CN201662277U - 一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及中央空调机组。一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器、热源蒸气凝结水热回收器、冷媒泵、溶液泵、冷水温控阀、热源蒸气控制阀及各部件连接管道组成双效循环回路，双效循环回路包括制冷回路和采暖回路，双效循环回路中加设有制取生活热水回路。本实用新型设备结构最大程度简化，紧凑，占地面积小，设备投资成本低，同时满足三种功能，在制冷同时可供生活用热水，采暖同时也可以供生活用热水，一能源一系统实现了多功能。制冷回路和采暖回路的巧妙设计，使得设备不会因采暖或制冷交替而停止使用，设备使用频率高。

Description

一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种使用蒸汽作驱动能源，具有空调制冷、空调采暖、制取生活热水三种功能的中央空调机组。

(二)背景技术：

通常地在宾馆、酒店、写字间、办公楼等大中型建筑系统中，既有空调制冷和采暖的需求，又有洗(淋)浴、洗衣、餐具清洗及日常的卫生间洗手用热水供应的需求，其中采暖时热水出口温度一般在45～60℃，生活热水出口温度一般在50～65℃。且上述负荷需求具有如下特点：在夏季需求空调制冷和生活热水(负荷需求模式一)；在冬季需求空调采暖和生活热水(负荷需求模式二)；而在春秋过渡季节可能是夏季的模式一或者是冬季的模式二，也可能只需求生活热水(负荷需求模式三)。

为了满足上述需求通常采用如下的对应方案：设置空调制冷用制冷机组；设置空调采暖机组，通常采用换热站或锅炉；设置生活热水机组，一般采用换热站或热水锅炉，这种传统的方案即所谓的“三能源中心系统”。目前亦有采用制冷和采暖一体的机组或采暖和生活热水一体的机组，这就是“二能源中心系统”。“三能源中心系统”和“二能源中心系统”统称为“多能源中心系统”。“多能源中心系统”存在如下不足：

1.系统设计复杂，占地面积大，初投资高；

“多能源中心系统”使得机房配管系统及控制系统复杂，设计和施工费用高。此外，机房占地面积大，也大大增加了系统的投资；

2.设备利用率低下，管理成本高；

由建筑负荷需求特点可知，在夏季时，一般需要启动制冷机组和生活热水机组，该期间一年中发生的时间约为4～6个月，而此时，采暖机组处于闲置状态；在冬季时，一般需要启动采暖机组和生活热水机组，该期间一年发生的时间也为4～6个月，而此时制冷机组处于闲置状态。由此可见“多能源中心系统”存在设备寿命期内利用率低下，管理费用高的不足；

(三)发明内容：

本实用新型的目的是为了克服上述“多能源中心系统”的不足，提供一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，单一能源，具有高效制冷、制热功能和提供生活热水功能，大大简化了系统，占地面积小，提高了设备的实际价值利用率。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器、热源蒸气凝结水热回收器、冷媒泵、溶液泵、冷水温控阀、热源蒸气控制阀及各部件连接管道组成双效循环回路，双效循环回路包括制冷回路和采暖回路，双效循环回路中加设有制取生活热水回路。

所述制取生活热水回路是在高压发生器外部或内部设置生活热水换热器，高压发生器和生活热水换热器通过气相管路、液相管路或通道连通，并在液相管路中设置热水温控阀；同时设置生活热水热回收回路，生活热水换热器设置在热源蒸气凝结水热回收器的下游，并从生活热水换热器的进出水管引出分支分别与热回收器的进出水管相连。

所述双效循环回路中制冷回路和采暖回路是：空调系统的冷/温水接入蒸发器管程进出口，在低压发生器管程冷剂凝结管路设置冷水温控阀，高压发生器与低压发生器之间的冷剂蒸气管道分为两路，其中一路引至低压发生器，另一路引至吸收器或蒸发器，并在该管路上设有供暖截止阀；高压发生器溶液出口管路也分两路，其中一路经高温溶液热交换器引至低压发生器，另一路引至吸收器，并在该支路上设置供暖截止阀，构成制冷回路和采暖回路。

