CN111271897B - 发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组 - Google Patents
发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵、冷剂泵，将蒸汽发生器和冷凝器分为多段，每段蒸汽发生器和冷凝器单独在一个筒体内，每个筒体按筒体内的压力自高至低依次上中下布置；蒸发器和吸收器在第五筒体内，第五筒体布置在最底部。该机组通过全新结构和流程，在外部系统提供参数条件差情况下，实现单台热泵制热量超大、体积超大、占地面积小、热泵综合性能系数高，还解决了大件运输的难题。
Description
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组。
背景技术
在生产工艺和生活中需要热源，同时又有低温余热的区域，采用第一类溴化锂吸收式热泵机组（如图1）提取低温余热热量，制取出比低温热源高40℃以上的中温热源，可节省大量（40%以上）的中压蒸汽消耗，实现能源的综合利用，近年来得到了大量的应用，取得较好的经济和社会效益。
在实际应用中，有时外部系统提供参数条件差，蒸汽压力较低、余热水进出口温度较低、热水进出口温度高温差大，而且用户机房面积小受到限制、单台热泵需要大制热量情况下，普通的热泵无法满足需求。如何克服参数条件差、使单台热泵制热量大、占地面积小、使热泵机组综合性能系数提高，多回收余热，节省能源，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，提供了一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，它能在参数条件差的情况下，实现单台热泵机组制热量大、占地面积小、性能系数高、回收低温余热、节省能源、操作简单。
本发明的目的是这样实现的：
一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵、冷剂泵，
将蒸汽发生器和冷凝器分为多段，每段蒸汽发生器和冷凝器单独在一个筒体内，每个筒体按筒体内的压力自高至低依次上中下布置；
蒸发器和吸收器在第五筒体内，第五筒体布置在最底部；
在每段蒸汽发生器和冷凝器之间，上部冷凝器冷凝的冷剂水通过冷剂水U型管流入下部的冷凝器筒体内，上部蒸汽发生器浓缩的溶液通过溶液U型管流入下部的蒸汽发生器喷淋管内。
外部系统的蒸汽并联进入各段的蒸汽发生器管束凝结，凝结的蒸汽凝水汇合在一起经蒸汽凝水出口管流出；
余热水进入蒸发器管束降温；
热水串联从下往上依次进入吸收器和各冷凝器管束完成整个升温过程。
优选的，将蒸汽发生器和冷凝器分为二段成为第一蒸汽发生器和第一冷凝器、第二蒸汽发生器和第二冷凝器，第一蒸汽发生器和第一冷凝器在第一筒体内压力最高，第二蒸汽发生器和第二冷凝器在第二筒体内压力较高，第一筒体布置在第二筒体的上方，第五筒体布置在最底部，所述第一冷凝器的第一冷剂水U型管接入第二冷凝器腔体内，第二冷凝器的冷剂水U型管接入蒸发器腔体内；所述第一蒸汽发生器的第一溶液U型管接入第二蒸汽发生器喷淋管内，第二蒸汽发生器的溶液U型管经热交换器接入吸收器喷淋管内，溶液泵将吸收器出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器喷淋管内。
优选的，将蒸汽发生器和冷凝器分为三段成为第一蒸汽发生器和第一冷凝器、第二蒸汽发生器和第二冷凝器、第三蒸汽发生器和第三冷凝器，第一蒸汽发生器和第一冷凝器在第一筒体内压力最高，第二蒸汽发生器和第二冷凝器在第二筒体内压力较高，第三蒸汽发生器和第三冷凝器在第三筒体内压力较低；将第一筒体布置在第二筒体的上方，第三筒体布置在第二筒体的下方，第五筒体布置在最底部；
所述第一冷凝器的第一冷剂水U型管接入第二冷凝器腔体内，第二冷凝器的第二冷剂水U型管接入第三冷凝器腔体内，第三冷凝器的冷剂水U型管接入蒸发器腔体内；
