CN108895708B - 一种余热梯级回收利用装置及工作方法 - Google Patents

一种余热梯级回收利用装置及工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108895708B
CN108895708B CN201810466127.0A CN201810466127A CN108895708B CN 108895708 B CN108895708 B CN 108895708B CN 201810466127 A CN201810466127 A CN 201810466127A CN 108895708 B CN108895708 B CN 108895708B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
solution
communicated
inlet
outlet
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
CN201810466127.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108895708A (zh
Inventor
杨兴林
邵明扬
李自强
程琳
汤斌
陆拯礼
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.)
Jiangsu University of Science and Technology
Original Assignee
Jiangsu University of Science and Technology
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 Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN201810466127.0A priority Critical patent/CN108895708B/zh
Publication of CN108895708A publication Critical patent/CN108895708A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108895708B publication Critical patent/CN108895708B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • F25B29/00Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/006Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • 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
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种余热梯级回收利用装置及工作方法,所述装置包括:吸收式热泵系统和热功转化系统。装置耦合吸收式热泵与热机技术,由余热工质驱动,余热工质依次流经过热器、高压发生器、低压发生器和余热回收器,装置的高压发生器产生的高温高压蒸汽经过过热后在透平机膨胀输出机械功用以发电,透平机排出的乏汽和低压发生器产生高温高压水蒸气进入冷凝器凝结放热用于冬季供热采暖,蒸发生器产生冷量用于供冷降温,实现了冬季热电联产、夏季冷电联产的效果。装置以余热梯级回收利用的方式充分回收工质余热能,使余热质能利用最经济化,在提高能源利用率的同时,有效减少了大气热污染,具有节能减排、运行经济、适用范围广的诸多优势。

