CN109059353B - 一种基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于吸收式热泵的余热回收系统,包括:冷凝器(C)、第一吸收器(A1)、第二吸收器(A2)以及蒸发器(E1)。还提出了一种余热回收工艺,包括:蒸发器(E1)将第二流体产生第二冷剂蒸汽和第三流体,第二冷剂蒸汽进入第一吸收器(A1)进行吸收和热交换以释放热量来加热第一吸收器(A1)换热管内的第二冷剂液体,第二冷剂液体吸热蒸发形成第三冷剂蒸气;第三冷剂蒸气进入第二吸收器(A2)进行吸收和热交换以释放热量来加热第二吸收器(A2)换热管内的第一流体,第一流体进入冷凝器(C)进行换热以吸收第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体的热量以形成温度更高的第一流体,温度更高的第一流体从冷凝器(C)输出。
Description
技术领域
本发明属于吸收式热泵和余热利用技术领域,尤其涉及一种基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺。
背景技术
随着经济社会的发展,能源紧缺和一次能源消耗所带来的环境问题日益严重。在倡导节能减排的大背景下,人们对节能技术的研究、节能设备的应用更加迫切。在能源消耗结构中,工业能耗占有大量份额,其能源消耗量大但利用率低,有很大部分能源是以余热的方式排放,不仅浪费能源更对环境造成破坏。
吸收式热泵是一种利用低品位热源,实现将热量从低温热源向高温热源输送的循环系统,是回收利用低温热能的有效装置,具有节约能源、保护环境的双重作用,其系统主要由吸收器、溶液泵、发生器、减压阀、冷凝器、节流装置、蒸发器、溶液热交换器等组成。
吸收式热泵分为两类,第一类吸收式热泵也称增热型热泵,是利用少量的高温热源(如蒸汽、高温热水、可燃性气体燃烧热等)为驱动热源,产生大量的中或高温有用热能,即利用高温热能驱动,把低温热源的热能提高到中温,从而提高了热能的利用效率;第二类吸收式热泵也称升温型热泵,是利用大量的中温热源产生少量的高温有用热能,即利用中低温热能驱动,用大量中温热源和低温热源的热势差,制取热量少于但温度高于中温热源的热量,将部分中低热能转移到更高温位,从而提高了热源的利用品位。此两类热泵应用目的不同,工作方式亦不同,但都是工作于三热源之间,三个热源温度的变化对热泵循环会产生直接影响,升温能力增大。
第一类溴化锂吸收式热泵作为绿色、无污染的节能设备,在工业余热回收领域表现突出。它以回收工业余热为目的,利用一部分驱动热源,将余热品位提升至可用热能加以利用,节能减排效果显著。
目前的余热回收技术,已经将目光转向了海水、污水甚至空气热量,这些热量在冬季时接近0℃甚至低于0℃。基于吸收式热泵是利用纯水低温蒸发的特性进行余热回收的,受到水的特性限制,吸收式热泵只能制取0℃以上的冷水、回收高于0℃的余热。从上述的描述中可以看出,现有吸收式热泵的处理对象是针对中、高温热源,或0℃以上的低温热源,而对于接近0℃甚至低于0℃的热源,由于现有回收环境低温余热的方法主要采用电压缩式热泵进行余热回收,其相应吸收式热泵的原理决定了其无法回收接近0℃甚至低于0℃的低温余热,因此目前没有办法回收冬天的接近0℃甚至低于0℃海水、污水、空气等热量。
所以,很有必要开发一种可以回收环境低温余热的吸收式热泵,有效地回收和利用低温位热能,节约能源和保护环境,并使之成为锅炉、热电厂等的有效补充,将会在市场上获得广阔应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺,以吸收式循环回收接近0℃甚至低于0℃的低温余热。
为解决上述问题,本发明的第一方面提供了一种基于吸收式热泵的余热回收系统,包括:冷凝器、第一吸收器、第二吸收器以及蒸发器;第一输入管道和第二输入管道与冷凝器相通;第一管道与冷凝器相通,然后穿过第一吸收器,和第二吸收器相通;第二管道分别穿过第二吸收器和冷凝器;第一吸收器分别与第三输入管道和第一输出管道相通,第一吸收器通过管道与蒸发器相通;蒸发器分别与第五输入管道和第二输出管道相通;第二吸收器分别与第四输入管道和第三输出管道相通;蒸发器将第二流体产生第二冷剂蒸汽和第三流体,第二冷剂蒸汽进入第一吸收器进行吸收和热交换以释放热量来加热第一吸收器换热管内的第二冷剂液体,第二冷剂液体吸热蒸发形成第三冷剂蒸气;第三冷剂蒸气进入第二吸收器进行吸收和热交换以释放热量来加热第二吸收器换热管内的第一流体,第一流体进入冷凝器进行换热以吸收第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体的热量以形成温度更高的第一流体,温度更高的第一流体从冷凝器输出。
可选的,该基于吸收式热泵的余热回收系统,还包括:第一发生器、第二发生器以及第三发生器,用于产生第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体;其中,第一输入管道与第一发生器相通;第二输入管道穿过第一发生器与第二发生器和第三发生器相通;第二发生器通过管道、第三溶液换热器、第二溶液换热器、第四输入管道与第二吸收器相通;第三输出管道穿过第二溶液换热器与第一发生器相通;第三输入管道穿过第一溶液换热器与第三发生器相通;第三发生器通过管道、第一溶液换热器、第一输出管道与第一吸收器相通;第一发生器的第四输出管道穿过第三溶液换热器和第二发生器相通。
可选的,该基于吸收式热泵的余热回收系统,还包括:第一发生器和第二发生器,用于产生第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体;其中,第一输入管道与第一发生器相通;第二输入管道穿过第一发生器与第二发生器相通;第二发生器通过管道、第三溶液换热器、第二溶液换热器、第四输入管道与第二吸收器相通;第三输出管道穿过第二溶液换热器与第一发生器相通;第三输入管道穿过第一溶液换热器与第二发生器相通;第二发生器通过管道、第一溶液换热器、第一输出管道与第一吸收器相通;第一发生器的第四输出管道穿过第三溶液换热器和第二发生器相通。
可选的,该基于吸收式热泵的余热回收系统,还包括:第一发生器和第二发生器,用于产生第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体;其中,第一输入管道与第一发生器相通;第二输入管道穿过第一发生器与第二发生器相通;第一输出管道穿过第一溶液换热器与第二吸收器相通,第一输出管道在第二吸收器处形成为第四输入管道;第三输出管道穿过第二溶液换热器与第一发生器相通;第二发生器通过管道、第三溶液换热器、第二溶液换热器、第一溶液换热器、第三输入管道与第一吸收器相通;第一发生器的第四输出管道穿过第三溶液换热器与第二发生器相通。
