CN102384640A - 1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，属于空调设备技术领域。所述机组包括：蒸发器（1）、一级吸收器（2）、二级吸收器（5）、高压发生器（3）、低压发生器（4）、二级发生器（6）、冷凝器（7）、高温热交换器（8）、低温热交换器（9）和二级热交换器（10），所述低压发生器（4）的腔室与二级吸收器（5）的腔室相连通；二级发生器（6）的腔室与冷凝器（7）的腔室相连通；出所述一级吸收器（2）的一级溴化锂溶液进入高压发生器（3）、低压发生器（4）；出二级吸收器（5）的二级溴化锂溶液通进入二级发生器（6）；出所述高压发生器（3）的高温冷剂蒸汽分成两路分别接入低压发生器（4）和二级发生器（6）。本发明机组能降低高压发生器的压力，从而提高中、高品位热源的利用效率。

Description

1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组
技术领域
本发明涉及一种1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组。属于空调设备技术领域。
背景技术
现有的溴化锂吸收式制冷/热泵机组根据能源利用效率可分为三效、双效、单效型和两级发生两级吸收型等几种。其中单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的工作原理如图1所示，双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的工作原理如图2所示。
单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组由蒸发器1、吸收器14、发生器15、冷凝器7、热交换器16、溶液泵17、冷剂泵13、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀所构成。冷水（或余热源）流经蒸发器1，冷却水（或热媒水）流经吸收器14和冷凝器7。机组运行时，被冷剂泵13抽出从蒸发器1顶部喷下的冷剂水吸收流经蒸发器1传热管中的冷水（或余热源）热量，汽化后进入吸收器14，被其中的溴化锂浓溶液吸收，并释放热量到冷却水（或热媒水）中；吸收器14中溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被溶液泵17抽出，经热交换器16送入发生器15中被高温热源加热浓缩，浓缩后的浓溶液经热交换器16重新回到吸收器14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7中，被冷却水（或热媒水）带走热量冷凝，并再次回到蒸发器1中。
双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组由蒸发器1、吸收器14、高压发生器3、低压发生器4、冷凝器7、高温热交换器8、低温热交换器9、溶液泵17、冷剂泵13、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀所构成。冷水（或余热源）流经蒸发器1、冷却水（或热媒水）流经吸收器14和冷凝器7。机组运行时，被冷剂泵13抽出从蒸发器1顶部喷下的冷剂水吸收流经蒸发器1传热管中的冷水（或余热源）热量，汽化后进入吸收器14，被其中的溴化锂浓溶液吸收，并释放热量到冷却水（或热媒水）中；吸收器14中溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被溶液泵17抽出，经低温热交换器9和高温热交换器8升温后送入高压发生器3中被高温热源加热浓缩，浓缩后的中间溶液经高温热交换器8降温后进入低压发生器4中，被高压发生器3中溶液浓缩产生的冷剂蒸汽再次加热浓缩，浓缩后的浓溶液经低温热交换器9降温后重新回到吸收器14中吸收冷剂蒸汽；而高压发生器3中浓缩产生的高温冷剂蒸汽在低压发生器4中加热溶液后冷凝，与低压发生器4中浓缩分离出来的冷剂蒸汽均进入冷凝器7中，被冷却水（或热媒水）带走热量冷凝，并再次回到蒸发器1中。
双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组与单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的区别就在于：双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组中被高温热源在（高压）发生器中浓缩溶液产生的高温冷剂蒸汽，又作为驱动热源对溶液进行了加热浓缩，高温冷剂蒸汽在低压发生器中释放热量冷凝后才进入冷凝器中，即该高温冷剂蒸汽相当于是作为热源驱动了一台由蒸发器、吸收器、低压发生器和冷凝器组成的单效型机组，高温热源加入制冷/热泵机组中的热量得到了两次利用，因而能源利用效率高；而单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组中被高温热源在发生器中浓缩溶液产生的高温冷剂蒸汽，直接进入了冷凝器中，高温热源加入制冷/热泵机组中的热量只得到了一次利用，因而能源利用效率比较低。但对于双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，由于其低压发生器中的压力和溶液温度与单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组基本相同，而高温热源加热溶液所在（高压）发生器，其压力基本上等于低压发生器的热源温度所对应的饱和蒸汽压力，因而压力必然大幅度高于低压发生器，作为双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组热源的高温热源，其品位也必须大幅度高于单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组。
