CN214665343U - 一种吸收式热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种吸收式热泵机组，包括发生器、精馏器、冷凝器、过冷器、蒸发器、吸收器、水冷换热器及溶液泵，所述精馏器倾斜安装在所述发生器的顶部；上述组件之间通过连接管道相连接。本实用新型的吸收式热泵机组既可确保精馏器能内部精馏液的有效回流，提高精馏器提纯能力，又能降低冲塔现象的发生概率。

Description

一种吸收式热泵机组

技术领域

本实用新型涉及热泵领域，具体涉及一种吸收式热泵机组。

背景技术

吸收式热泵是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统。回收利用低温位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。

采用无害工质的热能驱动空气源吸收式热泵机组来满足人们的采暖和生活热水是节能减排的方式之一。但吸收式热泵机组的运行工况较宽泛，在外界环温较高，发生器发生量较大时，不能及时有效把精馏器内的精馏液排除，导致精馏器的冲塔现象，严重影响机组效率，使机组性能急剧下降，不能正常工作。针对精馏器的冲塔问题，常见的解决方法是增高机组的尺寸以增加精馏器的高度，同时在管路上增加预存器及电磁阀，这种方式不仅增加了成本，增加机组的风险也不利于机组的安装与运行。

实用新型内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本实用新型提供一种吸收式热泵机组，用于解决精馏器的冲塔问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种吸收式热泵机组，包括：发生器、精馏器、冷凝器、过冷器、蒸发器、吸收器、水冷换热器及溶液泵，所述精馏器倾斜安装在所述发生器的顶部；其中，

所述发生器的气相出口与所述精馏器的气相入口相连，所述发生器的液相出口与所述吸收器的第一液相入口相连；

所述精馏器的气相出口与所述冷凝器的入口相连，所述精馏器的第一液相出口与所述发生器的第一液相入口相连，所述精馏器的第二液相出口连接有液相管道，所述液相管道分别与所述发生器的第三液相入口及所述吸收器的第二液相入口相连；

所述冷凝器的出口与所过冷器的入口相连；

所述过冷器的出口与所述蒸发器的入口相连；

所述蒸发器的出口与所述过冷器的回热管的入口相连，且所述过冷器的回热管的出口与所述吸收的气相入口相连；

所述吸收器的第一液相出口与所述发生器的第二液相入口相连，所述吸收器的第二液相出口与所述水冷换热器的入口相连；

所述水冷换热器的出口与所述溶液泵的入口相连；

所述溶液泵的出口与所述精馏器的液相入口连

于本实用新型的一实施例中，所述发生器内的制冷剂为氨水。

于本实用新型的一实施例中，所述过冷器与所述蒸发器之间的连接管道上设有膨胀阀。

于本实用新型的一实施例中，所述水冷换热器与所述溶液泵之间的连接管道上设有常开阀。

于本实用新型的一实施例中，所述水冷换热器与所述吸收器之间的连接管道上连接有通向所述蒸发器的支路管道，且所述支路管道上设有除霜阀。

于本实用新型的一实施例中，所述溶液泵与所述精馏器之间的连接管道上设有单向阀。

于本实用新型的一实施例中，所述发生器的液相出口与所述吸收器的第一液相入口之间的连接管道上设有电磁阀。

于本实用新型的一实施例中，所述冷凝器与所述过冷器之间安装有储液器，所述储液器的入口与所述冷凝器的出口相连，所述储液器的出口与所述过冷器的入口相连。

于本实用新型的一实施例中，所述精馏器倾斜安装在所述发生器的顶部，且所述精馏器的安装方向与水平方向的夹角为2°～10°。

于本实用新型的一实施例中，所述精馏器包括第一精馏区和第二精馏区，所述第一精馏区内部安装有拉西环，所述第二精馏区内部安装有鲍尔环。

如上所述，本实用新型提供一种吸收式热泵机组，通过调整精馏器的安装方式，将精馏器安装在发生器顶部并倾斜一定角度，确保精馏器能内部精馏液有效回流，提高了精馏器提纯能力，降低冲塔现象的发生概率；这种安装方式可去除流量调节组件，依靠精馏器与发生器之间的高度差将精馏出的液态氨水溶液引流到发生器，既不引起压力波动，也不会影响溶液泵的抽吸；精馏器内安装鲍尔环和拉西环，增大了精馏器内的换热面积，提高制冷剂蒸汽的纯度，节省了机组成本，提高机组效率；无需增高机组尺寸，减少焊口，降低机组成本和机组安全隐患。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1显示为现有技术中的吸收式热泵机组的结构示意图。

图2显示为本实用新型的吸收式热泵机组的结构示意图。

图3显示为图2中的精馏器的安装结构示意图。

图4显示为图3中的精馏器沿A-A向的剖视示意图。

附图标记

1 发生器

101 发生器的气相出口

102 发生器的液相出口

103 发生器的第一液相入口

104 发生器的第二液相入口

105 发生器的第三液相入口

2 精馏器

21 精馏器的气相出口

22 精馏器的第一液相出口

23 精馏器的第二液相出口

24 精馏器的液相入口

25 精馏器的气相入口

26 第一精馏区

27 第二精馏区

3 冷凝器

4 储液器

5 过冷器

6 蒸发器

7 吸收器

71 吸收器的气相入口

72 吸收器的第一液相入口

73 吸收器的第二液相入口

74 吸收器的第一液相出口

75 吸收器的第二液相出口

8 水冷换热器

9 溶液泵

10 膨胀阀

11 常开阀

12 除霜阀

13 电磁阀

14 单向阀

15 拉西环

16 鲍尔环

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

参见图1，吸收式热泵机组，氨蒸汽从发生器1进入精馏器2，经过精馏器2提纯后，液态氨水溶液依靠A点至D点高度差回到发生器1水箱，通过该种方法排出精馏液时，但是在外界环温较高，发生器1发生量较大时，不能及时有效的将精馏液排出，导致精馏器的冲塔现象，严重影响机组效率。

请参阅图2至图4，本实用新型提供一种吸收式热泵机组，既可确保精馏器能内部精馏液的有效回流，提高精馏器提纯能力，又能降低冲塔现象的发生概率。

请参阅图2至图3，本实用新型提供一种吸收式热泵机组，包括发生器1，精馏器2、冷凝器3、过冷器5、蒸发器6、吸收器7、水冷换热器8及溶液泵9，其中，发生器1内部有制冷剂，并且发生器1与外部的加热装置相连，精馏器2倾斜安装在发生器1的顶部。其中，发生器的气相出口101与精馏器气相入口25相连，发生器的液相出口102与吸收器的第一液相入口72相连；精馏器的气相出口21与冷凝器3的入口相连，精馏器的第一液相出口22与发生器的第一液相入口103相连，精馏器的第二液相出口23连接有液相管道，液相管道分别与发生器的第三液相入口105及吸收器的第二液相入口73相连；冷凝器3的出口与过冷器5的入口相连；过冷器5的出口与蒸发器6的入口相连；蒸发器6的出口与过冷器5的回热管51的入口相连，且过冷器5的回热管51的出口与吸收器的气相入口71相连；吸收器的第一液相出口74与发生器的第二液相入口104相连，吸收器的第二液相出口75与水冷换热器8的入口相连；水冷换热器8的出口与溶液泵9的入口相连；溶液泵9的出口与精馏器的液相入口24相连。

参见图2，为了便于控制热泵系统的正常运行，过冷器5与蒸发器6之间的连接管道上设有膨胀阀10，用于将过冷的液氨降温降压；水冷换热器8与溶液泵9的连接管道上设有常开阀11，水冷换热器8与吸收器7相连接的管道上连接有通向蒸发器6的支路管道61，该支路管道61上设有除霜阀12，当除霜时，将常开阀11关闭，除霜阀12打开，从吸收器7第二液相出口73内出来浓氨溶液流向蒸发器。除此之外，发生器的液相出口102与吸收器的第一液相入口72之间的连接管道上设有电磁阀13，溶液泵9与精馏器2之间的连接管道上设有单向阀14。在其他的连接管道上，可根据需要加装控制阀。

参见图2，在一实施例中，冷凝器3和过冷器5之间增加储液器4，储液器4的入口与冷凝器3的出口相连，储液器4的出口与过冷器5的入口相连，精馏后的氨气进入冷凝器3，在冷凝器3中经水冷换热器降温后冷凝为液氨，液氨进入储液器4中，再由储液器4进入过冷器5。冷凝器3和过冷器5之间增加储液器4，可将冷凝器3冷凝后的液氨储存在储液器4内，当需要进行循环时，再由储液器4进入过冷器5，储液器4相当于中间缓冲体，可减小液氨对过冷器5的压力，也可将部分液氨储存。

参见图2至图3，在一实施例中，精馏器2倾斜安装在发生器1的顶部，安装精馏器2时，其倾斜方向与水平方向的夹角为2～10°，例如可选择为2～3°，在此角度范围内，可确保精馏器2内部精馏液的有效回流，提高精馏器2的提纯率，且精馏器2与发生器1之间有一定的高度差，依靠精馏器2与发生器1之间的高度差可及时有效地将精馏器2内的精馏液排出，降低精馏器冲塔现象的发生率。

参见图3和图4，在另一实施例中，为了增加精馏器2内部的换热面积，可在精馏器2内部填冲填料，例如，精馏器2包括第一精馏区26和第二精馏区27，第一精馏区26位于精馏器2的低位势部分，第二精馏器27位于精馏器2的高位势部分。第一精馏区26内部可安装拉西环15，第一精馏区26冷凝液量大，而拉西环15具有优异的耐酸耐热性；第二精馏区27内部可安装鲍尔环16，鲍尔环16具有通量大、阻力小、分离效率高。精馏器2内部配合使用拉西环和鲍尔环进行填料，在不增加精馏器2尺寸情况下，增加了精馏液的接触面积，提高了氨气纯度和提纯效率，满足了机组能效和降低机组成本。

参见图1，本实用新型的吸收式热泵机组的循环过程示例如下：

制冷剂循环：在发生器1中，制冷剂氨水浓溶液被燃气或太阳能加热，高温高压的氨气被不断蒸发出来从精馏器的气相入口25进入精馏器2，高温高压氨气经精馏器2精馏后进入冷凝器3，在冷凝器3中经水冷换热器降温(热量被循环水取出，用于采暖、加热热水)后，冷凝为液氨进入储液器4，然后进入过冷器5，与来自蒸发器6的氨气进行热量交换成为过冷的液氨，经膨胀阀10节流降温降压后进入蒸发器6，吸收空气中的热量转化为饱和氨气，经过冷器的回热管51进入过冷器5，经过冷器5吸收冷凝液氨热量成为过热的氨气，然后进入吸收器7被稀溶液吸收成为浓溶液，经吸收器的第一液相出口74排出从发生器的第二液相入口14进入发生器1，进入下一制冷剂的循环。

吸收剂循环：在发生器1中，氨水浓溶液被燃气或太阳能加热，氨气从溶液中不断蒸发出来后溶液浓度降低，成为高温稀溶液，经发生器1提纯段换热降温后经节流阀进入吸收器的第一液相入口72，在吸收器7中溶解吸收来自过冷器5的氨气并放出大量的热量成为氨水浓溶液。从吸收器的第二液相出口75出来的浓溶液经过水冷换热器8降温(冷水进、热水出，热量被循环水取出，用于采暖、加热热水)后，再经溶液泵9加压后从精馏器液相入口24送入精馏器2，在精馏器2浓溶液被加热后从精馏器的第二液相出口23出来一部分直接进入发生器1第三液相入口15(提馏段)，一部分进入吸收器的第二液相入口73(高效换热器)进行热交换，然后回到发生器1中，进入下一个吸收剂的循环。

除霜循环：关闭常开阀11，开启除霜阀12，高温浓溶液从吸收器7进入蒸发器6的融霜盘管，通过融霜盘管对冷媒侧翅片导热以及冷媒自身加热冷媒侧翅片盘管，最终使蒸发温度高于设定值，退出融霜。

综上所述，本实用新型结构简单，通过调整精馏器的安装方式，将精馏器安装在发生器顶部并倾斜一定角度，确保精馏器能内部精馏液有效回流，提高了精馏器提纯能力，降低冲塔现象的发生概率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种吸收式热泵机组，其特征在于，包括：发生器、精馏器、冷凝器、过冷器、蒸发器、吸收器、水冷换热器及溶液泵，所述发生器与加热装置相连，且所述发生器内部存有制冷剂，所述精馏器倾斜安装在所述发生器的顶部；

所述发生器的气相出口与所述精馏器的气相入口相连，所述发生器的液相出口与所述吸收器的第一液相入口相连；

所述精馏器的气相出口与所述冷凝器的入口相连，所述精馏器的第一液相出口与所述发生器的第一液相入口相连，所述精馏器的第二液相出口连接有液相管道，所述液相管道分别与所述发生器的第三液相入口及所述吸收器的第二液相入口相连；

所述冷凝器的出口与所述过冷器的入口相连；

所述过冷器的出口与所述蒸发器的入口相连；

所述蒸发器的出口与所述过冷器的回热管的入口相连，且所述过冷器的回热管的出口与所述吸收收的气相入口相连；

所述吸收器的第一液相出口与所述发生器的第二液相入口相连，所述吸收器的第二液相出口与所述水冷换热器的入口相连；

所述水冷换热器的出口与所述溶液泵的入口相连；

所述溶液泵的出口与所述精馏器的液相入口相连。

2.根据权利要求1所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述制冷剂为氨水。

3.根据权利要求1所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述过冷器与所述蒸发器之间的连接管道上设有膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述水冷换热器与所述溶液泵之间的连接管道上设有常开阀。

5.根据权利要求4所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述水冷换热器与所述吸收器之间的连接管道上连接有通向所述蒸发器的支路管道，且所述支路管道上设有除霜阀。

6.根据权利要求1所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述溶液泵与所述精馏器之间的连接管道上设有单向阀。

7.根据权利要求1所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述发生器的液相出口与所述吸收器的第一液相入口之间的连接管道上设有电磁阀。

8.根据权利要求1所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述冷凝器与所述过冷器之间安装有储液器，所述储液器的入口与所述冷凝器的出口相连，所述储液器的出口与所述过冷器的入口相连。

9.根据权利要求1所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述精馏器倾斜安装在所述发生器的顶部，且所述精馏器的安装方向与水平方向的夹角为2°～10°。

10.根据权利要求1所述的吸收式热泵机组，其特征在于，所述精馏器包括第一精馏区和第二精馏区，所述第一精馏区内部安装有拉西环，所述第二精馏区内部安装有鲍尔环。

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