Description

一种余热梯级回收利用装置及工作方法
技术领域
本发明涉及一种余热回收装置,更具体地说,是涉及一种余热回收的热泵装置,属于能源工程技术领域。
背景技术
节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针,也是一项极为紧迫的任务。回收余热降低能耗对我国实现节能减排、环保发展战略具有重要的现实意义;同时,余热利用在对改善劳动条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低产品成本等方面起着越来越大的作用。
在现实生活中,电厂中有很多乏汽、烟气余热没有好好利用而白白排放掉,造成了能源的浪费并且向大气中排放了大量热量产生热污染;舰船产生的余热烟气在向大气排放的过程中,也向大气排放了大量的热能。如何高效的回收乏汽、烟气的余热,已经成为科研人员关心的方向。本专利正好为余热回收提供了整套的装置及工作方法,本装置可以高效的回收余热,尽可能的降低余热工质的排放温度。
余热的梯级利用就是逐级多次的利用一种高质的能源,高质能源使用过程中能源温度是逐渐下降的(即能质下降),而每种设备在消耗能源时,总有一个最经济的使用温度范围。这样,高质能源在一个装置中已降至经济适用范围以外时,即可转至另一个能够经济使用这种较低能质的装置中去使用,使总的能源利用率达到最高水平。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题和不足,进而提供一种余热梯级回收利用装置及工作方法。
本发明的装置在耦合双效吸收式热泵与热机技术下回收余热工质中能量、提高能源的利用率,实现余热梯级利用达到冷热电三联供的效果。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种余热梯级回收利用装置及工作方法,包括吸收式热泵系统、热工转化系统两部分,其中所述吸收式热泵系统包括:管壳式蒸发器、第一三通阀、循环泵、第二三通阀、余热回收器、溶液泵、第一换热盘管、第一溶液喷嘴、吸收器、第三三通阀、风冷式蒸发器、风机、第四三通阀、第一节流阀、第二换热盘管、冷凝器、止逆阀、低压发生器、第二溶液喷嘴、第三换热盘管、溶液热交换器,所述管壳式蒸发器上出口和所述风冷式蒸发器左出口分别连通所述第三三通阀的下、右进口,所述第三三通阀上出口连通所述吸收器右进口,所述吸收器底部布置有所述第一换热盘管,所述吸收器底部出口连通所述溶液泵进口,所述溶液泵出口连通所述溶液热交换器下进口,所述溶液热交换器上出口连通所述低压发生器上部带有所述第二溶液喷嘴的盲管,所述低压发生器底部布置有所述第三换热盘管,所述低压发生器底部出口连通所述溶液热交换器右上进口,所述溶液热交换器右下出口连通所述吸收器上部带有所述第一溶液喷嘴的短管,所述低压发生器顶部出口通过所述止逆阀连通所述冷凝器上进口,所述冷凝器底部布置有所述第二换热盘管,所述冷凝器底部出口连通所述第一节流阀进口,所述第一节流阀)出口连通所述第四三通阀上进口,所述第四三通阀左出口连通所述风冷式蒸发器右进口,所述风冷式蒸发器右侧布置所述风机,所述第四三通阀下出口连通所述管壳式蒸发器下进口,所述第一换热盘管出口连通所述第二换热盘管进口,所述第三换热盘管出口连通所述余热回收器上进口,所述余热回收器下出口连通余热工质出口,所述管壳式蒸发器左下出口连通所述第一三通阀右进口,所述第一三通阀左出口连通所述余热回收器右下进口,所述余热回收器右上出口连通所述第二三通阀左进口,所述第二三通阀右出口连通所述循环泵进口,所述循环泵出口连通所述管壳式蒸发器左上进口;所述热工转化系统包括:过热器、高压发生器、第三溶液喷嘴、第四换热盘管、透平机、发电机、第二节流阀,所述过热器上进口连通余热工质入口,所述过热器下出口连通所述高压发生器底部的所述第四换热盘管进口,所述第四换热盘管出口连通所述第三换热盘管进口,所述溶液热交换器上出口连通所述高压发生器上部布置有所述第三溶液喷嘴的盲管,所述高压发生器底部出口连通所述溶液热交换器右上进口,所述高压发生器顶部出口连通所述过热器右下进口,所述过热器右上出口连通所述透平机进口,所述透平机输出轴与所述发电机输入轴相连,所述透平机出口连通第二节流阀进口,所述第二节流阀出口连通所述冷凝器上进口。其中,所述吸收器,低压发生器,冷凝器和高压发生器中均分别灌装有循环工质对。
进一步,所述透机机为轴流式或离心式透平机。
进一步,所述第一节流阀和所述第二节流阀为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。
进一步,所述管壳式蒸发器为满液式或降膜式或干式管壳式蒸发器。
进一步,所述过热器、所述溶液热交换器和所述余热回收器均为板式换热器。
进一步,所述的循环工质对为溴化锂水溶液或氨水溶液或氟利昂工质对。
本发明的一种余热梯级回收利用装置的工作方法,在对余热实现梯级回收利用的同时,实现冬季热电联供、夏季冷电联供两种工作方法。