在溴化锂吸收式制冷/热泵机组的实际应用中，经常出现因高压发生器的压力太高而不适合采用双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的情况，尽管热源品位高也只能采用单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，因而经常因能源利用效率低而造成能源浪费；或者是虽然采用双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组时的高压发生器压力合适，但热源的品位却不够，而采用单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的话又会有大幅度的能源品位浪费。如果能有办法降低高压发生器中的压力，则既可解决因高压发生器压力过高而只能采用单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的遗憾，又因高压发生器的压力降低而使得所需的热源品位降低，从而使得那部分中间品位的能源也能得到充分利用，提升其利用效率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能降低高压发生器的压力，从而提高中、高品位热源的利用效率的1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组。
本发明的目的是这样实现的：一种1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，包括：蒸发器、一级吸收器、二级吸收器、高压发生器、低压发生器、二级发生器、冷凝器、高温热交换器、低温热交换器和二级热交换器，所述低压发生器的腔室与二级吸收器的腔室相连通；二级发生器的腔室与冷凝器的腔室相连通；出所述一级吸收器的一级溴化锂溶液进入高压发生器、低压发生器；出二级吸收器的二级溴化锂溶液通过二级热交换器接入二级发生器；出所述高压发生器的高温冷剂蒸汽分成两路分别接入低压发生器和二级发生器；出所述低压发生器和二级发生器的冷剂水再进入冷凝器；出所述冷凝器的冷剂水接入蒸发器。
一级溴化锂溶液在一级吸收器中吸收蒸发器中提取冷水（或余热源）热量后汽化产生的冷剂蒸汽，浓度变稀后进入高、低压发生器中被加热浓缩，低压发生器中一级溴化锂溶液浓缩产生的冷剂蒸汽再进入二级吸收器中被二级溴化锂溶液吸收，二级溴化锂溶液的浓度变稀后再进入二级发生器中被加热浓缩，浓缩出来的冷剂蒸汽再进入冷凝器中冷凝；而高温热源在高压发生器中浓缩一级溴化锂溶液产生的高温冷剂蒸汽则分两路进入低压发生器和二级发生器，作为热源分别加热浓缩其中的一级溴化锂溶液和二级溴化锂溶液，释放热量冷凝后再进入冷凝器。冷凝器内的冷剂水最后再回到蒸发器中作为制冷剂提取冷水（或余热源）中的热量。与双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组相比，本发明的高压发生器中浓缩一级溴化锂溶液产生的高温冷剂蒸汽，相当于是作为热源驱动了一台由蒸发器、一级吸收器、低压发生器、二级吸收器、二级发生器和冷凝器组成的两级吸收两级发生型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，由于两级吸收两级发生型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的能源利用效率约只有单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的一半，因此本发明所涉及产品的能源利用效率低于双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，约相当于1.5效。
本发明的有益效果是：
本发明通过增加二级吸收器和二级发生器，使低压发生器中一级溴化锂溶液浓缩产生的冷剂蒸汽先被二级吸收器中的浓度相对较低的二级溴化锂溶液吸收，从而使得低压发生器内的压力降低，溶液可以在较低的温度下被加热浓缩；而浓度相对较低的二级溴化锂溶液变稀后再进入与冷凝器压力相当的二级发生器中，其也可以在较低温度下被加热浓缩。因而作为低压发生器和二级发生器加热热源（高温冷剂蒸汽）来源的高压发生器的压力也可以降低，作为高压发生器驱动热源的高温热源的品位也可以降低。本发明所涉及的1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的能源利用效率（制冷COP）约1.05左右，是单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组能源利用效率（制冷COP ，约0.7~0.8）的1.3倍以上。
附图说明
图1为以往单效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的工作原理图。
图2为以往双效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的工作原理图。