所述第一蒸汽发生器的第一溶液U型管接入第二蒸汽发生器喷淋管内，第二蒸汽发生器的第二溶液U型管接入第三蒸汽发生器喷淋管内，第三蒸汽发生器的溶液U型管经热交换器接入吸收器喷淋管内，溶液泵将吸收器出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器喷淋管内。
优选的，将蒸汽发生器和冷凝器分为四段成为第一蒸汽发生器和第一冷凝器、第二蒸汽发生器和第二冷凝器、第三蒸汽发生器和第三冷凝器、第四蒸汽发生器和第四冷凝器；第一蒸汽发生器和第一冷凝器在第一筒体内压力最高，第二蒸汽发生器和第二冷凝器在第二筒体内压力较高，第三蒸汽发生器和第三冷凝器在第三筒体内压力较低，第四蒸汽发生器和第四冷凝器在第四筒体内压力更低；
将第一筒体布置在第二筒体的上方，第三筒体布置在第二筒体的下方，第四筒体布置在第三筒体的下方，第五筒体布置在最底部；
所述第一冷凝器的第一冷剂水U型管接入第二冷凝器腔体内，第二冷凝器的第二冷剂水U型管接入第三冷凝器腔体内，第三冷凝器的第三冷剂水U型管接入第四冷凝器腔体内，第四冷凝器的冷剂水U型管接入蒸发器腔体内；
所述第一蒸汽发生器的第一溶液U型管接入第二蒸汽发生器喷淋管内，第二蒸汽发生器的第二溶液U型管接入第三蒸汽发生器喷淋管内，第三蒸汽发生器的第三溶液U型管接入第四蒸汽发生器喷淋管内，第四蒸汽发生器的溶液U型管经热交换器接入吸收器喷淋管内，溶液泵将吸收器出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器喷淋管内。
本发明的有益效果是：
通过上述全新结构和流程，将蒸汽发生器和冷凝器分为多段，合理利用热水升温梯度，提高溶液循环的浓度差，加大换热温差，减小换热面积，降低材料成本，提高机组的性能系数，多回收低温余热，节省蒸汽，实现了能源综合利用，解决了参数条件差，工况难以实现的难题；按照各筒体内压力自高至低依次上中下布置，溶液和冷剂水流动靠高差和压差自然流动，节省了输送介质的循环泵，使单台热泵机组超大型化，使机组安装占地面积减小，机组的每个独立筒体都在高度方向布置，可实现分体运输，解决了大件运输超高超宽的难题。
附图说明
图1为以往蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组工作流程图。
图2为本发明一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组实施例1的工作流程图。
图3为本发明一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组实施例2的工作流程图。
图4为本发明一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组实施例3的工作流程图。
图中：蒸汽发生器1、冷凝器2、蒸发器3、吸收器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、冷剂水U型管8、溶液U型管9、蒸汽凝水出管10、蒸汽进口调节阀11、热水出口管12、余热水出口管13、余热水进口管14、热水进口管15、第一蒸汽发生器16、第一冷凝器17、第二蒸汽发生器18、第二冷凝器19、第一冷剂水U型管20、第一溶液U型管21、第三蒸汽发生器22、第三冷凝器23、第二冷剂水U型管24、第二溶液U型管25、第四蒸汽发生器26、第四冷凝器27、第三冷剂水U型管28、第三溶液U型管29、第一筒体30、第二筒体31、第三筒体32、第四筒体33、第五筒体34。
具体实施方式
一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽发生器、冷凝器、蒸发器3、吸收器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7及连接各部件之间的管路、阀门和控制系统，将蒸汽发生器和冷凝器分为多段，每段蒸汽发生器和冷凝器单独在一个筒体内，每个筒体按筒体内的压力自高至低依次上中下布置；