一、冬季热电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对,所述第一三通阀右、左进出口相通,所述第二三通阀左、右进出口相通,所述第三三通阀右、上、下进出口均相通,所述第四三通阀上下、上左进出口均相通,余热工质依次流经所述过热器、所述第四换热盘管、所述第三换热盘管和所述余热回收器,所述风机和所述循环泵启动,载热水在所述余热回收器中吸收余热工质的热量升温后被所述循环泵送入所述管壳式蒸发器,载热水放热后再回到所述余热回收器与余热工质换热不断循环,所述冷凝器流出的高压冷凝水经所述第一节流阀节流降压后在所述第四三通阀处分两路,分别进入所述风冷式蒸发器和所述管壳式蒸发器中进行吸热蒸发,所述风冷式蒸发器中的低压液体水吸收外界空气的热量蒸发为低压水蒸气,所述管壳式蒸发器中的低压液体水吸收载热水的热量蒸发为低压水蒸气,两蒸发器产生的低压水蒸气在所述第二三通阀处汇合后进入所述吸收器,所述高压发生器和所述低压发生器流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器放热预冷后被所述第一溶液喷嘴雾化为溶液小颗粒,溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液,吸收过程释放出大量的热,溴化锂水稀溶液从所述吸收器底部流出由所述溶液泵输送到所述溶液热交换器预热后分为两路,一路进入所述低压发生器经所述第二溶液喷嘴喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,另一路则进入所述高压发生器经所述第三溶液喷嘴喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液,溴化锂水浓溶液再从两发生器底部流出在所述溶液热交换器中冷却后回流到所述吸收器,所述低压发生器产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀进入所述冷凝器凝结放热,所述高压发生器产生的高温高压水蒸气进入所述过热器被余热工质过热为过热蒸汽,过热蒸汽进入所述透平机膨胀做功,所述透平机带动所述发电机发电,做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机排出后经所述第二节流阀节流降压后沿管道进入所述冷凝器凝结放热,循环完成,热媒水先后流经所述第一换热盘管和所述第二换热盘管,两次吸热升温后进入供热区满足用热需求。
二、夏季冷电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对,所述第一三通阀右、下进出口相通,所述第二三通阀下、右进出口相通,所述第三三通阀下、上进出口相通,所述第四三通阀上、下进出口相通,所述风冷式蒸发器不工作,余热工质依次流经所述过热器、所述第四换热盘管、所述第三换热盘管和所述余热回收器,所述循环泵启动,冷媒水进入所述管壳式蒸发器,所述冷凝器流出的高压冷凝水经所述第一节流阀节流降压后通过所述第四三通阀进入所述管壳式蒸发器中进行吸热蒸发,低压液体水在所述管壳式蒸发器中的吸收冷媒水的热量蒸发为低压水蒸气,低压水蒸气从所述管壳式蒸发器流出通过所述第二三通阀后进入所述吸收器,所述高压发生器和所述低压发生器流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器中放热预冷后被所述第一溶液喷嘴雾化为溶液小颗粒,溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液,吸收过程释放出大量的热,溴化锂水稀溶液从所述吸收器底部流出的由所述溶液泵输送到所述溶液热交换器预热后分为两路,一路进入所述低压发生器经所述第二溶液喷嘴喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,另一路则进入所述高压发生器经所述第三溶液喷嘴喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液,浓溶液从两发生器底部流出在所述溶液热交换器中冷却后回流到所述吸收器,所述低压发生器产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀进入所述冷凝器凝结放热,所述高压发生器产生的高温高压水蒸气进入所述过热器被余热工质过热为过热蒸汽,过热蒸汽进入所述透平机膨胀做功,所述透平机带动所述发电机发电,做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机排出后经所述第二节流阀节流降压后沿管道进入所述冷凝器凝结放热,循环完成;冷媒水在所述管壳式蒸发器中被吸热降温后进入供冷区满足用冷需求,而冷却水则先后流经所述第一换热盘管和所述第二换热盘管,冷却装置并带走热量,对于所述余热回收器回收的工质余热可制备热水供生活使用。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果:
1、本发明耦合溴化锂双效吸收式热泵与热机技术,装置中高压发生器产生高温高压水蒸汽经过热后进入透平机膨胀做功,带动发电机工作输出电能;透平机排出的乏汽和低压发生器产生高温高压水蒸汽进入冷凝器凝结放热用于冬季供热采暖;蒸发器产生冷量用于夏季供冷降温,装置以回收利用余热的方式实现了冬季热电联产、夏季冷电联产的效果。
2、本发明设四处余热换热器,以逐级、多次回收余热工质余热的形式,在实现余热梯级回收利用的同时提高了余热回收利用效率;热功转化系统以增加进入蒸发器低压液体水流量的方式增加了制冷量,乏汽节流降压后进入冷凝器凝结放热增加了放热量,大幅度提高吸收式热泵系统能效比。
3、本发明采用风冷式蒸发器和管壳式蒸发器的双蒸发器,实现吸热源的多样性。冬季管壳式蒸发器与风冷式蒸发器同时工作,其中的管壳式蒸发器回收工质余热,以提高蒸发温度的方式增大装置的能效比;夏季管壳式蒸发器独立工作,输出冷量用于耗冷区供冷,蒸发换热器的优化设计不仅提高了装置对工质余热能的梯级回收利用效果,还提高了装置运行的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种余热梯级回收利用装置的结构原理示意图;
