CN203501533U - 超高温吸收式溴化锂热泵 - Google Patents

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童水光
葛俊旭
付翔
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Abstract

本实用新型公开了一种超高温吸收式溴化锂热泵,包括:冷凝器、发生器、蒸发器、吸收器、热交换器和控制装置,冷凝器和发生器分开独立设置,并通过涡轮增压泵K相连通;所述蒸发器与吸收器设置在同一容器中,并通过设有人字形挡液板的管道相连通;所述冷凝器与蒸发器之间通过管道L4相连通,发生器与吸收器之间通过管道L1和管道L2相连通;所述管道L1和管道L2均与热交换器W相连经过热交换器进行热交换。本实用新型提供的超高温吸收式溴化锂热泵,发生器与冷凝器采用独立的容器,两者之间通过带有涡轮增压器的管道连接,实现发生器内低压而冷凝器内高压,这样可提高应用水的温度,达到最大限度的利用能源。

Description

超高温吸收式溴化锂热泵
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种超高温吸收式溴化锂热泵,属于余热回收再利用技术领域。背景技术
[0002] 在众多的节能技术中,溴化锂吸收式热泵余热回收技术以其高效节能和具有显著经济效益的特点尤为引人注目。溴化锂吸收式热泵以溴化锂溶液作为工质,对环境没有污染,不破坏大气臭氧层,而且具有高效节能的特点。如果这些行业有工艺或采暖用热需求的话,可以配备溴化锂吸收式热泵,回收利用工艺产生的废热,达到节能、减排、降耗的目的。此外,吸收式热泵还可以吸收利用地下水、地表水、城市生活污水等低品位热源的热量,同样可以达到节能降耗的目的。
[0003] 溴化锂水溶液为工质,其中水为制冷剂,溴化锂为吸收剂。溴化锂属盐类,为白色结晶,易溶于水和醇,无毒,化学性质稳定,不会变质。溴化锂水溶液中有空气存在时对钢铁有较强的腐蚀性。溴化锂吸收式制冷机因用水为制冷剂,蒸发温度在(TC以上,仅可用于空气调节设备和制备生产过程用的冷水。这种制冷机可用低压水蒸汽或75°c以上的热水作为热源,因而对废气、废热、太阳能和低温位热能的利用具有重要的作用。
[0004] 现有溴化锂热泵的发生器和冷凝器是通过人字形挡页板直接连通的,对于发生器和冷凝器长距离传输过程中的控制,如何满足设计要求的工作温度,则有待于改进。
实用新型内容
[0005]目的:为了克服现有技术中存在的不足,本实用新型提供一种超高温吸收式溴化锂热泵。
[0006] 技术方案:为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
[0007] —种超高温吸收式溴化锂热泵,包括:冷凝器、发生器、蒸发器、吸收器、热交换器和控制装置,其特征在于:所述冷凝器和发生器分开独立设置,并通过涡轮增压泵K相连通;所述蒸发器与吸收器设置在同一容器中,并通过设有人字形挡液板的管道相连通;所述冷凝器与蒸发器之间通过管道L4相连通,发生器与吸收器之间通过管道LI和管道L2相连通;所述管道LI和管道L2均与热交换器W相连经过热交换器进行热交换;
[0008] 所述蒸发器通过带循环泵Gl的管路L5形成自循环的喷淋装置;吸收器通过带循环泵G2将管路LI中的溴化锂溶液通过换热器W,经和管路L2中的溴化锂溶液热交换后通往发生器中的喷淋装置;
[0009] 应用水Qb流通的管路L3,应用水Qb在管路L3中依次经过吸收器和冷凝器,经热交换后输出;发生器中安装有蒸汽管路,蒸汽Qc与喷淋在蒸汽管路上的溴化锂溶液热交换后输出;蒸发器中安装有废热源管路,废热源Qa与喷淋在废热源管路上的冷剂水交换后输出。
[0010] 所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述涡轮增压泵为单向泵,用于压缩来自于发生器的高温蒸汽并传送到冷凝器中。此处涡轮增压泵是单向的,因此高温蒸汽只能从发生器传送到冷凝器,因为高温蒸汽在发生器端的出口温度在120°C左右,冷凝器的入口温度需要达到150°C,通过使用该涡轮增压泵增压机械做功以将高温蒸汽的温度从120°C提高到150°C以满足需要。
[0011] 作为优选方案,所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述发生器为沉浸式结构,其中设置有换热管,由换热管中的蒸汽进行加热。
[0012] 所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述冷凝器为膜态凝结方式。
[0013] 所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述冷凝器、发生器、蒸发器和吸收器中均设有压力传感器和温度传感器,所述管路L1、管路L2、管路L3、管路L4、和管路L5中均设有流量传感器和电动阀,电动阀上设电动阀开关状态传感器;循环泵Gl、G2及涡轮增压泵K上均设泵状态传感器。
[0014] 所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述控制装置包括控制单元PLC、IXD显示模块、键盘、串口输出模块、A/D转换模块、D/A转换模块、电源模块,IXD显示模块、键盘、串口输出模块、A/D转换模块、D/A转换模块均与控制单元PLC相连;其中A/D转换模块连接流量传感器、压力传感器、温度传感器、电动阀开关状态传感器和泵状态传感器,D/A转换模块连接电动阀控制模块和泵控制模块控制各个电动阀、循环泵和涡轮增压泵。
[0015] 有益效果:本实用新型提供的超高温吸收式溴化锂热泵,发生器与冷凝器采用独立的容器,两者之间通过带有涡轮增压器的管道连接,实现发生器内低压而冷凝器内高压,这样可提高应用水的温度,达到最大限度的利用能源。
附图说明
[0016] 图1为本实用新型的结构示意图;
[0017] 图2为控制装置的方框示意图。
[0018] 图中:冷凝器1、发生器2、蒸发器3、吸收器4。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0020] 如图1所示,一种超高温吸收式溴化锂热泵,包括:冷凝器1、发生器2、蒸发器3、吸收器4、热交换器W和控制装置,所述冷凝器I和发生器2分开独立设置,并通过涡轮增压泵K相连通;所述蒸发器3与吸收器4设置在同一容器中,并通过设有人字形挡液板的管道相连通;所述冷凝器I与蒸发器3之间通过管道L4相连通,发生器2与吸收器4之间通过管道LI和管道L2相连通;所述管道LI和管道L2均与热交换器W相连经过热交换器进行热交换;
[0021] 所述蒸发器3通过带循环泵Gl的管路L5形成自循环的喷淋装置;吸收器4通过带循环泵G2将管路LI中的溴化锂溶液通过换热器W,经和管路L2中的溴化锂溶液热交换后通往发生器2中的喷淋装置;
[0022] 应用水Qb流通的管路L3,应用水Qb在管路L3中依次经过吸收器4和冷凝器1,经热交换后输出;发生器2中安装有蒸汽管路,蒸汽Qc与喷淋在蒸汽管路上的溴化锂溶液热交换后输出;蒸发器3中安装有废热源管路,废热源Qa与喷淋在废热源管路上的冷剂水交换后输出。[0023] 所述涡轮增压泵K为单向泵,用于压缩来自于发生器2的高温蒸汽并传送到冷凝器I中。此处涡轮增压泵是单向的,因此高温蒸汽只能从发生器传送到冷凝器,因为高温蒸汽在发生器端的出口温度在120°C左右,冷凝器的入口温度需要达到150°C,通过使用该涡轮增压泵增压机械做功以将高温蒸汽的温度从120°C提高到150°C以满足需要。
[0024] 所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述发生器2为沉浸式结构,其中设置有换热管,由换热管中的蒸汽Qc进行加热。发生器2溴化锂稀溶液在管外,被管内高温高压蒸汽加热产生工质蒸汽,工质蒸汽通过管道经泵加压升温后进入冷凝器I,被冷凝器I内的冷却水降温后凝结,成为高压低温的液态水。发生器2和冷凝器I的筒体和管板都用钢板制造,换热管采用铜管,管型为光管。工作状态时,发生器2压力约为98Kpa,冷凝器I压力超过200Kpa,冷凝器I内温度保持在150°C。
[0025] 所述冷凝器I为膜态凝结方式。工质蒸汽接触换热管,凝结放热,形成液膜。
[0026] 所述冷凝器1、发生器2、蒸发器3、吸收器4中均设有压力传感器和温度传感器,所述管路L1、管路L2、管路L3、管路L4、和管路L5中均设有流量传感器和电动阀,电动阀上设电动阀开关状态传感器;循环泵Gl、G2及涡轮增压泵K上均设泵状态传感器。
[0027] 如图2所示,所述控制装置包括控制单元PLC、IXD显示模块、键盘、串口输出模块、A/D转换模块、D/A转换模块、电源模块,IXD显示模块、键盘、串口输出模块、A/D转换模块、D/A转换模块均与控制单元PLC相连;其中A/D转换模块连接流量传感器、压力传感器、温度传感器、电动阀开关状态传感器和泵状态传感器,D/A转换模块连接电动阀控制模块和泵控制模块控制各个电动阀、循环泵和涡轮增压泵。
[0028] 本实用新型的工作过程如下:初始状态时,发生器2中具有低浓度的溴化锂溶液,然后启动发生器2加热,将高温蒸汽Qc通入发生器2中的高温蒸汽管路中,使得高温蒸汽与低浓度溴化锂溶液产生热交换,溴化锂溶液因吸热而蒸发,产生制冷剂水蒸气,当控制器位于发生器2的温度传感器测得温度达到设计要求120°C时,泵开始压缩由发生器2传输过来的高温蒸汽,当压力上升至150°C后将其排放至冷凝器I中,而溴化锂溶液成为高温高压的浓溶液。在此过程中发生器2或冷凝器I端温度发生变化时,泵可自动调节工作频率,增大或减小输出,将冷凝器I端温度保持在150°C。
[0029] 当蒸发器3内的压力传感器检测到的压力值达到一定要求时,通过控制单元打开管路L4上的电动阀,并启动循环泵,同时将废热源通入蒸发器3中的废热源管路中,使得经管路L4进入蒸发器3的冷剂水在自循环喷淋装置下与废热源管路中的废热源进行热交换。
[0030] 当吸收器4内的压力传感器检测到的压力值达到一定数值时,通过控制单元打开管路L3上的电动阀,将应用水通入管路L3,此时的吸收器4内压强较高,进入吸收器4的冷剂水蒸汽凝结放热,其放出的热量被应用水所吸收,提高了应用水的温度;应用水在吸收器4中进行一次吸热,而后通过管路L3到达冷凝器I,与冷凝器I中的高温冷剂水蒸汽热交换,进行二次吸热。
[0031] 当发生器2中的温度传感器检测到的温度达到一定值时,通过控制单元打开管路L2上的电动阀,使得高温溴化锂浓溶液经热交换器W与LI中的低温溴化锂稀溶液交换热量后,喷淋进吸收器4 ;同时,调节管路LI上的电动阀,增大LI中低浓度溴化锂溶液的流量,以避免发生器2中的溴化锂溶液浓度过高;
[0032] 当整个热泵循环完全启动后,通过控制单元调节各电动阀、循环泵和涡轮增压泵,使得整个循环能持续进行,溴化锂溶液的浓度及温度不超过一定范围,防止结晶,并使得整个吸收式热泵的性能系数达到1.74。
[0033] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种超高温吸收式溴化锂热泵,包括:冷凝器、发生器、蒸发器、吸收器、热交换器和控制装置,其特征在于:所述冷凝器和发生器分开独立设置,并通过涡轮增压泵K相连通;所述蒸发器与吸收器设置在同一容器中,并通过设有人字形挡液板的管道相连通;所述冷凝器与蒸发器之间通过管道L4相连通,发生器与吸收器之间通过管道LI和管道L2相连通;所述管道LI和管道L2均与热交换器W相连经过热交换器进行热交换; 所述蒸发器通过带循环泵Gl的管路L5形成自循环的喷淋装置;吸收器通过带循环泵G2将管路LI中的溴化锂溶液通过换热器W,经和管路L2中的溴化锂溶液热交换后通往发生器中的喷淋装置; 应用水Qb流通的管路L3,应用水Qb在管路L3中依次经过吸收器和冷凝器,经热交换后输出;发生器中安装有蒸汽管路,蒸汽Qc与喷淋在蒸汽管路上的溴化锂溶液热交换后输出;蒸发器中安装有废热源管路,废热源Qa与喷淋在废热源管路上的冷剂水交换后输出。
2.根据权利要求1所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述涡轮增压泵为单向泵,用于压缩来自于发生器的高温蒸汽并传送到冷凝器中。
3.根据权利要求1所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述发生器为沉浸式结构,其中设置有换热管,由换热管中的蒸汽进行加热。
4.根据权利要求1所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述冷凝器为膜态凝结方式。
5.根据权利要求1所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述冷凝器、发生器、蒸发器和吸收器中均设有压力传感器和温度传感器,所述管路L1、管路L2、管路L3、管路L4、和管路L5中均设有流量传感器和电动阀,电动阀上设电动阀开关状态传感器;循环泵Gl、G2及涡轮增压泵K上均设泵状态传感器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的超高温吸收式溴化锂热泵,其特征在于:所述控制装置包括控制单元PLC、IXD显示模块、键盘、串口输出模块、A/D转换模块、D/A转换模块、电源模块,LCD显示模块、键盘、串口输出模块、A/D转换模块、D/A转换模块均与控制单元PLC相连;其中A/D转换模块连接流量传感器、压力传感器、温度传感器、电动阀开关状态传感器和泵状态传感器,D/A转换模块连接电动阀控制模块和泵控制模块控制各个电动阀、循环泵和涡轮增压泵。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105091398A (zh) * 2015-08-29 2015-11-25 华南理工大学 一种新型溴化锂吸收式制冷机组及其制冷量调节方法
CN106152595A (zh) * 2015-04-20 2016-11-23 北京燕凯设备制造有限公司 高效溴化锂吸收式多功能冷热水机组

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