所述采暖回路中设置采暖热回收回路，在热源蒸气凝结水热回收器处并联采暖用热回收器，采暖用热回收器与蒸发器冷/温水进出口管分支连接，热源蒸气凝结水热回收器和采暖用热回收器的蒸汽凝结水入口管分别设置截止阀，蒸发器冷/温水分支管上设有截止阀。

所述蒸发器与吸收器间设有溢流装置。

所述蒸发器冷/温水进出口、吸收器冷却水入口、冷凝器冷却水出口、生活热水进出口、吸收器稀溶液出口、高压发生器溶液出口分别安装有温度传感器，高压发生器设有冷剂蒸汽压力开关和液位电极，分别与中央控制器信号连接。中央控制器内存储有两个可切换运行运行的模式。

本实用新型采用溴化锂-水为工质对，其中水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂。设备结构最大程度简化，紧凑，占地面积小，而且设备投资成本低，同时又满足三种功能，与传统技术相比，在制冷同时可供生活用热水，采暖同时也可以供生活用热水，一能源一系统实现了多功能。而且制冷回路和采暖回路的巧妙设计，使得设备不会因采暖或制冷交替而停止使用，设备使用频率高。

本实用新型为了实现机组在各种负荷需求条件下稳定运行，设置如下调节控制用部件：蒸发器冷/温水进出口温度传感器、吸收器冷却水入口温度传感器、冷凝器冷却水出口温度传感器、生活热水进出口温度传感器、吸收器稀溶液出口温度传感器、高压发生器溶液出口温度传感器、高压发生器冷剂蒸汽压力开关和液位电极，分别与中央控制器信号连接。投入使用后为用户节约了大量设计、施工和占地成本，还节省了用户管理维护成本。

(四)附图说明：

图1一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机组流程图。

图中：1-蒸发器；2-吸收器；3-冷凝器；4-低压发生器；5-高压发生器；6-生活热水换热器；7-低温溶液热交换器；8-热源蒸气凝结水热回收器；9-高温溶液热交换器；10-采暖用热回收器；11-生活热水用热回收器；12-蒸气疏水器；13-冷剂泵；14-溶液泵；15-截流机构；16-冷/温水出口温度传感器；17-生活热水出口温度传感器；18-气相管；19-液相管；Mvc-冷水温控阀；Mvh-热水温控阀；Mvm-热源蒸气控制阀；A、B-冷暖转换阀；C1-C4-冷暖转换阀。

(五)具体实施方式：

下面结合附图和实施例详细解释说明本实用新型，然而不应该用这些附图限制本实用新型，而只适用于解释和理解本实用新型。

如图1所示溶液采用串联流程的蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机图：吸收器2的溶液出口、溶液泵14、低温溶液热交换器7、热源蒸气凝结水热回收器8、高温溶液热交换器9与高压发生器5的溶液入口用管路串联连通，构成稀溶液区间。高压发生器5的溶液出口分两路，一路经高温溶液热交换器9与低压发生器4的溶液入口用管路连通，另一路直接引至吸收器2，并在该管路设置冷暖转换阀B。以上两路构成中间浓度溶液区间。低压发生器4的溶液出口、低温溶液热交换器7、吸收器2的溶液入口用管路连通，构成浓溶液区间。高压发生器5上部的气相空间引出冷剂蒸气管道，并分两路，其中一路引至低压发生器4，另一路引至吸收器2(也可以接至蒸发器1)，并在该支路上设置冷暖转换阀A，以上两支路构成高温冷剂蒸气区间。低压发生器4的高温冷剂蒸气凝结后经冷水温控阀Mvc由管路引至冷凝器3。来自低压发生器4的中温冷剂蒸气由蒸汽通道与冷凝器3连通。冷凝器3中的液态冷剂经节流机构15后，由管道引至蒸发器1，并由此构成液态冷媒区间。高压发生器5的上部气相空间引出高温蒸汽通道18接至生活热水换热器6的上部，生活热水换热器6的底部设置液相管19，并设置热水温控阀Mch，以上构成了制取生活热水主回路。

为了提高机组的热能利用效率，特别设置了如下热回收回路，其一是采暖热回收回路，蒸发器1的冷/温水入口管接出分支，分别与采暖热回收器10的进出水管相接，并在各分支上设有冷暖转换阀C3和C4。采暖热回收器10与热源蒸气凝结水热回收器8并联设置，热源蒸气凝结水的入口分别设有冷暖转换阀C1和C2。

