CN103256750A - 吸收式热泵机组 - Google Patents

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CN103256750A CN2013102046471A CN201310204647A CN103256750A CN 103256750 A CN103256750 A CN 103256750A CN 2013102046471 A CN2013102046471 A CN 2013102046471A CN 201310204647 A CN201310204647 A CN 201310204647A CN 103256750 A CN103256750 A CN 103256750A
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段永红
刘志清
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Abstract

本发明一种吸收式热泵机组,包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器及溶液热交换装置,蒸发器、吸收器、冷凝器内分别设有传热管,热媒传输管包括热媒输入总管、热媒输出总管及热媒中间管,还包括冷剂凝水热回收装置,所述冷剂凝水热回收装置设置于冷凝器和蒸发器之间,所述冷剂凝水热回收装置包括高温通道和低温通道,高温通道的进水端连接冷凝器内腔、出水端连接蒸发器内腔,低温通道的进水端连接热媒输入总管,低温通道的出水端连接热媒输出总管或热媒中间管。本发明可提高回收低温热源的热能利用率、提高机组热媒出力,使整个热泵机组的经济效益提高,而且还可以减少闪发对机组的损害,延长机组寿命。

Description

吸收式热泵机组
技术领域
本发明涉及一种热泵机组,具体说涉及一种吸收式热泵机组。
背景技术
吸收式热泵是将热量从低温热源向高温热源输送的一种利用低品位热源的循环系统,其回收利用低温热能,具有节约能源、保护环境的双重作用。
溴化锂吸收式热泵机组是一种以高温热源如蒸汽、高温热水、燃油、燃气等为驱动热源,溴化锂溶液为吸收剂,水为制冷剂,回收利用余热源(余热水)的热能,制取所需要的工艺或采暖用制热热媒(热水),实现从低温向高温输送热能的设备。如图1所示,现有的吸收式热泵机组由蒸发器1’、吸收器2’、冷凝器3’、发生器4’、溶液热交换装置5’、冷剂泵7’、溶液泵8’及连接上述各部件的管路组成,其具体工作过程如下:以蒸汽为驱动热源,蒸汽进入发生器4’的散热管内,发生器4’内的溴化锂溶液吸收热量并产生冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入冷凝器3’,加热流经冷凝器传热管31’内的热水后,自身冷凝成液体经节流后进入蒸发器1’,冷剂水经冷剂泵7’喷淋到蒸发器1’内的传热管11’表面,吸收流经传热管11’内的低温余热水的热量,使余热水温度降低后流出机组,冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽,进入吸收器2’,被发生器浓缩后的溴化锂溶液返回吸收器后喷淋,吸收从蒸发器过来的冷剂蒸汽,并放出热量,加热流经吸收器传热管的热水,热水流经吸收器、冷凝器升温后,输送给热用户。在热水出口温度要求高、余热水温度又较低的场合,这种吸收式热泵机组的冷凝温度与蒸发温度有较大的温度梯度,冷凝剂水进入蒸发器后发生冷剂闪发,闪发后的冷剂蒸汽不能发挥回收余热水余热的作用,所以机组回收低温热能性能较差,效率较低,经济性不强。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸收式热泵机组,可提高回收低温热源的热能利用率、提高机组热媒出力,提高机组经济效益。
为了实现上述目的,本发明的技术解决方案为:一种吸收式热泵机组,包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器及溶液热交换装置,蒸发器、吸收器、冷凝器内分别设有传热管,热媒传输管包括热媒输入总管、热媒输出总管及热媒中间管,还包括冷剂凝水热回收装置,所述冷剂凝水热回收装置设置于冷凝器和蒸发器之间,所述冷剂凝水热回收装置包括高温通道和低温通道,高温通道的进水端连接冷凝器内腔、出水端连接蒸发器内腔,低温通道的进水端连接热媒输入总管,低温通道的出水端连接热媒输出总管或热媒中间管。