蒸发器3和吸收器4在第五筒体34内，第五筒体34布置在最底部；
在每段蒸汽发生器和冷凝器之间，上部冷凝器冷凝的冷剂水通过冷剂水U型管流入下部的冷凝器筒体内，上部蒸汽发生器浓缩的溶液通过溶液U型管流入下部的蒸汽发生器喷淋管内。
外部系统的蒸汽并联进入各段的蒸汽发生器管束凝结，凝结的蒸汽凝水汇合在一起经蒸汽凝水出口管10流出，蒸汽进口管上设有蒸汽进口调节阀11。
余热水进入蒸发器3管束降温，余热水通过余热水进口管14、余热水出口管13进出蒸发器3；
热水串联从下往上依次进入吸收器4和各冷凝器管束完成整个升温过程。热水通过热水进口管15、热水出口管12进出机组。
实施例1：
如图2所示，一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽发生器、冷凝器、蒸发器3、吸收器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7及连接各部件之间的管路、阀门和控制系统，将蒸汽发生器和冷凝器分为二段成为第一蒸汽发生器16和第一冷凝器17、第二蒸汽发生器18和第二冷凝器19；第一蒸汽发生器16和第一冷凝器17在第一筒体30内压力最高，第二蒸汽发生器18和第二冷凝器19在第二筒体31内压力较高；将第一筒体30布置在第二筒体31的上方，第五筒体34布置在最底部；所述第一冷凝器17的第一冷剂水U型管20接入第二冷凝器19腔体内，第二冷凝器19的冷剂水U型管8接入蒸发器3腔体内；所述第一蒸汽发生器16的第一溶液U型管21接入第二蒸汽发生器18喷淋管内，第二蒸汽发生器18的溶液U型管9经热交换器5接入吸收器4喷淋管内，溶液泵6将吸收器出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器16喷淋管内。
外部系统的蒸汽并联进入第一蒸汽发生器16和第二蒸汽发生器18管束凝结，凝结的蒸汽凝水汇合在一起经蒸汽凝水出口管10流出；余热水进入蒸发器3管束降温；热水串联先进入吸收器4、再进入第二冷凝器19、最后进入第一冷凝器17管束完成整个升温过程。
实施例2：
如图3所示，一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽发生器、冷凝器、蒸发器3、吸收器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7及连接各部件之间的管路、阀门和控制系统，将蒸汽发生器和冷凝器分为三段成为第一蒸汽发生器16和第一冷凝器17、第二蒸汽发生器18和第二冷凝器19、第三蒸汽发生器22和第三冷凝器23；第一蒸汽发生器16和第一冷凝器17在第一筒体30内压力最高，第二蒸汽发生器18和第二冷凝器19在第二筒体31内压力较高，第三蒸汽发生器22和第三冷凝器23在第三筒体32内压力较低；将第一筒体30布置在第二筒体31的上方，第三筒体32布置在第二筒体31的下方，第五筒体34布置在最底部；所述第一冷凝器17的第一冷剂水U型管20接入第二冷凝器19腔体内，第二冷凝器19的第二冷剂水U型管24接入第三冷凝器23腔体内，第三冷凝器23的冷剂水U型管8接入蒸发器3腔体内；所述第一蒸汽发生器16的第一溶液U型管21接入第二蒸汽发生器18喷淋管内，第二蒸汽发生器18的第二溶液U型管25接入第三蒸汽发生器22喷淋管内，第三蒸汽发生器22的溶液U型管9经热交换器5接入吸收器4喷淋管内，溶液泵6将吸收器4出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器16喷淋管内。
外部系统的蒸汽并联进入第一蒸汽发生器16、第二蒸汽发生器18和第三蒸汽发生器22管束凝结，凝结的蒸汽凝水汇合在一起经蒸汽凝水出口管10流出；余热水进入蒸发器3管束降温；热水串联依次进入吸收器4、第三冷凝器23、第二冷凝器19、第一冷凝器17管束完成整个升温过程。
