；流程二，热源水依次进入高压蒸发器、低压蒸发器，温水依次进入低压吸收器、高压吸收器、冷凝器。本发明采用双段吸收、双段蒸发技术原理，每段吸收器、蒸发器单独设置，按不同工况采用不同的方式运转，实现高效回收低温余热，同时制取较高温度的温水目的。

Description

一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组

技术领域

本发明涉及一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组，属于制冷设备技术领域。

背景技术

溴化锂吸收式热泵是在热能（蒸汽、热水、烟气、燃料等）驱动下，回收低温热源水的热量，提供较高温度的温水的设备，因其可制取的温水温度高、制热效率高、机组容量大、采用水为制冷剂对环境无污染、机组维护管理方便等优势，该机组在空调、供暖、供热水等领域的应用越来越广泛。目前溴化锂吸收式热泵机组大多被应用在热源水温度20℃以上场合，但实际上，环境中存在更多的是20℃以下的低温余热，如城市污水、浅层地热能、地表水、北方地区冬季的电厂冷却循环水、工厂废热水等，因这些低温余热资源比较丰富，考虑我国的国情，应用这些资源的基本想法是满足我国北方地区冬季的集中供暖需求，因此需要制取较高温度的温水（一般80℃以上），而传统的热泵机组无法实现这样的工况条件，目前的主要做法是采用两台机组串联提升温度，这样做带来的问题是：1、机组运行效率降低20％～30％。2、初投资较高，项目回收期增加30～40％。3、系统设计复杂，占地面积大。4、运行、调节不方便。

发明内容

本发明的目的在于解决以上存在的不足，提供一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组，该机组可回收20℃以下低温余热，同时制取较高温度的温水，可实现回收5℃以上的低温余热，制取80℃以上的温水。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组，机组包括发生器、冷凝器、低压蒸发器、低压吸收器、低温热交换器、溴化锂溶液泵、冷媒泵、节流装置以及连接各部件的管路和阀，机组中增设高压蒸发器、高压吸收器和高温热交换器进行双段吸收、双段蒸发，低压吸收器与高压蒸发器之间增设内循环管路，管路上设置有内部循环水泵，机组内形成两种循环流程，流程一（图3），热源水热量在低压蒸发器中被回收，内部循环温水在低压吸收器与高压蒸发器内部循环，温水依次进入高压吸收器、冷凝器，因低压吸收器将热量提供给高压蒸发器，提高高压蒸发器温度，进而得到较高温度的温水；流程二（图4），热源水依次进入高压蒸发器、低压蒸发器，温水依次进入低压吸收器、高压吸收器、冷凝器，通过三次温度提升，进而得到较高温度的温水。

所述低压蒸发器和低压吸收器组成的低压筒与高压蒸发器和高压吸收器组成的高压筒采用上下布置，高压筒在下，低压筒在上；也可以采用左右布置。

本发明机组采用双段吸收、双段蒸发技术原理，每段吸收器、蒸发器单独设置，这样设置的好处是可按不同工况采用不同的方式运转，本发明提供两种流程，分别适用不同工况，流程一适用于温水温度高于70℃工况，流程二适用于温水温度低于70℃工况，机组效率较高。该溴化锂吸收式热泵机组由发生器、冷凝器、低压蒸发器、低压吸收器、高压蒸发器、高压吸收器、低温热交换器、高温热交换器、溴化锂溶液泵、冷媒泵、节流装置等部件以及连接各部件的管路、阀构成，与传统机组相比其特点是机组增加高压蒸发器、高压吸收器、高温热交换器，可根据不同工况条件选择流程一、流程二实现高效回收低温余热，同时制取较高温度的温水目的。

上述机组运行过程中，按流程一时，热源水热量在低压蒸发器中被回收，低压吸收器与高压蒸发器内部循环，温水依次进入高压吸收器、冷凝器，因低压吸收器将热量提供给高压蒸发器，从而提高高压蒸发器温度，进而得到较高温度的温水。按流程二时，热源水依次进入高压蒸发器、低压蒸发器，温水依次进入低压吸收器、高压吸收器、冷凝器，通过3次温度提升，进而得到较高温度的温水。

