CN108592444B - 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组 - Google Patents

一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组 Download PDF

Info

Publication number
CN108592444B
CN108592444B CN201810116953.2A CN201810116953A CN108592444B CN 108592444 B CN108592444 B CN 108592444B CN 201810116953 A CN201810116953 A CN 201810116953A CN 108592444 B CN108592444 B CN 108592444B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat pump
freon
double
outlet
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810116953.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108592444A (zh
Inventor
孙健
戈志华
杜小泽
杨勇平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201810116953.2A priority Critical patent/CN108592444B/zh
Publication of CN108592444A publication Critical patent/CN108592444A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108592444B publication Critical patent/CN108592444B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/06Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being water vapour evaporated from a salt solution, e.g. lithium bromide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/06Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

本发明提出了一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,所述换热机组包括:电动热泵冷凝器、双侧相变换热器、吸收式热泵发生器、吸收式热泵冷凝器、吸收式热泵蒸发器和管路;可以广泛的应用于各种低品位余热废热回收场合,该换热机组采用吸收式热泵的吸收器和电动热泵蒸发器合二为一的结构,可以大幅度的提升被加热介质的出口温度。相比只采用吸收式热泵的技术而言,解除了热泵流程和工质导致的自身最高出口温度限制;相比只采用电动热泵的技术而言,大幅度的减少了耗电量,显著的降低了设备的运行成本。该新型机组在节能环保领域具备一定的应用前景。

Description

一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组
技术领域
本发明涉及热能源利用技术领域,特别是涉及电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组。
背景技术
天然气、煤炭和石油等被广泛的应用于各种工业场合,不同的工艺流程存在着大量的余热废热,尤其是石油化工行业存在大量的工业余热废热,这些余热废热通常由于品位较低,采用常用的热泵技术难以回收利用进而导致系统的能源利用效率较低。
目前的工业余热回收技术中较为常用的是热泵技术,如果采用吸收式热泵技术,无论是一类吸收式热泵或者二类吸收式热泵,由于吸收式热泵的流程或者溴化锂工质的限制导致其被加热介质的出口温度存在限制;如果采用电动热泵技术,电动热泵的耗电量较大导致运行成本较高。
目前的吸收式热泵和电动热泵采用外部水路串联或者并联的方式进行使用,由于热泵的各个换热器均存在换热端差,由此导致在换热过程中发生不可逆的损失。
因此希望有一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组来解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为了能满足各种品位余热废热回收目的,同时显著的提升被加热介质的出口温度,本发明提出了一种电动热泵和吸收式热泵复合的换热机组,该热泵可以应用于回收50℃以下的工业余热废热,并将被加热介质加热到100℃或者更高的温度。
