CN110307663B - 二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组，将冷凝器冷剂水进对应蒸发器的冷剂水U型管自底部分为二路，一路冷剂水管路上设置冷剂水球阀，另一路冷剂水管路上设置冷剂水液封器，二路冷剂水汇合后进入对应的蒸发器；在浓溶液进对应的吸收器管上设置浓溶液调节阀。本发明溶液侧通过浓溶液调节阀实现了压差的建立和溶液循环量的调节，冷剂水侧通过冷剂水U型管上新设置的冷剂水球阀和冷剂水液封器来保证压差的建立和冷剂水的流动，从而使机组在供热、制冷二种工况下均能安全可靠运行，使机组换热面积减小，材料成本降低，一机两用。
Description
技术领域
本发明涉及一种二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组，属制冷设备技术领域。
背景技术
在生产工艺或生活中，需要使用空调来制热或制冷，而这些需要消耗一定的能源才能实现。而在生产工艺中又存在大量的中（低）温废热，有些废热由于无法利用而被排放，造成浪费。为了节能减排，现利用溴化锂吸收式制热或制冷技术，可回收利用这部分废热，实现制热或制冷目的。一般情况下，当有低温余热（温度约35℃左右），又有蒸汽，低温余热需要深度回收、采暖热水需要大幅升温，需要制热时首选产品为二段式蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组（流程图见图1）；当有中温余热（温度约95℃左右），中温余热需要深度利用，需要制冷时首选产品为二段式热水型溴化锂吸收式冷水机组（流程图见图2）。对于上述情况及参数条件，在冬季需要供热、夏季需要制冷的场合，就需要投资两台机组，一台用于制热，另一台用于制冷，初投资费用就会较大，如何能在同一台机组上实现冬季用蒸汽型热泵深度回收余热供热、夏季深度利用驱动热水制冷，一机二用，减少投资费用，节省能源，安全可靠，成为目前研究的重要课题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种冬季用蒸汽型热泵深度回收余热供热、夏季深度利用热水型制冷，一机二用、减少初投资、节省能源、结构紧凑、安全可靠的二段式蒸汽型热泵与热水型的制冷溴化锂吸收式机组。
本发明的目的是这样实现的：
一种二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组，包括第一蒸汽发生器、第一热水发生器、第一冷凝器、第一蒸发器、第一吸收器、第一热交换器、第一溶液泵、第一冷剂泵、第二蒸汽发生器、第二热水发生器、第二冷凝器、第二蒸发器、第二吸收器、第二热交换器、第二溶液泵、第二冷剂泵、控制系统及连接各部件的管路和各阀门，将第一蒸汽发生器、第一热水发生器和第一冷凝器设置在第一腔体内，并且第一蒸汽发生器和第一热水发生器在第一腔体的同一侧，第一冷凝器在第一腔体的另一侧；将第二蒸汽发生器、第二热水发生器和第二冷凝器设置在第二腔体内，并且第二蒸汽发生器和第二热水发生器在第二腔体的同一侧，第二冷凝器在第二腔体的另一侧；将第一冷凝器冷剂水进第一蒸发器的第一冷剂水U型管自底部分为二路，一路冷剂水管路上设置第一冷剂水球阀，另一路冷剂水管路上设置第一冷剂水液封器，二路冷剂水汇合后进入第一蒸发器；将第二冷凝器冷剂水进第二蒸发器的第二冷剂水U型管自底部分为二路，一路冷剂水管路上设置第二冷剂水球阀，另一路冷剂水管路上设置第二冷剂水液封器，二路冷剂水汇合后进入第二蒸发器；在浓溶液进第一吸收器管上设置第一浓溶液调节阀；在浓溶液进第二吸收器管上设置第二浓溶液调节阀。
优选的，冬季供热时，将驱动热水和冷水及冷却水系统阀门关闭，第一热水发生器和第二热水发生器停止工作，打开蒸汽和余热水及采暖热水系统阀门，关闭第一冷剂水U型管和第二冷剂水U型管上对应的第一冷剂水球阀和第二冷剂水球阀，第一冷凝器出来的冷剂水经第一冷剂水U型管上的第一冷剂水液封器进入第一蒸发器，第二冷凝器出来的冷剂水经第二冷剂水U型管上的第二冷剂水液封器进入第二蒸发器，调节浓溶液进第一吸收器管上的第一浓溶液调节阀，调节浓溶液进第二吸收器管上的第二浓溶液调节阀，机组按二段式蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵工作原理运行，蒸汽并联进入第一蒸汽发生器和第二蒸汽发生器凝结；余热水先进入第二蒸发器降温再进入第一蒸发器降温；采暖热水串联依次进入第一吸收器、第二吸收器、第二冷凝器、第一冷凝器完成整个升温过程给用户供热。
