CN104930619B - 蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统 - Google Patents

蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明蒸发冷却‑吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,包括有通过水管网连接的蒸发冷却空调机组和溴化锂吸收式热泵;蒸发冷却空调机组通过竖壁射流送风系统与空调区连接。本发明蒸发冷却‑吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,将蒸发冷却机组和溴化锂吸收式热泵机组结合,将汽轮机乏汽热量作为驱动势,不仅在节约能源的同时实现了空调系统的冬夏两用,还实现了对空气的净化及加湿;通过改善送风方式,能为空调区更加合理的送风。

Description

蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统
技术领域
本发明属于空调制冷设备技术领域,具体涉及一种蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统。
背景技术
在我国的发电行业中,除了有水利发电和核电站发电之外,绝大部分是利用蒸汽轮机发电。由于从蒸汽轮机出来的乏汽具有很高的温度,所以通常要对其进行降温处理,目前大多是采用湿冷塔或空冷塔的方式对乏汽进行冷凝降温,这样容易造成能源的大量浪费;若能充分利用汽轮机乏汽的热量作为驱动势为空调系统提供冷水或热水,就能有效的提高能源利用率,从而节约大量的能源。
在发电厂的生活区和办公区内,通常使用的空调系统是传统的机械制冷空调系统,虽然在应用中能较好的满足空调区的温湿度要求,但非常耗电,造成能源浪费现象比较严重;并且电厂周围空气受煤灰渣的影响,空气品质较低。
针对机械制冷空调系统存在的弊端,如今部分发电厂的办公区采用的是直接蒸发冷却空调系统,这不仅能在一定程度上节省能耗,还能对空气起到良好的净化作用;但是直接蒸发冷却空调系统也存在着一些亟待解决的不足之处,如:直接蒸发冷却空调系统无法提供热空气,所以在冬季的使用受到了限制,而且冬季的空气一般比较干燥,常常需要对空气进行加湿处理,采用常规的加湿方式容易造成房间热负荷的增加。
除此之外,现有的空调系统采用的置换通风方式及顶部送风方式并不能使冷、热气流均匀的充满空调区,无法满足空调区活动人员对舒适性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,将蒸发冷却机组和溴化锂吸收式热泵结合,并将蒸汽轮机的乏汽热量作为驱动势,不仅在节约能源的同时实现了空调系统的冬夏两用,还实现了对空气的净化及加湿;另外改善了送风方式,能为空调区更加合理的送风。
本发明所采用的技术方案是,蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,包括有通过水管网连接的蒸发冷却空调机组和溴化锂吸收式热泵;蒸发冷却空调机组通过竖壁射流送风系统与空调区连接。
本发明的特点还在于:
蒸发冷却空调机组,包括有机组壳体,机组壳体相对的两侧壁上分别设置有新风口、送风口,送风口与竖壁射流送风系统连接;机组壳体内按空气进入后的流动方向依次设置有表冷器、喷淋式冷却室及离心风机;表冷器、喷淋式冷却室通过水管网与溴化锂吸收式热泵连接。
竖壁射流送风系统,包括有与送风口连接的送风管,送风管伸入空调区内且紧贴空调区的墙壁设置,伸入空调区内的送风管上均匀设置有多个竖直送风的射流送风口。
喷淋式冷却室内设置有喷淋设备和循环水箱;喷淋设备由水平设置的喷水器和竖直设置的靶式撞击流喷水单元组成,循环水箱设置于喷水器和靶式撞击流喷水单元的下方;喷水器由水平设置的布水管b和多个均匀设置于布水管b上且面向下喷淋水的喷嘴b组成;靶式撞击流喷水单元由竖直设置的喷淋管和多个均匀设置于喷淋管上且面向前方喷淋水的靶式撞击流喷嘴组成;
溴化锂吸收式热泵,包括有热泵壳体,热泵壳体内的上部设置有发生器和冷凝器;发生器的下方设置有与发生器连接的吸收器;冷凝器的下方设置有与冷凝器连接的蒸发器;吸收器、蒸发器通过水管网分别与表冷器、喷淋式冷却室内的喷淋设备连接。
吸收器,包括有盘管,盘管的出水端连接有第一水管,第一水管穿过冷凝器,第一水管通过供水管a与表冷器的进水口连接,第一水管还通过供水管b与布水管b连接;盘管的入水端连接有第二水管,第二水管通过出水管a与表冷器的出水口连接,第二水管还通过出水管b与循环水箱连接;盘管的上方设置有吸收器用布水单元,吸收器用布水单元由布水管a与多个均匀设置于布水管a上的喷嘴a组成,布水管a直接与发生器连接;盘管的下方设置有储液箱,储液箱内填充有溴化锂溶液,储液箱通过供液管与发生器连接。
冷凝器为填充有冷水的冷水箱;冷凝器一侧壁上开设有与发生器连通的风口,能使发生器内的空气流入冷凝器内;冷凝器通过冷水管44与蒸发器连接。
发生器,包括填充有溴化锂溶液的发生器箱体,发生器箱体内设置有冷却盘管,冷却盘管一端设置有乏汽入口,冷却盘管的另一端设置有冷凝水出口。
蒸发器,包括有蒸发冷却盘管,蒸发冷却盘管的出水口通过第三水管与喷淋管连接;蒸发冷却盘管的进水口通过第四水管分别与第二水管、出水管b连接;蒸发冷却盘管的上方设置有蒸发器用布水单元,蒸发器用布水单元由布水管c和多个均匀设置于布水管c上的喷嘴c组成;蒸发冷却盘管的下方设置有蓄水箱,蓄水箱通过蓄水管与布水管c连接;蓄水箱还与冷水管连接。
第三水管上设置有给水泵a和阀门c;第四水管设置有阀门b;蓄水管上设置有循环水泵b。
第一水管上设置有给水泵c和阀门e;第二水管上设置有阀门a;供液管上设置有循环水泵a;储液箱外包裹有绝热板。
本发明的有益效果在于:
1)本发明的发电厂用空调系统将溴化锂吸收式热泵和蒸发冷却空调机组结合,以蒸汽轮机乏汽作为驱动势,回收利用了乏汽的热量,实现了乏汽的冷凝,在节约能源的同时提高了发电效率。
2)本发明的发电厂用空调系统能适用于不同的季节,根据季节的不同,溴化锂吸收式热泵可以通过调节阀门,合理的供给蒸发冷却空调机组冷水或热水,实现空调系统夏季制冷及冬季制热的功能。
3)本发明的发电厂用空调系统内采用了蒸发冷却空调机组,该蒸发冷却空调机组内设置有表冷器和喷淋设备,喷淋设备可以根据室内温湿度要求进行喷淋水量的调节,节约喷淋水量;在冬季,喷淋设备喷淋出来的是热水,实现了对空气的升温加湿,避免了普通加湿方式带来热负荷增加的问题;此外,喷淋设备还能对空气起到洗涤净化的作用,避免电厂周围煤灰渣等杂质对空气质量的影响。
4)在本发明的发电厂用空调系统内,蒸发冷却空调机组中的喷淋设备采用了靶式撞击流喷嘴和普通喷嘴相结合的方式,增加了布水的均匀性。
5)本发明的发电厂用空调系统配设有独特的送风方式,对空调区的送风采用紧贴墙壁竖直射流送风的形式,能在墙壁表面形成冷空气层,有效减弱室外负荷的作用,并且使冷热气流能够更均匀的充满空调区,提高室内活动人员的舒适感。
附图说明
图1是本发明蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统的结构示意图。
图中,1.乏汽入口,2.冷凝水出口,3.发生器,4.布水管a,5.循环水泵a,6.盘管,7.绝热板,8.循环水泵b,9.蒸发冷却盘管,10.阀门a,11.给水泵a,12.阀门b,13.阀门c,14.出水管a,15.给水泵b,16.喷淋用供水管,17.循环水箱,18.阀门d,19.出水管b,20.靶式撞击流喷嘴,21.离心风机,22.射流送风口,23.布水管b,24.供水管a,25.供水管b,26.表冷器,27.阀门e,28.新风口,29.给水泵c,30.布水管c,31.冷凝器,32.空调区,33.供液管,34.蓄水管,35.送风管,36.冷却盘管,37.喷嘴a,38.喷嘴c,39.储液箱,40.蓄水箱,41喷嘴b,42.喷淋管,43.送风口,44.冷水管,G1.第一水管,G2.第二水管,G3.第三水管,G4.第四水管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,其结构如图1所示,包括有通过水管网连接的蒸发冷却空调机组和溴化锂吸收式热泵;蒸发冷却空调机组通过竖壁射流送风系统与空调区32连接。
蒸发冷却空调机组,包括有机组壳体,机组壳体相对的两侧壁上分别设置有新风口28、送风口43,新风口28内设置有风阀,送风口43与竖壁射流送风系统连接;机组壳体内按空气进入后的流动方向依次设置有表冷器26、喷淋式冷却室及离心风机21;表冷器26、喷淋式冷却室通过水管网与溴化锂吸收式热泵连接。
竖壁射流送风系统,包括有与送风口43连接的送风管35,送风管35伸入空调区32内且紧贴空调区32的墙壁设置,伸入空调区32内的送风管35上均匀设置有多个竖直送风的射流送风口22。
喷淋式冷却室内设置有喷淋设备和循环水箱17,喷淋设备由水平设置的喷水器和竖直设置的靶式撞击流喷水单元组成,循环水箱17设置于喷水器和靶式撞击流喷水单元的下方;喷水器由水平设置的布水管b23和多个均匀设置于布水管b23上且面向下喷水的喷嘴b41组成;靶式撞击流喷水单元由竖直设置的喷淋管42和多个均匀设置于喷淋管42上且面向前方喷水的靶式撞击流喷嘴20组成。
溴化锂吸收式热泵,包括有热泵壳体,热泵壳体内的上部并列设置有发生器3和冷凝器31;发生器3的下方设置有与发生器3连接的吸收器;冷凝器31的下方设置有与冷凝器31连接的蒸发器;吸收器、蒸发器通过水管网分别与表冷器26、喷淋式冷却室内的喷淋设备连接。
吸收器,包括有盘管6,盘管6的出水端连接有第一水管G1,第一水管G1穿过冷凝器31,第一水管G1通过供水管a24与表冷器26的进水口连接,第一水管G1还通过供水管b25与布水管b23连接;盘管6的入水端连接有第二水管G2,第二水管G2通过出水管a14与表冷器26的出水口连接,第二水管G2还通过出水管b19与循环水箱17连接;盘管6的上方设置有吸收器用布水单元,吸收器用布水单元由布水管a4与多个均设置于布水管a4上的喷嘴a37组成,布水管a4直接与发生器3连接;盘管6的下方设置有储液箱39,储液箱39内填充有溴化锂溶液,储液箱39通过供液管33与发生器3连接。
第一水管G1上设置有给水泵c29和阀门e27;第二水管G2上设置有阀门a10;供液管33上设置有循环水泵a5;储液箱39外包裹有绝热板7。
冷凝器31为填充有冷水的冷水箱;冷凝器31一侧壁上开设有与发生器3连通的风口,能使发生器3内的空气流入冷凝器31内;冷凝器通过冷水管44与蒸发器连接。
发生器3,包括填充有溴化锂溶液的发生器箱体,发生器箱体内设置有冷却盘管36,冷却盘管36一端设置有乏汽入口1,冷却盘管36的另一端设置有冷凝水出口2。
蒸发器,包括有蒸发冷却盘管9,蒸发冷却盘管9的出水口通过第三水管G3与蒸发冷却空调机组内的喷淋管42连接;蒸发冷却盘管9的进水口通过第四水管G4分别与第二水管G2、出水管b19连接;蒸发冷却盘管9的上方设置有蒸发器用布水单元,蒸发器用布水单元由布水管c30和多个均设置于布水管c30上的喷嘴c38组成;蒸发冷却盘管9的下方设置有蓄水箱40,蓄水箱40通过蓄水管34与布水管c30连接,蓄水箱40与冷水管44连接。
第三水管G3上设置有给水泵a11和阀门c13;第四水管G4设置有阀门b12;蓄水管34上设置有循环水泵b8。
本发明蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,其蒸发冷却机组的工作流程如下:
1)蒸发冷却风系统:
a.在夏季:开启风阀后,室外新风通过新风口28进入蒸发冷却空调机组内,然后流入喷淋式冷却室中,在靶式撞击流喷水单元处被加湿冷却(由靶式撞击流喷嘴20喷水),待达到送风温湿度后,在离心风机21的作用下沿送风管35输送,由送风管35上多个竖直送风的射流送风口22送到空调区32内。
b.在冬季:开启风阀后,室外新风通过新风口28进入蒸发冷却机组内,经过通入热水的表冷器26处理后,室外新风的温度升高,温度升高的室外新风进入喷淋式冷却室内,此时由喷水器进行喷淋,实现了对室外新风的加热加湿过程,待达到送风温湿度后,在离心风机21的作用下,处理好的室外新风沿送风管35输送,由送风管35上多个竖直送风的射流送风口22送到空调区32内。
2)蒸发冷却水系统:
a.在夏季:关闭阀门a10,此时第二水管G2内不流水;关闭阀门d18和阀门e27,出水管a14、第一水管G1及供水管a24内均不流水,表冷器26停止工作;打开阀门b12和阀门c13,经过溴化锂吸收式热泵换热后的冷水在给水泵a11的作用下,依次沿第三水管G3、喷淋用供水管16送入喷淋管42内,由喷淋管42上的多个靶式撞击流喷嘴20喷出后和空气进行热湿交换,最后落入循环水箱17内,循环水箱17内的水再在给水泵b15的作用下沿出水管b19、第四水管G4送入溴化锂吸收式热泵,如此循环往复。
b.在冬季:给水泵a11处于停止工作状态,关闭阀门b12和阀门c13,此时第四水管G4和第三水管G3内均不流水;打开阀门a10、阀门d18和阀门e27,经过溴化锂吸收式热泵换热后的热水,在给水泵c29的作用下分为两部分流动:一部分热水沿供水管a24送入表冷器26内,使空气温度升高;另一部分热水沿供水管b25送入喷水器内进行喷淋,与空气换湿后,落回到循环水箱17内,再在给水泵b15的作用下送回到溴化锂吸收式热泵,如此循环往复。
本发明蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,其溴化锂吸收式热泵的工作流程为:
1)制热:蒸汽轮机的乏汽沿乏汽入口1进入吸收器的冷却盘管36内,冷却盘管36浸没于盛有溴化锂溶液的发生器3中,蒸汽轮机的乏汽经换热后,沿冷凝水出口2流出,此时的溴化锂溶液因为吸收热量使其所含水分蒸发,变为水蒸汽,水蒸气进入冷凝器31内进行冷凝放热,由于与盘管6连接的第一水管G1穿过冷凝器31,实现了对盘管6中的热水再次加热,经加热后的热水通过第一水管G1供给蒸发冷却机组,水蒸气变成液体落入冷凝器31中;与此同时,发生器3中的溴化锂溶液已变成温度高的浓溶液,温度高的浓溶液流入布水管a4内,由布水管a4上的喷嘴a37进行喷淋,溴化锂浓溶液吸收水蒸气后放出热量,实现了对盘管6中水的加热过程,待换热完成后,落回到储液箱39中,储液箱39内液体在循环水泵a5的作用下,沿供液管33送入发生器3,循环往复。
2)制冷:冷凝器31中的冷水沿冷水管44落入蒸发器9的蓄水箱40中,在循环水泵b8的作用下将水经蓄水管34送入布水管c30内,由布水管c30上的多个喷嘴c38进行喷淋,依靠水分蒸发潜热实现对蒸发冷却盘管9内的水进行降温,换热完成后的水落入蒸发器9内的蓄水箱40中,如此循环往复。
本发明蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,将蒸发冷却机组和溴化锂吸收式热泵结合,并将蒸汽轮机的乏汽热量作为驱动势,不仅在节约能源的同时实现了空调系统的冬夏两用,还实现了对空气的净化及加湿;另外改善了送风方式,能为空调区更加合理的送风。

Claims (7)

1.蒸发冷却-吸收式热泵相结合的发电厂用空调系统,其特征在于,包括有通过水管网连接的蒸发冷却空调机组和溴化锂吸收式热泵;所述蒸发冷却空调机组通过竖壁射流送风系统与空调区(32)连接;
所述蒸发冷却空调机组,包括有机组壳体,机组壳体相对的两侧壁上分别设置有新风口(28)、送风口(43),所述送风口(43)与竖壁射流送风系统连接;
所述机组壳体内按空气进入后的流动方向依次设置有表冷器(26)、喷淋式冷却室及离心风机(21);
所述表冷器(26)、喷淋式冷却室通过水管网与溴化锂吸收式热泵连接;
所述竖壁射流送风系统,包括有与送风口(43)连接的送风管(35),所述送风管(35)伸入空调区(32)内且紧贴空调区(32)的墙壁设置,伸入空调区(32)内的送风管(35)上均匀设置有多个竖直送风的射流送风口(22);
所述喷淋式冷却室内设置有喷淋设备和循环水箱(17);所述喷淋设备由水平设置的喷水器和竖直设置的靶式撞击流喷水单元组成,所述循环水箱(17)设置于喷水器和靶式撞击流喷水单元的下方;
所述喷水器由水平设置的布水管b(23)和多个均匀设置于布水管b(23)上且面向下喷淋水的喷嘴b(41)组成;
所述靶式撞击流喷水单元由竖直设置的喷淋管(42)和多个均匀设置于喷淋管(42)上且面向前方喷淋水的靶式撞击流喷嘴(20)组成;
所述溴化锂吸收式热泵,包括有热泵壳体,热泵壳体内的上部设置有发生器(3)和冷凝器(31);所述发生器(3)的下方设置有与发生器(3)连接的吸收器;所述冷凝器(31)的下方设置有与冷凝器(31)连接的蒸发器;
所述吸收器、蒸发器通过水管网与表冷器(26)、喷淋式冷却室内的喷淋设备连接。
2.根据权利要求1所述的发电厂用空调系统,其特征在于,所述吸收器,包括有盘管(6),所述盘管(6)的出水端连接有第一水管(G1),所述第一水管(G1)穿过冷凝器(31),所述第一水管(G1)通过供水管a(24)与表冷器(26)的进水口连接,所述第一水管(G1)还通过供水管b(25)与布水管b(23)连接;
所述盘管(6)的入水端连接有第二水管(G2),所述第二水管(G2)通过出水管a(14)与表冷器(26)的出水口连接,所述第二水管(G2)还通过出水管b(19)与循环水箱(17)连接;
所述盘管(6)的上方设置有吸收器用布水单元,所述吸收器用布水单元由布水管a(4)与多个均匀设置于布水管a(4)上的喷嘴a(37)组成,所述布水管a(4)直接与发生器(3)连接;
所述盘管(6)的下方设置有储液箱(39),所述储液箱(39)内填充有溴化锂溶液,所述储液箱(39)通过供液管(33)与发生器(3)连接。
3.根据权利要求1或2所述的发电厂用空调系统,其特征在于,所述冷凝器(31)为填充有冷水的冷水箱;所述冷凝器(31)一侧壁上开设有与发生器(3)连通的风口,能使发生器(3)内的空气流入冷凝器(31)内;
所述冷凝器(31)通过冷水管(44)与蒸发器连接。
4.根据权利要求3所述的发电厂用空调系统,其特征在于,所述发生器(3),包括填充有溴化锂溶液的发生器箱体,所述发生器箱体内设置有冷却盘管(36),冷却盘管(36)一端设置有乏汽入口(1),冷却盘管(36)的另一端设置有冷凝水出口(2)。
5.根据权利要求3所述的发电厂用空调系统,其特征在于,所述蒸发器,包括有蒸发冷却盘管(9),所述蒸发冷却盘管(9)的出水口通过第三水管(G3)与喷淋管(42)连接;
所述蒸发冷却盘管(9)的进水口通过第四水管(G4)分别与第二水管(G2)、出水管b(19)连接;
所述蒸发冷却盘管(9)的上方设置有蒸发器用布水单元,蒸发器用布水单元由布水管c(30)和多个均匀设置于布水管c(30)上的喷嘴c(38)组成;
所述蒸发冷却盘管(9)的下方设置有蓄水箱(40),蓄水箱(40)通过蓄水管(34)与布水管c(30)连接,所述蓄水箱(40)与冷水管(44)连接。
6.根据权利要求5所述的发电厂用空调系统,其特征在于,所述第三水管(G3)上设置有给水泵a(11)和阀门c(13);
所述第四水管(G4)设置有阀门b(12);
所述蓄水管(34)上设置有循环水泵b(8)。
7.根据权利要求2所述的发电厂用空调系统,其特征在于,所述第一水管(G1)上设置有给水泵c(29)和阀门e(27);
所述第二水管(G2)上设置有阀门a(10);
所述供液管(33)上设置有循环水泵a(5);
所述储液箱(39)外包裹有绝热板(7)。
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