本发明是把吸收式热泵的吸收器和电动热泵蒸发器原本两个独立运行的换热器合二为一,实现了该换热器同时完成管外溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽和管内氟利昂蒸发的过程;将吸收式热泵的吸收器和电动热泵的蒸发器合二为一后减少了该系统的换热过程不可逆损失,所以相比现有的外部水路组合方式具有更高的COP(性能系数)。
本发明提供一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,所述换热机组包括:电动热泵冷凝器、双侧相变换热器、吸收式热泵发生器、吸收式热泵冷凝器、吸收式热泵蒸发器和管路;
所述电动热泵冷凝器通过管路与所述双侧相变换热器连通,所述双侧相变换热器通过管路与所述吸收式热泵发生器、吸收式热泵冷凝器和吸收式热泵蒸发器顺序连通;
所述电动热泵冷凝器包括:电动热泵冷凝器箱体、被加热介质热交换部件、被加热介质出口、被加热介质入口、汽态氟利昂入口和液态氟利昂出口,所述被加热介质热交换部件设置在所述电动热泵冷凝器箱体内,所述被加热介质出口和被加热介质入口穿过所述电动热泵冷凝器箱体连接所述被加热介质热交换部件,所述汽态氟利昂入口和液态氟利昂出口连接所述电动热泵冷凝器箱体;
所述双侧相变换热器包括:双侧相变换热器箱体、液态氟利昂入口、汽态氟利昂出口、管外布液器、管内布液器、双侧相变换热管、冷剂蒸汽入口、稀溶液出口、浓溶液入口、氟利昂循环管路出口、氟利昂循环管路入口和分隔装置,所述分隔装置将所述双侧相变换热器箱体分成A、B、C、D共4个空间,所述液态氟利昂入口、汽态氟利昂出口、冷剂蒸汽入口、浓溶液入口、氟利昂循环管路出口、氟利昂循环管路入口和稀溶液出口连接所述双侧相变换热器箱体,且所述液态氟利昂入口、氟利昂循环管路出口和汽态氟利昂出口连接所述A空间,所述浓溶液入口连接所述B空间,所述冷剂蒸汽入口和稀溶液出口连接所述C空间,所述氟利昂循环管路入口连接所述D空间,所述双侧相变换热管穿设过所述分隔装置,所述双侧相变换热管的顶部连接所述A空间,所述管内布液器连通所述A空间并连接所述双侧相变换热管的内侧壁,所述管外布液器连通所述B空间并连接所述双侧相变换热管的外侧壁;
所述吸收式热泵发生器包括:吸收式热泵发生器箱体、稀溶液入口、冷凝蒸汽出口、浓溶液出口、余热水B热交换部件、余热水B出口和余热水B入口,所述余热水B热交换部件设置在所述吸收式热泵发生器箱体内,所述余热水B出口和余热水B入口穿过所述吸收式热泵发生器箱体连接所述余热水B热交换部件,所述稀溶液入口、冷凝蒸汽出口和浓溶液出口连接所述吸收式热泵发生器箱体;
所述吸收式热泵冷凝器包括:吸收式热泵冷凝器箱体、冷剂蒸汽入口、冷却水出口、冷却水入口、冷却水热交换部件和冷剂水出口,所述冷却水热交换部件设置在所述吸收式热泵冷凝器箱体内,所述冷却水入口和冷却水出口穿过所述吸收式热泵冷凝器箱体连接所述冷却水热交换部件,所述冷剂蒸汽入口和冷剂水出口连接所述吸收式热泵冷凝器箱体;
所述吸收式热泵蒸发器包括:吸收式热泵蒸发器箱体、余热水A出口、余热水B入口、冷剂水入口、冷剂蒸汽出口和余热水A热交换部件,所述余热水A热交换部件设置在所述吸收式热泵蒸发器箱体内,所述余热水A出口和余热水B入口穿过所述吸收式热泵蒸发器箱体连接所述余热水A热交换部件,所述冷剂水入口和冷剂蒸汽出口连接所述吸收式热泵蒸发器箱体;
优选地,所述双侧相变换热器的所述B空间和C空间为吸收式热泵的吸收器,所述双侧相变换热器的所述A空间和D空间为电动热泵的蒸发器;电动热泵采用氟利昂为循环工质,吸收式热泵采用溴化锂水溶液或其它有机工质对为循环工质。
优选地,所述电动热泵冷凝器的所述液态氟利昂出口连接液态氟利昂管路,经过节流装置与所述双侧相变换热器的所述液态氟利昂入口连通;所述双侧相变换热器的汽态氟利昂出口连接汽态氟利昂管路,经过压缩机与所述电动热泵冷凝器的所述汽态氟利昂入口连通;所述双侧相变换热器的所述氟利昂循环管路入口连接氟利昂循环管路,经过氟利昂循环泵与所述双侧相变换热器的所述氟利昂循环管路出口连通;所述双侧相变换热器的所述稀溶液出口连接稀溶液管路,经过溶液热交换器与所述吸收式热泵发生器的所述稀溶液入口连通;所述吸收式热泵发生器的所述浓溶液出口连接浓溶液管路,经过溶液热交换器与所述双侧相变换热器的所述浓溶液入口连通;所述吸收式热泵发生器的所述冷剂蒸汽出口连接第一冷剂蒸汽管路,第一冷剂蒸汽管路与所述吸收式热泵冷凝器的所述冷剂蒸汽入口连通;所述吸收式热泵冷凝器的所述冷剂水出口连接所述冷剂水管路,经过第二节流装置与所述吸收式热泵蒸发器的所述冷剂水入口连通;所述吸收式热泵蒸发器的冷剂蒸汽出口连接第二冷剂蒸汽管路,第二冷剂蒸汽管路与所述双侧相变换热器的冷剂蒸汽入口连通。
优选地,所述双侧相变换热器垂直安装所述双侧相变换热管的各管束,电动热泵的氟利昂工质经过所述管内布液装置后在双侧相变换热管的管内壁面流动,吸收式热泵溴化锂溶液经过所述管外布液装置后在双侧相变换热管的管外壁面流动;所述双侧相变换热管同时实现管内侧氟利昂蒸发和管外侧冷剂蒸汽冷凝的相变换热过程。
优选地,所述管内布液装置呈管状,其外圆周上加工有内布液装置旋转沟槽,氟利昂工质经过所述管内布液装置的所述内布液装置旋转沟槽后均匀的分布在所述双侧相变换热管的内壁面,所述管内布液装置为中空结构,以便产生的氟利昂蒸汽通过氟利昂蒸汽通道在所述双侧相变换热器的所述A空间的顶部空间聚集后被抽走进入压缩机;所述管外布液装置呈套筒状,其内圆周上加工有外布液装置旋转沟槽,溴化锂溶液工质经过所管外布液装置的所述外布液装置旋转沟槽后均匀的分布在所述双侧相变换热管的外壁面。