综上分析，本发明的有益效果体现在三方面： 1、单台机组可实现回收低温余热，同时制取较高温度的温水，降低初投资，减少机组占地面积。2、可按不同工况选择流程一或流程二，从而实现运行效率（cop）最大化，节能效果最优，投资回收期短。3、系统设计简单，机组运行、调节方便。

附图说明：

图1为以往溴化锂吸收式热泵机组流程图；

图2为本发明的溴化锂吸收式热泵机组流程图；

图3为本发明的溴化锂吸收式热泵机组流程一流程图；

图4为本发明的溴化锂吸收式热泵机组流程二流程图；

图中：1、发生器2、冷凝器3、低压吸收器4、低压蒸发器5、高压蒸发器6、高压吸收器7、低温热交换器8、高温热交换器9、节流装置10、冷媒泵11、溴化锂中间溶液泵12、溴化锂稀溶液泵13、内部循环水泵。

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方式。

如图2所示的一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组，机组包括发生器1、冷凝器2、低压蒸发器3、低压吸收器4、低温热交换器7、溴化锂中间溶液泵11、溴化锂稀溶液泵12、冷媒泵10、节流装置9以及连接各部件的管路和阀，机组中增设高压蒸发器5、高压吸收器6和高温热交换器8进行双段吸收、双段蒸发，低压吸收器与高压蒸发器之间增设内循环管路，管路上设置有内部循环水泵13，图中低压蒸发器3和低压吸收器4组成的低压筒与高压蒸发器5和高压吸收器6组成的高压筒采用上下布置，高压筒在下，低压筒在上，也可以采用左右布置。机组内形成两种循环流程，流程一（图3），热源水热量在低压蒸发器中被回收，内部循环温水在低压吸收器与高压蒸发器内部循环，温水依次进入高压吸收器、冷凝器，因低压吸收器将热量提供给高压蒸发器，提高高压蒸发器温度，进而得到较高温度的温水；流程二（图4），热源水依次进入高压蒸发器、低压蒸发器，温水依次进入低压吸收器、高压吸收器、冷凝器，通过三次温度提升，进而得到较高温度的温水。

下面具体解说明二个流程循环过程。

如图3所示的为本发明流程一的循环流程图，该溴化锂吸收式热泵机组主要由以下部件构成：发生器1、冷凝器2、低压吸收器3、低压蒸发器4、高压蒸发器5、高压吸收器6、低温热交换器7、高温热交换器8、节流装置9、冷媒泵10、溴化锂中间溶液泵11、溴化锂稀溶液泵12、内部循环水泵13以及连接管路、阀门等构成。其特点是机组采用双段吸收、双段蒸发原理，并且每段吸收器、蒸发器单独布置，热源水热量在低压蒸发器被回收，低压吸收器通过内部循环水泵13将热量传递给高压蒸发器，提高高压蒸发器的压力，从而可实现温水由高压吸收器到冷凝器得到温升的目的。

该循环机组运行过程为：外界热源（蒸汽、热水、燃料、烟气等）进入发生器加热来自吸收器并经热交换器换热后的溴化锂稀溶液，稀溶液被加热沸腾，冷剂水蒸发，稀溶液被浓缩为浓溶液，浓溶液从发生器流出，经过高温热交换器，进入高压吸收器吸收来自高压蒸发器的冷媒蒸汽后变为中间溶液，然后中间溶液再经过泵打入低压吸收器吸收来自低压蒸发器的冷媒蒸汽后变为稀溶液，最后稀溶液进入发生器进行溶液的循环过程。从发生器蒸发出的冷剂蒸汽进入冷凝器换热，然后经过节流装置进入高压蒸发器，然后通过冷媒泵将高压蒸发器中冷剂水分别滴淋在低压蒸发器、高压蒸发器的传热管上，然后分别被低压蒸发器、高压蒸发器传热管内低温热源水、内部循环温水加热蒸发为冷剂蒸汽，最后分别进入低压吸收器、高压吸收器被中间溶液、浓溶液吸收。热源水在低压蒸发器管内循环，加热低压蒸发器传热管外冷媒，使该冷媒蒸发变为冷媒蒸汽。内部循环温水在低压吸收器、高压蒸发器管内循环，将低压吸收器的吸收热传递给高压蒸发器，从而提高高压蒸发器内温度、压力水平。温水在高压吸收器、冷凝器管内循环，实现两次升温过程，第一次吸收高压吸收器的吸收热、第二次吸收冷凝器的冷凝热，该机组就是通过以上过程实现制热的过程。

