CN110081636A - 一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，包括发生器、吸收器、再吸收器、解析器、高压溶液热交换器以及低压溶液热交换器，吸收器一端通过液体出料管道依次与高压溶液热交换器、发生器相连，吸收器另一端通过液体出料管道与再吸收器相连；发生器通过液体进料管道依次与高压溶液热交换器、吸收器相连；解析器通过液体出料管道依次与低压溶液热交换器、高压溶液热交换器、发生器相连；再吸收器通过液体进料管道依次与低压溶液热交换器、解析器相连；本发明将解析器与部分吸收器溶液在混合后送入发生器内，将吸收器溶液送入再吸收器内进行再吸收，在系统图上形成溶液的“交叉”，可使发生器的发生起始浓度上升，增加发生器的放气范围。

Description

一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统
技术领域
本发明涉及一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，属于热泵技术领域。
背景技术
目前，我国能源主要由煤炭、天然气等化石能源燃烧提供，这些能源燃烧会产生大量的余热，若直接排放至环境中会导致系统的能源利用效率较低。吸收式热泵可以用于余热的回收利用，可以利用工业余热制造大量热水供用户使用，被广泛应用于工厂中。
吸收再吸收式热泵属于吸收式热泵的一种，利用再吸收器取代冷凝器，用解析器取代蒸发器，能够利用余热驱动热泵循环，产生大量的中温有用热能，从而提高了热能的利用效率，十分节能、环保。
传统的吸收氨水再吸收式制冷在吸收器和发生器之间、再吸收器和解析器之间构成两个溶液循环。传统的氨水吸收再吸收热泵中，发生器吸收外界高温的热能，产生氨蒸汽，因为发生温度高，所以发生器的压力高、浓度低。解析器从环境吸收低温的热能，产生氨蒸汽，因为解析温度低，所以解析器的压力低、浓度高。吸收器中溶液来自发生器，吸收来自解析器的氨气，向外释放中温的热能，因此吸收器的浓度低、压力低。再吸收器中溶液来自解析器，吸收来自发生器的氨气，向外释放中温的热能，因此再吸收器的浓度高、压力高，因此，传统的吸收氨水再吸收式系统的利用率低，对资源产生了一定的浪费，不利于环保。
发明内容
由于传统的氨水吸收再吸收式热泵存在上述技术问题，本发明提供一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，该系统能够利用余热驱动系统循环和提供中温热能，并实现系统的溶液循环改进和内部热量的回收利用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，其特征在于：包括发生器、吸收器、再吸收器、解析器、高压溶液热交换器以及低压溶液热交换器，所述吸收器一端通过液体出料管道依次与高压溶液热交换器、发生器相连，所述吸收器另一端通过液体出料管道与再吸收器相连；所述发生器通过液体进料管道依次与高压溶液热交换器、吸收器相连；所述解析器通过液体出料管道依次与低压溶液热交换器、高压溶液热交换器、发生器相连；所述再吸收器通过液体进料管道依次与低压溶液热交换器、解析器相连。
作为本发明的一种改进，所述发生器通过蒸汽管道与再吸收器相连，所述解析器通过蒸汽管道与吸收器相连。
作为本发明的一种改进，还包括进水口、供回水管路以及出水口，所述进水口通过供回水管路依次与吸收器、再吸收器、出水口相连。
作为本发明的一种改进，所述液体出料管道上均设有溶液泵。
作为本发明的一种改进，所述液体进料管道上均设有节流阀。
溶液与制冷剂蒸汽管路的运行方法为：氨水溶液在发生器吸收130-170℃左右的工业余热或其他低品位热量，产生的氨、水混合蒸汽通过发生器的分凝段分凝，产生高纯的氨气进入再吸收器，被来自吸收器的氨水溶液吸收；发生器中发生结束的氨水进入吸收器中，吸收来自解析器的氨气。吸收器内的氨水吸收来自解析器的氨气，并向用户管路释放40-90℃左右的热量，产生的较高浓度的氨水中一部分送入再吸收器中吸收来自发生器的氨气，另一部分送入发生器中用于发生。再吸收器内的氨水吸收来自发生器的高压氨气，并向用户管路释放40-90℃左右的热量，产生的较高浓度的氨水被送入解析器。氨水在解析器内吸收0℃左右的环境热量，产生的氨、水混合蒸汽通过解析器的分凝段分凝，产生高浓度的低压氨气进入吸收器，被来自发生器的氨水吸收；解析器中解析结束的氨水经过水泵加压后送入发生器中，进行高压发生。
