CN102287959B - 带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，包括：发生器（1）、冷凝器（2）、吸收器（3）、蒸发器（4）和热交换器（5），在所述机组的冷凝器（2）和蒸发器（4）之间的冷剂水管道系统上增设有冷剂水过冷换热器（8），冷剂水从冷剂水过冷换热器（8）内通过，与流经该冷剂水过冷换热器（8）的别的换热流体进行换热。冷剂水从该冷剂水过冷换热器内通过，与流经该冷剂水过冷换热器的别的换热流体进行换热，冷剂水的温度得到降低。在机组大小不变、冷剂水循环量不变、消耗的高温热源量不变的情况下，增加从余热源中提取的热量，从而提升机组制热量，以及提升机组COP。换热流体获得热量后从该冷剂水过冷换热器内流出。该换热流体可以根据需要应用在适合的用热场所。

Description

带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组
技术领域
本发明涉及一种第一类溴化锂吸收式热泵机组。属于空调设备技术领域。
背景技术
第一类溴化锂吸收式热泵机组如图1所示，由发生器1、冷凝器2、吸收器3、蒸发器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀所构成。余热源流经蒸发器4、热媒水流经吸收器3和冷凝器2。机组运行时，被冷剂泵7从蒸发器4顶部喷下的冷剂水吸收流经蒸发器4传热管中的余热源热量，汽化后进入吸收器3，被其中的溴化锂浓溶液吸收，并释放热量加热热媒水；吸收器3中溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被溶液泵6抽出，经热交换器5送入发生器1中被高温热源加热浓缩，浓缩后的浓溶液经热交换器5重新回到吸收器3中吸收冷剂蒸汽；而浓缩分离出来的高温冷剂蒸汽则进入冷凝器2中，释放热量加热热媒水后冷凝，并再次回到蒸发器4中。对于这种流程的热泵机组，因冷凝器2中的压力和温度高于蒸发器4，冷剂水从冷凝器2进入蒸发器4时有一部分会闪发成冷剂蒸汽，从而失去了从余热源中提取热量的能力。由于闪发的这部分冷剂水汽化时所吸收的热量是来自其余冷剂水温度降低时释放出来的热量，冷凝器2和蒸发器4中冷剂水的温差越大，闪发的冷剂水量占冷剂水总循环量的比例就越大。如果有办法降低这个比例，则相同冷剂水循环量的情况下就可以让更多的冷剂水去提取余热源的热量，从而在热泵机组大小不变，以及消耗相同高温热源的情况下可以从余热源中提取更多的热量，提高热泵机组的COP；或者说是，在提取相同余热源热量的情况下，可以减少热泵机组换热面积（成本），减少高温热源的消耗。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能降低进入蒸发器的冷剂水温度的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组。
本发明的目的是这样实现的：一种带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，包括：发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器和热交换器，在所述机组的冷凝器和蒸发器之间的冷剂水管道系统上增设有冷剂水过冷换热器。
本发明的有益效果是：
本发明通过在机组的冷凝器和蒸发器之间的冷剂水管道系统上增设冷剂水过冷换热器，冷剂水从该冷剂水过冷换热器内通过，与流经该冷剂水过冷换热器的别的换热流体进行换热，冷剂水的温度得到降低。在机组大小不变、冷剂水循环量不变、消耗的高温热源量不变的情况下，增加从余热源中提取的热量，从而提升机组制热量，以及提升机组COP。换热流体获得热量后从该冷剂水过冷换热器内流出。该换热流体可以根据需要应用在适合的用热场所。
附图说明
图1为以往第一类溴化锂吸收式热泵机组结构示意图。
图2为本发明所涉及的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组的一种在单效型机组上的应用实例图。
图3为本发明涉及的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组的一种用热媒水来冷却冷剂水的应用实例图。
图4为本发明涉及的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组的一种用热媒水来冷却冷剂水的应用实例图。
图5为本发明涉及的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组的一种用溶液来冷却冷剂水的应用实例图。
图中附图标记：
发生器1
冷凝器2
吸收器3
蒸发器4
热交换器5
溶液泵6
冷剂泵7
冷剂水过冷换热器8
热媒水进A1、热媒水出A2；
余热源进B1、余热源进B2；
高温热源进C1、高温热源进C2；
换热流体进D1、换热流体进D2。
具体实施方式