可选的,该基于吸收式热泵的余热回收系统,还包括:第一发生器和第二发生器,用于产生第一冷剂蒸汽;其中,第一输入管道与第一发生器相通;第二输入管道穿过第一发生器与第二发生器相通;第二发生器通过管道、第三溶液换热器、第二溶液换热器、第四输入管道与第二吸收器相通;第三输出管道通过第一溶液换热器与第三输入管道相通;第一输出管道穿过第一溶液换热器和第二溶液换热器与第一发生器相通;第一发生器的第四输出管道穿过第三溶液换热器和第二发生器相通。
可选的,该基于吸收式热泵的余热回收系统,还包括:第一发生器和第二发生器,用于产生第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体;其中,第一输入管道与第一发生器相通;第二输入管道穿过第一发生器与第二发生器相通;第二发生器通过管道、第三溶液换热器、第二溶液换热器与第四输入管道相通;第一发生器的第四输出管道通过管道、第二溶液换热器与第四输入管道相通;第一发生器的第四输出管道穿过第三溶液换热器与第二发生器相通;第三输出管道通过第一溶液换热器与第三输入管道相通;第一输出管道穿过第一溶液换热器和第二溶液换热器与第一发生器相通。
根据本发明的另一方面,提出了一种余热回收工艺,包括:第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体进入冷凝器进行换热形成第二冷剂液体,释放的热量来加热冷凝器的换热管内的第一流体,第二冷剂液体一部分排出,另一部分进入第一吸收器的换热管内,进行吸收和换热以释放热量后形成第三冷剂蒸气;第三冷剂蒸气再进入第二吸收器,被进入第二吸收器的第一溶液吸收,冷凝放热,释放的热量来加热第二吸收器换热管内的第一流体,第一溶液和第三冷剂蒸气形成第二溶液从第二吸收器输出;第一流体从第二吸收器输出后进入冷凝器的换热管道,吸收换热释放的热量后流出冷凝器;第二流体进入蒸发器产生第二冷剂蒸汽和第三流体,第三流体流出蒸发器,第二冷剂蒸汽进入第一吸收器,与进入第一吸收器的第三溶液一起进行吸收和换热以加热第一吸收器换热管内的第二冷剂液体使之形成第三冷剂蒸汽,第三溶液和第二冷剂蒸汽形成第四溶液从第一吸收器输出;第二冷剂蒸汽从蒸发器输出后进入第一吸收器,进行吸收和换热形成冷剂液体并释放热量,释放的热量加热第一吸收器换热管内的第二冷剂液体,第二冷剂液体吸热蒸发形成第三冷剂蒸气;第三冷剂蒸气在第二吸收器进行吸收和换热以加热第二吸收器换热管内的第一流体,第一流体进入冷凝器,进行换热以吸收第一冷剂蒸汽和冷剂液体的热量以形成温度更高的第一流体,温度更高的第一流体从冷凝器输出。
可选的,该余热回收工艺包括:第一吸收器输出的第四溶液进入第一溶液换热器预热后进入第三发生器,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液,第五溶液流出第三发生器,进入第一溶液换热器降温后形成第三溶液,再进入第一吸收器进行喷淋;第二吸收器产生的第二溶液经过第二溶液换热器预热后进入第一发生器喷淋,被来自第二发生器和第三发生器的冷剂蒸气加热浓缩后,再进入第三溶液换热器进行加热,再进入第二发生器,被外部热量加热浓缩形成第一溶液,第一溶液经第三溶液换热器、第二溶液换热器降温后进入第二吸收器;第三发生器和第二发生器产生的冷剂蒸气进入第一发生器作为高温热源来加热喷淋的第二溶液,第二溶液形成第一冷剂蒸汽和第六溶液,第一冷剂蒸汽进入冷凝器,第六溶液和第三溶液换热器后进入第二发生器,第三发生器和第二发生器产生的冷剂蒸气在第一发生器换热冷凝后形成第一冷剂液体,进入冷凝器。
可选的,该余热回收工艺包括:第一吸收器输出的第四溶液进入第一溶液换热器预热后进入第二发生器,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液,第五溶液流出第二发生器,一部分进入第一溶液换热器降温后形成第三溶液,进入第一吸收器进行喷淋,另一部分进入第三溶液换热器和第二溶液换热器降温后形成第一溶液,进入第二吸收器进行喷淋放热以加热第一流体;第二吸收器产生的第二溶液经过第二溶液换热器预热后进入第一发生器喷淋,被来自第二发生器的冷剂蒸气加热浓缩后,进入第三溶液换热器加热后,再进入第二发生器,被外部热量加热浓缩形成第一溶液,第一溶液经第三溶液换热器、第二溶液换热器降温后进入第二吸收器;第二发生器产生的冷剂蒸气进入第一发生器作为高温热源来加热喷淋的第二溶液,使第二溶液形成第一冷剂蒸汽和第六溶液,第六溶液和第三溶液换热器后进入第二发生器,第一冷剂蒸汽进入冷凝器,第二发生器产生的冷剂蒸气在第一发生器换热冷凝后形成第一冷剂液体,进入冷凝器。
可选的,该余热回收工艺包括:第一吸收器输出的第四溶液经进入第一溶液换热器预热后,再进入第二吸收器喷淋放热,与第三冷剂蒸气形成第二溶液,第二溶液进入第二溶液换热器预热后进入第一发生器,喷淋后被来自第二发生器的冷剂蒸气加热浓缩,产生第一冷剂蒸汽和第六溶液;第一冷剂蒸汽进入冷凝器,第六溶液进入第三溶液换热器预热后,再进入第二发生器,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液和冷剂蒸汽;冷剂蒸汽进入第一发生器进行换热降温形成第一冷剂液体,第一冷剂液体进入冷凝器,第五溶液流出第二发生器进入第一溶液换热器、第二溶液换热器、第三溶液换热器换热降温后,形成第三溶液,进入第一吸收器。
可选的,该余热回收工艺包括:第一吸收器输出的第四溶液进入第一溶液换热器和第二溶液换热器预热后,再进入第一发生器喷淋后,被来自第二发生器的冷剂蒸气加热浓缩,产生第一冷剂蒸汽和第六溶液,第一冷剂蒸汽进入冷凝器;第六溶液经进入第三溶液换热器预热后,再进入第二发生器,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液和冷剂蒸汽;冷剂蒸汽进入第一发生器进行换热降温形成第一冷剂液体,第一冷剂液体进入冷凝器;第五溶液流出第二发生器,进入第三溶液换热器和第二溶液换热器换热降温后形成第一溶液,进入第二吸收器,喷淋放热以加热第一流体,第一溶液与第三冷剂蒸气形成第二溶液,第二溶液进入第一溶液换热器预热后形成第三溶液,第三溶液进入第一吸收器。
可选的,该余热回收工艺包括:第一吸收器输出的第四溶液进入第一溶液换热器和第二溶液换热器预热后,再进入第一发生器喷淋后,被来自第二发生器的冷剂蒸气加热浓缩,产生第一冷剂蒸汽和第六溶液,第一冷剂蒸汽进入冷凝器;第六溶液一部分进入第三溶液换热器预热后,再进入第二发生器,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液和冷剂蒸汽,冷剂蒸汽流出第二发生器后进入第一发生器,进行换热降温形成第一冷剂液体,第一冷剂液体进入冷凝器;第五溶液流出第二发生器后,进入第三溶液换热器换热降温后,流出第三溶液换热器的第五溶液与第六溶液的另一部分汇合,进入第二溶液换热器换热降温后形成第一溶液,进入第二吸收器喷淋放热加热第一流体,第一溶液与第三冷剂蒸气形成第二溶液,进入第一溶液换热器,降温后形成第三溶液,进入第一吸收器。
可选的,第二流体为海水、废水、卤水或空气。
可选的,第一溶液和第三溶液为溴化锂溶液。
可选的,第一冷剂蒸汽和第二冷剂蒸汽为水蒸气。