优选地,所述双侧相变换热器的所述双侧相变换热管中的液态氟利昂在管内没有完全变成蒸汽的部分聚集在双侧相变换热器的所述D空间,通过氟利昂循环泵将没有变成蒸汽的液态氟利昂从所述D空间抽走返回到所述A空间继续进入所述管内布液器进行循环。
优选地,所述该换热机组可以同时回收两种不同温度和流量的低品位余热A和低品位余热B;当仅有一种低品位余热时,可以分为两路并联进入所述吸收器热泵蒸发器和所述吸收式热泵发生器。
优选地,冷却水在所述吸收式热泵冷凝器获得的热量可采用冷却塔排放到空气当中或直接采用江河湖海水作为冷却水。
本发明的有益效果:
本发明采用了电动热泵和吸收式热泵合二为一的结构,给出吸收式热泵吸收器和电动热泵蒸发器两个换热器合为一个换热器的结构和流程,相比现有的不同热泵组合只是将外部水路进行串联或者并联的方式减少了系统整体的换热温差,实现了换热器同时完成管外溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽和管内氟利昂蒸发的过程,由此减少了换热机组在换热过程中的不可逆损失。
相比纯吸收式热泵技术而言,突破了吸收式热泵自身流程和工质导致的温度上限,显著的提升被加热介质的出口温度;相比纯电动热泵技术而言,耗电量大幅度减少,进而减少了运行成本。该发明实现了一个换热器同时实现吸收式热泵吸收过程和电动热泵蒸发过程的目的,相比目前的热泵组合技术而言,减小了换热温差同时减小了设备的体积和制造成本。
附图说明
图1是电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组结构示意图。
图2是电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组的双侧相变换热器的示意图。
图3是电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组的管内布液装置的俯视图。
图4是电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组的管内布液装置的主视图。
图5是电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组的管外布液装置的俯视图。
图6是电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组的管外布液装置的主视图。
附图标记:1-余热水A出口,2-余热水A入口,3-第二节流装置,4-冷却水出口,5-冷却水入口,6-冷剂水管路,7-吸收式热泵冷凝器,8-第一冷剂蒸汽管路,9-吸收式热泵发生器,10-浓溶液管路,11-余热水B入口,12-余热水B出口,13-稀溶液管路,14-溶液热交换器,15-双侧相变换热器,16-双侧相变换热管,17-管外布液装置,18-管内布液装置,19-节流装置,20-液态氟利昂管路,21-被加热介质入口,22-被加热介质出口,23-电动热泵冷凝器,24-汽态氟利昂管路,25-压缩机,26-第二冷剂蒸汽管路,27-内布液装置旋转沟槽,28-氟利昂蒸汽通道,29-外布液装置旋转沟槽,30-氟利昂循环管路,31-吸收式热泵蒸发器,32-氟利昂循环泵,33-氟利昂循环管路。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示,一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,所述换热机组包括:电动热泵冷凝器23、双侧相变换热器15、吸收式热泵发生器9、吸收式热泵冷凝器7、吸收式热泵蒸发器31和管路;
所述电动热泵冷凝器23通过管路与所述双侧相变换热器15连通,所述双侧相变换热器15通过管路与所述吸收式热泵发生器9、吸收式热泵冷凝器7和吸收式热泵蒸发器31顺序连通;
所述电动热泵冷凝器23包括:电动热泵冷凝器箱体、被加热介质热交换部件、被加热介质出口22、被加热介质入口21、汽态氟利昂入口和液态氟利昂出口,所述被加热介质热交换部件设置在所述电动热泵冷凝器箱体内,所述被加热介质出口222和被加热介质入口21穿过所述电动热泵冷凝器箱体连接所述被加热介质热交换部件,所述汽态氟利昂入口和液态氟利昂出口连接所述电动热泵冷凝器箱体;
所述双侧相变换热器15包括:双侧相变换热器箱体、液态氟利昂入口、汽态氟利昂出口、管外布液器17、管内布液器18、双侧相变换热管16、冷剂蒸汽入口、稀溶液出口、浓溶液入口、氟利昂循环管路出口、氟利昂循环管路入口和分隔装置,所述分隔装置将所述双侧相变换热器箱体分成顶部空间和底部空间,所述液态氟利昂入口、汽态氟利昂出口、冷剂蒸汽入口、浓溶液入口、氟利昂循环管路出口、氟利昂循环管路入口和稀溶液出口连接所述双侧相变换热器箱体,且所述液态氟利昂入口、氟利昂循环管路出口和汽态氟利昂出口连接所述A空间,所述浓溶液入口连接所述B空间,所述冷剂蒸汽入口和稀溶液出口连接所述C空间,所述氟利昂循环管路入口连接所述D空间,所述双侧相变换热管16穿设过所述分隔装置,所述双侧相变换热管16的顶部连接所述A空间,所述管内布液器18连通所述A空间并连接所述双侧相变换热管的内侧壁,所述管外布液器17连通所述B空间并连接所述双侧相变换热管的外侧壁;
所述吸收式热泵发生器9包括:吸收式热泵发生器箱体、稀溶液入口、冷凝蒸汽出口、浓溶液出口、余热水B热交换部件、余热水B出口12和余热水B入口11,所述余热水B热交换部件设置在所述吸收式热泵发生器箱体内,所述余热水B出口12和余热水B入口11穿过所述吸收式热泵发生器箱体连接所述余热水B热交换部件,所述稀溶液入口、冷凝蒸汽出口和浓溶液出口连接所述吸收式热泵发生器箱体;
所述吸收式热泵冷凝器7包括:吸收式热泵冷凝器箱体、冷剂蒸汽入口、冷却水出口4、冷却水入口5、冷却水热交换部件和冷剂水出口,所述冷却水热交换部件设置在所述吸收式热泵冷凝器箱体内,所述冷却水入口5和冷却水出口4穿过所述吸收式热泵冷凝器箱体连接所述冷却水热交换部件,所述冷剂蒸汽入口和冷剂水出口连接所述吸收式热泵冷凝器箱体;
所述吸收式热泵蒸发器31包括:吸收式热泵蒸发器箱体、余热水A出口1、余热水B入口2、冷剂水入口、冷剂蒸汽出口和余热水A热交换部件,所述余热水A热交换部件设置在所述吸收式热泵蒸发器箱体内,所述余热水A出口1和余热水B入口2穿过所述吸收式热泵蒸发器箱体连接所述余热水A热交换部件,所述冷剂水入口和冷剂蒸汽出口连接所述吸收式热泵蒸发器箱体;
所述双侧相变换热器15的所述B空间和所述C空间为吸收式热泵的吸收器,所述双侧相变换热器15的所述A空间和所述D空间为电动热泵的蒸发器;电动热泵采用氟利昂为循环工质,吸收式热泵采用溴化锂水溶液或其它有机工质对为循环工质。
所述电动热泵冷凝器23的所述液态氟利昂出口连接液态氟利昂管路20,经过节流装置19与所述双侧相变换热器15的所述液态氟利昂入口连通;所述双侧相变换热器15的汽态氟利昂出口连接汽态氟利昂管路24,经过压缩机25与所述电动热泵冷凝器23的所述汽态氟利昂入口连通;所述双侧相变换热器的所述氟利昂循环管路入口连接氟利昂循环管路,经过氟利昂循环泵与所述双侧相变换热器的所述氟利昂循环管路出口连通;所述双侧相变换热器15的所述稀溶液出口连接稀溶液管路13,经过溶液热交换器14与所述吸收式热泵发生器9的所述稀溶液入口连通;所述吸收式热泵发生器9的所述浓溶液出口连接浓溶液管路10,经过溶液热交换器14与所述双侧相变换热器15的所述浓溶液入口连通;所述吸收式热泵发生器9的所述冷剂蒸汽出口连接第一冷剂蒸汽管路8,第一冷剂蒸汽管路8与所述吸收式热泵冷凝器7的所述冷剂蒸汽入口连通;所述吸收式热泵冷凝器7的所述冷剂水出口连接所述冷剂水管路6,经过第二节流装置3与所述吸收式热泵蒸发器31的所述冷剂水入口连通;所述吸收式热泵蒸发器31的冷剂蒸汽出口连接第二冷剂蒸汽管路26,第二冷剂蒸汽管路26与所述双侧相变换热器15的冷剂蒸汽入口连通。
所述双侧相变换热器15垂直安装所述双侧相变换热管16的各管束,电动热泵的氟利昂工质经过所述管内布液装置18后在双侧相变换热管16的管内壁面流动,吸收式热泵溴化锂溶液经过所述管外布液装置17后在双侧相变换热管16的管外壁面流动;所述双侧相变换热管16同时实现管内侧氟利昂蒸发和管外侧冷剂蒸汽冷凝的相变换热过程。
所述管内布液装置18呈管状,其外圆周上加工有内布液装置旋转沟槽27,氟利昂工质经过所述管内布液装置的所述内布液装置旋转沟槽27后均匀的分布在所述双侧相变换热管16的内壁面,所述管内布液装置为中空结构,以便产生的氟利昂蒸汽通过氟利昂蒸汽通道28在所述双侧相变换热器15的所述A空间的顶部空间聚集后被抽走进入压缩机25;所述管外布液装置17呈套筒状,其内圆周上加工有外布液装置旋转沟槽29,溴化锂溶液工质经过所管外布液装置17的所述外布液装置旋转沟槽29后均匀的分布在所述双侧相变换热管16的外壁面。
所述双侧相变换热器15的所述双侧相变换热管16中的液态氟利昂在管内没有完全变成蒸汽的部分聚集在双侧相变换热器15的所述D空间,通过氟利昂循环泵32将没有变成蒸汽的液态氟利昂从所述D空间抽走返回到所述A空间继续进入所述管内布液器18进行循环。
所述该换热机组可以同时回收两种不同温度和流量的低品位余热A和低品位余热B;当仅有一种低品位余热时,可以分为两路并联进入所述吸收器热泵蒸发器31和所述吸收式热泵发生器9。
冷却水在所述吸收式热泵冷凝器7获得的热量可采用冷却塔排放到空气当中或直接采用江河湖海水作为冷却水。
该换热机组包含的换热部件有:
1.双侧相变换热器
双侧相变换热器15包括双侧相变换热管16,管内布液装置18,管外布液装置17。吸收式热泵的溴化锂溶液在换热管外表面垂直降膜流下的过程中吸收冷剂蒸汽,冷剂蒸汽被吸收放出的汽化潜热通过换热管传递到管内,管内为氟利昂的降膜蒸发过程。
2.电动热泵冷凝器
电动热泵冷凝器23为氟利昂由汽态变成液态的过程,释放的汽化潜热用于加热所需的被加热介质。
3.吸收式热泵蒸发器
吸收式热泵蒸发器31为回收低品位余热A的部件,热泵内部的冷剂水被低品位余热A加热后蒸发,变成冷剂蒸汽后经过第二冷剂蒸汽管路26进入双侧相变换热器15。
4.吸收式热泵冷凝器
吸收式热泵冷凝器7为经过第一冷剂蒸汽管路8的冷剂蒸汽被冷却水冷却的换热装置,冷剂蒸汽被冷却水冷却后变成液态,释放的汽化潜热被冷却水带走,冷却水将这部分热量通过冷却塔释放到空气,或者将江河湖海、地下水和各种工艺废水等直接用作冷却水。
5.吸收式热泵发生器
吸收式热泵发生器9为回收低品位余热B的换热装置,低品位余热B的温度和流量可以与低品位余热A不同或者相同,如果回收一路低品位余热水时可将其分为两路并联进入吸收式热泵发生器9和吸收式热泵蒸发器。来自双侧相变换热器15的稀溶液被低品位余热B加热沸腾后产生冷剂蒸汽,同时浓溶液通过浓溶液管路10流出发生器9后经溶液热交换器14后进入双侧相变换热器15的管外布液装置18往复循环。
该换热机组的工作原理为:
1.电动热泵氟利昂循环
氟利昂作为电动热泵的循环工质在电动热泵冷凝器23和双侧相变换热器15的双侧相变换热管16的管内侧循环。氟利昂在电动热泵冷凝器23内冷凝释放汽化潜热用于加热被加热介质,液态氟利昂经过节流装置19后减温减压后进入双侧相变换热器15的A空间,液态氟利昂从双侧相变换热管16的顶部进入换热管内侧,经过管内布液装置18的内布液装置旋转沟槽27后均匀的分布在管内侧并由上而下流动,在流动的过程中被双侧相变换热管16加热由液态变成汽态后从下而上的在管内流动经过管内布液装置18的氟利昂蒸汽通道28到达双侧相变换热器15的A空间的顶部空间,氟利昂蒸汽再进入压缩机25被压缩后进入电动热泵冷凝器23,以此往复连续循环。如果液态的氟利昂在双侧相变换热管16内没有完全变成蒸汽,则液态的氟利昂就会聚集在D空间越积累越多,利用氟利昂循环泵32将没有变成蒸汽的液态氟利昂通过氟利昂循环管路33从D空间返回到A空间继续进入管内布液器18进行循环。
2.吸收式热泵循环
吸收式热泵循环包括溴化锂溶液循环和冷剂水循环。溴化锂溶液循环为:稀溶液通过稀溶液管路13进入吸收式热泵发生器9后被低品位余热B加热沸腾,产生的冷剂蒸汽通过第一冷剂蒸汽管路8进入吸收式热泵冷凝器7,而产生的浓溶液流出吸收式热泵发生器9后经过溶液热交换器14后进入双侧相变换热器15继续循环。浓溶液通过浓溶液管路10进入双侧相变换热器15的B空间后经过管外布液装置17的外布液装置旋转沟槽29后均匀的在双侧相变换热管16的管外壁面由于重力作用从上而下的流动,在流动的过程中吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽26,吸收过程释放的热量经过双侧相变换热管16传递给管内用于加热液态氟利昂使之变成蒸汽。浓溶液吸收冷剂蒸汽26后变成稀溶液,稀溶液流出双侧相变换热器15后再次返回吸收式热泵发生器9后联系循环。冷剂水循环为:吸收式热泵发生器9产生的冷剂蒸汽通过第一冷剂蒸汽管路8进入吸收式热泵冷凝器7后被冷却水冷却,液态冷剂水流出吸收式热泵冷凝器7后经过第二节流装置3后进入吸收式热泵蒸发器31,液态冷剂水在吸收式热泵蒸发器31内被低品位余热A加热变成冷剂蒸汽通过第二冷剂蒸汽管路26进入双侧相变换热器15。
最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,其特征在于:所述换热机组包括:电动热泵冷凝器、双侧相变换热器、吸收式热泵发生器、吸收式热泵冷凝器、吸收式热泵蒸发器和管路;
所述电动热泵冷凝器通过管路与所述双侧相变换热器连通,所述双侧相变换热器通过管路与所述吸收式热泵发生器、吸收式热泵冷凝器和吸收式热泵蒸发器顺序连通;
所述电动热泵冷凝器包括:电动热泵冷凝器箱体、被加热介质热交换部件、被加热介质出口、被加热介质入口、汽态氟利昂入口和液态氟利昂出口,所述被加热介质热交换部件设置在所述电动热泵冷凝器箱体内,所述被加热介质出口和被加热介质入口穿过所述电动热泵冷凝器箱体连接所述被加热介质热交换部件,所述汽态氟利昂入口和液态氟利昂出口连接所述电动热泵冷凝器箱体;
所述双侧相变换热器包括:双侧相变换热器箱体、液态氟利昂入口、汽态氟利昂出口、管外布液器、管内布液器、双侧相变换热管、冷剂蒸汽入口、稀溶液出口、浓溶液入口、氟利昂循环管路出口、氟利昂循环管路入口和分隔装置,所述分隔装置将所述双侧相变换热器箱体分成A、B、C、D共4个空间,所述液态氟利昂入口、汽态氟利昂出口、冷剂蒸汽入口、浓溶液入口、氟利昂循环管路出口、氟利昂循环管路入口和稀溶液出口连接所述双侧相变换热器箱体,且所述液态氟利昂入口、氟利昂循环管路出口和汽态氟利昂出口连接所述A空间,所述浓溶液入口连接所述B空间,所述冷剂蒸汽入口和稀溶液出口连接所述C空间,所述氟利昂循环管路入口连接所述D空间,所述双侧相变换热管穿设过所述分隔装置,所述双侧相变换热管的顶部连接所述A空间,所述管内布液器连通所述A空间并连接所述双侧相变换热管的内侧壁,所述管外布液器连通所述B空间并连接所述双侧相变换热管的外侧壁;
所述吸收式热泵发生器包括:吸收式热泵发生器箱体、稀溶液入口、冷凝蒸汽出口、浓溶液出口、余热水B热交换部件、余热水B出口和余热水B入口,所述余热水B热交换部件设置在所述吸收式热泵发生器箱体内,所述余热水B出口和余热水B入口穿过所述吸收式热泵发生器箱体连接所述余热水B热交换部件,所述稀溶液入口、冷凝蒸汽出口和浓溶液出口连接所述吸收式热泵发生器箱体;
所述吸收式热泵冷凝器包括:吸收式热泵冷凝器箱体、冷剂蒸汽入口、冷却水出口、冷却水入口、冷却水热交换部件和冷剂水出口,所述冷却水热交换部件设置在所述吸收式热泵冷凝器箱体内,所述冷却水入口和冷却水出口穿过所述吸收式热泵冷凝器箱体连接所述冷却水热交换部件,所述冷剂蒸汽入口和冷剂水出口连接所述吸收式热泵冷凝器箱体;
所述吸收式热泵蒸发器包括:吸收式热泵蒸发器箱体、余热水A出口、余热水B入口、冷剂水入口、冷剂蒸汽出口和余热水A热交换部件,所述余热水A热交换部件设置在所述吸收式热泵蒸发器箱体内,所述余热水A出口和余热水B入口穿过所述吸收式热泵蒸发器箱体连接所述余热水A热交换部件,所述冷剂水入口和冷剂蒸汽出口连接所述吸收式热泵蒸发器箱体。
2.根据权利要求1所述的电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,其特征在于:所述双侧相变换热器的所述B空间和C空间为吸收式热泵的吸收器,所述双侧相变换热器的所述A空间和D空间为电动热泵的蒸发器;电动热泵采用氟利昂为循环工质,吸收式热泵采用溴化锂水溶液或其它有机工质对为循环工质。
3.根据权利要求2所述的电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,其特征在于:所述电动热泵冷凝器的所述液态氟利昂出口连接液态氟利昂管路,经过节流装置与所述双侧相变换热器的所述液态氟利昂入口连通;所述双侧相变换热器的汽态氟利昂出口连接汽态氟利昂管路,经过压缩机与所述电动热泵冷凝器的所述汽态氟利昂入口连通;所述双侧相变换热器的所述氟利昂循环管路入口连接氟利昂循环管路,经过氟利昂循环泵与所述双侧相变换热器的所述氟利昂循环管路出口连通;所述双侧相变换热器的所述稀溶液出口连接稀溶液管路,经过溶液热交换器与所述吸收式热泵发生器的所述稀溶液入口连通;所述吸收式热泵发生器的所述浓溶液出口连接浓溶液管路,经过溶液热交换器与所述双侧相变换热器的所述浓溶液入口连通;所述吸收式热泵发生器的所述冷剂蒸汽出口连接第一冷剂蒸汽管路,第一冷剂蒸汽管路与所述吸收式热泵冷凝器的所述冷剂蒸汽入口连通;所述吸收式热泵冷凝器的所述冷剂水出口连接冷剂水管路,经过第二节流装置与所述吸收式热泵蒸发器的所述冷剂水入口连通;所述吸收式热泵蒸发器的冷剂蒸汽出口连接第二冷剂蒸汽管路,第二冷剂蒸汽管路与所述双侧相变换热器的冷剂蒸汽入口连通。
4.根据权利要求3所述的电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,其特征在于:所述双侧相变换热器垂直安装所述双侧相变换热管的各管束,电动热泵的氟利昂工质经过管内布液装置后在双侧相变换热管的管内壁面流动,吸收式热泵溴化锂溶液经过管外布液装置后在双侧相变换热管的管外壁面流动;所述双侧相变换热管同时实现管内侧氟利昂蒸发和管外侧冷剂蒸汽冷凝的相变换热过程。
5.根据权利要求4所述的电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,其特征在于:所述管内布液装置呈管状,其外圆周上加工有内布液装置旋转沟槽,氟利昂工质经过所述管内布液装置的所述内布液装置旋转沟槽后均匀的分布在所述双侧相变换热管的内壁面,所述管内布液装置为中空结构,以便产生的氟利昂蒸汽通过氟利昂蒸汽通道在所述双侧相变换热器的所述A空间的顶部空间聚集后被抽走进入压缩机;所述管外布液装置呈套筒状,其内圆周上加工有外布液装置旋转沟槽,溴化锂溶液工质经过所管外布液装置的所述外布液装置旋转沟槽后均匀的分布在所述双侧相变换热管的外壁面。
6.根据权利要求5所述的电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,其特征在于:所述双侧相变换热器的所述双侧相变换热管中的液态氟利昂在管内没有完全变成蒸汽的部分聚集在双侧相变换热器的所述D空间,通过氟利昂循环泵将没有变成蒸汽的液态氟利昂从所述D空间抽走返回到所述A空间继续进入所述管内布液器进行循环。
7.根据权利要求6所述的电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,其特征在于:所述该换热机组可以同时回收两种不同温度和流量的低品位余热A和低品位余热B;当仅有一种低品位余热时,可以分为两路并联进入所述吸收器热泵蒸发器和所述吸收式热泵发生器。
8.根据权利要求7所述的电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组,其特征在于:冷却水在所述吸收式热泵冷凝器获得的热量可采用冷却塔排放到空气当中或直接采用江河湖海水作为冷却水。
CN201810116953.2A 2018-02-06 2018-02-06 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组 Active CN108592444B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810116953.2A CN108592444B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810116953.2A CN108592444B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108592444A CN108592444A (zh) 2018-09-28
CN108592444B true CN108592444B (zh) 2023-10-31

Family

ID=63608980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810116953.2A Active CN108592444B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108592444B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109798696B (zh) * 2019-01-23 2020-11-10 江苏科技大学 一种工业废水余热回收用以水为工质的高温热泵系统及其控制方法
CN109654638A (zh) * 2019-01-30 2019-04-19 华北电力大学 一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组
CN110220303B (zh) * 2019-02-26 2024-03-29 华北电力大学 一种低㶲损换热器
CN110411067B (zh) * 2019-07-30 2021-05-11 东南大学 一种用于低温烟气驱动吸收式制冷系统的降膜发生器
CN110567190B (zh) * 2019-09-10 2023-09-29 华北电力大学 一种蒸汽压缩型吸收式热泵
CN112283981B (zh) * 2020-10-09 2021-11-16 安徽普泛能源技术有限公司 一种蒸发式吸收器及其吸收式制冷系统

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10300261A (ja) * 1997-04-28 1998-11-13 Daikin Ind Ltd 空冷吸収式冷凍装置
JPH1114192A (ja) * 1997-06-24 1999-01-22 Daikin Ind Ltd 吸収式冷凍装置の蒸発器
CN1865813A (zh) * 2006-05-10 2006-11-22 江苏双良空调设备股份有限公司 立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵
CN101055136A (zh) * 2007-06-01 2007-10-17 浙江大学 低品位能驱动与机械功驱动复合热泵、制冷系统
CN101329118A (zh) * 2008-07-23 2008-12-24 清华大学 能够大幅提升余热温度、紧凑型吸收式热泵装置
CN102062507A (zh) * 2011-01-21 2011-05-18 东南大学 基于溴化锂吸收式制冷循环的流态冰制取方法与装置
CN102155811A (zh) * 2011-04-30 2011-08-17 浙江理工大学 双温双效溴化锂吸收式制冷机组
CN102650467A (zh) * 2012-04-25 2012-08-29 深圳力合电力工程有限公司 单效混合式热泵机组和双效混合式热泵机组
JP2013002790A (ja) * 2011-06-21 2013-01-07 Daikin Industries Ltd 冷凍装置
CN203605520U (zh) * 2013-12-04 2014-05-21 潘亚平 一种全热回收型风冷式冷热水热泵机组
KR20150059821A (ko) * 2013-11-24 2015-06-03 정웅양 열전소자를 이용한 흡수식 공기냉각장치
CN204388441U (zh) * 2014-12-23 2015-06-10 西北工业大学 一种回收冰箱中氟利昂的设备
CN108050731A (zh) * 2017-11-29 2018-05-18 华北电力大学 一种烟气驱动余热回收型吸收式热泵
CN208025884U (zh) * 2018-02-06 2018-10-30 华北电力大学 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组
CN209371561U (zh) * 2018-09-06 2019-09-10 华北电力大学 一种超高温非共沸工质热泵机组
CN110455012A (zh) * 2019-09-10 2019-11-15 华北电力大学 一种蒸汽压缩型吸收式热泵

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10300261A (ja) * 1997-04-28 1998-11-13 Daikin Ind Ltd 空冷吸収式冷凍装置
JPH1114192A (ja) * 1997-06-24 1999-01-22 Daikin Ind Ltd 吸収式冷凍装置の蒸発器
CN1865813A (zh) * 2006-05-10 2006-11-22 江苏双良空调设备股份有限公司 立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵
CN101055136A (zh) * 2007-06-01 2007-10-17 浙江大学 低品位能驱动与机械功驱动复合热泵、制冷系统
CN101329118A (zh) * 2008-07-23 2008-12-24 清华大学 能够大幅提升余热温度、紧凑型吸收式热泵装置
CN102062507A (zh) * 2011-01-21 2011-05-18 东南大学 基于溴化锂吸收式制冷循环的流态冰制取方法与装置
CN102155811A (zh) * 2011-04-30 2011-08-17 浙江理工大学 双温双效溴化锂吸收式制冷机组
JP2013002790A (ja) * 2011-06-21 2013-01-07 Daikin Industries Ltd 冷凍装置
CN102650467A (zh) * 2012-04-25 2012-08-29 深圳力合电力工程有限公司 单效混合式热泵机组和双效混合式热泵机组
KR20150059821A (ko) * 2013-11-24 2015-06-03 정웅양 열전소자를 이용한 흡수식 공기냉각장치
CN203605520U (zh) * 2013-12-04 2014-05-21 潘亚平 一种全热回收型风冷式冷热水热泵机组
CN204388441U (zh) * 2014-12-23 2015-06-10 西北工业大学 一种回收冰箱中氟利昂的设备
CN108050731A (zh) * 2017-11-29 2018-05-18 华北电力大学 一种烟气驱动余热回收型吸收式热泵
CN208025884U (zh) * 2018-02-06 2018-10-30 华北电力大学 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组
CN209371561U (zh) * 2018-09-06 2019-09-10 华北电力大学 一种超高温非共沸工质热泵机组
CN110455012A (zh) * 2019-09-10 2019-11-15 华北电力大学 一种蒸汽压缩型吸收式热泵

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《基于吸收-压缩新型热泵循环变工况性能分析》;马世财,周少祥,王寅,武孙健等;华北电力大学学报(自然科学版)(第04期期);105-111 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108592444A (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108592444B (zh) 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组
CN108844253B (zh) 一种超高温非共沸工质热泵机组
CN106745426B (zh) 基于纳米流体相变蓄冷与太阳能驱动海水淡化系统与工艺
CN103058306B (zh) 一种太阳能空调海水淡化系统
CN202216448U (zh) 扩散吸收式制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置
CN102322705B (zh) 扩散吸收式制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置
CN107215916A (zh) 毛细作用与太阳能耦合的新型低温海水淡化系统
CN102491440B (zh) 一种太阳能喷射制冷式海水淡化装置
CN202382475U (zh) 制冷系统为开式的制冷、制热装置
CN103987237A (zh) 一种基于固体吸附驱动和热管强化传热的电子器件散热器
CN105819532A (zh) 带余热回收装置的海水淡化系统
CN209371561U (zh) 一种超高温非共沸工质热泵机组
CN203159268U (zh) 一种太阳能空调海水淡化系统
CN108826739A (zh) 吸收式机组及余热回收系统
CN110567190B (zh) 一种蒸汽压缩型吸收式热泵
CN107098419A (zh) 一种太阳能空调海水淡化系统
CN206670101U (zh) 一种双侧变水流量水地源热泵机组
CN105135742A (zh) 一种具有双蒸发器的溴化锂吸收式制冷循环系统
CN205316748U (zh) 一种复合热泵水热联产装置
CN208025884U (zh) 一种电动热泵与吸收式热泵复合的换热机组
CN110567189B (zh) 一种蒸汽压缩型吸收式热泵
CN203501533U (zh) 超高温吸收式溴化锂热泵
CN203375765U (zh) 吸收式热泵机组
CN205316745U (zh) 一种实现水热联产的开式复合双效吸收式热泵装置
CN104406326A (zh) 一种汽液固三相蓄能器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant