CN103383159A

CN103383159A - 多类型的节能加热器

Info

Publication number: CN103383159A
Application number: CN2013103010119A
Authority: CN
Inventors: 刘辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-11-06

Abstract

多类型的节能加热器，主要由吸收器，第一溶液热交换器/第二溶液泵，低温发生器，第一溶液泵，第二溶液热交换器，高温发生器，第一冷凝器，第一节流阀，蒸发器，引射器、第二冷凝器和第二节流阀所组成，可以实现对余热、驱动热、和驱动蒸汽三种热源的高效利用，可以实现对加热温度区间偏高、加热范围偏窄的加热，具有的3个供热端，可以减少传热的不可逆损失。

Description

多类型的节能加热器

技术领域

本发明属于低温余热利用技术领域。

背景技术

吸收式热泵以热能为动力，采用逆卡诺循环实现热量由低温向高温传递，特别适合有大量废热的场合，废热的凝聚态可以是气态也可以是液态。对于以溴化锂水溶液为工质对的吸收式热泵，由于工质本身的物性，为确保热泵机组安全、稳定运行，对溶液的温度和浓度都有一定的要求，为使吸收式热泵能够在合理的温度、浓度区间运行并达到最佳的工作效率，人们开发了多效和多级吸收式热泵：在相同余热温度下，当吸收式热泵效数增加后，工作效率会提高，但对驱动热的要求会提高，供热温度的上限会下降；当级数增加后，对驱动热的要求会降低，供热温度上限可提高，但工作效率会下降，经济性变差，因此两者的优势不能兼顾。

吸收式热泵一般分为两类——第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵，前者需要以高温驱动热为动力，将低温位的余热提高，可称为增热型热泵，此类热泵的性能指数一定大于1，后者是以余热与环境温度间的温差为动力，不需要高温驱动热，即可获得高于余热自身的供热温度，又称为升温型热泵或热变换器，但它需要较低温的环境，且其性能指数一定小于1。

蒸汽喷射式热泵的工作原理是以蒸汽减压前后的能量差为动力，高压蒸汽通过喷嘴时产生高速气流，在喷嘴出口处产生低压区，在此区域将低压蒸汽吸入设备，高压蒸汽在膨胀的同时压缩低压蒸汽，用高压蒸汽的裕压提高低压蒸汽的品位，然后通过混合室进行良好混合，混合后的蒸汽再通过扩压室恢复部分压力损失，达到要求的蒸汽压力后供给热用户使用。根据高、低压蒸汽的参数可以对设备进行不同的结构设计，得到各种压力等级的蒸汽，满足不同热用户的要求。通过蒸汽喷射式热泵吸入的低压蒸汽既可以是放空的乏汽，也可以是高温凝结水产生的闪蒸汽，由于该类型的热泵只能回收蒸汽，对于低温的液态废热，如低温热水中含有的热量，则无法直接回收，大大限制了它的应用领域。

发明集两种热泵优势的多类型的节能加热器，将有助于解决上述两种热泵所难以解决的问题。

发明内容

本发明提供多类型的节能加热器。

⒈多类型的节能加热器，主要由吸收器，第一溶液热交换器，低温发生器，第一溶液泵，第二溶液热交换器，高温发生器，第一冷凝器，第一节流阀，蒸发器，引射器、第二冷凝器和第二节流阀所组成，其中，吸收器有稀溶液管路经第一溶液热交换器与低温发生器连通，低温发生器有稀溶液管路经第一溶液泵、第一溶液热交换器和第二溶液热交换器后与高温发生器连通，高温发生器有溶液管路经第二溶液热交换器与吸收器连通，低温发生器还有冷剂蒸汽通道与引射器引射入口连通，引射器出口还有冷剂蒸汽通道与第二冷凝器连通后第二冷凝器再有冷剂液管路经第二节流阀与第一冷凝器连通，高温发生器还有冷剂蒸汽通道与第一冷凝器连通，第一冷凝器有冷剂液管路经第一节流阀与蒸发器连通，第一冷凝器还有凝结水管路直接与外部连通，蒸发器有冷剂蒸汽通道与吸收器连通，蒸发器还有余热介质管路与外部连通，吸收器、第一冷凝器和第二冷凝器还分别有被加热介质管路与外部连通，高温发生器还有驱动热介质管路与外部连通，低温发生器还有余热介质管路与外部连通，引射器工作蒸汽入口还有驱动蒸汽管路与外部连通，形成多类型的节能加热器。