图2所示为本发明所涉及的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组的一种在单效型机组上的应用实例图，该机组由发生器1、冷凝器2、吸收器3、蒸发器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、冷剂水过冷换热器8、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀门等构成。余热源流经蒸发器4，热媒水串联流经吸收器3和冷凝器2。机组运行时，被冷剂泵7从蒸发器4顶部喷下的冷剂水吸收流经蒸发器4传热管中的余热源热量，汽化后进入吸收器3，被其中的溴化锂浓溶液吸收，释放热量加热热媒水；吸收器3中溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被溶液泵6抽出，经热交换器5送入发生器1中被高温热源加热浓缩，浓缩后的浓溶液经热交换器5重新回到吸收器3中吸收冷剂蒸汽；而浓缩分离出来的高温冷剂蒸汽则进入冷凝器2中，再次加热热媒水并冷凝，冷凝后的冷剂水进入冷剂水过冷换热器8中，被流经冷剂水过冷换热器8的另一换热流体冷却降温后回到蒸发器4中。
图2所示带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组是一种单效型机组，其也可以是双效或多效型机组，可以是两级吸收两级发生型机组，还可以是二段或多段型机组。
图2所示带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，热媒水是先进吸收器3，再进冷凝器2；其也可以是热媒水先进冷凝器2，再进吸收器3；或者是热媒水并联流经吸收器3和冷凝器2。
图2所示带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，流经冷剂水过冷换热器的换热流体可以是机组外部的流体，也可以是热媒水，或者是机组内温度较低的溴化锂稀溶液。
图3所示为本发明涉及的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组的一种用热媒水来冷却冷剂水的应用实例图。该机组由发生器1、冷凝器2、吸收器3、蒸发器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、冷剂水过冷换热器8、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀门等构成。余热源流经蒸发器4，一路热媒水流经冷剂水过冷换热器8，与串联流经吸收器3和冷凝器2的另一路热媒水并联。机组运行时，被冷剂泵7从蒸发器4顶部喷下的冷剂水吸收流经蒸发器4传热管中的余热源热量，汽化后进入吸收器3，被其中的溴化锂浓溶液吸收，并释放热量加热热媒水；吸收器3中溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被溶液泵6抽出，经热交换器5送入发生器1中被高温热源加热浓缩，浓缩后的浓溶液经热交换器5重新回到吸收器3中吸收冷剂蒸汽；而浓缩分离出来的高温冷剂蒸汽则进入冷凝器2中，释放热量加热热媒水后冷凝，冷凝后的冷剂水经冷剂水过冷换热器8回到蒸发器4中，被流经冷剂水过冷换热器8的热媒水冷却降温。
图4所示为本发明涉及的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组的一种用热媒水来冷却冷剂水的应用实例图。该机组由发生器1、冷凝器2、吸收器3、蒸发器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、冷剂水过冷换热器8、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀门等构成。余热源流经蒸发器4，热媒水分两路并联流经冷剂水过冷换热器8和吸收器3，汇总后再串联流经冷凝器2。机组运行时，被冷剂泵7从蒸发器4顶部喷下的冷剂水吸收流经蒸发器4传热管中的余热源热量，汽化后进入吸收器3，被其中的溴化锂浓溶液吸收，并释放热量加热热媒水；吸收器3中溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被溶液泵6抽出，经热交换器5送入发生器1中被高温热源加热浓缩，浓缩后的浓溶液经热交换器5重新回到吸收器3中吸收冷剂蒸汽；而浓缩分离出来的高温冷剂蒸汽则进入冷凝器2中，释放热量加热热媒水后冷凝，冷凝后的冷剂水经冷剂水过冷换热器8回到蒸发器4中，被流经冷剂水过冷换热器8的热媒水冷却降温。
图3和图4所示的用热媒水来冷却冷剂水的溴化锂吸收式热泵机组，热媒水可以是分一路流经冷剂水过冷换热器8，其余并联或串联流经吸收器3、冷凝器2，并且流经冷剂水过冷换热器8的一路热媒水可以直接流出机组（如图3所示），也可以再进入吸收器3或冷凝器2（如图4所示）；热媒水也可以是先流经冷剂水过冷换热器8、吸收器3和冷凝器2中的任意一个，再并联或串联流经另外两个。