如图4所示的为本发明流程二的循环流程图，该溴化锂吸收式热泵机组与流程一相比，主要不同是无内部循环水泵13参与运行。其特点是热源水依次进入高压蒸发器、低压蒸发器，温水依次进入低压吸收器、高压吸收器、冷凝器实现三次温升，机组运行效率较高。

该循环机组运行过程为：外界热源（蒸汽、热水、燃料、烟气等）进入发生器加热来自吸收器并经热交换器换热后的溴化锂稀溶液，稀溶液被加热沸腾，冷剂水蒸发，稀溶液被浓缩为浓溶液，浓溶液从发生器流出，经过高温热交换器，进入高压吸收器吸收来自高压蒸发器的冷媒蒸汽后变为中间溶液，然后中间溶液再经过泵打入低压吸收器吸收来自低压蒸发器的冷媒蒸汽后变为稀溶液，最后稀溶液进入发生器进行溶液的循环过程。从发生器蒸发出的冷剂蒸汽进入冷凝器换热，然后经过节流装置进入高压蒸发器，然后通过冷媒泵将高压蒸发器中冷剂水分别滴淋在低压蒸发器、高压蒸发器的传热管上，然后分别被低压蒸发器、高压蒸发器传热管内低温热源水加热蒸发为冷剂蒸汽，最后分别进入低压吸收器、高压吸收器被中间溶液、浓溶液吸收。热源水在低压蒸发器、高压蒸发器管内循环，加热低压蒸发器、高压蒸发器传热管外冷媒，使该冷媒蒸发变为冷媒蒸汽。温水在低压吸收器、高压吸收器、冷凝器管内循环，实现三次升温过程，第一次吸收低压吸收器的吸收热、第二次吸收高压吸收器的吸收热、第三次吸收冷凝器的冷凝热，该机组就是通过以上过程实现高效率制热的过程。

本发明采用双段吸收、双段蒸发技术原理，每段吸收器、蒸发器单独设置，这样设置的好处是可按不同工况采用不同的方式运转，本发明提供两种流程运转方式，分别适用不同工况，可根据不同工况条件选择流程一、流程二实现高效回收低温余热，同时制取较高温度的温水目的。

Claims

1.一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组，机组包括发生器、冷凝器、低压蒸发器、低压吸收器、低温热交换器、溴化锂溶液泵、冷媒泵、节流装置以及连接各部件的管路和阀，其特征是：机组中增设高压蒸发器、高压吸收器和高温热交换器进行双段吸收、双段蒸发，低压吸收器与高压蒸发器之间增设内循环管路，管路上设置有内部循环水泵，机组内形成两种循环流程，流程一，热源水热量在低压蒸发器中被回收，内部循环温水在低压吸收器与高压蒸发器内部循环，温水依次进入高压吸收器、冷凝器，因低压吸收器将热量提供给高压蒸发器，提高高压蒸发器温度，进而得到较高温度的温水；流程二，热源水依次进入高压蒸发器、低压蒸发器，温水依次进入低压吸收器、高压吸收器、冷凝器，通过三次温度提升，进而得到较高温度的温水。

2.根据权利要求1所述的一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组，其特征是：低压蒸发器和低压吸收器组成的低压筒与高压蒸发器和高压吸收器组成的高压筒采用上下布置，高压筒在下，低压筒在上。

3.根据权利要求1所述的一种用于回收低温余热领域的溴化锂吸收式热泵机组，其特征是：低压蒸发器和低压吸收器组成的低压筒与高压蒸发器和高压吸收器组成的高压筒采用左右布置。