图中:1为管壳式蒸发器、2为第一三通阀、3为循环水泵、4为第二三通阀、5为第一换热盘管、6为余热回收器、7为溶液泵、8为第一溶液喷嘴、9为吸收器、10为第三三通阀、11为风冷式蒸发器、12为电动机、13为第四三通阀、14为第一节流阀、15为第二换热盘管、16为止逆阀、17为第三换热盘管、18为溶液热交换器、19为第二溶液喷嘴、20为低压发生器、21为第四换热盘管、22为冷凝器、23为第二节流阀、24为发电机、25为透平机、26为第三溶液喷嘴、27为高压发生器、28过热器
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特性和优点更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体施例做详细说明。
再者,本发明中所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「顶」、「底」、「左上」、「右上」等,仅是参考附图式的方向。因此,使用方向用语是用于说明及理解本发明,而非用于限制本发明。
如图1所示,为本发明的一种余热梯级回收利用装置,包括吸收式热泵系统、热工转化系统两部分,其中所述吸收式热泵系统包括:管壳式蒸发器1、第一三通阀2、循环泵3、第二三通阀4、余热回收器6、溶液泵7、第一换热盘管5、第一溶液喷嘴8、吸收器9、第三三通阀10、风冷式蒸发器11、风机12、第四三通阀13、第一节流阀14、第二换热盘管15、冷凝器22、止逆阀16、低压发生器20、第二溶液喷嘴19、第三换热盘管17、溶液热交换器18,所述管壳式蒸发器1上出口和所述风冷式蒸发器11左出口分别连通所述第三三通阀10的下、右进口,所述第三三通阀10上出口连通所述吸收器9右进口,所述吸收器9底部布置有所述第一换热盘管5,所述吸收器9底部出口连通所述溶液泵7进口,所述溶液泵7出口连通所述溶液热交换器18下进口,所述溶液热交换器18上出口连通所述低压发生器20上部带有所述第二溶液喷嘴19的盲管,所述低压发生器20底部布置有所述第三换热盘管17,所述低压发生器20底部出口连通所述溶液热交换器18右上进口,所述溶液热交换器18右下出口连通所述吸收器9上部带有所述第一溶液喷嘴8的短管,所述低压发生器20顶部出口通过所述止逆阀连通所述冷凝器22上进口,所述冷凝器22底部布置有所述第二换热盘管15,所述冷凝器22底部出口连通所述第一节流阀14进口,所述第一节流阀14出口连通所述第四三通阀13上进口,所述第四三通阀13左出口连通所述风冷式蒸发器11右进口,所述风冷式蒸发器11右侧布置所述风机12,所述第四三通阀13下出口连通所述管壳式蒸发器1下进口,所述第一换热盘管5出口连通所述第二换热盘管15进口,所述第三换热盘管17出口连通所述余热回收器6上进口,所述余热回收器6下出口连通余热工质出口,所述管壳式蒸发器1左下出口连通所述第一三通阀2右进口,所述第一三通阀2左出口连通所述余热回收器6右下进口,所述余热回收器6右上出口连通所述第二三通阀4左进口,所述第二三通阀4右出口连通所述循环泵3进口,所述循环泵3出口连通所述管壳式蒸发器1左上进口;所述热工转化系统包括:过热器28、高压发生器27、第三溶液喷嘴26、第四换热盘管21、透平机25、发电机24、第二节流阀23,所述过热器28上进口连通余热工质入口,所述过热器28下出口连通所述高压发生器27底部的所述第四换热盘管21进口,所述第四换热盘管21出口连通所述第三换热盘管17进口,所述溶液热交换器18上出口连通所述高压发生器27上部布置有所述第三溶液喷嘴26的盲管,所述高压发生器27底部出口连通所述溶液热交换器18右上进口,所述高压发生器27顶部出口连通所述过热器28右下进口,所述过热器28右上出口连通所述透平机25进口,所述透平机25输出轴与所述发电机24输入轴相连,所述透平机25出口连通第二节流阀23进口,所述第二节流阀23出口连通所述冷凝器22上进口。其中,所述吸收器9,低压发生器20,冷凝器22和高压发生器27中均分别灌装有循环工质对。
其中,所述透机机为离心式透平机。
所述第一节流阀14和所述第二节流阀23为电子膨胀阀。
所述管壳式蒸发器1为满液式管壳式蒸发器。
所述过热器28、所述溶液热交换器18和所述余热回收器6均为板式换热器。
所述装置循环工质对为溴化锂水溶液或氨水溶液工质对。
本发明的一种余热梯级回收利用装置的工作方法,在对余热实现梯级回收利用的同时,实现冬季热电联供、夏季冷电联供两种工作方法。
一、冬季热电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对,所述第一三通阀2右、左进出口相通,所述第二三通阀4左、右进出口相通,所述第三三通阀10右、上、下进出口均相通,所述第四三通阀13上下、上左进出口均相通,余热工质依次流经所述过热器28、所述第四换热盘管21、所述第三换热盘管17和所述余热回收器6,所述风机12和所述循环泵3启动,载热水在所述余热回收器6中吸收余热工质的热量升温后被所述循环泵3送入所述管壳式蒸发器1,载热水放热后再回到所述余热回收器6与余热工质换热不断循环,所述冷凝器22流出的高压冷凝水经所述第一节流阀14节流降压后在所述第四三通阀13处分两路,分别进入所述风冷式蒸发器11和所述管壳式蒸发器1中进行吸热蒸发,所述风冷式蒸发器11中的低压液体水吸收外界空气的热量蒸发为低压水蒸气,所述管壳式蒸发器1中的低压液体水吸收载热水的热量蒸发为低压水蒸气,两蒸发器产生的低压水蒸气在所述第二三通阀10处汇合后进入所述吸收器9,所述高压发生器27和所述低压发生器20流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器18放热预冷后被所述第一溶液喷嘴8雾化为溶液小颗粒,溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液,吸收过程释放出大量的热,溴化锂水稀溶液从所述吸收器9底部流出由所述溶液泵7输送到所述溶液热交换器18预热后分为两路,一路进入所述低压发生器20经所述第二溶液喷嘴19喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管17中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,另一路则进入所述高压发生器27经所述第三溶液喷嘴26喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管21中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液,溴化锂水浓溶液再从两发生器底部流出在所述溶液热交换器18中冷却后回流到所述吸收器9,所述低压发生器20产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀16进入所述冷凝器22凝结放热,所述高压发生器27产生的高温高压水蒸气进入所述过热器28被余热工质过热为过热蒸汽,过热蒸汽进入所述透平机25膨胀做功,所述透平机25带动所述发电机24发电,做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机25排出后经所述第二节流阀23节流降压后沿管道进入所述冷凝器22凝结放热,循环完成,热媒水先后流经所述第一换热盘管5和所述第二换热盘管15,两次吸热升温后进入供热区满足用热需求。
二、夏季冷电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对,所述第一三通阀2右、下进出口相通,所述第二三通阀4下、右进出口相通,所述第三三通阀10下、上进出口相通,所述第四三通阀13上、下进出口相通,所述风冷式蒸发器11不工作,余热工质依次流经所述过热器28、所述第四换热盘管21、所述第三换热盘管17和所述余热回收器6,所述循环泵3启动,冷媒水进入所述管壳式蒸发器1,所述冷凝器22流出的高压冷凝水经所述第一节流阀14节流降压后通过所述第四三通阀13进入所述管壳式蒸发器1中进行吸热蒸发,低压液体水在所述管壳式蒸发器1中的吸收冷媒水的热量蒸发为低压水蒸气,低压水蒸气从所述管壳式蒸发器1流出通过所述第二三通阀10后进入所述吸收器9,所述高压发生器27和所述低压发生器20流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器18中放热预冷后被所述第一溶液喷嘴8雾化为溶液小颗粒,溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液,吸收过程释放出大量的热,溴化锂水稀溶液从所述吸收器9底部流出的由所述溶液泵7输送到所述溶液热交换器18预热后分为两路,一路进入所述低压发生器20经所述第二溶液喷嘴19喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管17中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,另一路则进入所述高压发生器27经所述第三溶液喷嘴26喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管21中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液,浓溶液从两发生器底部流出在所述溶液热交换器18中冷却后回流到所述吸收器9,所述低压发生器20产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀16进入所述冷凝器22凝结放热,所述高压发生器27产生的高温高压水蒸气进入所述过热器28被余热工质过热为过热蒸汽,过热蒸汽进入所述透平机25膨胀做功,所述透平机25带动所述发电机24发电,做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机25排出后经所述第二节流阀23节流降压后沿管道进入所述冷凝器22凝结放热,循环完成;冷媒水在所述管壳式蒸发器1中被吸热降温后进入供冷区满足用冷需求,而冷却水则先后流经所述第一换热盘管5和所述第二换热盘管15,冷却装置并带走热量,对于所述余热回收器6回收的工质余热可制备热水供生活使用。
以上为本发明的具体说明,仅为本发明的最佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神及原则之内的修改、等同替换等,应均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种余热梯级回收利用装置,包括吸收式热泵系统、热工转化系统两部分,其中所述吸收式热泵系统包括:管壳式蒸发器(1)、第一三通阀(2)、循环泵(3)、第二三通阀(4)、余热回收器(6)、溶液泵(7)、第一换热盘管(5)、第一溶液喷嘴(8)、吸收器(9)、第三三通阀(10)、风冷式蒸发器(11)、风机(12)、第四三通阀(13)、第一节流阀(14)、第二换热盘管(15)、冷凝器(22)、止逆阀(16)、低压发生器(20)、第二溶液喷嘴(19)、第三换热盘管(17)、溶液热交换器(18),所述管壳式蒸发器(1)上出口和所述风冷式蒸发器(11)左出口分别连通所述第三三通阀(10)的下、右进口,所述第三三通阀(10)上出口连通所述吸收器(9)右进口,所述吸收器(9)底部布置有所述第一换热盘管(5),所述吸收器(9)底部出口连通所述溶液泵(7)进口,所述溶液泵(7)出口连通所述溶液热交换器(18)下进口,所述溶液热交换器(18)上出口连通所述低压发生器(20)上部带有所述第二溶液喷嘴(19)的盲管,所述低压发生器(20)底部布置有所述第三换热盘管(17),所述低压发生器(20)底部出口连通所述溶液热交换器(18)右上进口,所述溶液热交换器(18)右下出口连通所述吸收器(9)上部带有所述第一溶液喷嘴(8)的短管,所述低压发生器(20)顶部出口通过所述止逆阀(16)连通所述冷凝器(22)上进口,所述冷凝器(22)底部布置有所述第二换热盘管(15),所述冷凝器(22)底部出口连通所述第一节流阀(14)进口,所述第一节流阀(14)出口连通所述第四三通阀(13)上进口,所述第四三通阀(13)左出口连通所述风冷式蒸发器(11)右进口,所述风冷式蒸发器(11)右侧布置所述风机(12),所述第四三通阀(13)下出口连通所述管壳式蒸发器(1)下进口,所述第一换热盘管(5)出口连通所述第二换热盘管(15)进口,所述第三换热盘管(17)出口连通所述余热回收器(6)上进口,所述余热回收器(6)下出口连通余热工质出口,所述管壳式蒸发器(1)左下出口连通所述第一三通阀(2)右进口,所述第一三通阀(2)左出口连通所述余热回收器(6)右下进口,所述余热回收器(6)右上出口连通所述第二三通阀(4)左进口,所述第二三通阀(4)右出口连通所述循环泵(3)进口,所述循环泵(3)出口连通所述管壳式蒸发器(1)左上进口;所述热工转化系统包括:过热器(28)、高压发生器(27)、第三溶液喷嘴(26)、第四换热盘管(21)、透平机(25)、发电机(24)、第二节流阀(23),所述过热器(28)上进口连通余热工质入口,所述过热器(28)下出口连通所述高压发生器(27)底部的所述第四换热盘管(21)进口,所述第四换热盘管(21)出口连通所述第三换热盘管(17)进口,所述溶液热交换器(18)上出口连通所述高压发生器(27)上部布置有所述第三溶液喷嘴(26)的盲管,所述高压发生器(27)底部出口连通所述溶液热交换器(18)右上进口,所述高压发生器(27)顶部出口连通所述过热器(28)右下进口,所述过热器(28)右上出口连通所述透平机(25)进口,所述透平机(25)输出轴与所述发电机(24)输入轴相连,所述透平机(25)出口连通第二节流阀(23)进口,所述第二节流阀(23)出口连通所述冷凝器(22)上进口;其中,所述吸收器(9),低压发生器(20),冷凝器(22)和高压发生器(27)中均分别灌装有循环工质对。
2.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置,其特征在于:所述透平机(25)为轴流式或离心式透平机。
3.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置,其特征在于:所述第一节流阀(14)和所述第二节流阀(23)为电子膨胀阀或热力膨胀阀。
4.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置,其特征在于:所述管壳式蒸发器(1)为满液式或降膜式或干式管壳式蒸发器。
5.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置,其特征在于:所述过热器(28)、所述溶液热交换器(18)和所述余热回收器(6)均为板式换热器。
6.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置,其特征在于:所述循环工质对为溴化锂水溶液或氨水溶液或氟利昂工质对。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种余热梯级回收利用装置的工作方法,其特征在于:在对余热实现梯级回收利用的同时,实现冬季热电联供和夏季冷电联供两种工作方法;
一、冬季热电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对,所述第一三通阀(2)右、左进出口相通,所述第二三通阀(4)左、右进出口相通,所述第三三通阀(10)右、上、下进出口均相通,所述第四三通阀(13)上下、上左进出口均相通,余热工质依次流经所述过热器(28)、所述第四换热盘管(21)、所述第三换热盘管(17)和所述余热回收器(6),所述风机(12)和所述循环泵(3)启动,载热水在所述余热回收器(6)中吸收余热工质的热量升温后被所述循环泵(3)送入所述管壳式蒸发器(1),载热水放热后再回到所述余热回收器(6)与余热工质换热不断循环,所述冷凝器(22)流出的高压冷凝水经所述第一节流阀(14)节流降压后在所述第四三通阀(13)处分两路,分别进入所述风冷式蒸发器(11)和所述管壳式蒸发器(1)中进行吸热蒸发,所述风冷式蒸发器(11)中的低压液体水吸收外界空气的热量蒸发为低压水蒸气,所述管壳式蒸发器(1)中的低压液体水吸收载热水的热量蒸发为低压水蒸气,两蒸发器产生的低压水蒸气在所述第二三通阀(10)处汇合后进入所述吸收器(9),所述高压发生器(27)和所述低压发生器(20)流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器(18)放热预冷后被所述第一溶液喷嘴(8)雾化为溶液小颗粒,溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液,吸收过程释放出大量的热,溴化锂水稀溶液从所述吸收器(9)底部流出由所述溶液泵(7)输送到所述溶液热交换器(18)预热后分为两路,一路进入所述低压发生器(20)经所述第二溶液喷嘴(19)喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管(17)中