CN211204492U - 单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，属制冷设备技术领域。本实用新型的单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，由直燃高压发生器(1)、高压冷凝器(2)、蒸发器Ⅱ(12)、吸收器Ⅱ(13)、热交换器Ⅱ(14)形成单效热泵循环；由直燃高压发生器(1)、低压发生器(3)、低压冷凝器(4)、蒸发器Ⅰ(7)、吸收器Ⅰ(6)和热交换器Ⅰ(5)形成双效热泵循环。单效热泵循环和双效热泵循环复合在一起运行。该机组能深度回收低温余热、热媒水温升大且温度高、性能系数高、能高效节能减排实现能源综合利用，具有非常好的经济效益和社会效益。

Description

单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组

技术领域

本实用新型涉及一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，属制冷设备技术领域。

背景技术

在生产工艺和生活中需要热源，同时又有低温余热的区域，采用第一类溴化锂吸收式热泵机组提取低温余热热量，制取出中温热媒水，可节省高品位热源消耗，近年来得到了大量的应用。

在实际应用中，机组根据参数条件可选用单效型热泵或双效型热泵，例如，加热源为燃料（如天然气等），在热媒水回水温度较低如40℃，热媒水出水温度要求不高如60℃，为提高效率，一般采用直燃双效型热泵机组，可更多的回收余热节省能源，直燃双效型热泵性能系数在2.15左右；

当要求热媒水出水温度大于65℃以上，只能采用单效型热泵来提高制取的热媒水温度，直燃单效型热泵性能系数在1.68左右。可见，单效型比双效型性能系数低，制取相同制热量时，单效型回收的余热就少，消耗高品位热源就多，单效型热泵优点是可制取较高温度的热水。

在这种情况下，热泵机组如何才能在制取出较高温度热媒水的同时，又能多回收余热，减少高品位热源消耗量，使热泵机组综合性能系数提高，节省能源，成为目前研究的重要课题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，它能深度回收低温余热、热媒水温升大且温度高、性能系数高、节省能源、结构紧凑、操作简单。

本实用新型的目的是这样实现的：一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括直燃高压发生器、高压冷凝器、低压发生器、低压冷凝器、蒸发器Ⅰ、吸收器Ⅰ、蒸发器Ⅱ、吸收器Ⅱ、热交换器Ⅰ、热交换器Ⅱ、溶液泵Ⅰ、冷剂泵Ⅰ、溶液泵Ⅱ、冷剂泵Ⅱ和热水三通阀；

所述机组设置有五个腔体：直燃高压发生器设置在第一腔体；高压冷凝器设置在第二腔体；低压发生器和低压冷凝器设置在第三腔体；蒸发器Ⅰ和吸收器Ⅰ设置在第四腔体；蒸发器Ⅱ和吸收器Ⅱ设置在第五腔体；

所述直燃高压发生器腔体内、高压冷凝器腔体内和低压发生器管程内的压力同为高发压力；

所述低压发生器和低压冷凝器腔体内的压力为冷凝压力；

所述蒸发器Ⅰ和吸收器Ⅰ腔体内压力为蒸发温度Ⅰ对应的压力；

所述蒸发器Ⅱ和吸收器Ⅱ腔体内压力为蒸发温度Ⅱ对应的压力。

所述直燃高压发生器设置有燃烧器，所述直燃高压发生器上还设置有排烟管，所述直燃高压发生器的稀溶液进口与热交换器Ⅱ稀溶液出口通过管路连接，直燃高压发生器的浓溶液出口与热交换器Ⅱ浓溶液进口通过管路连接；

所述直燃高压发生器引出高温冷剂蒸汽总管，且分为两个支路；一个支路为高温冷剂蒸汽进高压冷凝器管路，另一个支路为高温冷剂蒸汽进低压发生器管程管路；

所述高压冷凝器的高温冷剂水出管和低压发生器管程高温冷剂水出管汇合在一起后接入U型管Ⅱ，所述U型管Ⅱ与蒸发器Ⅱ闪发管连通；

所述低压冷凝器的冷剂水出管接入U型管Ⅰ，U型管Ⅰ与蒸发器Ⅰ的闪发管连通。

所述机组的热水系统在热水出吸收器Ⅱ的管路上还设置有热水三通阀，热水三通阀的第一接口与吸收器Ⅱ的热水出口管路连通，第二接口与高压冷凝器的热水进口管路连通，第三接口与连接在热水总出口管上的热水旁通管路连通。

所述机组内的溶液循环按并联流程循环；

所述单效热泵循环由直燃高压发生器、高压冷凝器、蒸发器Ⅱ、吸收器Ⅱ、热交换器Ⅱ构成；

所述双效热泵循环由直燃高压发生器、低压发生器、低压冷凝器、蒸发器Ⅰ、吸收器Ⅰ和热交换器Ⅰ构成；

上述单效热泵循环和双效热泵循环复合共同运行。

外部的加热源燃料通过燃烧器在直燃高压发生器内燃烧，烟气降温后经排烟管排出；外部系统的余热水先进入蒸发器Ⅱ降温后再进入蒸发器Ⅰ降温；热水串联依次进入低压冷凝器、吸收器Ⅰ、吸收器Ⅱ、高压冷凝器完成整个升温过程。

优选的，在上述机组基础上，单效热泵循环内还增设有高温冷剂水换热器，使U型管Ⅱ内的高温冷剂水与自溶液泵Ⅱ出口分出的部分稀溶液换热，高温冷剂水的热量被稀溶液回收，提高机组的性能系数。

相比于现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，通过上述全新结构和流程，在同一台机组上实现了单效循环和双效循环的复合，热水三通阀根据高发压力调节进入高压冷凝器的热水流量，使高压冷凝器热水出口温度高而稳定，从而使高发压力稳定，保证了双效循环的正常运行。单效循环使热媒水温升加大温度提高，双效循环使性能系数提高，可更多的回收余热，节省燃料。余热水分段降温，加大了机组溶液的浓度差和换热温差，使机组换热面积减小，材料成本降低，增设的冷剂水换热器使高温冷剂水热量传递给进入直燃高压发生器的稀溶液，使机组性能系数进一步提高。本实用新型能深度回收低温余热、热媒水温升大且温度高、性能系数高、能节能减排实现能源综合利用，具有非常好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组工作流程图；

图2为本实用新型另一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组工作流程图。

图中：直燃高压发生器1、高压冷凝器2、低压发生器3、低压冷凝器4、热交换器Ⅰ5、吸收器Ⅰ6、蒸发器Ⅰ7、冷剂泵Ⅰ8、溶液泵Ⅰ9、溶液泵Ⅱ10、冷剂泵Ⅱ11、蒸发器Ⅱ12、吸收器Ⅱ13、热交换器Ⅱ14、U型管Ⅰ15、U型管Ⅱ16、低压发生器管程高温冷剂水出管17、高压冷凝器的高温冷剂水出管18、燃烧器19、排烟管20、高温冷剂蒸汽总管21、热水总出口管22、热水三通阀23、热水旁通管路24、高温冷剂蒸汽进高压冷凝器管路25、高温冷剂蒸汽进低压发生器管程管路26、热水进口管27、余热水出口管28、余热水进口管29、高温冷剂水换热器30、第一腔体31、第二腔体32、第三腔体33、第四腔体34、第五腔体35。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：

如图1所示，一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括直燃高压发生器1、高压冷凝器2、低压发生器3、低压冷凝器4、蒸发器Ⅰ7、吸收器Ⅰ6、蒸发器Ⅱ12、吸收器Ⅱ13、热交换器Ⅰ5、热交换器Ⅱ14、溶液泵Ⅰ9、冷剂泵Ⅰ8、溶液泵Ⅱ10、冷剂泵Ⅱ11和热水三通阀23；

所述机组设置有五个腔体：直燃高压发生器1设置在第一腔体31；高压冷凝器2设置在第二腔体32；低压发生器3和低压冷凝器4设置在第三腔体33；蒸发器Ⅰ7和吸收器Ⅰ6设置在第四腔体34；蒸发器Ⅱ12和吸收器Ⅱ13设置在第五腔体35；

所述直燃高压发生器1腔体内、高压冷凝器2腔体内和低压发生器3管程内的压力同为高发压力，压力最高；

所述低压发生器3和低压冷凝器4在同一腔体内，该腔体内压力为冷凝压力，压力较高；

所述蒸发器Ⅰ7和吸收器Ⅰ6在同一腔体内，该腔体内压力为蒸发温度Ⅰ对应的压力，压力最低；

所述蒸发器Ⅱ12和吸收器Ⅱ13在同一腔体内，该腔体内压力为蒸发温度Ⅱ对应的压力，压力较低。

所述直燃高压发生器1设置有燃烧器19，所述直燃高压发生器1上还设置有排烟管20，所述直燃高压发生器1 的稀溶液进口与热交换器Ⅱ14稀溶液出口通过管路连接，直燃高压发生器1的浓溶液出口与热交换器Ⅱ14浓溶液进口通过管路连接；

所述直燃高压发生器1引出高温冷剂蒸汽总管21，且分为两个支路；一个支路为高温冷剂蒸汽进高压冷凝器管路25，另一个支路为高温冷剂蒸汽进低压发生器管程管路26；

所述高压冷凝器的高温冷剂水出管18和低压发生器管程高温冷剂水出管17汇合在一起后接入U型管Ⅱ16， U型管Ⅱ16与蒸发器Ⅱ12闪发管连通；

所述低压冷凝器4的冷剂水出管接入U型管Ⅰ15，U型管Ⅰ15与蒸发器Ⅰ7的闪发管连通。

所述机组的热水系统在热水出吸收器Ⅱ13的管路上还设置有热水三通阀23，热水三通阀23的第一接口与吸收器Ⅱ13的热水出口管路连通，第二接口与高压冷凝器2的热水进口管路连通，第三接口与连接在热水总出口管22上的热水旁通管路24连通。

所述单效热泵循环由直燃高压发生器1、高压冷凝器2、蒸发器Ⅱ12、吸收器Ⅱ13、热交换器Ⅱ14构成；

所述双效热泵循环由直燃高压发生器1、低压发生器3、低压冷凝器4、蒸发器Ⅰ7、吸收器Ⅰ6和热交换器Ⅰ5构成；

所述机组内的溶液循环按并联流程循环，单效热泵循环和双效热泵循环复合在一起运行。

在本实施例中，本实用新型一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组的工作流程及原理如下：

外部的加热源燃料通过燃烧器19在直燃高压发生器1内燃烧，烟气降温后经排烟管20排出；外部系统的余热水先进入蒸发器Ⅱ12降温后再进入蒸发器Ⅰ7降温；热水串联依次进入低压冷凝器4、吸收器Ⅰ6、吸收器Ⅱ13、高压冷凝器2完成整个升温过程。

直燃高压发生器1浓缩单效侧稀溶液产生的高温冷剂蒸汽分为两路，一路高温冷剂蒸汽进入高压冷凝器2内加热热水后冷凝成高温冷剂水，另一路高温冷剂蒸汽进入低压发生器3管程加热双效侧稀溶液后冷凝成高温冷剂水，这两路高温冷剂水出来后汇合在一起经U型管Ⅱ16节流进入蒸发器Ⅱ12闪发；低压发生器2浓缩双效侧稀溶液产生的冷剂蒸汽进入低压冷凝器4内加热热水后冷凝成低温冷剂水，低温冷剂水经U型管Ⅰ15节流进入蒸发器Ⅰ7闪发；直燃高压发生器1出来的浓溶液经热交换器Ⅱ14降温进入吸收器Ⅱ13喷淋，浓溶液吸收蒸发器Ⅱ12产生的冷剂蒸汽后变成稀溶液，该稀溶液由溶液泵Ⅱ10提升经热交换器Ⅱ14升温进入直燃高压发生器1继续浓缩；低压发生器3出来的浓溶液经热交换器Ⅰ5降温进入吸收器Ⅰ6喷淋，浓溶液吸收蒸发器Ⅰ7产生的冷剂蒸汽后变成稀溶液，该稀溶液由溶液泵Ⅰ9提升经热交换器Ⅰ5升温进入低压发生器3继续浓缩。如此不断循环，制出所需的热水。

如图2所示，在另一种实施方式中，单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组在单效热泵循环内增设了高温冷剂水换热器30，使U型管Ⅱ16内的高温冷剂水与自溶液泵Ⅱ10出口分出的部分稀溶液换热，这部分稀溶液升温后与热交换器Ⅱ14出来的稀溶液汇合在一起进入直燃高压发生器1，高温冷剂水的热量被稀溶液回收，可提高机组的性能系数。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (2)

1.一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括直燃高压发生器(1)、高压冷凝器(2)、低压发生器(3)、低压冷凝器(4)、蒸发器Ⅰ(7)、吸收器Ⅰ(6)、蒸发器Ⅱ(12)、吸收器Ⅱ(13)、热交换器Ⅰ(5)、热交换器Ⅱ(14)、溶液泵Ⅰ(9)、冷剂泵Ⅰ(8)、溶液泵Ⅱ(10)和冷剂泵Ⅱ(11) , 其特征在于：

所述机组设置有五个腔体：直燃高压发生器(1)设置在第一腔体（31）；高压冷凝器(2)设置在第二腔体（32）；低压发生器(3)和低压冷凝器(4)设置在第三腔体（33）；蒸发器Ⅰ(7)和吸收器Ⅰ(6)设置在第四腔体（34）；蒸发器Ⅱ(12)和吸收器Ⅱ(13)设置在第五腔体（35）；

所述直燃高压发生器(1)设置有燃烧器（19），所述直燃高压发生器(1)上还设置有排烟管（20），所述直燃高压发生器(1) 的稀溶液进口与热交换器Ⅱ（14）稀溶液出口通过管路连接，直燃高压发生器(1)的浓溶液出口与热交换器Ⅱ（14）浓溶液进口通过管路连接；

所述直燃高压发生器(1)引出高温冷剂蒸汽总管(21)，且分为两个支路；一个支路为高温冷剂蒸汽进高压冷凝器管路(25)，另一个支路为高温冷剂蒸汽进低压发生器管程管路(26)；

所述高压冷凝器的高温冷剂水出管(18)和低压发生器管程高温冷剂水出管(17)汇合在一起后接入U型管Ⅱ(16)，所述U型管Ⅱ(16)与蒸发器Ⅱ(12)闪发管连通；

所述低压冷凝器（4）的冷剂水出管接入U型管Ⅰ(15)，U型管Ⅰ(15)与蒸发器Ⅰ(7)的闪发管连通；

所述机组的热水系统在热水出吸收器Ⅱ(13)的管路上还设置有热水三通阀(23)，热水三通阀(23)的第一接口与吸收器Ⅱ(13)的热水出口管路连通，第二接口与高压冷凝器(2)的热水进口管路连通，第三接口与连接在热水总出口管(22)上的热水旁通管路(24)连通；

机组内的溶液循环按并联流程循环；

机组内的单效热泵循环由直燃高压发生器(1)、高压冷凝器(2)、蒸发器Ⅱ(12)、吸收器Ⅱ(13)、热交换器Ⅱ(14)构成；

机组内的双效热泵循环由直燃高压发生器(1)、低压发生器(3)、低压冷凝器(4)、蒸发器Ⅰ(7)、吸收器Ⅰ(6)和热交换器Ⅰ(5)构成；

上述单效热泵循环和双效热泵循环复合共同运行。

2.根据权利要求1所述的一种单双效复合蒸吸二段直燃型第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于：所述单效热泵循环内还增设有高温冷剂水换热器(30)。

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