实施例3：
如图4所示，一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽发生器、冷凝器、蒸发器3、吸收器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7及连接各部件之间的管路、阀门和控制系统，将蒸汽发生器和冷凝器分为四段成为第一蒸汽发生器16和第一冷凝器17、第二蒸汽发生器18和第二冷凝器19、第三蒸汽发生器22和第三冷凝器23、第四蒸汽发生器26和第四冷凝器27；第一蒸汽发生器16和第一冷凝器17在第一筒体30内压力最高，第二蒸汽发生器18和第二冷凝器19在第二筒体31内压力较高，第三蒸汽发生器22和第三冷凝器23在第三筒体32内压力较低，第四蒸汽发生器26和第四冷凝器27在第四筒体33内压力更低；将第一筒体30布置在第二筒体31的上方，第三筒体32布置在第二筒体31的下方，第四筒体33布置在第三筒体32的下方，第五筒体34布置在最底部；所述第一冷凝器17的第一冷剂水U型管20接入第二冷凝器19腔体内，第二冷凝器19的第二冷剂水U型管24接入第三冷凝器23腔体内，第三冷凝器23的第三冷剂水U型管28接入第四冷凝器27腔体内，第四冷凝器27的冷剂水U型管8接入蒸发器3腔体内；所述第一蒸汽发生器16的第一溶液U型管21接入第二蒸汽发生器18喷淋管内，第二蒸汽发生器18的第二溶液U型管25接入第三蒸汽发生器22喷淋管内，第三蒸汽发生器22的第三溶液U型管29接入第四蒸汽发生器26喷淋管内，第四蒸汽发生器26的溶液U型管9经热交换器5接入吸收器4喷淋管内，溶液泵6将吸收器出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器16喷淋管内。
外部系统的蒸汽并联进入第一蒸汽发生器16、第二蒸汽发生器18、第三蒸汽发生器22和第四蒸汽发生器26管束凝结，凝结的蒸汽凝水汇合在一起经蒸汽凝水出口管10流出；余热水进入蒸发器3管束降温；热水串联依次进入吸收器4、第四冷凝器27、第三冷凝器23、第二冷凝器19、第一冷凝器17管束完成整个升温过程。
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 (5)
1.一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽发生器、冷凝器、蒸发器（3）、吸收器（4）、热交换器（5）、溶液泵（6）、冷剂泵（7），其特征在于：
将蒸汽发生器和冷凝器分为多段，每段蒸汽发生器和冷凝器单独在一个筒体内，每个筒体按筒体内的压力自高至低依次上中下布置；
蒸发器（3）和吸收器（4）在第五筒体（34）内，第五筒体（34）布置在最底部；
在每段蒸汽发生器和冷凝器之间，上部冷凝器冷凝的冷剂水通过冷剂水U型管流入下部的冷凝器筒体内，上部蒸汽发生器浓缩的溶液通过溶液U型管流入下部的蒸汽发生器喷淋管内。
2.根据权利要求1所述的一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：
外部系统的蒸汽并联进入各段的蒸汽发生器管束凝结，凝结的蒸汽凝水汇合在一起经蒸汽凝水出口管（10）流出；
余热水进入蒸发器（3）管束降温；
热水串联从下往上依次进入吸收器（4）和各冷凝器管束完成整个升温过程。
3.根据权利要求1或2所述的一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：
将蒸汽发生器和冷凝器分为二段成为第一蒸汽发生器（16）和第一冷凝器（17）、第二蒸汽发生器（18）和第二冷凝器（19），第一蒸汽发生器（16）和第一冷凝器（17）在第一筒体（30）内压力最高，第二蒸汽发生器（18）和第二冷凝器（19）在第二筒体（31）内压力较高，第一筒体（30）布置在第二筒体（31）的上方，第五筒体（34）布置在最底部；