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,另一路则进入所述高压发生器(27)经所述第三溶液喷嘴(26)喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管(21)中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液,溴化锂水浓溶液再从两发生器底部流出在所述溶液热交换器(18)中冷却后回流到所述吸收器(9),所述低压发生器(20)产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀(16)进入所述冷凝器(22)凝结放热,所述高压发生器(27)产生的高温高压水蒸气进入所述过热器(28)被余热工质过热为过热蒸汽,过热蒸汽进入所述透平机(25)膨胀做功,所述透平机(25)带动所述发电机(24)发电,做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机(25)排出后经所述第二节流阀(23)节流降压后沿管道进入所述冷凝器(22)凝结放热,循环完成,热媒水先后流经所述第一换热盘管(5)和所述第二换热盘管(15),两次吸热升温后进入供热区满足用热需求;
二、夏季冷电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对,所述第一三通阀(2)右、下进出口相通,所述第二三通阀(4)下、右进出口相通,所述第三三通阀(10)下、上进出口相通,所述第四三通阀(13)上、下进出口相通,所述风冷式蒸发器(11)不工作,余热工质依次流经所述过热器(28)、所述第四换热盘管(21)、所述第三换热盘管(17)和所述余热回收器(6),所述循环泵(3)启动,冷媒水进入所述管壳式蒸发器(1),所述冷凝器(22)流出的高压冷凝水经所述第一节流阀(14)节流降压后通过所述第四三通阀(13)进入所述管壳式蒸发器(1)中进行吸热蒸发,低压液体水在所述管壳式蒸发器(1)中的吸收冷媒水的热量蒸发为低压水蒸气,低压水蒸气从所述管壳式蒸发器(1)流出通过所述第二三通阀(10)后进入所述吸收器(9),所述高压发生器(27)和所述低压发生器(20)流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器(18)中放热预冷后被所述第一溶液喷嘴(8)雾化为溶液小颗粒,溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液,吸收过程释放出大量的热,溴化锂水稀溶液从所述吸收器(9)底部流出的由所述溶液泵(7)输送到所述溶液热交换器(18)预热后分为两路,一路进入所述低压发生器(20)经所述第二溶液喷嘴(19)喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管(17)中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,另一路则进入所述高压发生器(27)经所述第三溶液喷嘴(26)喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管(21)中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气,两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液,浓溶液从两发生器底部流出在所述溶液热交换器(18)中冷却后回流到所述吸收器(9),所述低压发生器(20)产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀(16)进入所述冷凝器(22)凝结放热,所述高压发生器(27)产生的高温高压水蒸气进入所述过热器(28)被余热工质过热为过热蒸汽,过热蒸汽进入所述透平机(25)膨胀做功,所述透平机(25)带动所述发电机(24)发电,做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机(25)排出后经所述第二节流阀(23)节流降压后沿管道进入所述冷凝器(22)凝结放热,循环完成;冷媒水在所述管壳式蒸发器(1)中被吸热降温后进入供冷区满足用冷需求,而冷却水则先后流经所述第一换热盘管(5)和所述第二换热盘管(15),冷却装置并带走热量,对于所述余热回收器(6)回收的工质余热可制备热水供生活使用。
CN201810466127.0A 2018-05-16 2018-05-16 一种余热梯级回收利用装置及工作方法 Active CN108895708B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810466127.0A CN108895708B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种余热梯级回收利用装置及工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810466127.0A CN108895708B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种余热梯级回收利用装置及工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108895708A CN108895708A (zh) 2018-11-27
CN108895708B true CN108895708B (zh) 2020-07-28

