CN204923556U - 蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统，包括直燃高压发生器、蒸汽高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器等，其中所述直燃高压发生器和蒸汽高压发生器分立设置，同时所述直燃高压发生器和蒸汽高压发生器还分别经溶液角阀与高温溶液热交换器及发生泵等连通。藉由本实用新型的设计，可大幅减少机组的主机启、停时间，降低系统启、停电耗和能量损失，节能环保。

Description

蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种集中供冷系统，特别是一种基于溴化锂制冷机组的集中供冷系统。

背景技术

当前，由于空调中制冷设备耗电过多，供电量不足及环境问题日益被世人所重视，特别是CFC工质对大气臭氧层的破坏作用，使业界的研究热点集中到吸收式制冷机上。

溴化锂吸收式制冷机是以热源为动力，水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，制取0℃以上低温水的一种制冷设备。这种制冷设备具有节能省电的优点，可利用低品位热源作原始动力提供制冷，并且机组运动部件少，安装简便，运转平稳，尤其是在负荷变化时机组性能稳定，可以在10％至100％之间进行冷量无级调节，噪声小，制造方便，特别适用于大、中型空调工程。

传统的溴化锂吸收式制冷机主要有直燃型和蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组这两种，但这两种机组受单一能源的束缚，无法长期稳定运转。有鉴于此，业界又发展出了蒸汽-直燃双能源一体化制冷机组，其既可使用蒸汽作为热源运转也可使用燃料直接燃烧运转，因此突破了单一能源的束缚，不仅可以长期稳定运行，并且在机组的寿命期内，用户可以依据能源市场价选择最经济的模式运行。

尽管蒸汽-直燃双能源一体化制冷机组有前述的这些优点，但是现有的此类制冷机组仍存在一些缺陷。例如，其在运行时只能有一种能源输入，但两个高压发生器(简称“高发”)同时参与循环。因此，这种结构和运行方式一方面会使得机组的主机启、停时间较常规单能源机组长半个小时以上，随之影响系统运行时水温波动，同时增加系统启、停电耗，另一方面由于双高发同时参与加热循环，对一部分溴化锂溶液输入的能量无法得到充分利用，并且冗余的高发运行还会带来运行中的散热损失。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本实用新型采用的技术方案包括：

一种蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统，包括直燃高压发生器、蒸汽高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，所述直燃高压发生器和蒸汽高压发生器分立设置，并且所述直燃高压发生器和蒸汽高压发生器的浓溶液出口分别经溶液角阀与高温溶液热交换器的浓溶液入口连通，所述高温溶液热交换器的浓溶液出口与吸收器的溶液入口连通，所述高温溶液热交换器的稀溶液入口与发生泵连通，所述高温溶液热交换器的稀溶液出口分别经溶液角阀与直燃高压发生器的稀溶液入口和蒸汽高压发生器的稀溶液入口连通，所述低压发生器的浓溶液出口与低温溶液热交换器的浓溶液入口连通，所述低温溶液热交换器的浓溶液出口与吸收器的溶液入口连通，所述低温溶液热交换器的稀溶液入口和稀溶液出口分别与发生泵的溶液出口和低压发生器的稀溶液入口连通。

进一步地，所述的蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统还包括凝水换热器，与所述蒸汽高压发生器配合的蒸汽输送管路从所述凝水换热器中通过，并且所述凝水换热器的稀溶液入口和稀溶液出口分别经溶液角阀与稀溶液输送管路连通。

进一步地，所述稀溶液输送管路包括稀溶液输入段和稀溶液输出段，所述稀溶液输入段与所述凝水换热器的稀溶液入口连通，所述稀溶液输出段与所述凝水换热器的稀溶液出口连通，并且所述稀溶液输入段和稀溶液输出段之间还经溶液角阀直接连通。

进一步地，所述稀溶液输出段上与低温溶液热交换器接近处还设置有低发结晶温度探测器。

进一步地，与所述直燃高压发生器及蒸汽高压发生器的浓溶液出口连通的浓溶液输送管路上还设有高发结晶温度探测器。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：通过将直燃高压发生器、蒸汽高压发生器彼此分立设置，并使其分别与该一体化集中供冷系统的其它组件连通，可以使该两个高压发生器不同时参与循环，大幅减少机组的主机启、停时间，降低系统启、停电耗和能量损失，节能环保。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中蒸汽高发单独运行时的原理图；

图2是本实用新型一实施例中直燃高发单独运行时的原理图；

附图标记说明：直燃高压发生器(简称直燃高发)1，蒸汽高压发生器(简称蒸汽高发)1’，高温溶液热交换器2，低温溶液热交换器3，凝水换热器4，发生泵5，吸收器6，高发结晶温度探测器7，低发结晶温度探测器8，溶液角阀9、10、11、12、13、14、15，低压发生器16(简称低发)，蒸汽G，蒸汽冷凝水W，天然气F。

具体实施方式

如前所述，鉴于现有技术的诸多缺陷，本案发明人经长期深入的研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案，如下结合若干实施例及附图对本实用新型的技术方案作具体说明。

该蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统包括直燃高压发生器、蒸汽高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、高温溶液热交换器、低温溶液热交换器、吸收器以及溶液泵、冷剂泵等。此外还可包含屏蔽泵、抽气装置、阀门等辅机、辅件。

其中，各组件的功能大致如下：

蒸发器：冷剂水在其中蒸发，吸收冷水的热量，使冷水降温。

吸收器：弄溶液在其中吸收冷剂蒸汽以保持蒸发压力、溶液稀释，用冷却水散热。

高压发生器：驱动热源在其中直接加热溶液使之浓缩，并产生高温冷剂蒸汽。

低压发生器：来自高压发生器的冷剂蒸汽在其中加热溶液使之浓缩，并产生低温冷剂蒸汽。

冷凝器：使溶液浓缩时生成的冷剂蒸汽凝结，为保持冷凝压力用冷却水散热。

高温溶液热交换器：稀溶液和温度较高的中间溶液在其中进行热交换。

低温溶液热交换器：稀溶液和温度较高的浓溶液在其中进行热交换。

溶液泵和冷剂泵：溶液泵将稀溶液送往发生器，冷剂泵使冷剂水在蒸发器管束上喷淋。

抽气装置：抽出机组内的不凝性气体。

其中，所述直燃高压发生器和蒸汽高压发生器分立设置，并且所述直燃高压发生器和蒸汽高压发生器的浓溶液出口分别经溶液角阀与高温溶液热交换器的浓溶液入口连通，所述高温溶液热交换器的浓溶液出口与吸收器的溶液入口连通，所述高温溶液热交换器的稀溶液入口与发生泵连通，所述高温溶液热交换器的稀溶液出口分别经溶液角阀与直燃高压发生器的稀溶液入口和蒸汽高压发生器的稀溶液入口连通，所述低压发生器的浓溶液出口与低温溶液热交换器的浓溶液入口连通，所述低温溶液热交换器的浓溶液出口与吸收器的溶液入口连通，所述低温溶液热交换器的稀溶液入口和稀溶液出口分别与发生泵的溶液出口和低压发生器的稀溶液入口连通。

该蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统的工作原理主要在于：高压发生器(直燃高发或蒸汽高发)中的溴化锂稀溶液(简称稀溶液)被热源加热，在较高的压力下产生冷剂蒸汽，因为该蒸汽具有较高的饱和温度，蒸汽冷凝过程中放出的潜热还可以被利用，所以冷剂蒸汽又被通入低压发生器中作为热源来加热低压发生器中的溴化锂溶液。散出大量潜热后与低压发生器中产生的冷剂蒸汽一起送入到冷凝器中，向冷却水散出热量后凝结成冷剂水。冷剂水经节流装置(例如节流阀)节流后进入蒸发器中蒸发制冷。吸收冷媒热量后变为冷剂蒸汽在吸收器中被从高、低压发生器中回来的溴化锂浓溶液吸收，变为溴化锂稀溶液。然后再由泵通过高、低温溶液热交换器和凝水器(图中未示出)分别送人高、低压发生器中，从而完成循环过程。

更为具体的，该蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统在工作时，请参阅图1，若单独运行蒸汽高发1’，则关闭溶液角阀9、11，打开其余溶液角阀10、12、14、15，稀溶液(稀溶液流动方向如图中空心箭头所示)由发生泵5输出后，一路经低温热交换器、凝水换热器后进入低压发生器，另一路送往高温热交换器再进入蒸汽高发。在蒸汽高发中稀溶液被外界蒸汽加热，使其浓缩为中间浓度溶液，中间浓度溶液直接进入高温热交换器，最后进入低发，被来自高发产生的冷剂蒸汽加热，称为最终浓溶液(中间浓度溶液及浓溶液流动方向如图中实心粗箭头所示)，利用低温热交换器降温后进入吸收器滴淋在冷却水管上，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽变为稀溶液。另一方面，由于蒸汽高发及低发产生的冷剂蒸汽被冷凝为冷剂水分别通过冷剂冷凝水热回收装置和冷媒凝水换热器，温度降低，进入蒸发器，喷淋在传热管上，蒸发冷却进入蒸发器的冷水，如此反复进行实现制取低温冷水的目的。

请参阅图2，而若单独运行直燃高发1，则关闭溶液角阀10、12、13、15，打开其余溶液角阀9、11、14，冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却，冷剂水吸收冷水热量后蒸发为冷剂蒸汽，进入吸收器内被浓溶液吸收，浓溶液变为稀溶液。吸收器内的稀溶液由泵输出后，一路经低温热交换器与浓溶液进行换热，另一路经高温热交换器与直燃高发输出的高温中间浓度溶液换热使温度升高，进入直燃高发被燃烧产生的烟气进一步加热浓缩成中间浓度溶液，中间浓度溶液直接进入高温热交换器与稀溶液换热，之后进入低发，被来自直燃高发产生的冷剂蒸汽加热，成为最终浓溶液。浓溶液流经低温热交换器降温后进入吸收器滴淋在冷却水管上，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽变为稀溶液。另一方面，由于直燃高发燃烧产生的烟气加热溴化锂溶液后产生的冷剂水蒸汽进入低发加热中间浓度溶液，自身凝结呈冷剂后进入凝水换热器加热稀溶液，温度降低，与低发中的冷剂蒸汽进入冷凝器被冷却，经减压节流变成低温冷剂水进入蒸发器，喷淋在传热管上，蒸发冷却进入蒸发器的冷水，如此反复进行实现制取低温冷水的目的。

藉由前述设计，以溶液量配置为16吨的蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统(以下简称系统)为例，其可将系统的启、停时间减少至少半小时，节电约260KW，在运行时，可节省蒸汽约0.8T(将溴化锂溶液由50℃加热至120℃)。若以每年夏天供冷约200天计算，涉及系统启、停约80次，则每年至少可节约3万元。

以上所述仅是本实用新型的部分优选实例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干细节变化，这些细节变化也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统，包括直燃高压发生器、蒸汽高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，其特征在于所述直燃高压发生器和蒸汽高压发生器分立设置，并且所述直燃高压发生器和蒸汽高压发生器的浓溶液出口分别经溶液角阀与高温溶液热交换器的浓溶液入口连通，所述高温溶液热交换器的浓溶液出口与吸收器的溶液入口连通，所述高温溶液热交换器的稀溶液入口与发生泵连通，所述高温溶液热交换器的稀溶液出口分别经溶液角阀与直燃高压发生器的稀溶液入口和蒸汽高压发生器的稀溶液入口连通，所述低压发生器的浓溶液出口与低温溶液热交换器的浓溶液入口连通，所述低温溶液热交换器的浓溶液出口与吸收器的溶液入口连通，所述低温溶液热交换器的稀溶液入口和稀溶液出口分别与发生泵的溶液出口和低压发生器的稀溶液入口连通。

2.根据权利要求1所述的蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统，其特征在于还包括凝水换热器，与所述蒸汽高压发生器配合的蒸汽输送管路从所述凝水换热器中通过，并且所述凝水换热器的稀溶液入口和稀溶液出口分别经溶液角阀与稀溶液输送管路连通。

3.根据权利要求2所述的蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统，其特征在于所述稀溶液输送管路包括稀溶液输入段和稀溶液输出段，所述稀溶液输入段与所述凝水换热器的稀溶液入口连通，所述稀溶液输出段与所述凝水换热器的稀溶液出口连通，并且所述稀溶液输入段和稀溶液输出段之间还经溶液角阀直接连通。

4.根据权利要求3所述的蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统，其特征在于所述稀溶液输出段上与低温溶液热交换器接近处还设置有低发结晶温度探测器。

5.根据权利要求1所述的蒸汽-直燃双能源一体化集中供冷系统，其特征在于与所述直燃高压发生器及蒸汽高压发生器的浓溶液出口连通的浓溶液输送管路上还设有高发结晶温度探测器。