所述第一冷凝器（17）的第一冷剂水U型管（20）接入第二冷凝器（19）腔体内，第二冷凝器（19）的冷剂水U型管（8）接入蒸发器（3）腔体内；
所述第一蒸汽发生器（16）的第一溶液U型管（21）接入第二蒸汽发生器（18）喷淋管内，第二蒸汽发生器（18）的溶液U型管（9）经热交换器（5）接入吸收器（4）喷淋管内，溶液泵（6）将吸收器出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器（16）喷淋管内。
4.根据权利要求1或2所述的一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：将蒸汽发生器和冷凝器分为三段成为第一蒸汽发生器（16）和第一冷凝器（17）、第二蒸汽发生器（18）和第二冷凝器19、第三蒸汽发生器（22）和第三冷凝器（23），第一蒸汽发生器（16）和第一冷凝器（17）在第一筒体（30）内压力最高，第二蒸汽发生器（18）和第二冷凝器（19）在第二筒体（31）内压力较高，第三蒸汽发生器（22）和第三冷凝器（23）在第三筒体（32）内压力较低；
将第一筒体（30）布置在第二筒体（31）的上方，第三筒体（32）布置在第二筒体（31）的下方，第五筒体（34）布置在最底部；
所述第一冷凝器（17）的第一冷剂水U型管（20）接入第二冷凝器（19）腔体内，第二冷凝器（19）的第二冷剂水U型管（24）接入第三冷凝器（23）腔体内，第三冷凝器（23）的冷剂水U型管（8）接入蒸发器（3）腔体内；
所述第一蒸汽发生器（16）的第一溶液U型管（21）接入第二蒸汽发生器（18）喷淋管内，第二蒸汽发生器（18）的第二溶液U型管（25）接入第三蒸汽发生器（22）喷淋管内，第三蒸汽发生器（22）的溶液U型管（9）经热交换器（5）接入吸收器（4）喷淋管内，溶液泵（6）将吸收器（4）出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器（16）喷淋管内。
5.根据权利要求1或2所述的一种发冷分段上中下布置蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：将蒸汽发生器和冷凝器分为四段成为第一蒸汽发生器（16）和第一冷凝器（17）、第二蒸汽发生器（18）和第二冷凝器（19）、第三蒸汽发生器（22）和第三冷凝器（23）、第四蒸汽发生器（26）和第四冷凝器（27）；第一蒸汽发生器（16）和第一冷凝器（17）在第一筒体（30）内压力最高，第二蒸汽发生器（18）和第二冷凝器（19）在第二筒体（31）内压力较高，第三蒸汽发生器（22）和第三冷凝器（23）在第三筒体（32）内压力较低，第四蒸汽发生器（26）和第四冷凝器（27）在第四筒体（33）内压力更低；
将第一筒体（30）布置在第二筒体（31）的上方，第三筒体（32）布置在第二筒体（31）的下方，第四筒体（33）布置在第三筒体（32）的下方，第五筒体（34）布置在最底部；
所述第一冷凝器（17）的第一冷剂水U型管（20）接入第二冷凝器（19）腔体内，第二冷凝器（19）的第二冷剂水U型管（24）接入第三冷凝器（23）腔体内，第三冷凝器（23）的第三冷剂水U型管（28）接入第四冷凝器（27）腔体内，第四冷凝器（27）的冷剂水U型管（8）接入蒸发器（3）腔体内；
所述第一蒸汽发生器（16）的第一溶液U型管（21）接入第二蒸汽发生器（18）喷淋管内，第二蒸汽发生器（18）的第二溶液U型管（25）接入第三蒸汽发生器（22）喷淋管内，第三蒸汽发生器（22）的第三溶液U型管（29）接入第四蒸汽发生器（26）喷淋管内，第四蒸汽发生器（26）的溶液U型管（9）经热交换器（5）接入吸收器（4）喷淋管内，溶液泵（6）将吸收器出来的稀溶液打入最上部的第一蒸汽发生器（16）喷淋管内。
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