在本发明实施例中,海水、废水、卤水、空气等低温介质真空蒸发放热和溶液吸收,通过设置一级吸收器、二级吸收器,将低温介质中的低品位余热产生高品位热量,实现了低温介质中的低品位余热的回收利用,解决了现有技术中的吸收式热泵无法回收接近0℃甚至低于0℃的低温余热的问题。
本发明仅需通过少量的高温热源以驱动吸收式热泵的循环系统,便可以把低温介质的低品位余热转移到中温或高温介质,提高热量的利用效率,从而实现吸收式循环回收接近0℃甚至低于0℃的低温余热。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:
1、仅需消耗少量的高温热源对吸收式热泵进行驱动,大大降低了运行费用;
2、环境低温余热丰富而易得,适用范围较宽,前景广阔;
3、能提高余热利用的程度和利用更低温度的余热资源;
4、回收的余热可以作为锅炉、热电厂等有效补充,具备很好的经济性。
附图说明
图1是依据本发明具体实施例所提供的一种基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图;
图2是依据本发明实施例一所提供的一种双高压发生器并联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图;
图3是依据本发明实施例二所提供的一种单高压发生器并联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图;
图4是依据本发明实施例三所提供的一种单高压发生器串联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图;
图5是依据本发明实施例四所提供的另一种单高压发生器串联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图;
图6是依据本发明实施例五所提供的一种单高压发生器串/并联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图;
图7是依据本发明实施例六所提供的一种以海水或污水为低温余热源的的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图;
图8是依据本发明实施例七所提供的一种以空气为低温余热源的的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
附图标记:
A1:第一吸收器;A2:第二吸收器;C:冷凝器;E1:蒸发器;E2:闪蒸箱;G1:第一发生器;G2:第二发生器;G3:第三发生器;H1:第一溶液热交换器;H2:第二溶液热交换器;H3:第三溶液热交换器;T:换热塔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图和实例来详细描述本发明。
图1是依据本发明具体实施例所提供的一种基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
参见图1,在本发明具体实施例中,一种基于吸收式热泵的余热回收系统包括:冷凝器C、第一吸收器A1、第二吸收器A2以及蒸发器E1。
如图1所示,第一输入管道101和第二输入管道102与冷凝器C相通;第一管道302与冷凝器C相通,然后穿过第一吸收器A1,和第二吸收器A2相通。
第二管道201分别穿过第二吸收器A2和冷凝器C;第一吸收器A1分别与第三输入管道303和第一输出管道304相通,第一吸收器A1通过管道与蒸发器E1相通;蒸发器E1分别与第五输入管道502和第二输出管道501相通;第二吸收器A2分别与第四输入管道401和第三输出管道402相通。
蒸发器E1将第二流体产生第二冷剂蒸汽和第三流体,第二冷剂蒸汽进入第一吸收器A1进行吸收和热交换以释放热量来加热第一吸收器A1换热管内的第二冷剂液体,第二冷剂液体吸热蒸发形成第三冷剂蒸气;第三冷剂蒸气进入第二吸收器A2进行吸收和热交换以释放热量来加热第二吸收器A2换热管内的第一流体,第一流体进入冷凝器C进行换热以吸收第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体的热量以形成温度更高的第一流体,温度更高的第一流体从冷凝器C输出。
可选的,第二流体为低温环境余热源,如低温的海水、废水、空气、卤水、余热水等。
如图1所示的流程可以实现低温介质中的低品位余热的回收利用。
以第二流体为余热水为例,该余热水在蒸发器E1蒸发,可选的,为真空闪蒸,污水蒸发产生水蒸气和剩余的余热水,剩余的余热水排出蒸发器E1,而产生的水蒸气通过管道则进入第一吸收器A1,溴化锂浓溶液流入到第一吸收器A1,在第一吸收器A1中,溴化锂浓溶液吸收余热水产生的水蒸气,水蒸气变为水,放热,所放出的热加热来自冷凝器C输出管道中的水,冷凝器C输出管道中的水携带着余热水产生的水蒸气在吸收过程中放出的热进入第二吸收器A2,另一溴化锂浓溶液也进入第二吸收器A2,冷凝器C输出管道中的水稀释另一溴化锂浓溶液并换热,放出的热量来加热第一流体,使得第一流体温度提高,被加热的第一流体进入冷凝器C,与来自发生器系统的高温水蒸气和水进行换热,第一流体在冷凝器C内进一步被加热形成温度更高的第一流体,该温度更高的第一流体流出冷凝器C。
在本发明具体实施例中,可选的,如图1所示,其余热回收工艺是这样实现的:
第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体分别通过管道101、102进入冷凝器C进行换热,第一冷剂蒸汽在冷凝器C的换热管201的表面冷凝,第一冷剂液体换热后温度下降,换热释放的热量来加热冷凝器C的换热管201内的第一流体,第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体在冷凝器C形成第二冷剂液体,第二冷剂液体通过管道30排出冷凝器C。
可选的,第二冷剂液体的一部分通过管道301排出,排出的这一部分的第二冷剂液体用于平衡从环境余热中吸收的水蒸气。
可选的,第二冷剂液体的另一部分经一节流阀V2和管道302进入第一吸收器A1的换热管302内进行吸收和换热以释放热量,第二冷剂液体的另一部分吸热蒸发形成第三冷剂蒸气;所述第三冷剂蒸气进入第二吸收器A2。
第三冷剂蒸汽与通过管道401进入第二吸收器A2的第一溶液一起进行换热,释放的热量来加热第二吸收器A2换热管201内的第一流体,第一溶液和第三冷剂蒸气形成第二溶液,通过管道402从第二吸收器A2输出。
可选的,第一溶液是以喷淋的方式进入第二吸收器A2,喷淋的方式能够高效率的释放热量,快速与第二冷剂蒸汽均匀混合放热,高效率的进行热交换,释放的热量用于加热二吸收器A2换热管201内的第一流体,使得第一流体的温度升高。
第一流体通过管道201从第二吸收器A2输出后进入冷凝器C的换热管道201,吸收换热释放的热量再一次提高温度以形成温度更高的第一流体,温度更高的第一流体通过管道201从冷凝器C输出。