优选的，夏季制冷时，将蒸汽和余热水及采暖热水系统关闭，第一蒸汽发生器和第二蒸汽发生器、停止工作，打开驱动热水和冷水及冷却水系统阀门，打开第一冷剂水U型管和第二冷剂水U型管上对应的第一冷剂水球阀和第二冷剂水球阀，调节浓溶液进第一吸收器管上的第一浓溶液调节阀，调节浓溶液进第二吸收器管上的第二浓溶液调节阀，机组按二段式热水型溴化锂吸收式冷水机组工作原理运行，驱动热水先进入第一热水发生器降温再进入第二热水发生器降温后流出机组；冷水先进入第二蒸发器降温再进入第一蒸发器降温制出用户所需的冷水；冷却水串联依次进入第一吸收器、第二吸收器、第二冷凝器、第一冷凝器将热量带出机组。
本发明的有益效果是：
通过上述全新结构、流程及阀门切换与调节，冬季运行蒸汽型热泵在多回收余热的同时使采暖热水升温更高，夏季运行热水型制冷可多利用废热源的热量来增大制冷量。由于热泵制热工况参数和制冷工况参数不同，机组在运行热泵制热工况时发生器冷凝器腔体内与蒸发器吸收器腔体内之间的压差远大于热水型制冷工况时的压差，供热、制冷二种工况下建立腔体间的压差和介质流动是关键，溶液侧通过浓溶液调节阀实现了压差的建立和溶液循环量的调节，冷剂水侧是通过冷剂水U型管上新设置的冷剂水球阀和冷剂水液封器来保证压差的建立和冷剂水的流动，从而使机组在供热、制冷二种工况下均能安全可靠运行，同时机组分为二段式加大了溶液的浓度差和换热温差，使机组换热面积减小，材料成本降低，一机两用，减小设备初投资成本，回收和利用废热源余热，节省能源消耗，保护环境。
附图说明
图1为现有的二段式蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组工作流程图；
图2为现有的二段式热水型溴化锂吸收式冷水机组工作流程图；
图3为本发明一种二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组工作流程图。
图中：第一冷凝器1、第一蒸汽发生器2、第二蒸汽发生器3、第二冷凝器4、第二热交换器5、第二蒸汽进调节阀6、第二凝水出阀门7、余热水出阀门8、余热水进阀门9、浓溶液进第二吸收器管10、第二冷剂水U型管11、第二吸收器12、第二蒸发器13、第二冷剂泵14、第二溶液泵15、第一溶液泵16、第一冷剂泵17、第一蒸发器18、第一吸收器19、第一冷剂水U型管20、浓溶液进第一吸收器管21、采暖热水进阀门22、第一热交换器23、第一凝水出阀门24、第一蒸汽进调节阀25、采暖热水出阀门26、驱动热水进阀门27、驱动热水出阀门28、第一热水发生器29、第二热水发生器30、冷水出阀门31、冷水进阀门32、冷却水进阀门33、冷却水出阀门34、第二浓溶液调节阀35、第二冷剂水球阀36、第二冷剂水液封器37、第一冷剂水液封器38、第一冷剂水球阀39、第一浓溶液调节阀40、第一腔体41、第二腔体42。
实施方式
参见图3，本发明涉及一种二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组，包括第一蒸汽发生器2、第一热水发生器29、第一冷凝器1、第一蒸发器18、第一吸收器19、第一热交换器23、第一溶液泵16、第一冷剂泵17、第二蒸汽发生器3、第二热水发生器30、第二冷凝器4、第二蒸发器13、第二吸收器12、第二热交换器5、第二溶液泵15、第二冷剂泵14、控制系统及连接各部件的管路、阀门等。其中，余热水进、出口管路上对应设有余热水进阀门9、余热水出阀门8，采暖热水进、出口管路上对应设有采暖热水进阀门22、采暖热水出阀门26，在余热水进、出口管路上并列增设冷水进、出口管路，在采暖热水进、出口管路上并列增设冷却水进、出口管路，冷水进、出口管路上对应设有冷水进阀门32、冷水出阀门31，冷却水进、出口管路上对应设有冷却水进阀门33、冷却水出阀门34，驱动热水进、出口管路上对应设有驱动热水进阀门27、驱动热水出阀门28，驱动蒸汽通过第一驱动蒸汽进、出口管路进、出第一蒸汽发生器2，第一驱动蒸汽进、出口管路上对应设有第一蒸汽进调节阀25、第一凝水出阀门24，驱动蒸汽通过第二驱动蒸汽进、出口管路进、出第二蒸汽发生器3，第二驱动蒸汽进、出口管路上对应设有第二蒸汽进调节阀6、第二凝水出阀门7。