本发明吸收式热泵机组,其中,所述发生器为双效发生器,包括低温发生器、高温发生器,所述溶液热交换装置包括低温热交换器、高温热交换器,低温热交换器、高温热交换器内分别设有稀溶液通道、浓溶液通道,低温发生器、高温发生器内分别设有低温换热管、高温换热管,高温发生器连接驱动热源,所述吸收器上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器的稀溶液通道入口,低温热交换器的稀溶液通道出口分别通过第一、第二出液管连接到低温发生器内腔、高温热交换器稀溶液通道,高温热交换器的稀溶液通道与高温发生器内腔入口连通,高温发生器上的蒸汽出口与低温换热管连通,低温换热管连通到所述冷凝器内腔,低温发生器上的浓缩液出口通过管路连接低温热交换器的浓溶液通道的入口端,高温发生器的浓缩液出口连接高温热交换器的浓溶液通道的入口端,高温热交换器的浓溶液通道的出口端连接到低温热交换器的浓溶液通道的入口端,低温热交换器的浓溶液通道的出口端连接到所述吸收器的浓缩液入口。
本发明吸收式热泵机组,其中,所述发生器为双效发生器,包括低温发生器、高温发生器,所述溶液热交换装置包括低温热交换器、高温热交换器,低温热交换器、高温热交换器内分别设有稀溶液通道、浓溶液通道,低温发生器、高温发生器内分别设有低温换热管、高温换热管,高温发生器连接驱动热源,所述吸收器上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器的稀溶液通道入口,低温热交换器的稀溶液通道出口通过出液管连接到低温发生器内腔,低温发生器上设有第一、第二浓缩液出口,第一浓缩液出口通过管路连接高温热交换器的稀溶液通道,高温热交换器的稀溶液通道与高温发生器内腔入口连通,高温发生器上的蒸汽出口与低温换热管连通,低温换热管连通到所述冷凝器内腔,高温发生器的浓缩液出口连接高温热交换器的浓溶液通道入口端,高温热交换器浓溶液通道的出口端连接到低温热交换器的浓溶液通道的入口端,低温发生器上的第二浓缩液出口通过管路连接到低温热交换器浓溶液通道的入口端,低温热交换器浓溶液通道的出口端连接到吸收器的浓缩液入口。
本发明吸收式热泵机组,其中,所述发生器为双效发生器,包括低温发生器、高温发生器,所述溶液热交换装置包括低温热交换器、高温热交换器,低温热交换器、高温热交换器内分别设有稀溶液通道、浓溶液通道,低温发生器、高温发生器内分别设有低温换热管、高温换热管,高温发生器连接驱动热源,所述吸收器上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器的稀溶液通道入口,低温热交换器的稀溶液通道出口通过出液管连接高温热交换器的稀溶液通道,高温热交换器的稀溶液通道与高温发生器内腔入口连通,高温发生器上的蒸汽出口与低温换热管连通,高温发生器的浓缩液出口连接高温热交换器浓溶液通道的入口端,高温热交换器浓溶液通道的出口端连接到低温发生器内腔,低温换热管连通到所述冷凝器内腔,低温发生器上的浓缩液出口通过管路连接低温热交换器浓溶液通道的入口端,低温热交换器浓溶液通道的出口端连接到所述吸收器的浓缩液入口。
本发明吸收式热泵机组,其中,所述发生器是喷淋式结构或满液式结构。
采用上述方案后,本发明吸收式热泵机组由于在冷凝器和蒸发器之间增设冷剂凝水热回收装置,因此有效利用冷凝器出来的冷剂凝水热量,使得经冷剂凝水热回收装置降温后的冷剂凝水进入蒸发器后减少无效的冷剂闪发,可提高回收低温热源的热能利用率、提高机组热媒出力,使整个热泵机组的经济效益提高,而且还可以减少闪发对机组的损害,延长机组寿命。
附图说明
图1是现有吸收式热泵机组的结构示意图;
图2是本发明吸收式热泵机组实施例一的结构示意图;
图3是本发明吸收式热泵机组实施例二的结构示意图;
图4是本发明吸收式热泵机组实施例三的结构示意图;
图5是本发明吸收式热泵机组实施例四的结构示意图;
图6是本发明吸收式热泵机组实施例五的结构示意图;
图7是本发明吸收式热泵机组实施例六的结构示意图;