可选的,在冷凝器C中换热释放的热量来自于如前所述的管道101中的第一冷剂蒸汽和管道102中的第一冷剂液体的热量。
第二流体通过管道502进入蒸发器E1产生第二冷剂蒸汽和第三流体,第三流体通过管道304流出蒸发器E1。
可选的,第二流体通过管道502进在蒸发器E1进行真空闪蒸产生第二冷剂蒸汽和第三流体。
可选的,第三流体可以通过溶液泵加压打出,也可通过提高蒸发器E1高度自动流出。
可选的,第二冷剂蒸汽通过管道503进入第一吸收器A1,与通过管道303进入第一吸收器A1的第三溶液一起进行吸收和换热以加热第一吸收器A1换热管302内的第二冷剂液体使之形成第三冷剂蒸汽,第三溶液和第二冷剂蒸汽形成第四溶液,形成的第四溶液通过管道304从第一吸收器A1输出。
在第一吸收器A1中,在蒸发器E1中产生第二冷剂蒸汽被第三溶液吸收,第三溶液被稀释形成被稀释的第三溶液,放出的热量加热第一吸收器A1换热管302内的第二冷剂液体,第二冷剂液体吸热蒸发形成第三冷剂蒸气。
第三冷剂蒸气通过管道302进入第二吸收器A2,第三冷剂蒸气在第二吸收器A2被第一溶液吸收释放热量,释放的热量来加热第二吸收器A2换热管内的第一流体,第一流体温度升高,第一流体进入冷凝器C进行换热以吸收第一冷剂蒸汽和冷剂液体的热量,形成温度更高的第一流体,该温度更高的第一流体从冷凝器C输出。
可选的,第二流体为海水、废水或空气。
可选的,第一溶液和第三溶液为溴化锂溶液。
可选的,第一冷剂蒸汽和第二冷剂蒸汽为水蒸气。
可选的,第一流体为热水。
图1所示的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺可以组合其他部件,如发生器、换热器、溶液泵、节流阀等,以形成不同基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺,也可以采用其他常规的流程作为调整,但都在本发明的保护范围内。以下以更为具体的实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一
图2是依据本发明实施例一所提供的一种双高压发生器并联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
参见图2,相对于图1,本实施例中在图1的基础上增加了两个高压发生器,即第二发生器G2和第三发生器G3,还配置了一个低压发生器,即第一发生器G1,这三个发生器采用并联的方式连接。
在本实施例中,图1所示的系统和工艺流程部分用于实现本实施例,在本发明的具体实施例中已经进行过详细描述,以下不再赘述,重点描述除图1所示的系统和工艺流程部分之外的系统和流程。
第二发生器G2和第三发生器G3均采用外部高温热源进行加热以浓缩第二发生器G2和第三发生器G3的溶液,分别产生冷剂蒸汽1、2。
在本发明实施例的基于吸收式热泵的余热回收系统,第一发生器G1、第二发生器G2以及第三发生器G3用于产生第一冷剂蒸汽。
其中,第一输入管道101与第一发生器G1相通;第二输入管道102穿过第一发生器G1与第二发生器G2和第三发生器G3相通;第二发生器G2通过管道601、第三溶液换热器H3、第二溶液换热器H2、第四输入管道401与第二吸收器A2相通;第三输出管道402穿过第二溶液换热器H2与第一发生器G1相通;第三输入管道303穿过第一溶液换热器H1与第三发生器G3相通;第三发生器G3通过管道701、第一溶液换热器H1、第一输出管道304与第一吸收器A1相通;第一发生器G1的第四输出管道103穿过第三溶液换热器H3和第二发生器G2相通。
对应本发明实施例的基于吸收式热泵的余热回收系统的余热回收工艺包括:
第一吸收器A1输出的第四溶液经溶液泵P1加压后,通过管道304进入第一溶液换热器H1进行预热,然后通过管道701进入第三发生器G3,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液和冷剂蒸汽2,第五溶液通过管道303流出第三发生器G3,然后通过管道303进入第一溶液换热器H1进行降温后形成第三溶液,第三溶液通过管道303进入第一吸收器A1进行喷淋。
第二吸收器A2产生的第二溶液通过管道402进入第二溶液换热器H2预热,然后再通过管道402进入第一发生器G1喷淋,被来自第二发生器G2和第三发生器G3的冷剂蒸气1、2加热浓缩,其中冷剂蒸气1、2分别通过管道1021、1022后合并到管道102。
第二溶液通过管道103流出第一发生器G1后,进入第三溶液换热器H3进行加热,再通过管道103进入第二发生器G2,被外部热量加热浓缩形成第一溶液及冷剂蒸汽1,冷剂蒸汽1通过管道1022流出第二发生器G2,第一溶液依次通过管道603、第三溶液换热器H3、管道104、第二溶液换热器H2降温后,再通过管道401进入第二吸收器A2。
第三发生器G3和第二发生器G2产生的冷剂蒸气2、1进入第一发生器G1作为高温热源来加热喷淋的第二溶液,第二溶液形成第一冷剂蒸汽和第六溶液,第一冷剂蒸汽通过管道101进入冷凝器C,第六溶液通过管道103、第三溶液换热器H3后,进入第二发生器G2,第三发生器G3和第二发生器G2产生的冷剂蒸气在第一发生器G1换热冷凝后形成第一冷剂液体,第一冷剂液体通过管道102进入冷凝器C。
可选的,外部高温热源为高温蒸汽。
通常的,在吸收式热泵中,吸收器的作用为:一方面,从发生器流出的溴化锂浓溶液经过溶液换热器降温后,流入到吸收器中,吸收器内的溶液浓度较高,另一方面,从蒸发器流入的饱和水蒸气在一定温度和压力下,会被吸收器内的溴化锂浓溶液吸收,溴化锂浓溶液变为稀溶液后流出吸收器。
发生器的作用为:溴化锂稀溶液进入发生器,利用驱动热源如高温蒸汽,加热溴化锂稀溶液,使其中的制冷剂水形成蒸汽排出,溴化锂溶液浓缩变为浓溶液从出口处流出,该部件的作用是产生冷剂蒸汽,所以称作发生器。
冷凝器的作用为:从发生器过来的水蒸气进入到冷凝器中,经过冷凝后形成液态水,并放出热量来加热热水。
蒸发器的作用为:低温低压饱和蒸汽和水的混合物在蒸发器中吸收低温热源的热量,蒸发为饱和水蒸气,流向吸收器。
溶液换热器的作用:从吸收器流出的稀溶液流入溶液换热器,与从发生器流出的高温浓溶液在溶液换热器中进行热交换,稀溶液温度升高,浓溶液温度下降,可以节省发生器中高温蒸汽的消耗,另外进入到吸收器中的浓溶液温度降低可以提高高溶液的吸收能力。
节流阀为节流部件,其可为阀、细管或孔板,其作用为:可以控制循环工质流量,从冷凝器流入的较高压力和温度的冷凝水经过节流阀后变为较低压力和温度的饱和蒸汽和水的混合物,流出节流阀。
溶液泵的作用:为整个热泵机组的溶液循环提供所需的动力,保持吸收器和发生器中的溶液量和溶液浓度的温度,维持循环的持续进行。
本实施利用高温蒸汽作为热能驱动力加热发生器,冷剂蒸汽从发生器的溶液中蒸发出来,在冷凝器中加热热水,发生器中的稀溶液经过加热浓缩后形成浓缩液,经过溶液换热器后进入吸收器中,使吸收器温度升高,这部分热量用来加热冷水,溶液换热器可以使稀溶液在进入发生器之前进行预加热,从而减少高品位热能的消耗。
通过上述工艺,利用少量的高温热源,产生大量的中或高温有用热能,把低温热源的热能提高到中或高温的高品位热能,从而提高了热能的利用效率。
实施例二
图3是依据本发明实施例二所提供的一种单高压发生器并联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
参见图3,相比于图1,本实施例中在图1的基础上增加了一个高压发生器,即第二发生器G2,还配置了一个低压发生器,即第一发生器G1,这两个发生器采取并联的方式连接。
在本实施例中,图1所示的系统和工艺流程部分用于实现本实施例,在本发明的具体实施例中已经进行过详细描述,以下不再赘述,重点描述除图1所示的系统和工艺流程部分之外的系统和流程。
本实施例与实施例一相比,删除了一个高压发生器,即第三发生器G3,形成了图3所示的系统和流程。
在本实施例中,第二发生器G2采用外部高温热源进行加热以浓缩第二发生器G2的溶液,第一发生器G1和第二发生器G2用于产生第一冷剂蒸汽。
在本实施例中,第一输入管道101与第一发生器G1相通,第二输入管道102穿过第一发生器G1与第二发生器G2相通,第二发生器G2通过管道601、第三溶液换热器H3、第二溶液换热器H2、第四输入管道401与第二吸收器A2相通。
第三输出管道402穿过第二溶液换热器H2与第一发生器G1相通,第三输入管道303穿过第一溶液换热器H1与第二发生器G2相通;第二发生器G2通过管道、第一溶液换热器H1、第一输出管道304与第一吸收器A1相通,第一发生器G1的第四输出管道103穿过第三溶液换热器H3和第二发生器G2相通。
对应本发明实施例的基于吸收式热泵的余热回收系统的余热回收工艺包括:
第一吸收器A1输出的第四溶液经溶液泵P1加压后,通过管道304进入第一溶液换热器H1进行预热,之后通过管道602进入第二发生器G2,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液,第五溶液通过管道601流出第二发生器G2,分流,一部分进入第一溶液换热器H1,进行降温后形成第三溶液,通过管道303进入第一吸收器A1进行喷淋,另一部分进入第三溶液换热器H3,之后通过管道104进入第二溶液换热器H2,进行降温后形成第一溶液,通过管道401进入第二吸收器A2进行喷淋放热以加热第一流体。
第二吸收器A2产生的第二溶液通过管道402经溶液泵加压后进入第二溶液换热器H2,进行预热后,通过管道402进入第一发生器G1进行喷淋,被来自第二发生器G2的冷剂蒸气加热浓缩后形成第六溶液,经过管道103进入第三溶液换热器H3加热后,再进入第二发生器G2。
第二发生器G2产生的冷剂蒸气经过管道102进入第一发生器G1,作为高温热源来加热喷淋的第二溶液,使第二溶液形成第一冷剂蒸汽和第六溶液,第六溶液经过管道103、溶液泵P2、第三溶液换热器H3后,进入第二发生器G2,第一冷剂蒸汽通过管道101进入冷凝器C,第二发生器G2产生的冷剂蒸气通过管道102进入第一发生器G1,进行换热冷凝后形成第一冷剂液体,经过管道102进入冷凝器C。
实施例三
图4是依据本发明实施例三所提供的一种单高压发生器串联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
参见图4,相比于图1,本实施例中在图1的基础上增加了一个高压发生器即第二发生器G2,还配置了一个低压发生器即第一发生器G1,这两个发生器采取串联的方式连接。
在本实施例中,图1所示的系统和工艺流程部分用于实现本实施例,在本发明的具体实施例中已经进行过详细描述,以下不再赘述,重点描述除图1所示的系统和工艺流程部分之外的系统和流程。
本实施例与实施例二相比,将第二发生器G2和第一发生器G1串联,形成了图4所示的系统和流程。
在本实施例中,第二发生器G2采用外部高温热源进行加热以浓缩第二发生器G2的溶液,第一发生器G1和第二发生器G2用于产生第一冷剂蒸汽。
在本实施例中,第一输入管道101与第一发生器G1相通,第二输入管道102穿过第一发生器G1与第二发生器G2相通;第一输出管道304穿过第一溶液换热器H1与第二吸收器A2相通,第一输出管道304在第二吸收器A2处形成为第四输入管道401;第三输出管道402穿过第二溶液换热器H2与第一发生器G1相通;第二发生器G2通过管道、第三溶液换热器H3、第二溶液换热器H2、第一溶液换热器H1、第三输入管道303与第一吸收器A1相通;第一发生器G1的第四输出管道103穿过第三溶液换热器H3与第二发生器G2相通。
如图4所示,对应本发明实施例的基于吸收式热泵的余热回收系统的余热回收工艺包括:
第一吸收器A1输出的第四溶液经溶液泵P1加压后,通过管道304进入第一溶液换热器H1,进行预热后,再通过管道304、401进入第二吸收器G2,进行喷淋放热,与第三冷剂蒸气形成第二溶液,第二溶液经溶液泵P3加压后,通过管道402进入第二溶液换热器H2,进行预热后,通过管道402进入第一发生器G1,进行喷淋后被来自第二发生器G2的冷剂蒸气加热浓缩,产生第一冷剂蒸汽和第六溶液。
第一冷剂蒸汽通过管道101进入冷凝器C,第六溶液通过管道103和溶液泵P2加压后,进入第三溶液换热器H3预热后,再通过管道103进入第二发生器G2,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液和冷剂蒸汽。
冷剂蒸汽通过管道102进入第一发生器G1进行换热降温冷凝形成第一冷剂液体,第一冷剂液体通过管道102和节流阀V1后进入冷凝器C,第五溶液通过管道601流出第二发生器G2后,进入第三溶液换热器H3,再通过管道104进入第二溶液换热器H2后,再通过管道105进入第一溶液换热器H1,进行换热降温后,形成第三溶液,通过管道303进入第一吸收器A1。
实施例四
图5是依据本发明实施例四所提供的另一种单高压发生器串联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
参见图5,相比于图1,本实施例中在图1的基础上增加了一个高压发生器即第二发生器G2,还配置了一个低压发生器即第一发生器G1,这两个发生器采取串联的方式连接,实施例三相比,此串联方式与实施例三有所区别,形成了图5所示的系统和流程。
在本实施例中,图1所示的系统和工艺流程部分用于实现本实施例,在本发明的具体实施例中已经进行过详细描述,以下不再赘述,重点描述除图1所示的系统和工艺流程部分之外的系统和流程。
在本实施例中,第二发生器G2采用外部高温热源进行加热以浓缩第二发生器G2的溶液,第一发生器G1和第二发生器G2用于产生第一冷剂蒸汽。
在本实施例中,第一输入管道101与第一发生器G1相通,第二输入管道102穿过第一发生器G1与第二发生器G2相通,第二发生器G2通过管道、第三溶液换热器H3、第二溶液换热器H2、第四输入管道401与第二吸收器A2相通。
第三输出管道402通过第一溶液换热器H1与第三输入管道303相通,第一输出管道304穿过第一溶液换热器H1和第二溶液换热器H2与第一发生器G1相通,第一发生器G1的第四输出管道103穿过第三溶液换热器H3和第二发生器G2相通。
如图5所示,对应本发明实施例的基于吸收式热泵的余热回收系统的余热回收工艺包括:
第一吸收器A1输出的第四溶液通过管道304从第一吸收器A1流出后,经溶液泵P1加压,通过管道304进入第一溶液换热器H1和第二溶液换热器H2预热后,再进入第一发生器G1,进行喷淋后,被来自第二发生器G2的冷剂蒸气加热浓缩,产生第一冷剂蒸汽和第六溶液,第一冷剂蒸汽通管道101进入冷凝器C。
第六溶液通过管道103流出第一发生器G1后,经溶液泵P2加压,进入第三溶液换热器H3预热后,再通过管道103进入第二发生器G2,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液和冷剂蒸汽。
冷剂蒸汽通过管道102进入第一发生器G1,进行换热降温形成第一冷剂液体,第一冷剂液体通过管道102和节流阀V1进入冷凝器C。
第五溶液通过管道601流出第二发生器G2,进入第三溶液换热器H3,在通过管道104进入第二溶液换热器H2,进行换热降温后形成第一溶液,通过管道401进入第二吸收器A2,喷淋放热以加热第一流体,第一溶液与第三冷剂蒸气形成第二溶液,第二溶液通过管道402进入第一溶液换热器H1,预热后形成第三溶液,第三溶液通过管道303进入第一吸收器A1。
可选的,第三溶液换热器H1的换热效果已不明显,从简化流程的角度,可以删除第三溶液换热器H1。
实施例五
图6是依据本发明实施例五所提供的一种单高压发生器串/并联式的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
参见图6,相比于图1,本实施例中在图1的基础上增加了一个高压发生器即第二发生器G2,还配置了一个低压发生器即第一发生器G1,这两个发生器采取串联/并联的方式连接。
在本实施例中,图1所示的系统和工艺流程部分用于实现本实施例,在本发明的具体实施例中已经进行过详细描述,以下不再赘述,重点描述除图1所示的系统和工艺流程部分之外的系统和流程。
在本实施例中,第二发生器G2采用外部高温热源进行加热以浓缩第二发生器G2的溶液,第一发生器G1和第二发生器G2用于产生第一冷剂蒸汽。
在本实施例中,第一输入管道101与第一发生器G1相通,第二输入管道102穿过第一发生器G1与第二发生器G2相通,第二发生器G2通过管道、第三溶液换热器H3、第二溶液换热器H2与第四输入管道401相通,第一发生器G1的第四输出管道103通过管道、第二溶液换热器H2与第四输入管道401相通,第一发生器G1的第四输出管道103穿过第三溶液换热器H3与第二发生器G2相通,第三输出管道402通过第一溶液换热器H1与第三输入管道303相通,第一输出管道304穿过第一溶液换热器H1和第二溶液换热器H2与第一发生器G1相通。
如图6所示,对应本发明实施例的基于吸收式热泵的余热回收系统的余热回收工艺包括:
第四溶液通过管道304从第一吸收器A1输出后,经溶液泵P1加压后,进入第一溶液换热器H1和第二溶液换热器H2预热后,再通过管道304进入第一发生器G1喷淋后,被来自第二发生器G2的冷剂蒸气加热浓缩,产生第一冷剂蒸汽和第六溶液,第一冷剂蒸汽通过管道101进入冷凝器C。
第六溶液通过管道103流出第一发生器G1,分流,一部分经溶液泵P2加压后,通过管道103进入第三溶液换热器H3预热后,再进入第二发生器G2,被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液和冷剂蒸汽,冷剂蒸汽通过管道102流出第二发生器G2后,再进入第一发生器G1,进行换热降温形成第一冷剂液体,第一冷剂液体通过管道102和节流阀V1进入冷凝器C。
第五溶液通过管道601流出第二发生器G2后,进入第三溶液换热器H3换热降温后,通过管道107流出第三溶液换热器H3后,管道107里的第五溶液与管道106里的第六溶液的另一部分汇合,经溶液泵P4加压后,通过管道104进入第二溶液换热器H2,换热降温后形成第一溶液,通过管道401进入第二吸收器A2,在第二吸收器A2里进行喷淋放热来加热管道201中的第一流体,第一溶液与第三冷剂蒸气形成第二溶液,第二溶液经过管道402流出第二吸收器A2后,经溶液泵P3加压后进入第一溶液换热器H1,降温后形成第三溶液,通过管道303进入第一吸收器A1。
可选的,第三溶液换热器H1的换热效果已不明显,从简化流程的角度,可以删除第三溶液换热器H1。
实施例六
图7是依据本发明实施例六所提供的一种以海水或污水为低温余热源的的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
本实施例可以采用上述实施例一到五中的任何一种流程,图1所示的系统和工艺流程部分用于实现本实施例,其中在图1所示的系统和工艺流程部分还增加了一个闪蒸箱E2,图1所示的系统和工艺流程的相同部分在本发明的具体实施例中已经进行过详细描述,以下不再赘述。
参见图7,相比于图1,本实施例中在图1的基础上增加了一个高压发生器即第二发生器G2,还配置了一个低压发生器即第一发生器G1。
以下以其中一种为例进行示例说明。
如图7所示,海水或污水通过管道502进入蒸发器E1进行直接喷淋蒸发以产生水蒸气和剩余的海水或污水,剩余的海水和污水经溶液泵P5加压后通过管道501排出,而产生的水蒸气通过管道503进入第一吸收器A1,被来自管道303中的第三溶液喷淋吸收形成第四溶液,第四溶液通过管道304排出第一吸收器A1。
在第一吸收器A1中,海水或污水产生的水蒸气被第三溶液吸收形成水,同时第三溶液被稀释成稀溶液,水蒸气形成水,放热大量的潜热,此外,吸收也是一个放热过程,释放的热量用来加热第一吸收器中的换热管302中的第二冷剂液体。至此,代表低品位热源的海水或污水的低品位热量转移到第一吸收器A1的换热管302内的第二冷剂液体中。
在第一吸收器A被加热的第二冷剂液体通过管道302进入闪蒸箱E2,进行闪蒸,部分第二冷剂液体闪蒸形成水蒸气,剩余部分则通过管道301流出闪蒸箱E2,该水蒸气相当于前面实施例一到五所述的第三冷剂蒸汽,通过管道305进入第二吸收器A2。
从第一吸收器A1排出的被稀释的第四溶液通过管道304进入第一溶液换热器H1,进行预热后,再通过管道304进入第二吸收器A2,进行喷淋以吸收与来自管道305的第三冷剂蒸汽并形成第二溶液,第三冷剂蒸汽被吸收形成液体水,释放潜热,释放的热量用来加热第二吸收器A2的换热管201内的第二流体。至此,携带热量的第三冷剂蒸汽在第二吸收器A2将热量转移给换热管201内的第二流体,第二流体得到热量温度升高,温度升高的第二流体通过管道201进入冷凝器C,在冷凝器C内进行换热,再次得到热量,第二流体温度再次提高,温度再次提高的第二流体通过管道201从冷凝器C排出。
在第二吸收器A2形成的第二溶液通过管道402排出第二吸收器A2,经溶液泵P3加压后,分流,一部分通过管道4021进入第四溶液换热器H4加热,另一部分则通过管道402进入第二溶液换热器H2加热,之后被加热的两部分溶液在管道402合并形成被加热的第二溶液,被加热的第二溶液通过管道402进入第一发生器G1,进行喷淋,被来自第二发生器G2生成的冷剂蒸汽再次加热形成第一冷剂蒸汽和第六溶液,第一冷剂蒸汽通过管道101进入冷凝器C进行换热以释放热量,而形成的第六溶液则通过管道103经过溶液泵P2,经溶液泵P2加压后,进入第三溶液换热器进行预热后,通过管道103进入第二发生器G2。
第二发生器G2采用外部高温热源进行加热以浓缩第二发生器G2的溶液以产生第一冷剂蒸汽,该第一冷剂蒸汽通过管道1021进入第一发生器G1,而剩余的被加热的浓缩的溶液则通过管道601进入第三溶液换热器H3,进行换热预降温,再通过管道104进入第二溶液换热器H2,再次进行换热降温,再通过管道106进入第以溶液换热器H1,进行换热降温形成第三溶液,第三溶液通过管道303进入第一吸收器A1,进行喷淋以吸收输入的来自于海水或污水经喷淋蒸发形成的水蒸气。
在冷凝器C中,第一冷剂蒸汽和第一冷剂液体形成第二冷剂液体,通过管道30流程,经过节流阀V2后进入闪蒸箱E2,进行闪蒸生成第三冷剂蒸汽和第二冷剂液体;第三冷剂蒸汽通过管道305进入第二吸收器A2,而第二冷剂液体通过管道301排出闪蒸箱E2,第二冷剂液体一部分通过管道3011排出,另一部分通过管道302进入溶液泵P6,经溶液泵P6加压后进入第一吸收器A1的换热管道302,换热被加热后,通过管道302流出第一吸收器A1,再次进入闪蒸箱E2进行闪蒸,生成第三冷剂蒸汽和第二冷剂液体。
可选的,外部高温热源为高温蒸汽。
至此,本实施例形成了一个海水或污水源循环吸收式热泵,利用高温蒸汽作为热能驱动力加热发生器,冷剂蒸汽从发生器的溶液中蒸发出来,在冷凝器中加热热水,发生器中的稀溶液经过加热浓缩后形成浓缩液,经过溶液换热器后进入吸收器中,使吸收器温度升高,这部分热量用来加热冷水,溶液换热器可以使稀溶液在进入发生器之前进行预加热,从而减少高品位热能的消耗。
通过上述工艺,利用消耗少量电源以产生高温热源,产生大量的中或高温有用热能,把低温热源的热能提高到中或高温的高品位热能,从而提高了热能的利用效率。
实施例七
为了能够回收冬季空气中的低温热量,本实施例中在实施例六的海水或污水源循环吸收式热泵的基础上增加了一换热塔T及相配套的管路。
图8是依据本发明实施例七所提供的一种以空气为低温余热源的的基于吸收式热泵的余热回收系统及余热回收工艺流程示意图。
本实施例可以采用上述实施例一到五中的任何一种流程,图1所示的系统和工艺流程部分用于实现本实施例,其中在图1所示的系统和工艺流程部分还增加了一个闪蒸箱E2,图1和图7所示的系统和工艺流程的相同部分在本发明的实施例中已经进行过详细描述,以下不再赘述。
参见图8,相比于图1,本实施例中在图1的基础上增加了一个高压发生器即第二发生器G2和及换热塔T,还配置了一个低压发生器即第一发生器G1。
以下以其中一种为例进行示例说明,由于图8与图7有很多相同的流程,对于相同部分只做简单描述。
如图8所示,空气通过管道52从换热塔T底部进入换热塔T,低温浓盐水从换热塔T顶部喷淋以吸收空气的低温热量,吸收完后的空气从换热塔T顶部排出,低温浓盐水在在换热塔T中吸收空气中的热量形成浓盐水1,从换热塔T底部通过管道53流出,与来自管道3012的第二冷剂液体汇合到管道502,并通过管道502进入到蒸发器E1中,进行喷淋,生成第二冷剂蒸汽和上述低温浓盐水,低温浓盐水通过管道501从底部流出蒸发器E1,经溶液泵P5加压后进入换热塔T,在换热塔内的顶部进行喷淋吸收空气中的热量。
在蒸发器E1生成第二冷剂蒸汽通过管道503进入第一吸收器A1,被来自管道303内的第三溶液喷淋吸收放热,释放的热量用来加热管道302内的第二冷剂液体,在第一吸收器A1内,第二冷剂蒸汽被第三溶液吸收形成第四溶液,通过管道304从第一吸收器A1底部排出,经过溶液泵P1加压后分流,一部分通过管道3041进入第一溶液换热器H1、第二溶液换热器H2进行预热,另一部分通过管道3042进入第四溶液换热器H4,再通过管道3042与前述部分的第四溶液汇合,汇合后的第四溶液进入第一发生器G1进行喷淋,在第一发生器中,喷淋的第四溶液与来自第二发生器G2的冷剂蒸汽进行换热,冷剂蒸汽冷凝放热,喷淋的第四溶液在第一发生器G1中再次被加热浓缩,形成第一冷剂蒸汽和第六溶液,形成的第一冷剂蒸汽通过管道101进入冷凝器C,在冷凝器C中进行冷凝放热,释放的热量用来加热管道201里的第一流体。
在第一发生器G1中形成的第六溶液通过管道103从第一发生器G1底部流出,经溶液泵P2加压后,进入第三溶液换热器H3进行预热,预热后再进入第二发生器G2,第二发生器G2中的溶液经外部高温热源加热浓缩形成冷剂蒸汽和浓缩的第五溶液,通过管道601从第二发生器G2底部流出,其中形成的冷剂蒸汽通过管道1021从第二发生器G2的顶部流出,进入第一发生器G1,进行换热冷凝形成第一冷剂液体,从第一发生器G1通过管道1021排出,进入第四溶液换热器H4进行加热,加热的第一冷剂液体通过管道102和节流阀V1进入冷凝器C。
在冷凝器C中,来自管道101的第一冷剂蒸汽和管道102的第一冷剂液体与管道201中的第一流体进行换热,第一冷剂蒸汽冷凝成液体,第一冷剂液体冷却,两者形成冷剂液体,释放的热量用来加热管道201中的第一流体,被加热的第一流体通过管道201流出冷凝器C,第一流体的温度比初始的温度得到大幅提高。
在冷凝器C中形成的冷剂液体通过管道30从冷凝器C的底部排出,通过节流阀V2后进入闪蒸箱E2,在闪蒸箱E2中进行闪蒸生成第三冷剂蒸汽和第二冷剂液体,通过管道301从闪蒸箱E2底部排出,然后分流,一部分通过管道302和溶液泵P6后进入第一吸收器A1,吸收第一吸收器A1进行吸收步骤时放出的热量以提高温度,而后通过管道302从第一吸收器A1出来,进入闪蒸箱E2,在闪蒸箱E2中与来自管道30的冷剂液体进行闪蒸生成第三蒸汽和第二冷剂液体;另一部分的第二冷剂液体通过管道301和溶液泵P7后分流,其中一部分通过管道3011排出,另一部分则通过管道301与来自换热塔T生成的浓盐水1汇合到管道502,在此盐水1被第二冷剂液体稀释。
在第二吸收器A2中,来自管道401的第一溶液喷淋以吸收来自管道305的第三冷剂蒸汽形成被稀释的第二溶液,吸收放热以加热第二吸收器A2换热管201内的第一流体,被加热的第二流体通过管道201进入冷凝器,换热得到热量后排出;形成的第二溶液通过管道402从第二吸收器A2底部排出,经溶液泵P3加压后,进入第一溶液换热器H1进行预热,然后通过管道303进入第一吸收器A1,在第一吸收器A1进行喷淋以吸收由管道503输入的第二冷剂蒸汽。
在第二发生器G2中,经外部高温热源加热浓缩形成的第五溶液通过管道601从第二发生器G2的底部排出,然后进入第三溶液换热器H3进行降温放热,然后通过管道104进入第二溶液换热器H2进行换热降温,再通过管道401进入第二吸收器A2,进行喷淋以吸收来自管道305的第三冷剂蒸汽。
在第二吸收器A2,经过降温的第二溶液喷淋,能够提高溶液对蒸汽的吸收容量。
另外,值得说明的是,本发明具体实施例及实施例一到七所提到的第一发生器G1为低压发生器,低压发生器,用于产生低压冷剂蒸汽,第二发生器G2和第三发生器G3为高压发生器,高压发生器用于产生高压冷剂蒸汽。
可选的,第二发生器G2、第三发生器G3中的溶液为溴化锂的水溶液。
可选的,所述的冷剂为水。
可选的,本发明具体实施例及实施例一到七所提到的第一溶液和第三溶液为浓度比较高的溴化锂溶液,而第二溶液和第四溶液为被稀释的溴化锂溶液,浓度比较低。
可选的,第二流体为海水、废水、空气等,第二流体的温度可以为任意温度。
可选的,第二流体的温度可以接近0℃甚至低于0℃。
可选的,第一流体可以为期待被加热的任何流体,如热水,热水经过本发明实施例的流程后,得到温度更高的热水。
本发明实施利用少量的外部高温热源作为热能驱动力来驱动吸收式热泵,把低温热源的热能通过吸收器转移到待加热的流体中,产生大量的中或高温有用的高品位热能,进一步提高待加热的流体的温度,从而增大供热能力,提高了热能的利用效率,大大减少电耗。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (5)
1.一种基于吸收式热泵的余热回收系统,其特征在于,包括:冷凝器(C)、第一吸收器(A1)、第二吸收器(A2)以及蒸发器(E1);
第一输入管道(101)和第二输入管道(102)与所述冷凝器(C)相通;
第一管道(302)与所述冷凝器(C)相通,然后穿过所述第一吸收器(A1),和所述第二吸收器(A2)相通;
第二管道(201)分别穿过所述第二吸收器(A2)和所述冷凝器(C);
所述第一吸收器(A1)分别与第三输入管道(303)和第一输出管道(304)相通,所述第一吸收器(A1)通过管道与所述蒸发器(E1)相通;
所述蒸发器(E1)分别与第五输入管道(502)和第二输出管道(501)相通;
所述第二吸收器(A2)分别与第四输入管道(401)和第三输出管道(402)相通;
所述蒸发器(E1)将第二流体产生第二冷剂蒸气 和第三流体,所述第二冷剂蒸气 进入所述第一吸收器(A1)进行吸收和热交换以释放热量来加热所述第一吸收器(A1)换热管内的第二冷剂液体,所述第二冷剂液体吸热蒸发形成第三冷剂蒸气;所述第三冷剂蒸气进入所述第二吸收器(A2)进行吸收和热交换以释放热量来加热所述第二吸收器(A2)换热管内的第一流体,所述第一流体进入所述冷凝器(C)进行换热以吸收第一冷剂蒸气 和第一冷剂液体的热量以形成温度更高的第一流体,所述温度更高的第一流体从所述冷凝器(C)输出;
还包括:用于产生所述第一冷剂蒸气 和第一冷剂液体的并联连接的第一发生器(G1)、第二发生器(G2)和第三发生器(G3);
其中,所述第一输入管道(101)与所述第一发生器(G1)相通;
所述第二输入管道(102)穿过所述第一发生器(G1)与所述第二发生器(G2)和第三发生器(G3)相通;
所述第二发生器(G2)通过管道(601)、第三溶液换热器(H3)、第二溶液换热器(H2)、第四输入管道(401)与所述第二吸收器(A2)相通;
所述第三输出管道(402)穿过所述第二溶液换热器(H2)与所述第一发生器(G1)相通;
所述第三输入管道(303)穿过第一溶液换热器(H1)与所述第三发生器(G3)相通;
所述第三发生器(G3)通过管道(701)、所述第一溶液换热器(H1)、所述第一输出管道(304)与所述第一吸收器(A1)相通;
所述第一发生器(G1)的第四输出管道(103)穿过所述第三溶液换热器(H3)和所述第二发生器(G2)相通。
2.一种余热回收工艺,其特征在于,使用如权利要求1所述的余热回收系统,包括:
第一冷剂蒸气 和第一冷剂液体进入冷凝器(C)进行换热形成第二冷剂液体,释放的热量来加热所述冷凝器(C)的换热管内的第一流体,所述第二冷剂液体一部分排出,另一部分进入所述第一吸收器(A1)的换热管内,进行吸收和换热以释放热量后形成第三冷剂蒸气;所述第三冷剂蒸气再进入第二吸收器(A2),被进入所述第二吸收器(A2)的第一溶液吸收,冷凝放热,释放的热量来加热所述第二吸收器(A2)换热管内的第一流体,所述第一溶液和第三冷剂蒸气形成第二溶液从所述第二吸收器(A2)输出;
所述第一流体从所述第二吸收器(A2)输出后进入所述冷凝器(C)的换热管道,吸收换热释放的所述热量后流出所述冷凝器(C);
第二流体进入蒸发器(E1)产生第二冷剂蒸气 和第三流体,所述第三流体流出所述蒸发器(E1),所述第二冷剂蒸气 进入所述第一吸收器(A1),与进入所述第一吸收器(A1)的第三溶液一起进行吸收和换热以加热所述第一吸收器(A1)换热管内的所述第二冷剂液体使之形成所述第三冷剂蒸气 ,所述第三溶液和第二冷剂蒸气 形成第四溶液从所述第一吸收器(A1)输出;
所述第二冷剂蒸气 从所述蒸发器(E1)输出后进入所述第一吸收器(A1),进行吸收和换热形成冷剂液体并释放热量,释放的所述热量加热所述第一吸收器(A1)换热管内的所述第二冷剂液体,所述第二冷剂液体吸热蒸发形成第三冷剂蒸气;所述第三冷剂蒸气在所述第二吸收器(A2)进行吸收和换热以加热所述第二吸收器(A2)换热管内的所述第一流体,所述第一流体进入所述冷凝器(C),进行换热以吸收所述第一冷剂蒸气 和冷剂液体的热量以形成温度更高的第一流体,所述温度更高的第一流体从所述冷凝器(C)输出;
所述第一吸收器(A1)输出的第四溶液进入第一溶液换热器(H1)预热后进入第三发生器(G3),被外部高温热源加热浓缩后形成第五溶液,所述第五溶液流出所述第三发生器(G3),进入所述第一溶液换热器(H1)降温后形成所述第三溶液,再进入所述第一吸收器(A1)进行喷淋;
所述第二吸收器(A2)产生的第二溶液经过第二溶液换热器(H2)预热后进入第一发生器(G1)喷淋,被来自第二发生器(G2)和所述第三发生器(G3)的冷剂蒸气加热浓缩后,再进入第三溶液换热器(H3)进行加热,再进入所述第二发生器(G2),被外部热量加热浓缩形成第一溶液,所述第一溶液经第三溶液换热器(H3)、第二溶液换热器(H2)降温后进入所述第二吸收器(A2);
所述第三发生器(G3)和第二发生器(G2)产生的冷剂蒸气进入所述第一发生器(G1)作为高温热源来加热喷淋的所述第二溶液,所述第二溶液形成所述第一冷剂蒸气 和第六溶液,所述第一冷剂蒸气 进入所述冷凝器(C),所述第六溶液和所述第三溶液换热器(H3)后进入所述第二发生器(G2),所述第三发生器(G3)和第二发生器(G2)产生的冷剂蒸气在所述第一发生器(G1)换热冷凝后形成所述第一冷剂液体,进入所述冷凝器(C)。
3.根据权利要求2所述的余热回收工艺,其特征在于,所述第二流体为海水、废水或卤水。
4.根据权利要求2所述的余热回收工艺,其特征在于,所述第一溶液和第三溶液为溴化锂溶液。
5.根据权利要求2所述的余热回收工艺,其特征在于,所述第一冷剂蒸气 和第二冷剂蒸气 为水蒸气。
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