Family

ID=64344041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810466127.0A Active CN108895708B (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种余热梯级回收利用装置及工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108895708B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109350983B (zh) * 2018-12-17 2024-03-19 上海新奥新能源技术有限公司 一种双级压缩式热泵双效蒸发浓缩系统
CN113883762A (zh) * 2021-11-11 2022-01-04 西安热工研究院有限公司 一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法
CN114992902B (zh) * 2022-06-08 2023-08-11 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 多能互补的分布式冷热电供能装置及运行方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2311735Y (zh) * 1997-10-22 1999-03-24 电力工业部劳动保护科学研究所 双效溴化锂第一类吸收式热泵
KR100745114B1 (ko) * 2001-02-14 2007-08-01 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 흡수식 냉난방장치
WO2011054383A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-12 Aeteba Gmbh Kompakte kälteeinheit
CN202381129U (zh) * 2011-11-01 2012-08-15 北京科技大学 动力供给系统
CN103542597A (zh) * 2013-11-05 2014-01-29 中国科学院工程热物理研究所 一种适于回收变温热源的功冷联供系统
CN103806964A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 蓝瑚科技有限公司 汽轮机乏汽潜热综合利用的方法与系统
CN206352906U (zh) * 2016-12-18 2017-07-25 东北石油大学 一种乏汽直接吸收式溴化锂热泵系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2311735Y (zh) * 1997-10-22 1999-03-24 电力工业部劳动保护科学研究所 双效溴化锂第一类吸收式热泵
KR100745114B1 (ko) * 2001-02-14 2007-08-01 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 흡수식 냉난방장치
WO2011054383A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-12 Aeteba Gmbh Kompakte kälteeinheit
CN202381129U (zh) * 2011-11-01 2012-08-15 北京科技大学 动力供给系统
CN103806964A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 蓝瑚科技有限公司 汽轮机乏汽潜热综合利用的方法与系统
CN103542597A (zh) * 2013-11-05 2014-01-29 中国科学院工程热物理研究所 一种适于回收变温热源的功冷联供系统
CN206352906U (zh) * 2016-12-18 2017-07-25 东北石油大学 一种乏汽直接吸收式溴化锂热泵系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108895708A (zh) 2018-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1303378C (zh) 吸收式循环与有机物朗肯循环的联合循环装置
CN101701737B (zh) 一种热泵驱动的溶液除湿空调装置
CN108895708B (zh) 一种余热梯级回收利用装置及工作方法
CN101825369A (zh) 一种高效紧凑型高温吸收式热泵机组
CN108674126B (zh) 一种利用汽车发动机余热驱动的半效吸收式制冷系统
CN110454897B (zh) 一种蒸发冷却-太阳能吸收式制冷空调系统
CN113566260B (zh) 一种复合式热泵供热系统及方法
CN109612158B (zh) 一种溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统及工作方法
CN109827270A (zh) 一种蒸发冷却溴化锂吸收式制冷的空调系统
CN202216448U (zh) 扩散吸收式制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置
CN110589921A (zh) 烟气余热利用冷淡联供系统及其工作方法
CN113834114A (zh) 一种负压闪蒸耦合双级压缩变频式热泵的供热系统及方法
CN101504219A (zh) 氨水吸收式复合制冷循环的空气间接冷却方法和系统
CN113237367A (zh) 一种利用太阳能的温排水环路热管降温装置及方法
CN102322705A (zh) 扩散吸收式制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置
CN203159268U (zh) 一种太阳能空调海水淡化系统
CN203190713U (zh) 一种增压型三相吸收式蓄能装置
CN2856872Y (zh) 发动机用溴化锂双效吸收式直热空调器
CN102901264A (zh) 三效蒸汽吸收式制冷系统
CN113883741B (zh) 吸收式制冷系统
CN214501175U (zh) 一种弹性回收低温位热量发生低压蒸汽系统
CN105066502A (zh) 一种回收相变热的直燃式吸收制冷方法及装置
CN210602077U (zh) 一种带新风预冷的太阳能空调系统
CN109059353B (zh) 一种基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺
CN203083196U (zh) 一种利用尿素余热生产低温水的装置

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
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20181127

Assignee: Center for technology transfer Jiangsu University of Science and Technology

Assignor: JIANGSU University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Contract record no.: X2021980006173

Denomination of invention: Waste heat cascade recovery and utilization device and working method

Granted publication date: 20200728

License type: Common License

Record date: 20210714

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Center for technology transfer Jiangsu University of Science and Technology

Assignor: JIANGSU University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Contract record no.: X2021980006173

Date of cancellation: 20210826

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract