CN111397242A - 带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组 - Google Patents

带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、热交换器、溶液泵、冷剂泵、冷水出口温度检测装置、溶液循环量调节装置、驱动热源调节装置、冷水进口温度检测装置、冷剂喷淋量调节装置和冷却水量调节装置共同构成冷能快速存储释放系统。本发明利用冷却水量或蒸发器冷剂喷淋量的变化，来调整蒸发器和吸收器的制冷能力，利用溶液整体浓度的上升和下降来储备和释放冷能，实现冷水出水温度的精准控制。当外部负荷需求快速变化时，冷能快速存储释放系统能以极快速度适应负荷变化，实现准确供冷，既避免供冷不足影响供冷质量，又避免过量供冷，造成能源损耗，实现运行节能。

Description

带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组
技术领域
本发明涉及一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，属于空调设备技术领域。
背景技术
常规的溴化锂吸收式冷水机组（以下简称机组）如图1所示，由蒸发器1、吸收器2、发生器3、冷凝器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、等主要部件及冷水出口温度检测装置8、溶液循环量调节装置9、驱动热源调节装置10等监控设备和控制系统组成。机组运行时，冷水流经蒸发器1传热管内，被由冷剂泵7抽出并从蒸发器1顶部喷下的冷剂水制冷降温，温度降低后流出机组，而冷剂水在吸收冷水热量后汽化成冷剂蒸汽，被吸收器2中从上部进入的溴化锂浓溶液吸收；冷却水流经吸收器2的传热管中，吸收溴化锂浓溶液在吸收冷剂蒸汽时所释放的热量，溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀并积聚在吸收器2下部；溶液泵6将吸收器2下部的溴化锂稀溶液抽出并经热交换器5送入发生器3中被驱动热源加热浓缩，浓缩出来的冷剂蒸汽进入冷凝器4中被冷却水降温冷凝后回到蒸发器1中，而浓缩后的溴化锂溶液则经热交换器5回到吸收器2中。
机组运行过程中，为保证冷水出蒸发器1的温度维持在所需要的温度点，冷水出口温度检测装置8会对其进行实时监测，当其偏离所需要的温度点时，机组控制系统会输出指令给溶液循环量调节装置9和（或）驱动热源调节装置10，来调整溴化锂溶液的循环量和溴化锂浓溶液的浓度。因为对于溴化锂吸收式冷水机组来说，其制冷出力大小（即冷水出口温度的高低）是由蒸发器1中的冷剂水蒸发量决定的，蒸发量越大，制冷出力就越大、冷水出水温度越低。但蒸发器1中的冷剂水蒸发量却又由吸收器2的能力决定，也即由吸收器2上部的浓溶液喷淋量和浓溶液浓度，以及吸收器2出口的稀溶液浓度来决定的。浓溶液的喷淋量越大、浓溶液和稀溶液之间的浓度差越大，溶液吸收的冷剂蒸汽量就越大，蒸发器产生的冷剂蒸汽量也才能越大，才能最终使得机组的制冷出力越大。
吸收器2的浓溶液喷淋量就是机组的溶液循环量，是溶液循环量调节装置9来调节的，也即由溶液泵6从吸收器2抽出的稀溶液量来决定的，抽出的稀溶液越多，返回的浓溶液也就越多。但因为从稀溶液被溶液泵6从吸收器2中抽出，到浓溶液返回吸收器2，需要顺序经过热交换器5、发生器2、再热交换器5以及上述部件之间的连接管道，因而从控制溶液循环量调节装置9来调节稀溶液的抽出量，到吸收器2上部浓溶液的喷淋量相应发生变化，具有一定的时间差，也即具有滞后性。
吸收器2上部的浓溶液浓度等同于发生器3的浓溶液出口浓度，机组可以通过驱动热源调节装置10来调整驱动热源的量，从而调整发生器3出口的浓溶液浓度。但从通过驱动热源调节装置10来调整发生器3出口的浓溶液浓度，到吸收器2上部的浓溶液浓度最终发生变化，也具有一定的时间差，也即具有滞后性。
综上所述可知，机组出力大小的调整具有一定的滞后性，也即从冷水出口温度检测装置8检测到冷水出口温度发生变化，到机组出力大小最终完成调整来稳定冷水出口温度，具有一定的时间差。在这个时间段内，冷水出口温度会偏离所需要的温度点，对于冷水出口温度的精度要求很高的场所，常规机组无法满足其要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，解决了机组出力大小调整与外界负荷波动之间的滞后性问题，确保机组能快速适应外界负荷的波动，减少机组出力大小调整与外界负荷波动之间的时间差，从而确保冷水出口温度始终稳定在所需要的温度点。
本发明的目的是这样实现的：
一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，包括蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、热交换器、溶液泵、冷剂泵、冷水出口温度检测装置、溶液循环量调节装置和驱动热源调节装置，所述蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、热交换器、溶液泵、冷剂泵、冷水出口温度检测装置、溶液循环量调节装置、驱动热源调节装置构成常规溴化锂吸收式冷水机组的出力调整系统，它还包括冷水进口温度检测装置、冷剂喷淋量调节装置和冷却水量调节装置，所述蒸发器、吸收器、冷水进口温度检测装置、冷剂喷淋量调节装置和冷却水量调节装置共同构成冷能快速存储释放系统。
优选的，所述溶液循环量调节装置为调节阀或变频器。
优选的，所述冷剂喷淋量调节装置为调节阀或变频器。
优选的，冷却水量调节装置为调节阀或变频器。
本发明的有益效果是：
本发明利用冷却水量或蒸发器冷剂喷淋量的变化，来调整蒸发器和吸收器的制冷能力，利用溶液整体浓度的上升和下降来储备和释放冷能，实现冷水出水温度的精准控制。当外部负荷需求快速变化时，冷能快速存储释放系统能以极快速度适应负荷变化，实现准确供冷，既避免供冷不足影响供冷质量，又避免过量供冷，造成能源损耗，实现运行节能。
附图说明
图1为现有溴化锂吸收式冷水机组的工作原理图。
图2为本发明带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组的一种单效型机组应用实例。
图3为本发明带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组的另一种单效型机组应用实例。
图4为本发明带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组的一种双效型机组应用实例。
图5为本发明带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组的另一种双效型机组应用实例。
其中：蒸发器1、吸收器2、发生器3、冷凝器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、冷水出口温度检测装置8、溶液循环量调节装置9、驱动热源调节装置10、冷水进口温度检测装置11、冷剂喷淋量调节装置12、冷却水量调节装置13、冷水进A1、冷水出A2、冷却水进B1、冷却水出B2、驱动热源进C1、驱动热源出C2。
具体实施方式
一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，包括蒸发器1、吸收器2、发生器3、冷凝器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、冷水出口温度检测装置8、溶液循环量调节装置9和驱动热源调节装置10，所述蒸发器1、吸收器2、发生器3、冷凝器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7、冷水出口温度检测装置8、溶液循环量调节装置9、驱动热源调节装置10构成常规溴化锂吸收式冷水机组的出力调整系统，它还包括冷水进口温度检测装置11、冷剂喷淋量调节装置12和冷却水量调节装置13，所述蒸发器1、吸收器2、冷水进口温度检测装置11、冷剂喷淋量调节装置12和冷却水量调节装置13共同构成冷能快速存储释放系统。
所述溶液循环量调节装置9与溶液泵6相匹配，所述溶液循环量调节装置9为调节阀或变频器。当溶液循环量调节装置9为调节阀时，通过调节调节阀的开度，调节溶液循环量；当溶液循环量调节装置9为变频器时，溶液泵6由变频器控制，变频器对溶液泵6的变频电机进行变频调速从而调节溶液循环量。
所述冷剂喷淋量调节装置12与冷剂泵7相匹配，所述冷剂喷淋量调节装置12为调节阀或变频器。当冷剂喷淋量调节装置12为调节阀时，通过调节调节阀的开度，调节冷剂水喷淋量；当冷剂喷淋量调节装置12为变频器时，冷剂泵7由变频器控制，变频器对冷剂泵7的变频电机进行变频调速从而调节冷剂水喷淋量。
所述冷却水量调节装置13与冷却水泵相匹配，冷却水泵为机组提供冷却水，冷却水量调节装置13为调节阀或变频器。当冷却水量调节装置13为调节阀时，通过调节调节阀的开度，调节冷却水量；当冷却水量调节装置13为变频器时，冷却水泵由变频器控制，变频器对冷却水泵的变频电机进行变频调速从而调节冷却水量。
所述冷水进口温度检测装置11用于检测冷水进口温度，设置在冷水进入蒸发器之前。
实施例1：
参见图2，图2为带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组（以下简称机组）的一种单效型机组应用实例，由蒸发器1、吸收器2、发生器3、冷凝器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7等主要部件及冷水出口温度检测装置8、溶液循环量调节装置9、驱动热源调节装置10、冷水进口温度检测装置11、冷剂喷淋量调节装置12、冷却水量调节装置13等监控设备和控制系统组成。
蒸发器1、吸收器2、发生器3、冷凝器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7等主要部件及冷水出口温度检测装置8、溶液循环量调节装置9、驱动热源调节装置10等构成常规溴化锂吸收式冷水机组及其出力调整系统；蒸发器1、吸收器2、冷水进口温度检测装置11、冷剂喷淋量调节装置12、冷却水量调节装置13等构成冷能快速存储释放系统。
所述溶液循环量调节装置9与溶液泵6相匹配，所述溶液循环量调节装置9为调节阀。通过调节调节阀的开度，调节溶液循环量。吸收器2出来的稀溶液由溶液泵6抽出后经调节阀调节溶液流量，再经热交换器5送入发生器3中被驱动热源加热浓缩。
所述冷剂喷淋量调节装置12与冷剂泵7相匹配，所述冷剂喷淋量调节装置12为调节阀。通过调节调节阀的开度，调节冷剂水喷淋量。蒸发器1中的冷剂水由冷剂泵7抽出经调节阀调节冷剂水喷淋量，从蒸发器1顶部喷出。
所述冷却水量调节装置13与冷却水泵相匹配，冷却水泵为机组提供冷却水，冷却水量调节装置13为调节阀。通过调节调节阀的开度，调节冷却水量。
机组部分负荷正常运行时，冷剂喷淋量调节装置12减少蒸发器1的冷剂水喷淋量，使蒸发器1的换热面积仅部分发挥作用，即弱化蒸发器1的作用；冷却水量调节装置13减少冷却水量，使冷却水出水温度上升，即弱化吸收器2的作用，通过上述方式弱化蒸发器1及吸收器2的作用，来使机组的稀溶液浓度和浓溶液浓度维持在高位运行，储备冷能快速释放的能力。
当机组外部负荷变化、冷水进口温度变化时，冷水进口温度监测装置11检测到冷水进口温度变化后，冷水进口温度检测装置11为温度传感器，机组控制系统控制冷剂喷淋量调节装置12和冷却水量调节装置13来相应调整蒸发器1的冷剂水喷淋量及流经机组的冷却水量，使蒸发器1和吸收器2的作用大小快速得到调整，从而快速适应负荷的变化，使机组出力始终实时随外界负荷的变化而变化，没有滞后性，从而确保冷水出口温度的精准性。
实施例2：
参见图3，图3为带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组（以下简称机组）的另一种单效型机组应用实例。
所述溶液循环量调节装置9与溶液泵6相匹配，所述溶液循环量调节装置9为变频器。溶液泵6由变频器控制，变频器对溶液泵6的变频电机进行变频调速从而调节溶液循环量。
所述冷剂喷淋量调节装置12与冷剂泵7相匹配，所述冷剂喷淋量调节装置12为变频器。冷剂泵7由变频器控制，变频器对冷剂泵7的变频电机进行变频调速从而调节冷剂水喷淋量。
所述冷却水量调节装置13与冷却水泵相匹配，冷却水泵为机组提供冷却水，冷却水量调节装置13为变频器。冷却水泵由变频器控制，变频器对冷却水泵的变频电机进行变频调速从而调节冷却水量。
其余结构与实施例1相同。
实施例3：
参见图4，图4为带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组（以下简称机组）的一种双效型机组应用实例，由蒸发器1、吸收器2、发生器3（高压发生器3-1、低压发生器3-2、高温热交换器3-3）、冷凝器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7等主要部件及冷水出口温度检测装置8、溶液循环量调节装置9、驱动热源调节装置10、冷水进口温度检测装置11、冷剂喷淋量调节装置12、冷却水量调节装置13等监控设备和控制系统组成。蒸发器1、吸收器2、发生器3、冷凝器4、热交换器5、溶液泵6、冷剂泵7等主要部件及冷水出口温度检测装置8、溶液循环量调节装置9、驱动热源调节装置10等构成常规溴化锂吸收式冷水机组及其出力调整系统；蒸发器1、吸收器2、冷水进口温度检测装置11、冷剂喷淋量调节装置12、冷却水量调节装置13等构成冷能快速存储释放系统。