图3为本发明1.5型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的工作原理图。
图中附图标记：
蒸发器1、一级吸收器2、高压发生器3、低压发生器4、二级吸收器5、二级发生器6、冷凝器7、高温热交换器8、低温热交换器9、二级热交换器10、一级溶液泵11、二级溶液泵12、冷剂泵13、吸收器14、发生器15、热交换器16、溶液泵17。
冷水（或余热源）进A1、冷水（或余热源）出A2、冷却水（或热媒水）进B1、冷却水（或热媒水）出B2、驱动热源进C1、驱动热源出C2。
图3为本发明所涉及的1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的一种应用实例图。该机组由蒸发器1、一级吸收器2、高压发生器3、低压发生器4、二级吸收器5、二级发生器6、冷凝器7、高温热交换器8、低温热交换器9、二级热交换器10、一级溶液泵11、二级溶液泵12、冷剂泵13、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀门等构成。冷水（或余热源）流经蒸发器1，冷却水（或热媒水）并联流经一级吸收器2、二级吸收器5和冷凝器7。机组运行时，被冷剂泵13抽出后从蒸发器1顶部喷下的冷剂水吸收流经蒸发器1传热管中的冷水（或余热源）热量，汽化后进入一级吸收器2，被其中的一级溴化锂溶液吸收，释放的热量进入冷却水（或热媒水）；一级吸收器2中一级溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被一级溶液泵11抽出，经低温热交换器9和高温热交换器8送入高压发生器3中被高温热源加热浓缩，浓缩后的中间溶液经高温热交换器8换热降温后进入低压发生器4中，被高压发生器3中溶液加热浓缩后产生的高温冷剂蒸汽再次加热浓缩，浓缩后的浓溶液经低温热交换器9换热降温后重新回到一级吸收器2中吸收冷剂蒸汽；高温冷剂蒸汽在低压发生器4中释放热量冷凝后进入冷凝器7，而低压发生器4中溶液浓缩产生的冷剂蒸汽则进入二级吸收器5，被其中的二级溴化锂溶液吸收，释放的热量进入冷却水（或热媒水）；二级吸收器5中的二级溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被二级溶液泵12抽出，经二级热交换器10送入二级发生器6中被高压发生器3过来的高温冷剂蒸汽加热浓缩，浓缩后的浓溶液经二级热交换器10换热降温后重新回到二级吸收器5中吸收冷剂蒸汽，高温冷剂蒸汽在二级发生器6中释放热量冷凝后进入冷凝器7，而浓缩分离出来的冷剂蒸汽也进入冷凝器7中，被冷却水（或热媒水）带走热量冷凝，冷凝后的冷剂水再重新回到蒸发器1中。
图3所示的1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组的一级溴化锂溶液是串联先流经高压发生器3、再流经低压发生器4，其也可以是串联先流经低压发生器4、再流经高压发生器3，或者是并联流经高压发生器3和低压发生器4。
图3所示的1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，冷却水（或热媒水）是并联流经一级吸收器2、二级吸收器5和冷凝器7，其也可以任意顺序地串联流经一级吸收器2、二级吸收器5和冷凝器7；或者是先流经一级吸收器2、二级吸收器5和冷凝器7中的任意一个，再并联流经其余两个；或者是先并联流经一级吸收器2、二级吸收器5和冷凝器7中的任意两个，再流经另外一个。

Claims (3)

1.一种5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：所述机组包括：蒸发器（1）、一级吸收器（2）、二级吸收器（5）、高压发生器（3）、低压发生器（4）、二级发生器（6）、冷凝器（7）、高温热交换器（8）、低温热交换器（9）和二级热交换器（10），所述低压发生器（4）的腔室与二级吸收器（5）的腔室相连通；二级发生器（6）的腔室与冷凝器（7）的腔室相连通；出所述一级吸收器（2）的一级溴化锂溶液进入高压发生器（3）、低压发生器（4）；出所述二级吸收器（5）的二级溴化锂溶液通过二级热交换器（10）进入二级发生器（6）；出所述高压发生器（3）的高温冷剂蒸汽分成两路分别进入低压发生器（4）和二级发生器（6）；出所述低压发生器（4）和二级发生器（6）的冷剂水再进入冷凝器（7）；出所述冷凝器（7）的冷剂水进入蒸发器（1）。
2.根据权利要求1所述的一种1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：出所述一级吸收器（2）的一级溴化锂溶液是串联先流经高压发生器（3）、再流经低压发生器（4）；或者是串联先流经低压发生器（4）、再流经高压发生器（3）；或者是并联流经高压发生器（3）和低压发生器（4）。
3.根据权利要求1或2所述的一种1.5效型溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：所述机组的冷却水或热媒水是并联流经一级吸收器（2）、二级吸收器（5）和冷凝器（7）；或者是任意顺序地串联流经一级吸收器（2）、二级吸收器（5）和冷凝器（7）；或者是先流经一级吸收器（2）、二级吸收器（5）和冷凝器（7）中的任意一个，再并联流经其余两个；或者是先并联流经一级吸收器（2）、二级吸收器（5）和冷凝器（7）中的任意两个，再流经另外一个。
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