CN1865816A - 直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，包括：蒸发器(1)、立式吸收器(2)、发生器(4)、冷凝器(5)、溶液热交换器(3)、控制系统及连接各部件的管路、泵、阀，立式吸收器包括：吸收器筒体(16)、吸收器立式换热管束(14)、吸收器管板(12)、吸收器上管箱(10)、吸收器下管箱(15)、热水补水管(17)、挡液装置(9)、浓溶液管外布液装置(13)及连接管路，吸收器立式换热管束(14)通过吸收器管板(12)布置于吸收器筒体(16)内，吸收器上管箱(10)和吸收器下管箱(15)分别连接于吸收器筒体(16)的顶部和底部，热水补水管(17)接入吸收器下管箱(15)内，挡液装置(9)安装在吸收器上管箱(10)内，浓溶液管外布液装置(13)布置于吸收器筒体(16)内上部。本发明换热效率高、能耗小、结构简单紧凑。

Description

直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵
技术领域：
本发明涉及一种第二类溴化锂吸收式热泵机组。具体涉及一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵。属制冷设备技术领域。
背景技术：
以往的第二类溴化锂吸收式热泵机组如图1所示。图1所示机组是标准的第二类溴化锂吸收式热泵机组。第二类溴化锂吸收式热泵以废热能作为驱动热源，在使用冷却的条件下获得更高温度的热源，是一种能有效回收废热能源的设备。该设备主要有发生器4、冷凝器5、蒸发器1、吸收器2、溶液热交换器3组成。制热流程是余热源加热发生器4中的溴化锂溶液，使其产生水蒸汽同时浓度升高。产生的水蒸汽在冷凝器5中被冷却水冷凝变成冷剂水，冷却水从冷凝器5中把冷剂蒸汽的热量带出机外，冷剂水通过冷凝器冷剂泵7进入蒸发器冷剂水液囊，再由蒸发器冷剂循环泵6打入蒸发器传热管表面，吸取余热源的热量而蒸发，发生器中的浓溶液通过浓溶液泵8经溶液热交换器3进入吸收器2吸收蒸发器1过来的冷剂蒸汽。吸收过程产生的热量加热吸收器管内的流体，使管内热水温度升高，供用热场所使用。
采用第二类溴化锂吸收式热泵机组制取蒸汽时，如图2所示，热水经热水循环泵20进入吸收器2管程升温后，到蒸汽闪发器19中喷淋，部分液体吸收液体自身的热量闪发，产生蒸汽通过挡液装置9后输送给供用热场所使用，没有闪发的液体降温后和补水混合后通过热水循环泵进行循环，不断产生蒸汽。此种装置系统上需要增加蒸汽闪发器和热水循环泵。系统比较复杂，初投资大。由于在蒸汽闪发器中靠热水自身闪发降温产生蒸汽，需要的热水循环量大，热水循环泵的耗电量高，运行成本较高。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种换热效率高、能耗小、结构简单紧凑的直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵。
本发明的目的可以通过以下三个方案加以实现：
方案一：一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，包括：蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、溶液热交换器、控制系统及连接各部件的管路、泵、阀，其特征在于：所述的吸收器为立式吸收器，包括：吸收器筒体、吸收器立式换热管束、吸收器管板、吸收器上管箱、吸收器下管箱、热水下降管、热水补水管、挡液装置、浓溶液管外布液装置及连接管路、阀，吸收器筒体呈立式布置，吸收器立式换热管束通过吸收器管板布置于吸收器筒体内，吸收器上管箱和吸收器下管箱分别连接于吸收器筒体的顶部和底部，吸收器上管箱与吸收器下管箱之间用热水下降管相连通，热水补水管接入吸收器下管箱内，挡液装置安装在吸收器上管箱内，浓溶液管外布液装置布置于吸收器筒体内上部。浓溶液通过浓溶液管外布液装置均匀布到吸收器立式换热管束管外，形成溶液液膜。热水在吸收器立式传热管管内，被管外的溶液加热沸腾产生蒸汽，进入吸收器上管箱内，通过挡液装置输送到用汽场所。在运行时，热水下降管在吸收器上管箱热水液面下，由于吸收器立式换热管内热水夹带着蒸汽气泡，密度减小而快速的上升形成上升管，而热水下降管的热水密度比上升管大，靠压差使上管箱的热水流到下管箱，形成对流，提高吸收器立式换热管束热水流速，提高了换热效果。由于热水不断被汽化，所以通过控制吸收器上管箱内的液位在吸收器下管箱的底部进行热水补水，使热水一直处于一定液位范围内，使热水补水量和蒸汽发生量平衡。本发明的立式吸收器具有原热水管路、蒸汽闪发器和吸收器组合在一起的功能，本发明的结构不采用热水泵，靠热虹吸的原理使热水达到自然对流，提高了换热效果，减少了传热面积和能耗，简化了结构，使整体结构简单紧凑。热泵本体和外部系统的初投资和运行成本都大幅减小。
方案二、在方案一的基础上，取消热水下降管，在吸收器上管板上增加竖向隔板装置将吸收器上管箱的液相区分隔开，两侧形成高、低液位，在吸收器上管箱的一侧进行热水补水，使这一侧的热水液位高，使热水在吸收器立式换热管束管内不断的下降，另一侧由于没有补水，热水液位低，靠热水的补水在传热管内产生强制流动，热水补水侧的传热管成为下降管，另一侧形成上升管。吸收器立式传热管管内热水被管外的溶液加热升温沸腾产生蒸汽，快速的上升流入吸收器上管箱蒸汽腔室内，通过挡液装置输送到用汽场所。
方案三，在方案一的基础上，取消吸收器上、下管箱间的热水下降管。热水补水管进口设置在吸收器下管箱，热水在吸收器立式传热管形成由下到上的强制流动。
附图说明：
图1为以往的第二类溴化锂吸收式热泵机组示意图。
图2为采用以往的第二类溴化锂吸收式热泵机组制取蒸汽时示意图。
图3为本发明直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵方案一示意图。
图4为本发明直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵方案二示意图。
具体实施方式：
方案一：如图3所示机组，该机组是由蒸发器1、立式吸收器2、发生器4、冷凝器5、溶液热交换器3、冷剂循环泵6、冷凝器冷剂泵7、浓溶液泵8、控制系统(图中未示出)及连接各部件的管路、阀等所构成的一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵机组。立式吸收器2由挡液装置9、吸收器上管箱10、热水下降管11、吸收器管板12、浓溶液管外布液装置13、吸收器立式换热管束14、吸收器下管箱15、吸收器筒体16、热水补水管17及其它相应的连接管路、阀等构成。吸收器筒体16呈立式布置，吸收器立式换热管束14通过吸收器管板12布置于吸收器筒体16内，吸收器上管箱10和吸收器下管箱15连接于吸收器筒体16的顶部和底部，热水补水管17接入吸收器下管箱15内，吸收器上管箱10与吸收器下管箱15之间用热水下降管11相连通。热水下降管11可以是一根或数根。挡液装置9安装在吸收器上管箱10内，浓溶液管外布液装置13布置于吸收器筒体16内上部，与溶液热交换器3的浓溶液出口连接相通。第二类溴化锂吸收式热泵机组运行时，发生器浓溶液通过浓溶液泵8经溶液热交换器3输送到立式吸收器2的筒体上部，通过浓溶液管外布液装置13将浓溶液均匀布到吸收器立式换热管束14的管外，在换热管外形成浓溶液液膜，吸收来自蒸发器1的冷剂蒸汽，加热换热管内的热水，浓度变稀后落到吸收器筒体下部，经溶液热交换器3回到发生器4。根据吸收器上管箱10中的液位在吸收器下管箱15中不断补水来控制热水量在一定的液位范围内。吸收器立式换热管束14的管内的热水，吸收管外溶液的热量，一部分热水汽化产生水蒸汽，热水夹带着蒸汽气泡，密度减小而快速的上升流入吸收器上管箱10蒸汽腔室内，通过安装在吸收器上管箱10内的挡液装置9，产生的饱和水蒸汽输送到用汽场所。未被汽化的热水进入热水下降管11，由于热水下降管内的没有汽泡，密度比吸收器立式换热管束14中的汽液混合物高，形成压差流入吸收器下管箱15内，形成自然回流。
方案二如图4，在方案一的基础上取消热水下降管11，在吸收器上管板上增加竖向隔板装置11将吸收器上管箱10的液相区分隔开，两侧形成高、低液位，在吸收器上管箱10的一侧进行热水补水。
方案三，在方案一的基础上，取消吸收器上、下管箱间的热水下降管11。热水补水管进口设置在吸收器下管箱15，热水在吸收器立式传热管14形成由下到上的强制流动。
上述方案适用于余热源并联流程、串联流程。蒸发器、发生器、冷凝器可以是卧式布置，也可以是立式布置，整体布置方式，发生器、冷凝器可以设置在蒸发器、吸收器上面，也可以设置在蒸发器、吸收器的下部或分开放置。发生器、冷凝器可以是单段型式也可以是多段型式。