所述溶液循环量调节装置9与溶液泵6相匹配，所述溶液循环量调节装置9为调节阀。通过调节调节阀的开度，调节溶液循环量。
所述冷剂喷淋量调节装置12与冷剂泵7相匹配，所述冷剂喷淋量调节装置12为调节阀。通过调节调节阀的开度，调节冷剂水喷淋量。
所述冷却水量调节装置13与冷却水泵相匹配，冷却水泵为机组提供冷却水，冷却水量调节装置13为调节阀。通过调节调节阀的开度，调节冷却水量。
机组部分负荷正常运行时，冷剂喷淋量调节装置12减少蒸发器1的冷剂水喷淋量，使蒸发器1的换热面积仅部分发挥作用，即弱化蒸发器1的作用；冷却水量调节装置13减少冷却水量，使冷却水出水温度上升，即弱化吸收器2的作用，通过上述方式弱化蒸发器1及吸收器2的作用，来使机组的稀溶液浓度和浓溶液浓度维持在高位运行，储备冷能快速释放的能力。
当机组外部负荷变化、冷水进口温度变化时，冷水进口温度监测装置11检测到冷水进口温度变化后，机组控制系统控制冷剂喷淋量调节装置12和冷却水量调节装置13来相应调整蒸发器1的冷剂水喷淋量及流经机组的冷却水量，使蒸发器1和吸收器2的作用大小快速得到调整，从而快速适应负荷的变化，使机组出力始终实时随外界负荷的变化而变化，没有滞后性，从而确保冷水出口温度的精准性。
实施例4：
参见图5，图5为带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组（以下简称机组）的一种双效型机组应用实例.
所述溶液循环量调节装置9与溶液泵6相匹配，所述溶液循环量调节装置9为变频器。溶液泵6由变频器控制，变频器对溶液泵6的变频电机进行变频调速从而调节溶液循环量。
所述冷剂喷淋量调节装置12与冷剂泵7相匹配，所述冷剂喷淋量调节装置12为变频器。冷剂泵7由变频器控制，变频器对冷剂泵7的变频电机进行变频调速从而调节冷剂水喷淋量。
所述冷却水量调节装置13与冷却水泵相匹配，冷却水泵为机组提供冷却水，冷却水量调节装置13为变频器。冷却水泵由变频器控制，变频器对冷却水泵的变频电机进行变频调速从而调节冷却水量。
其余结构与实施例3相同。
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 (4)

1.一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，包括蒸发器（1）、吸收器（2）、发生器（3）、冷凝器（4）、热交换器（5）、溶液泵（6）、冷剂泵（7）、冷水出口温度检测装置（8）、溶液循环量调节装置（9）和驱动热源调节装置（10），所述蒸发器（1）、吸收器（2）、发生器（3）、冷凝器（4）、热交换器（5）、溶液泵（6）、冷剂泵（7）、冷水出口温度检测装置（8）、溶液循环量调节装置（9）、驱动热源调节装置（10）构成常规溴化锂吸收式冷水机组的出力调整系统，其特征在于：它还包括冷水进口温度检测装置（11）、冷剂喷淋量调节装置（12）和冷却水量调节装置（13），所述蒸发器（1）、吸收器（2）、冷水进口温度检测装置（11）、冷剂喷淋量调节装置（12）和冷却水量调节装置（13）共同构成冷能快速存储释放系统。
2.根据权利要求1所述的一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：所述溶液循环量调节装置（9）为调节阀或变频器。
3.根据权利要求1所述的一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：所述冷剂喷淋量调节装置（12）为调节阀或变频器。
4.根据权利要求1所述的一种带冷能快速存储释放系统的溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：冷却水量调节装置（13）为调节阀或变频器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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