用外部流体或热媒水来冷却冷剂水的本发明的有益效果为：
增加的冷剂水过冷换热器降低了进入蒸发器的冷剂水温度，从而在相同冷剂水循环量的情况下增加了其从余热源中提取热量的能力。冷剂水过冷换热器中换走的热量是多少， 相同冷剂水循环量的情况下其从余热源中能多提取的热量就是多少。而且由于在相同冷剂水循环量的情况下，机组内各部件的状态没有变化（蒸发器按多提取余热源热量的比例增加传热面积，维持传热温差不变），因而消耗的高温热源不变，机组的供热量增加，COP上升。
图5所示为本发明涉及的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组的一种用溶液来冷却冷剂水的应用实例图。该机组由发生器1、冷凝器2、吸收器3、蒸发器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、冷剂水过冷换热器8、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀门等构成。余热源流经蒸发器4，热媒水串联流经吸收器3和冷凝器2。机组运行时，被冷剂泵7从蒸发器4顶部喷下的冷剂水吸收流经蒸发器4传热管中的余热源热量，汽化后进入吸收器3，被其中的溴化锂浓溶液吸收，并释放热量加热热媒水；吸收器3中溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被溶液泵6抽出，溴化锂稀溶液并联流经热交换器5和冷剂水过冷换热器8后进入发生器1中被高温热源加热浓缩，浓缩后的浓溶液经热交换器5重新回到吸收器3中吸收冷剂蒸汽；而浓缩分离出来的高温冷剂蒸汽则进入冷凝器2中，释放热量加热热媒水后冷凝，冷凝后的冷剂水经冷剂水过冷换热器8回到蒸发器4中，被流经冷剂水过冷换热器8的溴化锂稀溶液冷却降温。
图5所示带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，热媒水是先进吸收器3，再进冷凝器2；其也可以是热媒水先进冷凝器2，再进吸收器3；或者是热媒水并联流经吸收器3和冷凝器2。
图5所示的带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，溴化锂稀溶液是并联进入热交换器5和冷剂水过冷换热器8，也可以溴化锂稀溶液串联流经冷剂水过冷换热器8和热交换器5。
用溶液来冷却冷剂水的本发明的有益效果为：
增加的冷剂水过冷换热器降低了进入蒸发器的冷剂水温度，从而在相同冷剂水循环量的情况下增加了其从余热源中提取热量的能力。冷剂水过冷换热器中换走的热量是多少， 相同冷剂水循环量的情况下其从余热源中能多提取的热量就是多少。而且由于溴化锂稀溶液从冷剂水中获得了热量，可以减少发生器中需要的来自高温热源的热量。在相同冷剂水循环量的情况下，能增加从低温热源中提取的热量，同时减少高温热源热量的消耗，机组的COP上升。

Claims (5)

1.一种带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，包括：发生器（1）、冷凝器（2）、吸收器（3）、蒸发器（4）和热交换器（5），其特征在于：在所述机组的冷凝器（2）和蒸发器（4）之间的冷剂水管道系统上增设有冷剂水过冷换热器（8），冷剂水从冷剂水过冷换热器（8）内通过，与流经该冷剂水过冷换热器（8）的别的换热流体进行换热；流经冷剂水过冷换热器（8）的别的换热流体是机组外部的流体，或是机组内温度较低的溴化锂稀溶液；所述别的换热流体是 机组内温度较低的 溴化锂稀溶液时，溴化锂稀溶液是并联进入冷剂水过冷换热器（8）和热交换器（5）；或是串联流经冷剂水过冷换热器（8）和热交换器（5）。
2.根据权利要求1所述的一种带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：所述机组外部的流体是热媒水。
3.根据权利要求2所述的一种带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：所述别的换热流体是热媒水时，热媒水是分一路流经冷剂水过冷换热器（8），其余并联或串联流经吸收器（3）、冷凝器（2），并且流经冷剂水过冷换热器（8）的一路热媒水或直接流出机组，或再进入吸收器（3）或冷凝器（2）。
4.根据权利要求2所述的一种带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：所述别的换热流体是热媒水时，热媒水是先流经冷剂水过冷换热器（8）、吸收器（3）和冷凝器（2）中的任意一个，再并联或串联流经另外两个。
5.根据权利要求1~4其中之一所述的一种带冷剂水过冷换热器的溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：所述机组是单效型机组，或是双效或多效型机组，或是两级发生两级吸收型机组，或是二段或多段型机组。
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