Claims (7)

1、一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，包括：蒸发器(1)、吸收器(2)、发生器(4)、冷凝器(5)、溶液热交换器(3)、控制系统及连接各部件的管路、泵、阀，其特征在于：所述的吸收器(2)为立式吸收器，包括：吸收器筒体(16)、吸收器立式换热管束(14)、吸收器管板(12)、吸收器上管箱(10)、吸收器下管箱(15)、热水补水管(17)、挡液装置(9)、浓溶液管外布液装置(13)及连接管路，吸收器筒体(16)呈立式布置，吸收器立式换热管束(14)通过吸收器管板(12)布置于吸收器筒体(16)内，吸收器上管箱(10)和吸收器下管箱(15)分别连接于吸收器筒体(16)的顶部和底部，热水补水管(17)接入吸收器下管箱(15)内，挡液装置(9)安装在吸收器上管箱(10)内，浓溶液管外布液装置(13)布置于吸收器筒体(16)内上部。
2、根据权利要求1所述的一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：在吸收器上管箱(10)与吸收器下管箱(15)之间用热水下降管(11)相连通。
3、根据权利要求1所述的一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：在吸收器上管板(12)上增加竖向隔板装置(11)。
4、根据权利要求1、2或3所述的一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：所述热泵的余热源为并联流程或串联流程。
5、根据权利要求1、2或3所述的一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：所述热泵的蒸发器、发生器、冷凝器为是卧式或立式整体方式布置。
6、根据权利要求1、2或3所述的一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：所述热泵的发生器、冷凝器设置在蒸发器、吸收器上面或下部或分开放置。
7、根据权利要求1、2或3所述的一种直接制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：所述热泵的发生器、冷凝器是单段型式或是多段型式。
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