⒉多类型的节能加热器，主要由吸收器，第二溶液泵，低温发生器，第一溶液泵，第二溶液热交换器，高温发生器，第一冷凝器，第一节流阀，蒸发器，引射器、第二冷凝器和第二节流阀所组成，其中，吸收器有稀溶液管路经第一溶液泵和第二溶液热交换器与高温发生器连通，高温发生器有溶液管路经第二溶液热交换器与低温发生器连通，低温发生器有浓溶液管路经第二溶液泵与吸收器连通，低温发生器还有冷剂蒸汽通道与引射器引射入口连通，引射器出口还有冷剂蒸汽通道与第二冷凝器连通后第二冷凝器再有冷剂液管路经第二节流阀与第一冷凝器连通，高温发生器还有冷剂蒸汽通道与第一冷凝器连通，第一冷凝器有冷剂液管路经第一节流阀与蒸发器连通，第一冷凝器还有凝结水管路直接与外部连通，蒸发器有冷剂蒸汽通道与吸收器连通，蒸发器还有余热介质管路与外部连通，吸收器、第一冷凝器和第二冷凝器还分别有被加热介质管路与外部连通，高温发生器还有驱动热介质管路与外部连通，低温发生器还有余热介质管路与外部连通，引射器工作蒸汽入口还有驱动蒸汽管路与外部连通，形成多类型的节能加热器。

附图说明

附图1所示为本发明提供的第1种多类型的节能加热器结构和流程示意图。

附图2所示为本发明提供的第2种多类型的节能加热器结构和流程示意图。

图中，1—吸收器，2—第一溶液热交换器，3—低温发生器，4—第一溶液泵，5—第二溶液热交换器，6—高温发生器，7—第一冷凝器，8—第一节流阀，9—蒸发器，10—引射器，11—第二冷凝器，12—第二节流阀,13—第二溶液泵。

具体实施方式

图1所示的多类型的节能加热器是这样实现的：

①结构上，由吸收器1，第一溶液热交换器2，低温发生器3，第一溶液泵4，第二溶液热交换器5，高温发生器6，第一冷凝器7，第一节流阀8，蒸发器9，引射器10、第二冷凝器11和第二节流阀12所组成，其中，吸收器1有稀溶液管路经第一溶液热交换器2与低温发生器3连通，低温发生器3有稀溶液管路经第一溶液泵4、第一溶液热交换器2和第二溶液热交换器5后与高温发生器6连通，高温发生器6有溶液管路经第二溶液热交换器5与吸收器1连通，低温发生器3还有冷剂蒸汽通道与引射器10引射入口连通，引射器10出口还有冷剂蒸汽通道与第二冷凝器11连通后第二冷凝器11再有冷剂液管路经第二节流阀12与第一冷凝器7连通，高温发生器1还有冷剂蒸汽通道与第一冷凝器7连通，第一冷凝器7有冷剂液管路经第一节流阀8与蒸发器9连通，第一冷凝器7还有凝结水管路直接与外部连通，蒸发器9有冷剂蒸汽通道与吸收器1连通，蒸发器9还有余热介质管路与外部连通，吸收器1、第一冷凝器7和第二冷凝器11还分别有被加热介质管路与外部连通，高温发生器1还有驱动热介质管路与外部连通，低温发生器3还有余热介质管路与外部连通，引射器10工作蒸汽入口还有驱动蒸汽管路与外部连通，形成多类型的节能加热器。

②工艺上，余热介质流经低温发生器3、加热进入其内的溶液释放并向引射器10引射入口提供冷剂蒸汽，低温发生器3中的溶液经第一溶液泵4、第一溶液热交换器2和第二溶液热交换器5进入高温发生器6，驱动热介质流经高温发生器6、加热进入其内的溶液释放并向第一冷凝器7提供冷剂蒸汽，高温发生器6的浓溶液经第二溶液热交换器5进入吸收器1，吸收冷剂蒸汽并放热于被加热介质，吸收器1中的稀溶液第一溶液热交换器2进入低温发生器3，驱动蒸汽自引射器10工作蒸汽入口进入引射器10引射来自低温发生器3的冷剂蒸汽成中间压力和温度的冷剂蒸汽并向第二冷凝器11提供，第二冷凝器11中的冷剂蒸汽放热于被加热介质后得到的冷剂液，经第二节流阀12后进入第一冷凝器7，进入第一冷凝器7的冷剂介质放热于被加热介质成冷剂液，一部分经第一节流阀8节流后进入蒸发器9，另一部分以凝结水的形式排向外部，余热介质流经蒸发器9、加热进入其内的冷剂液成冷剂蒸汽并向吸收器1提供，形成多类型的节能加热器。

图2所示的多类型的节能加热器是这样实现的：

①结构上，由吸收器1，低温发生器3，第一溶液泵4，第二溶液热交换器5，高温发生器6，第一冷凝器7，第一节流阀8，蒸发器9，引射器10、第二冷凝器11、第二节流阀12和第二溶液泵13所组成，其中，吸收器1有稀溶液管路经第一溶液泵4和第二溶液热交换器5与高温发生器6连通，高温发生器6有溶液管路经第二溶液热交换器5与低温发生器3连通，低温发生器3有浓溶液管路经第二溶液泵13与吸收器1连通，低温发生器3还有冷剂蒸汽通道与引射器10引射入口连通，引射器10出口还有冷剂蒸汽通道与第二冷凝器11连通后第二冷凝器11再有冷剂液管路经第二节流阀12与第一冷凝器7连通，高温发生器1还有冷剂蒸汽通道与第一冷凝器7连通，第一冷凝器7有冷剂液管路经第一节流阀8与蒸发器9连通，第一冷凝器7还有凝结水管路直接与外部连通，蒸发器9有冷剂蒸汽通道与吸收器1连通，蒸发器9还有余热介质管路与外部连通，吸收器1、第一冷凝器7和第二冷凝器11还分别有被加热介质管路与外部连通，高温发生器1还有驱动热介质管路与外部连通，低温发生器3还有余热介质管路与外部连通，引射器10工作蒸汽入口还有驱动蒸汽管路与外部连通，形成多类型的节能加热器。

②工艺上，余热介质流经低温发生器3、加热进入其内的溶液释放并向引射器10引射入口提供冷剂蒸汽，低温发生器3中的溶液经第二溶液泵13进入吸收器1，吸收冷剂蒸汽并放热于被加热介质，吸收器1的稀溶液经第一溶液泵4和第二溶液热交换器5后进入高温发生器6，驱动热介质流经高温发生器6、加热进入其内的溶液释放并向第一冷凝器7提供冷剂蒸汽，高温发生器6的溶液经第二溶液热交换器5进入低温发生器3，驱动蒸汽自引射器10工作蒸汽入口进入引射器10引射来自低温发生器3的冷剂蒸汽成中间压力和温度的冷剂蒸汽并向第二冷凝器11提供，第二冷凝器11中的冷剂蒸汽放热于被加热介质后得到的冷剂液，经第二节流阀12后进入第一冷凝器7，进入第一冷凝器7的冷剂介质放热于被加热介质成冷剂液，一部分经第一节流阀8节流后进入蒸发器9，另一部分以凝结水的形式排向外部，余热介质流经蒸发器9、加热进入其内的冷剂液成冷剂蒸汽并向吸收器1提供，形成多类型的节能加热器。

本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的多类型的节能加热器具有如下的效果和优势：

①实现对低温余热介质的利用。低温发生器出口的冷剂蒸汽是经引射后被再度利用的，因此其温度和压力是较低的，而传统的吸收式工艺在相同的冷凝温度下是不能利用这么低温的驱动热的，传统的蒸汽喷射式热泵对于以液态形式存在的低温余热也是不能直接利用的，可见新发明有效解决了它们的局限；

②实现了对高品质驱动蒸汽的高效利用。采用引射的办法将低温发生器出口冷剂蒸汽提高并用来对外供热，使低温余热也能发挥作用，这充分体现了高品质驱动蒸汽的价值。

③采用本发明提供的方法，可以在上述两个优势的基础上，实现对加热温度区间偏高、加热范围偏窄的加热。第二冷凝器的存在使本发明的供热温度获得提高，低温发生器的存在使得进入吸收器的溶液浓度又获得一定的提高，在蒸发温度一定的条件下，吸收器出口溶液温度提高，从而可以实现对加热温度区间偏高、加热范围偏窄的加热。

④具有3个供热端，可以减少传热的不可逆损失。

Claims

1.多类型的节能加热器，主要由吸收器，第一溶液热交换器，低温发生器，第一溶液泵，第二溶液热交换器，高温发生器，第一冷凝器，第一节流阀，蒸发器，引射器、第二冷凝器和第二节流阀所组成，其中，吸收器有稀溶液管路经第一溶液热交换器与低温发生器连通，低温发生器有稀溶液管路经第一溶液泵、第一溶液热交换器和第二溶液热交换器后与高温发生器连通，高温发生器有溶液管路经第二溶液热交换器与吸收器连通，低温发生器还有冷剂蒸汽通道与引射器引射入口连通，引射器出口还有冷剂蒸汽通道与第二冷凝器连通后第二冷凝器再有冷剂液管路经第二节流阀与第一冷凝器连通，高温发生器还有冷剂蒸汽通道与第一冷凝器连通，第一冷凝器有冷剂液管路经第一节流阀与蒸发器连通，第一冷凝器还有凝结水管路直接与外部连通，蒸发器有冷剂蒸汽通道与吸收器连通，蒸发器还有余热介质管路与外部连通，吸收器、第一冷凝器和第二冷凝器还分别有被加热介质管路与外部连通，高温发生器还有驱动热介质管路与外部连通，低温发生器还有余热介质管路与外部连通，引射器工作蒸汽入口还有驱动蒸汽管路与外部连通，形成多类型的节能加热器。

2.多类型的节能加热器，主要由吸收器，第二溶液泵，低温发生器，第一溶液泵，第二溶液热交换器，高温发生器，第一冷凝器，第一节流阀，蒸发器，引射器、第二冷凝器和第二节流阀所组成，其中，吸收器有稀溶液管路经第一溶液泵和第二溶液热交换器与高温发生器连通，高温发生器有溶液管路经第二溶液热交换器与低温发生器连通，低温发生器有浓溶液管路经第二溶液泵与吸收器连通，低温发生器还有冷剂蒸汽通道与引射器引射入口连通，引射器出口还有冷剂蒸汽通道与第二冷凝器连通后第二冷凝器再有冷剂液管路经第二节流阀与第一冷凝器连通，高温发生器还有冷剂蒸汽通道与第一冷凝器连通，第一冷凝器有冷剂液管路经第一节流阀与蒸发器连通，第一冷凝器还有凝结水管路直接与外部连通，蒸发器有冷剂蒸汽通道与吸收器连通，蒸发器还有余热介质管路与外部连通，吸收器、第一冷凝器和第二冷凝器还分别有被加热介质管路与外部连通，高温发生器还有驱动热介质管路与外部连通，低温发生器还有余热介质管路与外部连通，引射器工作蒸汽入口还有驱动蒸汽管路与外部连通，形成多类型的节能加热器。