CN219264613U - 一种高温热源梯级利用的吸收式机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高温热源梯级利用的吸收式机组，包括高压发生器和低压发生器，高压发生器与高温热源连接，高压发生器通过发生器出口蒸汽管路与低压发生器连接；高压发生器的高温热源排出口与所述低压发生器连接，或者高压发生器的高温热源排出口与换热器连接，换热器通过换热器蒸汽管路与低压发生器连接；低压发生器与冷凝器连接。本实用新型采用梯级利用的方式，让高温热源依次在热泵的高压发生器、产生热水或蒸汽的换热器或低压发生器中降温，可以降低其温度从而充分利用其浓缩溶液的能力，满足制冷或制热负荷的需求。

Description

一种高温热源梯级利用的吸收式机组

技术领域

本实用新型涉及换热设备技术领域，尤其是涉及一种高温热源梯级利用的吸收式机组。

背景技术

燃气内燃机或其他工业领域天然气或燃油燃烧会产生高温烟气，通常用这部分高温烟气的热量驱动双效吸收式制冷机或热泵，高温烟气在制冷机/热泵的高压发生器内与溶液换热，浓缩溶液产生冷剂蒸汽，产生的冷剂蒸汽继续进入低压发生器浓缩溶液，实现吸收式制冷机/热泵的双效循环。

由于高压发生器内的溶液温度较高，高压发生器出口的排烟温度相应的也会很高，在制热工况时，一般再设置一个烟气和热水换热的换热器进一步降低排烟温度，而在制冷工况时此部分热量就白白浪费掉了；另一方面，吸收式制冷机/热泵也不能充分利用烟气热量浓缩溶液从而最大限度地获得制冷量或制热量，对于制冷或制热负荷需求较大的场合，浓缩溶液还需要燃气、燃油、或蒸汽等其他形式的热量的补充。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高温热源梯级利用的吸收式机组，采用梯级利用的方式，让高温热源依次在热泵的高压发生器、产生热水或蒸汽的换热器或低压发生器中降温，可以降低其温度从而充分利用其浓缩溶液的能力，满足制冷或制热负荷的需求。

根据本实用新型的一个目的，本实用新型提供一种高温热源梯级利用的吸收式机组，包括吸收器、蒸发器、冷凝器、高压发生器和低压发生器，所述高压发生器与高温热源连接，所述高压发生器通过发生器出口蒸汽管路与所述低压发生器连接；

所述高压发生器的高温热源排出口与所述低压发生器连接，或者所述高压发生器的高温热源排出口与换热器连接，所述换热器通过换热器蒸汽管路与所述低压发生器连接；

所述低压发生器与所述冷凝器连接，所述低压发生器与所述冷凝器之间设有凝水溶液换热器，所述吸收器与所述凝水溶液换热器连接。

进一步地，所述低压发生器的传热管束分为管束I和管束II，所述管束I与所述发生器出口蒸汽管路连接，所述管束II与所述高温热源排出口或所述换热器蒸汽管路连接。

进一步地，所述低压发生器与所述换热器之间设有换热器循环泵。

进一步地，所述发生器出口蒸汽管路和所述换热器蒸汽管路合并成一路后与所述低压发生器连接，所述换热器与所述凝水溶液换热器连接。

进一步地，所述冷凝器和所述低压发生器采用两级发生冷凝结构。

进一步地，所述吸收器的出口的稀溶液经溶液泵分别与低温溶液换热器和所述凝水溶液换热器连接，所述低温溶液换热器设置在所述低压发生器和所述冷凝器之间，所述低温溶液换热器和所述凝水溶液换热器合并进入高温换热器后与所述高压发生器连接，所述高压发生器通过高温溶液换热器与所述低压发生器连接。

进一步地，溶液管路在所述吸收器、所述低压发生器、所述高压发生器、所述低温溶液换热器和所述高温溶液换热器之间采用串联、并联或串并联的方式连接，实现溶液的吸收和浓缩循环。

进一步地，所述吸收器和所述低压发生器中设置溶液布液装置。

进一步地，所述蒸发器中设置有冷剂布液装置，所述蒸发器壳体与所述冷剂布液装置之间设有冷剂泵。

进一步地，所述吸收器和所述冷凝器的传热管束间流动有冷却水/热水，所述蒸发器内的传热管束内流动有冷水。

本实用新型的技术方案采用梯级利用的方式，让高温热源依次在热泵的高压发生器和低压发生器中降温，可以降低其温度从而充分利用其浓缩溶液的能力，满足制冷或制热负荷的需求，而不需要再增加燃气、燃油或蒸汽等其他形式的热量的输入，简化了系统构成，降低了系统造价。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3的结构示意图；

图4为本实用新型实施例4的结构示意图；

图5为本实用新型实施例5的结构示意图；

图中：1：吸收器；2：蒸发器；3：冷凝器；31：低压冷凝器；32：高压冷凝器；4：低压发生器；41：管束I；42：管束II；5：高压发生器；6：换热器；7：溶液换热器；71：低温溶液换热器；72：凝水溶液换热器；73：高温溶液换热器；8：换热器蒸汽管路；9：发生器出口蒸汽管路；101：溶液泵；102：冷剂泵；103：换热器循环泵；11：高温热源；12：冷却水/热水；13：冷水。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种高温热源梯级利用的吸收式机组，包括吸收器1、蒸发器2、冷凝器3、低压发生器4、高压发生器5、换热器6、溶液热交换器7。

高温热源11可以是高温烟气，高温烟气先进入高压发生器5内的浓缩溶液产生冷剂蒸汽，产生的冷剂蒸汽经发生器出口蒸汽管路9进入到低压发生器4的管束I 41中加热浓缩溶液，此部分蒸汽冷凝后进入凝水溶液换热器72中加热来自吸收器1的部分稀溶液，然后进入到冷凝器3中，与冷凝器产生的冷凝水汇合，然后进入蒸发器2中，完成冷剂循环；

高温烟气在高压发生器5降温后，继续进入换热器6中，加热水产生的蒸汽经换热器蒸汽管路8进入低压发生器4的管束II 42中继续加热浓缩溶液，该蒸汽冷凝后经换热器循环泵103加压或利用高差重力自流的方式返回换热器6中。

本实施例中，高温烟气首先在高压发生器5内加热浓缩温度高的溶液，利用了其高温段驱动双效热泵的能力，有利于提高吸收式机组的COP；高温烟气出高压发生器5后继续进入换热器6加热水产生与高压发生器出口蒸汽参数接近的蒸汽，再利用这部分蒸汽进入低压发生器4的部分管束浓缩溶液，则充分利用了其在低温段的驱动单效热泵的能力，综合起来，在降低了排烟温度的同时最大限度的利用了高温烟气的热量来浓缩吸收式制冷机或热泵的溶液，避免再用燃气、燃油或蒸汽等其他形式的能源来浓缩溶液。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于，高压发生器5和换热器6产生的蒸汽合并成一路后进入低压发生器4中加热溶液，在低压发生器4冷凝后的水经换热器循环泵103加压或通过高差自流的方式返回烟气换热器6中，一部分水继续在换热器6中继续蒸发产生蒸汽，另一部分经凝水溶液换热器72后分冷凝器3中。本实施例中，低压发生器-冷凝器也可以再拆成多级发生-冷凝，进一步提升性能和减小机组传热面积。

实施例3

如图3所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于，本实施例中，冷凝器3和低压发生器4采用两级发生冷凝结构，冷凝器3包括低压冷凝器31和高压冷凝器32，低压发生器4也包括两级结构。

高压发生器5和换热器6产生的蒸汽按温度、负荷的匹配关系经发生器出口蒸汽管路9和换热器蒸汽管路8进入两级不同的低压发生器4中。高压发生器5浓缩溶液产生的蒸汽在低压发生器4的其中一级冷凝后经凝水溶液换热器72加热来自吸收器的部分稀溶液后，进入高压冷凝器32，与冷凝器产生的冷凝水汇合，然后进入蒸发器2中，完成冷剂循环；换热器6产生的蒸汽在低压发生器4的另外一级冷凝后经换热器循环泵103加压或利用高差重力自流的方式返回换热器6中。

实施例4

如图4所示，一种高温热源梯级利用的吸收式机组，包括吸收器1、蒸发器2、冷凝器3、高压发生器5、低压发生器4和溶液热交换器7。

低压发生器4的传热管束分为管束I4 1和管束II 42，高温热源11依次在高压发生器5和低压发生器4的管束I 41或管束II 42内降温，具体是：高温热源11可以是高温烟气，高温烟气先进入高压发生器5内使浓缩溶液产生冷剂蒸汽，产生的冷剂蒸汽经发生器出口蒸汽管路9进入到低压发生器4的管束I 41中继续加热浓缩溶液，高温烟气出高压发生器5后，继续进入低压发生器4的管束II 42中继续加热浓缩溶液。

本实施例中，高温烟气11首先在高压发生器5内加热浓缩温度高的溶液，利用了其高温段驱动双效热泵的能力，有利于提高吸收式机组的COP；高温烟气11出高压发生器5后继续进入低压发生器4加热浓缩温度较低的溶液，则充分利用了其在低温段的驱动单效热泵的能力，综合起来，降低了排烟温度的同时最大限度的利用了高温烟气的热量来驱动吸收式制冷机/热泵，避免再用燃气、燃油或蒸汽等其他形式的能源来补充吸收式机组的驱动热量。

实施例5

如图5所示，本实施例与实施例4的结构基本相同，其不同之处在于，本实施例中，冷凝器3和低压发生器4采用两级发生冷凝结构，冷凝器3包括低压冷凝器31和高压冷凝器32，低压发生器4也包括两级结构。

高压发生器5产生的蒸汽和从高压发生器5排出的烟气按温度、负荷的匹配关系进入两级不同的低压发生器4中。高压发生器5浓缩溶液产生的蒸汽在低压发生器4的其中一级冷凝后经凝水溶液换热器72加热来自吸收器的部分稀溶液后，进入高压冷凝器32，与冷凝器产生的冷凝水汇合，然后进入蒸发器2中，完成冷剂循环。

在上述实施例1-5中，溶液管路在吸收器1、低压发生器4、高压发生器5以及溶液换热器7(包括低温溶液换热器71、凝水溶液换热器72和高温溶液换热器73)采用串联的方式连接，实现溶液的吸收和浓缩循环，具体为：吸收器1出口的稀溶液经溶液泵101分两路到低温溶液换热器71和凝水溶液换热器72中分别与高温溶液和来自低压发生器4管束内的冷凝水换热后经过高温溶液换热器73，进入高压发生器5中被高温烟气加热浓缩提高浓度，然后经高温溶液换热器73进入到低压发生器4中，继续被来自高压发生器5的蒸汽、换热器6的热水或蒸汽或经高压发生器降温后的烟气加热浓缩变成浓溶液，浓溶液串联经过高温溶液换热器73和低温溶液换热器71降温，进入吸收器2中，完成溶液循环。

当然，溶液管路在吸收器1、低压发生器4、高压发生器5以及溶液换热器7还可以采用倒串联、串并联或并联等其他方式。吸收器1和低压发生器4中设置溶液布液装置，蒸发器2中设置有冷剂布液装置，设置冷剂泵102连接于蒸发器2壳体和冷剂布液装置之间。

在上述实施例中冷却水/热水12依次流经吸收器1和冷凝器3的传热管束间，冷水13流经蒸发器2内传热管束；在这些实施例中，吸收器1和蒸发器2也采用多级结构，每一级之间一一对应，这样能进一步提升性能和减小机组传热面积。

本实用新型高温热源先进入高压发生器浓缩溶液产生冷剂蒸汽，出高压发生器后继续进入到一个加热水产生热水或蒸汽的换热器内，换热器产生的热水或蒸汽再进入到低压发生器浓缩溶液；或者高温热源出高压发生器后直接进入低压发生器中浓缩溶液。

本实用新型通过采用梯级利用的方式，让高温热源依次在热泵的高压发生器、产生热水或蒸汽的换热器或低压发生器中降温，可以降低其温度从而充分利用其浓缩溶液的能力，满足制冷或制热负荷的需求，而不需要再增加燃气、燃油或蒸汽等其他形式的热量的输入，简化了系统构成，降低了系统造价。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，包括吸收器、蒸发器、冷凝器、高压发生器和低压发生器，所述高压发生器与高温热源连接，所述高压发生器通过发生器出口蒸汽管路与所述低压发生器连接；

所述高压发生器的高温热源排出口与所述低压发生器连接，或者所述高压发生器的高温热源排出口与换热器连接，所述换热器通过换热器蒸汽管路与所述低压发生器连接。

2.根据权利要求1所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，所述低压发生器的传热管束分为管束I和管束II，所述管束I与所述发生器出口蒸汽管路连接，所述管束II与所述高压发生器的高温热源排出口或所述换热器蒸汽管路连接。

3.根据权利要求1所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，所述低压发生器与所述换热器之间设有换热器循环泵。

4.根据权利要求3所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，所述发生器出口蒸汽管路和所述换热器蒸汽管路合并成一路后与所述低压发生器连接。

5.根据权利要求1所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，所述冷凝器和所述低压发生器采用两级发生冷凝结构。

6.根据权利要求4所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，所述低压发生器与所述冷凝器连接，所述低压发生器与所述冷凝器之间设有凝水溶液换热器，所述吸收器与所述凝水溶液换热器连接；所述吸收器的出口的稀溶液经溶液泵分别与低温溶液换热器和所述溶液换热器连接，所述低温溶液换热器设置在所述低压发生器和所述冷凝器之间，所述低温溶液换热器和所述凝水溶液换热器合并进入高温溶液换热器后与所述高压发生器连接，所述高压发生器通过高温溶液换热器与所述低压发生器连接。

7.根据权利要求6所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，溶液管路在所述吸收器、所述低压发生器、所述高压发生器、所述低温溶液换热器和所述高温溶液换热器之间采用串联、并联或串并联的方式连接，实现溶液的吸收和浓缩循环。

8.根据权利要求7所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，所述吸收器和所述低压发生器中设置溶液布液装置。

9.根据权利要求8所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，所述蒸发器中设置有冷剂布液装置，所述蒸发器的壳体与所述冷剂布液装置之间设有冷剂泵。

10.根据权利要求9所述的高温热源梯级利用的吸收式机组，其特征在于，所述吸收器和所述冷凝器的传热管束间流动有冷却水/热水，所述蒸发器内的传热管束内流动有冷水。

Images