将第一蒸汽发生器2、第一热水发生器29和第一冷凝器1设置在第一腔体41内，并且第一蒸汽发生器2和第一热水发生器29在第一腔体41的同一侧，第一冷凝器1在第一腔体41的另一侧；将第二蒸汽发生器3、第二热水发生器30和第二冷凝器4设置在第二腔体42内，并且第二蒸汽发生器3和第二热水发生器30在第二腔体42的同一侧，第二冷凝器4在第二腔体42的另一侧；将第一冷凝器1冷剂水进第一蒸发器18的第一冷剂水U型管20自底部分为二路，一路冷剂水管路上设置第一冷剂水球阀39，另一路冷剂水管路上设置第一冷剂水液封器38，二路冷剂水汇合后进入第一蒸发器18；将第二冷凝器4冷剂水进第二蒸发器13的第二冷剂水U型管11自底部分为二路，一路冷剂水管路上设置第二冷剂水球阀36，另一路冷剂水管路上设置第二冷剂水液封器37，二路冷剂水汇合后进入第二蒸发器13；在浓溶液进第一吸收器管21上设置第一浓溶液调节阀40；在浓溶液进第二吸收器管10上设置第二浓溶液调节阀35。
冬季供热时，将驱动热水进阀门27、驱动热水出阀门28、冷水进阀门32、冷水出阀门31、冷却水进阀门33和冷却水出阀门34全部关闭，第一热水发生器29和第二热水发生器30停止工作；将第一蒸汽进调节阀25、第一凝水出阀门24、第二蒸汽进调节阀6、第二凝水出阀门7、余热水进阀门9、余热水出阀门8、采暖热水进阀门22、采暖热水出阀门26全部打开，关闭第一冷剂水U型管20上的第一冷剂水球阀39和第二冷剂水U型管11上的第二冷剂水球阀36，第一冷凝器1出来的冷剂水经第一冷剂水U型管20上的第一冷剂水液封器38进入第一蒸发器18，第二冷凝器4出来的冷剂水经第二冷剂水U型管11上的第二冷剂水液封器37进入第二蒸发器13，调节浓溶液进第一吸收器管21上的第一浓溶液调节阀40，调节浓溶液进第二吸收器管10上的第二浓溶液调节阀35，机组按二段式蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵工作原理运行，蒸汽并联进入第一蒸汽发生器2和第二蒸汽发生器3凝结；余热水先进入第二蒸发器13降温再进入第一蒸发器18降温；采暖热水串联依次进入第一吸收器19、第二吸收器12、第二冷凝器4、第一冷凝器1完成整个升温过程给用户供热。
夏季制冷时，将第一蒸汽进调节阀25、第一凝水出阀门24、第二蒸汽进调节阀6、第二凝水出阀门7、余热水进阀门9、余热水出阀门8、采暖热水进阀门22、采暖热水出阀门26全部关闭，第一蒸汽发生器2和第二蒸汽发生器3停止工作；将驱动热水进阀门27、驱动热水出阀门28、冷水进阀门32、冷水出阀门31、冷却水进阀门33和冷却水出阀门34全部打开，再打开第一冷剂水U型管20上的第一冷剂水球阀39和第二冷剂水U型管11上的第二冷剂水球阀36，调节浓溶液进第一吸收器管21上的第一浓溶液调节阀40，调节浓溶液进第二吸收器管10上的第二浓溶液调节阀35。由于制冷工况时第一冷凝器1与第一蒸发器18腔体间、第二冷凝器4与第二蒸发器13腔体间的压差都远远小于制热工况对应的压差，而第一冷剂水U型管20上的第一冷剂水液封器38和第二冷剂水U型管11上的第二冷剂水液封器37的阻力都大，所以第一冷凝器1出来的冷剂水经第一冷剂水U型管20上的第一冷剂水球阀39进入第一蒸发器18，第二冷凝器4出来的冷剂水经第二冷剂水U型管11上的第二冷剂水球阀36进入第二蒸发器13。机组按二段式热水型溴化锂吸收式冷水机组工作原理运行，驱动热水先进入第一热水发生器29降温再进入第二热水发生器30降温后流出机组；冷水先进入第二蒸发器13降温再进入第一蒸发器18降温制出用户所需的冷水；冷却水串联依次进入第一吸收器19、第二吸收器12、第二冷凝器4、第一冷凝器1将热量带出机组。