另一回路是生活热水热回收回路，生活热水换热器设置在采暖热回收器10和热源蒸气凝结水热回收器8的下游，并从生活热水换热器6的进出水管引出分支分别与生活热水用热回收器11的进出水管相连。

采用图1流程的机组按照建筑负荷需求模式运行原理如下：

模式一：即空调制冷和生活热水运转模式。冷暖转换阀A、B、C1、C3、C4关闭，C2打开。制冷选换部分：一方面，吸收器2底部的常温稀溶液，约35℃左右，经上述稀溶液区间并吸收该区间内低温热交换器7的浓溶液、热源蒸气凝结水热回收器8的蒸汽凝结水和高温溶液热交换器9的中间浓度溶液的热量后温度升高至120℃以上，进入高压发生器5，吸收热源蒸气凝结热后，稀溶液发生出一定量的过热高温冷剂蒸气，其饱和温度在95~98℃左右，因此流出高压发生器5的溶液浓度升高，成为中间浓度溶液，中间浓度溶液经上述中间浓度溶液区间并在高温溶液热交换器9内加热稀溶液温度降低进入低压发生器4。在低压发生器4中，中间浓度溶液吸收来自高压发生器5的高温冷剂蒸气凝结热而再次发生过热中温冷剂蒸气，其饱和温度在40℃左右，因此流出低压发生器4的溶液变成浓溶液，经上述浓溶液区间并再低温溶液热交换器7内发出热量加热稀溶液而温度降低，然后从吸收器2顶部的溶液散布装置散布在吸收器2中的换热管外部，吸收蒸发器1中发生的低温冷剂水蒸气，浓度降低，并在此过程中放出吸收热给冷却水，进而有变成常温稀溶液，以上完成溶液循环。另一方面，高压发生器5发生的冷剂蒸气在低压发生器4的换热管内凝结放热，变成冷剂水，经冷水温控阀Mvc进入冷凝器3，同时，低压发生器4内发生的冷剂蒸气经通道进入冷凝器3，由换热管内的冷却水冷凝成液态冷剂，液态冷剂经上述液态冷剂区间进入蒸发器1，其底部的液态冷剂经冷剂泵打到蒸发器1顶部的冷剂散布装置，并喷洒在蒸发器1的换热管束外部，吸收换热管内的空调水热量变成低温冷剂蒸气进入吸收器2，同时完成空调水的冷却过程即制冷过程，以上完成冷剂循环。另外，热源蒸气在高压发生器5的换热管内凝结方热变成高温凝结水，此凝结水经疏水器12进行汽水分离，使高温凝结水进入热回后器8，回收热量后蒸气凝结水温度降低、排出机组，以上即是传统的双效制冷循环。制取生活热水方面：高压发生器5内发生的高温冷剂蒸气经气相通道18进入生活热水换热器6的上部，并在换热器6的管束外冷凝放热，由此加热管内的生活热水，凝结的冷剂水经液相管19由热水温控阀Mvh控制其流回高压发生器5。同时，换热器6的热水进口管分支把温度较低的系统回水引出至生活热水热回收器11，与热源蒸气凝结水进行热交换，进一步回收余热。升温后的生活热水再返回换热器6的出水管与换热器6出来的高温热水汇合，输给外部系统。

在以上同时制冷和制取生活热水时，经检测热交换器6入口的温度与设定的出口目标值进确定热水负荷Qh，检测蒸发器1的空调冷水入口温度与设定的出口目标值确定制冷负荷Qc，然后中央控制器根据Qh和Qc的大小确定热源蒸气控制阀Mvm的目标值，并取负荷大者的设定出口温度为热源蒸气控制阀Mvm的目标值。冷水温度由冷水温控阀Mvc按中央控制规定算法，如PID进行调解。而此时热水出口温度则由热水温控阀Mvh按照出口检测值与设定目标值按中央控制器的规定算法，如PID进行调解。

模式二：即空调采暖和生活热水同时供应运转：打开冷暖转换阀A、B、C3、C4和C1，关闭C2，冷水温控阀Mvc自动关闭。稀溶液从吸收器2经溶液泵14经上述稀溶液区间进入高压发生器5。稀溶液在高压发生器5内吸收热源蒸气的凝结热，发生冷剂蒸气后变成高温浓溶液经冷换转换阀B直接进入吸收器2。另一方面，高压发生器5内发生的高温冷剂蒸气经冷暖转换阀A进入蒸发器1或吸收器2，并最终在蒸发器1的管束外凝结放热加热蒸发器1管内的采暖空调水，凝结后的冷剂水经蒸发器1内的溢流装置进入吸收器2，并于进入的高温浓溶液混和，再次变成稀溶液，重复上述循环实现空调采暖。同时，高压发生器5内的高温冷剂蒸气经气相管18进入生活热水换热器6内，并在管束外凝结放热，依此加热管内的生活热水，冷凝的冷剂水经液相管19和热水温控阀Mvh返回高压发生器5，重复上述循环实现生活热水供应。

在上述模式二运转时，空调采暖负荷或生活热水负荷会发生变化，经检测热交换器6入口的温度与设定的出口目标值进确定热水负荷Qh，检测蒸发器1的空调热水入口温度与设定的出口目标值确定采暖负荷Qr，然后中央控制器根据Qh和Qr的大小确定热源蒸气控制阀Mvm的目标值，并取负荷大者的设定出口温度为热源蒸气控制阀Mvm的目标值。当热源蒸气控制阀Mvm开度以空调热水出口设定温度为目标值时。空调热水出口温度通过空调水泵的启停或流经蒸发器内的空调水变流量来控制空调水的温度。而此时生活热水出口温度则由热水温控阀Mvh按照出口检测值与设定目标值按中央控制器的规定算法，如PID进行调解。

中央控制器内设定以上两种运转模式，即模式1和模式二，当只有冷负荷需求时，选择模式一，只有采暖负荷时选择模式二，只有生活热水需求时，选择模式一或二均可。

需要说明的是，在模式二运转时需要检测高压发生器5内的冷剂蒸汽压力，以防止冷剂蒸汽温度过高，超出机组设计值。

Claims (8)

1.一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器、热源蒸气凝结水热回收器、冷媒泵、溶液泵、冷水温控阀、热源蒸气控制阀及各部件连接管道组成双效循环回路，双效循环回路包括制冷回路和采暖回路，其特征是：双效循环回路中加设有制取生活热水回路。

2.根据权利要求1所述的一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：制取生活热水回路是在高压发生器外部或内部设置生活热水换热器，高压发生器和生活热水换热器通过气相管路、液相管路或通道连通，并在液相管路中设置热水温控阀。

3.根据权利要求2所述的一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：制取生活热水回路同时设置生活热水热回收回路，生活热水换热器设置在热源蒸气凝结水热回收器的下游，并从生活热水换热器的进出水管引出分支分别与热回收器的进出水管相连。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：双效循环回路中制冷回路和采暖回路是：空调系统的冷/温水接入蒸发器管程进出口，在低压发生器管程冷剂凝结管路设置冷水温控阀，高压发生器与低压发生器之间的冷剂蒸气管道分为两路，其中一路引至低压发生器，另一路引至吸收器或蒸发器，并在该管路上设有供暖截止阀；高压发生器溶液出口管路也分两路，其中一路经高温溶液热交换器引至低压发生器，另一路引至吸收器，并在该支路上设置供暖截止阀，构成制冷回路和采暖回路。 

5.根据权利要求3所述的一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：采暖回路中设置采暖热回收回路，在热源蒸气凝结水热回收器处并联采暖用热回收器，采暖用热回收器与蒸发器冷/温水进出口管分支连接，热源蒸气凝结水热回收器和采暖用热回收器的蒸汽凝结水入口管分别设置截止阀，蒸发器冷/温水分支管上设有截止阀。

6.根据权利要求1-3任一所述的一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：蒸发器与吸收器间设有溢流装置。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：蒸发器冷/温水进出口、吸收器冷却水入口、冷凝器冷却水出口、生活热水进出口、吸收器稀溶液出口、高压发生器溶液出口分别安装有温度传感器，高压发生器设有冷剂蒸汽压力开关和液位电极，分别与中央控制器信号连接。

8.根据权利要求6所述的一种多功能蒸汽型双效溴化锂吸收式冷温水机，其特征是：中央控制器内存储有两个可切换运行运行的模式。 

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