高压溶液热交换器利用发生器出口溶液加热发生器入口溶液，回收发生器出口溶液的余热，减少发生器的能量消耗，提高系统的效率。解析器入口溶液温度较高，故利用低压溶液热交换器利用解析器入口溶液加热出口溶液，使被加热后的解析器出口溶液最终被送入发生器内，减少了发生器的加热能量，提高了系统的效率。
供回水管路中的用户回水经过进水口依次经过吸收器和再吸收器，被加热到一定温度后，经过出水口供给用户。
由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：
本发明公开了一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，本发明将浓度较低的吸收终了氨水溶液送入再吸收器内进行再吸收、浓度较高的解析终了后的氨水溶液送入发生器内发生，因此发生器的放气范围更大，系统效率更高。此外，本发明利用高压溶液热交换器回收了发生器出口溶液的余热，利用低压溶液热交换器回收了解析器入口溶液的余热，一定程度上减少了外界热能加热发生器的能量，提高了热能的利用效率。
附图说明
图1是一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统的结构示意图；
图中：1、发生器，2、吸收器，3、再吸收器，4、解析器，5、高压溶液热交换器，6、低压溶液热交换器，7、进水口，8、供回水管路，9、出水口，10、液体出料管道，11、溶液泵，12、液体进料管道，13、节流阀，14、蒸汽管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1：
一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，包括发生器1、吸收器2、再吸收器3、解析器4、高压溶液热交换器5以及低压溶液热交换器6，所述吸收器2一端通过液体出料管道10依次与高压溶液热交换器5、发生器1相连，所述吸收器2另一端通过液体出料管道10与再吸收器3相连；所述发生器1通过液体进料管道12依次与高压溶液热交换器5、吸收器2相连；所述解析器4通过液体出料管道10依次与低压溶液热交换器6、高压溶液热交换器5、发生器1相连；所述再吸收器3通过液体进料管道12依次与低压溶液热交换器6、解析器4相连。
实施例2：
作为本发明的一种改进，所述发生器1通过蒸汽管道14与再吸收器3相连，所述解析器4通过蒸汽管道14与吸收器2相连。
其余结构特点和优点与实施例1完全相同。
实施例3：
作为本发明的一种改进，还包括进水口7、供回水管路8以及出水口9，所述进水口7通过供回水管路8依次与吸收器2、再吸收器3、出水口9相连。
其余结构和优点和实施例1完全相同。
实施例4：
作为本发明的一种改进，所述液体出料管道10上均设有溶液泵11。
其余结构和优点和实施例1完全相同。
实施例5：
作为本发明的一种改进，所述液体进料管道12上均设有节流阀13。
其余结构和优点和实施例1完全相同。
本发明还可以将实施例2、3、4、5所述的技术特征至少一个与实施例1组合成新的实施方式。
本发明提供的一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统。溶液交叉型吸收再吸收式热泵系统的溶液与制冷剂蒸汽管路的运行工质为氨-水制冷工质；供回水管路8中运行的工质为水。
图1中，黑色实线表示溶液与制冷剂蒸汽管路中的溶液管路，而虚线表示制冷剂蒸汽管路，点划线表示供回水管路8。
溶液与制冷剂蒸汽管路包括发生器1（高压发生）、吸收器2（低压吸收）、再吸收器3（高压吸收）、解析器4（低压发生）、高压溶液热交换器5、低压溶液热交换器6，所述液体出料管道10上均设有溶液泵11，所述液体进料管道12上均设有节流阀13。