图8是本发明吸收式热泵机组实施例七的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示,本发明吸收式热泵机组实施例一,包括蒸发器1、吸收器2、冷凝器3、发生器4、溶液热交换装置5、冷剂凝水热回收装置6、冷剂泵7、溶液泵8及连接上述各部件的管道,发生器4内充有溴化锂溶液并且发生器4内设有热源管41,蒸发器1、吸收器2、冷凝器3内分别设有传热管11、21、31,热媒传输管包括热媒输入总管91、热媒输出总管92及热媒中间管93,吸收器2的传热管21连接热媒输入总管91,冷凝器3的传热管31连接热媒输出总管92,吸收器2的传热管21与冷凝器3的传热管31之间连接有热媒中间管93,冷剂凝水热回收装置6设置于冷凝器3和蒸发器1之间,冷剂凝水热回收装置6为热交换器,包括壳体61及设置在壳体61内的热水管62、冷水管63,热水管62形成高温通道,冷水管63形成低温通道,热水管62的进水端连接冷凝器3内腔、出水端连接蒸发器1内腔,冷水管63的进水端连接热媒输入总管91、出水端连接热媒输出总管92。
本发明吸收式热泵机组工作时以蒸汽为驱动热源,蒸汽进入发生器4内的热源管41,在发生器4内加热溴化锂溶液并产生冷剂蒸汽即水蒸气,冷剂蒸汽进入冷凝器3,在冷凝器3内与流经冷凝器3的传热管31内的热媒热交换使传热管31内的热媒温度升高,冷剂自身冷凝成液体后进入冷剂凝水热回收装置6的热水管62内,加热通入冷水管63内的热媒后自身被降温,降温后经节流进入蒸发器1,在蒸发器1内冷剂水经冷剂泵喷淋到蒸发器1的传热管11表面,吸收流经传热管11的低温余热水的热量,使余热水温度降低后流出机组,冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽,进入吸收器2,被发生器4浓缩后的溴化锂溶液返回吸收器2后喷淋,吸收从蒸发器1过来的冷剂蒸汽,并放出热量,加热流经吸收器2的传热管21的热媒。热媒流经吸收器2、冷凝器3升温后,与流经冷剂凝水热回收器6的热媒汇合后输送给热用户。另外,驱动热源还可选用热水、多组分气体、多组分液体、燃气、燃油、烟气等。
如图3所示,本发明吸收式热泵机组实施例二,与实施例一不同之处在于,冷水管63的出水端连接热媒中间管93,在工作过程中,通入冷水管63内的热媒经初步余热后经热媒中间管93进入冷凝器3内的传热管31,在冷凝器3内经进一步升温后输送给热用户。
如图4所示,本发明吸收式热泵机组实施例三,与实施例一不同之处在于,发生器为双效发生器,包括低温发生器43、高温发生器45,溶液热交换装置5包括低温热交换器51、高温热交换器52,低温热交换器51、高温热交换器52内分别设有换热管513、523,换热管513、523形成浓溶液通道,低温热交换器51、高温热交换器52内腔形成稀溶液通道,高温发生器45、低温发生器43内均充有溴化锂溶液,并且低温发生器43、高温发生器45内分别设有低温换热管431、高温换热管451,高温发生器45连接驱动热源,吸收器2上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器51内腔入口,低温热交换器51的内腔出口通过第一出液管511连接到低温发生器43内腔,通过第二出液管512连通高温热交换器52内腔,高温热交换器52的内腔与高温发生器45内腔入口连通,高温发生器45上的蒸汽出口与低温换热管431连通,低温换热管431连通到冷凝器3内腔,低温发生器43上的浓缩液出口通过管路连接低温热交换器51的换热管513的入口端,高温发生器45的浓缩液出口连接高温热交换器52的换热管523的入口端,高温热交换器52的换热管523的出口端连接到低温热交换器51的换热管513的入口端,低温热交换器51的换热管513的出口端连接到吸收器2的浓缩液入口。
实施例三的吸收式热泵机组,在工作过程中与实施例一不同之处在于吸收器2内的稀溶液经溶液泵8后进入低温热交换器51,经低温热交换器51预热后一部分经第一出液管511进入低温发生器43,另一部分经第二出液管512进入高温热交换器52,经高温热交换器52预热后进入高温发生器45,在高温发生器45内,稀溴化锂溶液吸收高温换热管451内的驱动热源的热量,产生的蒸汽进入低温换热管431,在低温发生器43内,稀溴化锂溶液与低温换热管431换热,低温发生器43腔体内的蒸汽及低温换热管431内的蒸汽均进入冷凝器3内,低温发生器43内产生蒸汽后的浓缩溴化锂溶液及高温发生器45内的经高温换热器52的换热管523换热后的浓缩溴化锂溶液汇合后进入低温换热器51的换热管513,经换热管513后在吸收器2内喷淋。
如图5所示,本发明吸收式热泵机组实施例四,与实施例一不同之处在于,发生器为双效发生器,包括低温发生器43、高温发生器45,所述溶液热交换装置5包括低温热交换器51、高温热交换器52,低温热交换器51、高温热交换器52内分别设有换热管513、523,高温发生器45、低温发生器43内均充有溴化锂溶液,并且低温发生器43、高温发生器45内分别设有低温换热管431、高温换热管451,高温发生器45连接驱动热源,吸收器2上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器51内腔入口,低温热交换器51的内腔出口通过出液管515连接到低温发生器43内腔,低温发生器43上设有第一、第二浓缩液出口433、435,第一浓缩液出口433通过管路连接高温热交换器52的内腔,高温热交换器52的内腔与高温发生器45内腔入口连通,高温发生器45上的蒸汽出口与低温换热管431连通,低温换热管431连通到冷凝器3内腔,高温发生器45的浓缩液出口连接高温热交换器52的换热管523的入口端,高温热交换器52的换热管523的出口端连接到低温热交换器51的换热管513的入口端,低温发生器43上的第二浓缩液出口435通过管路连接到低温热交换器51的换热管513的入口端,低温热交换器51的换热管513的出口端连接到吸收器2的浓缩液入口。
实施例四的吸收式热泵机组,在工作过程中与实施例三不同之处在于,稀溶液从低温换热器51进入低温发生器43,低温发生器43内的浓缩溶液一路经第一浓缩液出口433进入高温换热器52,另一路经第二浓缩液出口435与高温发生器45流出的浓缩液汇合后进入低温热交换器51的换热管513的入口端。
如图6所示,本发明吸收式热泵机组实施例五,与实施例一不同之处在于,发生器为双效发生器,包括低温发生器43、高温发生器45,所述溶液热交换装置5包括低温热交换器51、高温热交换器52,低温热交换器51、高温热交换器52内分别设有换热管513、523,高温发生器45、低温发生器43内均充有溴化锂溶液,并且低温发生器43、高温发生器45内分别设有低温换热管431、高温换热管451,高温发生器45连接驱动热源,吸收器2上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器51内腔入口,低温热交换器51的内腔出口通过出液管515连接到高温热交换器52内腔,高温热交换器52内腔与高温发生器45内腔入口连通,高温发生器45上的蒸汽出口与低温换热管431连通,低温换热管431连通到冷凝器3内腔,高温发生器45的浓缩液出口连接高温热交换器52的换热管523的入口端,高温热交换器52的换热管523的出口端连接到低温发生器43内腔。
实施例五的吸收式热泵机组,在工作过程中与实施例三不同之处在于,稀溶液从低温换热器51进入高温热交换器52,再进入高温发生器45内腔,从高温发生器45蒸发出的蒸汽进入低温换热管431内,经低温换热管431进入冷凝器3,从高温发生器45的浓缩液出口流出的浓缩液进入高温热交换器52的高温换热管521内,在高温热交换器52内热交换后进入低温发生器43内,低温发生器43内的浓缩溶液进入低温热交换器51的换热管513的入口端。
如图7所示本发明吸收式热泵机组实施例六,与实施例一不同之处在于,低温热媒经热媒输入总管91输入后,一路进入冷剂凝水热回收装置6、一路进入吸收器2的传热管21内,另一路进入冷凝器3的传热管31内。
如图8所示本发明吸收式热泵机组实施例七,与实施例一不同之处在于,热媒输入总管91连接在冷凝器3的传热管31上,热媒输出总管92连接在吸收器2的传热管21上。
上述各实施例中,冷水管63的出水端均可连接到热媒中间管93上,冷剂凝水热回收装置6、低温热交换器51、高温热交换器52还可选用其他结构形式,蒸发器、吸收器、冷凝器可视工况不同选择单个或多个,所述各发生器可选择喷淋式结构或满液式结构,并且上述各实施例中,溴化锂可由氨水或氟利昂代替。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种吸收式热泵机组,包括蒸发器(1)、吸收器(2)、冷凝器(3)、发生器(4)及溶液热交换装置(5),蒸发器(1)、吸收器(2)、冷凝器(3)内分别设有传热管(11、21、31),热媒传输管包括热媒输入总管(91)、热媒输出总管(92)及热媒中间管(93),其特征在于:还包括冷剂凝水热回收装置(6),所述冷剂凝水热回收装置(6)设置于冷凝器(3)和蒸发器(1)之间,所述冷剂凝水热回收装置(6)包括高温通道和低温通道,高温通道的进水端连接冷凝器(3)内腔、出水端连接蒸发器(1)内腔,低温通道的进水端连接热媒输入总管(91),低温通道的出水端连接热媒输出总管(92)或热媒中间管(93)。
2.如权利要求1所述的吸收式热泵机组,其特征在于:所述发生器为双效发生器,包括低温发生器(43)、高温发生器(45),所述溶液热交换装置(5)包括低温热交换器(51)、高温热交换器(52),低温热交换器(51)、高温热交换器(52)内分别设有稀溶液通道、浓溶液通道,低温发生器(43)、高温发生器(45)内分别设有低温换热管(431)、高温换热管(451),高温发生器(45)连接驱动热源,所述吸收器(2)上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器(51)的稀溶液通道入口,低温热交换器(51)的稀溶液通道出口分别通过第一、第二出液管(511、512)连接到低温发生器(43)内腔、高温热交换器(52)稀溶液通道,高温热交换器(52)的稀溶液通道与高温发生器(45)内腔入口连通,高温发生器(45)上的蒸汽出口与低温换热管(431)连通,低温换热管(431)连通到所述冷凝器(3)内腔,低温发生器(43)上的浓缩液出口通过管路连接低温热交换器(51)的浓溶液通道的入口端,高温发生器(45)的浓缩液出口连接高温热交换器(52)的浓溶液通道的入口端,高温热交换器(52)的浓溶液通道的出口端连接到低温热交换器(51)的浓溶液通道的入口端,低温热交换器(51)的浓溶液通道的出口端连接到所述吸收器(2)的浓缩液入口。
3.如权利要求1所述的吸收式热泵机组,其特征在于:所述发生器为双效发生器,包括低温发生器(43)、高温发生器(45),所述溶液热交换装置(5)包括低温热交换器(51)、高温热交换器(52),低温热交换器(51)、高温热交换器(52)内分别设有稀溶液通道、浓溶液通道,低温发生器(43)、高温发生器(45)内分别设有低温换热管(431)、高温换热管(451),高温发生器(45)连接驱动热源,所述吸收器(2)上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器(51)的稀溶液通道入口,低温热交换器(51)的稀溶液通道出口通过出液管(515)连接到低温发生器(43)内腔,低温发生器(43)上设有第一、第二浓缩液出口(433、435),第一浓缩液出口(433)通过管路连接高温热交换器(52)的稀溶液通道,高温热交换器(52)的稀溶液通道与高温发生器(45)内腔入口连通,高温发生器(45)上的蒸汽出口与低温换热管(431)连通,低温换热管(431)连通到所述冷凝器(3)内腔,高温发生器(45)的浓缩液出口连接高温热交换器(52)的浓溶液通道入口端,高温热交换器(52)浓溶液通道的出口端连接到低温热交换器(51)的浓溶液通道的入口端,低温发生器(43)上的第二浓缩液出口(435)通过管路连接到低温热交换器(51)浓溶液通道的入口端,低温热交换器(51)浓溶液通道的出口端连接到吸收器(2)的浓缩液入口。
4.如权利要求1所述的吸收式热泵机组,其特征在于:所述发生器为双效发生器,包括低温发生器(43)、高温发生器(45),所述溶液热交换装置(5)包括低温热交换器(51)、高温热交换器(52),低温热交换器(51)、高温热交换器(52)内分别设有稀溶液通道、浓溶液通道,低温发生器(43)、高温发生器(45)内分别设有低温换热管(431)、高温换热管(451),高温发生器(45)连接驱动热源,所述吸收器(2)上的稀溶液出口通过管路连接到低温热交换器(51)的稀溶液通道入口,低温热交换器(51)的稀溶液通道出口通过出液管(515)连接高温热交换器(52)的稀溶液通道,高温热交换器(52)的稀溶液通道与高温发生器(45)内腔入口连通,高温发生器(45)上的蒸汽出口与低温换热管(431)连通,高温发生器(45)的浓缩液出口连接高温热交换器(52)浓溶液通道的入口端,高温热交换器(52)浓溶液通道的出口端连接到低温发生器(43)内腔,低温换热管(431)连通到所述冷凝器(3)内腔,低温发生器(43)上的浓缩液出口通过管路连接低温热交换器(51)浓溶液通道的入口端,低温热交换器(51)浓溶液通道的出口端连接到所述吸收器(2)的浓缩液入口。
5.如权利要求2或3或4所述的吸收式热泵机组,其特征在于:所述发生器(4)是喷淋式结构或满液式结构。
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