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组，该机组包括第一蒸汽发生器（2）、第一热水发生器（29）、第一冷凝器（1）、第一蒸发器（18）、第一吸收器（19）、第一热交换器（23）、第一溶液泵（16）、第一冷剂泵（17）、第二蒸汽发生器（3）、第二热水发生器（30）、第二冷凝器（4）、第二蒸发器（13）、第二吸收器（12）、第二热交换器（5）、第二溶液泵（15）、第二冷剂泵（14）和各阀门，其特征在于：将第一蒸汽发生器（2）、第一热水发生器（29）和第一冷凝器（1）设置在第一腔体（41）内，并且第一蒸汽发生器（2）和第一热水发生器（29）在第一腔体（41）的同一侧，第一冷凝器（1）在第一腔体（41）的另一侧；将第二蒸汽发生器（3）、第二热水发生器（30）和第二冷凝器（4）设置在第二腔体（42）内，并且第二蒸汽发生器（3）和第二热水发生器（30）在第二腔体（42）的同一侧，第二冷凝器（4）在第二腔体（42）的另一侧；将第一冷凝器（1）冷剂水进第一蒸发器（18）的第一冷剂水U型管（20）自底部分为二路，一路冷剂水管路上设置第一冷剂水球阀（39），另一路冷剂水管路上设置第一冷剂水液封器（38），二路冷剂水汇合后进入第一蒸发器（18）；将第二冷凝器（4）冷剂水进第二蒸发器（13）的第二冷剂水U型管（11）自底部分为二路，一路冷剂水管路上设置第二冷剂水球阀（36），另一路冷剂水管路上设置第二冷剂水液封器（37），二路冷剂水汇合后进入第二蒸发器（13）；在浓溶液进第一吸收器管（21）上设置第一浓溶液调节阀（40）；在浓溶液进第二吸收器管（10）上设置第二浓溶液调节阀（35）。
2.根据权利要求1所述的一种二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组，其特征在于：冬季供热时，将驱动热水进阀门（27）、驱动热水出阀门（28）、冷水进阀门（32）、冷水出阀门（31）、冷却水进阀门（33）和冷却水出阀门（34）全部关闭，第一热水发生器（29）和第二热水发生器（30）停止工作；将第一蒸汽进调节阀（25）、第一凝水出阀门（24）、第二蒸汽进调节阀（6）、第二凝水出阀门（7）、余热水进阀门（9）、余热水出阀门（8）、采暖热水进阀门（22）、采暖热水出阀门（26）全部打开，关闭第一冷剂水U型管（20）上的第一冷剂水球阀（39）和第二冷剂水U型管（11）上的第二冷剂水球阀（36），第一冷凝器（1）出来的冷剂水经第一冷剂水U型管（20）上的第一冷剂水液封器（38）进入第一蒸发器（18），第二冷凝器（4）出来的冷剂水经第二冷剂水U型管（11）上的第二冷剂水液封器（37）进入第二蒸发器（13），调节浓溶液进第一吸收器管（21）上的第一浓溶液调节阀（40），调节浓溶液进第二吸收器管（10）上的第二浓溶液调节阀（35）。
3.根据权利要求1所述的一种二段式蒸汽型热泵与热水型制冷的溴化锂吸收式机组，其特征在于：夏季制冷时，将第一蒸汽进调节阀（25）、第一凝水出阀门（24）、第二蒸汽进调节阀（6）、第二凝水出阀门（7）、余热水进阀门（9）、余热水出阀门（8）、采暖热水进阀门（22）、采暖热水出阀门（26）全部关闭，第一蒸汽发生器（2）和第二蒸汽发生器（3）停止工作；将驱动热水进阀门（27）、驱动热水出阀门（28）、冷水进阀门（32）、冷水出阀门（31）、冷却水进阀门（33）和冷却水出阀门（34）全部打开，再打开第一冷剂水U型管（20）上的第一冷剂水球阀（39）和第二冷剂水U型管（11）上的第二冷剂水球阀（36），调节浓溶液进第一吸收器管（21）上的第一浓溶液调节阀（40），调节浓溶液进第二吸收器管（10）上的第二浓溶液调节阀（35）；第一冷凝器（1）出来的冷剂水经第一冷剂水U型管（20）上的第一冷剂水球阀（39）进入第一蒸发器（18），第二冷凝器（4）出来的冷剂水经第二冷剂水U型管（11）上的第二冷剂水球阀（36）进入第二蒸发器（13）。
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2019
- 2019-07-08 CN CN201910607742.3A patent/CN110307663B/zh active Active
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