发生器1内的氨水来自吸收器2和解析器4，并经过高压溶液热交换器5加热。氨水在发生器1内吸收130-170℃左右的工业余热或其他低品位热量，产生了氨、水混合蒸汽与低浓度氨水，其中氨、水混合蒸汽通过发生器的分凝段分凝，产生高浓度的氨气进入高压蒸汽管路，最终被送入再吸收器3内被吸收；发生器1产生的低浓度氨水首先进入高压溶液热交换器5释放余热，再进过节流阀13降压，然后送入吸收器2内，用于吸收来自解析器4的氨蒸汽。
吸收器2内的氨水来自发生器1，被吸收的低压氨气来自解析器4。氨水溶液在吸收器2内吸收氨气，并向供回水管路8释放40-90℃的中温热能，产生较高浓度的氨水被分为两路，其中一路直接被泵入再吸收器3吸收高压氨气，另一路与来自解析器4的溶液混合后，再进过高压溶液热交换器5加热，最终被泵入发生器1中。
再吸收器3内的氨水溶液来自吸收器2，再吸收器3吸收的高压氨气来自发生器1。氨水溶液在再吸收器3吸收氨气，并向供回水管路8释放40-90℃的中温热能，产生的高浓度氨水先经过节流阀13降压，再经过低压溶液热交换器6降温，被送入解析器4中。
解析器4内的氨水溶液来自再吸收器3。高浓度的氨水在解析器4内吸收0℃左右的低温环境热量，产生低压的氨、水混合蒸汽和低浓度的氨水。其中氨、水混合蒸汽通过解析器的分凝段分凝，产生高浓度的氨气进入最终被送入吸收器2中被吸收。解析器4产生的低浓度氨水先经过低压溶液热交换器6吸收热量，再与来自吸收器2的液体混合，然后经过高压溶液热交换器5吸收热量，最终进入发生器1。
供回水管路8中，用户回水依次经过吸收器2和再吸收器3被加热后供给用户。
高压溶液热交换器5利用发生器1出口溶液加热发生器1入口溶液，回收发生器1出口溶液的余热，减少发生器1的能量消耗，提高系统的效率。解析器4入口溶液温度较高，故利用低压溶液热交换器6利用解析器4入口溶液加热出口溶液，使被加热后的解析器4出口溶液最终被送入发生器1内，减少了发生器1的加热能量，提高了系统的效率。
从溶液管路循环中看，本发明将浓度较低的吸收终了后的溶液送入再吸收器3内进行吸收；将浓度较高的解析终了后的溶液送入发生器1内发生，因此发生器1的放气范围得到增加，从而提升了系统的效率。使用两个溶液热交换器分别回收利用了发生器1出口溶液的热量和解析器4入口溶液的热量，合理回收系统内部余热，减少发生器1发生所需热量，提升了系统的效率。
将解析器4出口溶液与吸收器2出口溶液在混合后送入吸收器2内，将吸收器2出口溶液分流一部分送入再吸收器3内进行再吸收，在系统图上形成溶液的“交叉”，可使发生器1的放气范围更大。
上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，其特征在于：包括发生器、吸收器、再吸收器、解析器、高压溶液热交换器以及低压溶液热交换器，所述吸收器一端通过液体出料管道依次与高压溶液热交换器、发生器相连，所述吸收器另一端通过液体出料管道与再吸收器相连；所述发生器通过液体进料管道依次与高压溶液热交换器、吸收器相连；所述解析器通过液体出料管道依次与低压溶液热交换器、高压溶液热交换器、发生器相连；所述再吸收器通过液体进料管道依次与低压溶液热交换器、解析器相连。
2.根据权利要求1所述的一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，其特征在于：所述发生器通过蒸汽管道与再吸收器相连，所述解析器通过蒸汽管道与吸收器相连。
3.根据权利要求1所述的一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，其特征在于：还包括进水口、供回水管路以及出水口，所述进水口通过供回水管路依次与吸收器、再吸收器、出水口相连。
4.根据权利要求1所述的一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，其特征在于：所述液体出料管道上均设有溶液泵。
5.根据权利要求1所述的一种溶液交叉型氨水吸收、再吸收式热泵系统，其特征在于：所述液体进料管道上均设有节流阀。
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