CN2311735Y - 双效溴化锂第一类吸收式热泵 - Google Patents

Abstract

一种双效溴化锂第一类吸收式热泵,由冷剂回路、溶液回路、低温热源水回路、热媒水回路、加热蒸气回路组成,高压发生器独立安装在主筒体Ⅰ内,冷凝器与低压发生器呈上下布置在一个主筒体Ⅱ内,蒸发器与吸收器呈上下布置在一个主筒体Ⅲ内;主筒体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之相对位置呈倒品字形布置。采用新型热媒水回路;其热媒水经过风机盘管、热媒水泵,先进入冷凝器加热升温,再经过吸收器加热升温,最后热媒水回到风机盘管。便于做成冷热两用机组,具有不增大各部件的受热面积,机组布置紧凑,操作方便,且热力系数高,加热时的热力系数为2.2左右。

Description

双效溴化锂第一类吸收式热泵

本实用新型属于第一类吸收式热泵，其工质是水一溴化锂溶液，分类号F25830/00。

《溴化锂吸收式制冷技术及应用》戴永庆主编北京机械工业出版社1996.10第76页介绍了由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器等组成的第一类吸收式热泵，发生器以高温烟气或蒸汽为驱动热源，吸收器和冷凝器串联构成热水回路供热。蒸发器通过低温热源水回路向低品位热源吸热。国内虽有人曾对双效溴化锂第一类吸收式热泵进行过探讨，但迄今为止，尚无样机运行。国外亦尚处于研究开发阶段，其热媒水升温的顺序为热媒水经热泵机组流动的方向与制冷机冷却水在机组流动的顺序相同。其存在的缺点是：1、机组不便于做成冷热两用机组不适用两种工况的运行和调整；2、热力系数较低，机组能耗大；3、若要提高热媒水出口温度，需提高冷凝器的冷凝压力，高压发生器、低压发生器、冷凝器三大部件的受热面积增大，不利于各组件的布置和配合。

本实用新型的目的是提供一种热力系数高、便于做成制冷和制热两用机组、布置紧凑、操作方便的双效溴化锂第一类吸收式热泵。

本实用新型的目的是这样实现的：一种双效溴化锂第一类吸收式热泵，由冷剂回路、溶液回路、低温热源水回路、热媒水回路、加热蒸气回路组成，冷剂回路包括高压发生器104、与高压发生器104连接的低压发生器107、与低压发生器107连接的冷凝器109、通过U形管111与冷凝器109连接的蒸发器116，蒸发器116中产生的冷剂蒸汽流入吸收器120；溶液回路包括高压发生器104、与之连接的高温溶液热交换器127、在高温溶液热交换器127、低温溶液热交换器125之间分别串接的低压发生器107，凝水热交换器126通过发生器泵121、吸收泵122与吸收器120连接；低温热源水回路包括连接低温热源水113的蒸发器116、低温热源水泵114、管道；加热蒸汽回路包括与蒸汽源101连接的高压发生器104，凝水热交换器126、凝结水回收系统。其主要结构是热媒水回路包括与热媒水110连接的风机盘管112，连接冷凝器109的热媒水管道再与吸收器120连接，吸收器120与风机盘管112连接，热媒水管道上设置热媒水泵115。

由于本实用新型采用新型热媒水回路：其热媒水经过风机盘管、热媒水泵，先进入冷凝器加热升温，再经过吸收器加热升温，热媒水回到风机盘管，按制冷量350KW，制热量700KW设计计算，所得出的机组各部件换热面积基本相等，因此便于做成冷热两用机组；同时不增大各部件的受热面积，机组布置紧凑，操作方便，且热力系数高，加热时的热力系数为2.2左右。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的冷剂回路流程图。

图3是本实用新型的溶液回路流程图。

图中：101-加热蒸汽

      102-加热蒸汽凝水

      103-稀溶液

      104-高压发生器

      105-高压发生器产生的冷剂蒸汽

      106-中间溶液，稀溶液在高压发生器浓缩后，所产生的溶液

      107-低压发生器

      108-低压发生器产生的冷剂蒸汽

      109-冷凝器

      110-供热水，又称热媒水

      111-从冷凝器到蒸发器的冷剂水U形管，起降压、节流和密封的作用

      112-换热风机盘管，通过该装置，将热泵机组供热水的热量，转变成

          空调风的热量(即用供热水加热空调风)，送给用户

      113-低温热源水

      114-低温热源水泵

      115-供热水泵

      116-蒸发器

      117-冷剂喷淋水泵，又称蒸发器泵

      118-冷剂喷淋水

      119-蒸发器产生的冷剂蒸汽

      120-吸收器

      121-稀溶液输送泵，又称发生器泵

      122-喷淋溶液输送泵，又称吸收器泵

      123-喷淋溶液

      124-浓溶液，中间溶液在低压发生器内浓缩后所产生的溶液

      125-低温溶液热交换器

      126-凝水热交换器

      127-高温溶液热交换器

双效溴化锂第一类吸收式热泵机组的基本结构及工作原理简述如下：

它由冷剂回路、溶液回路、低温热源水回路、热媒水回路、加热蒸气回路组成。冷剂回路包括高压发生器104、与高压发生器104连接的低压发生器107、与低压发生器107连接的冷凝器109、通过U形管111与冷凝器109连接的蒸发器116、蒸发器116中产生的冷剂蒸汽流入吸收器120；溶液回路包括高压发生器104、与之连接的高温溶液热交换器127、在高温溶液热交换器127、低温溶液热交换器125之间分别串接的低压发生器107，凝水热交换器126通过发生器泵121、吸收泵122与吸收器120连接；低温热源水回路包括低温热源水113管道、蒸发器116和低温热源水泵114；加热蒸汽回路包括与蒸汽源101连接的高压发生器104，凝水热交换器126、凝结水回收系统连接。高压发生器104独立安装在主筒体Ⅰ内；冷凝器109与低压发生器107呈上下布置在一个主筒体Ⅱ内，蒸发器116与吸收器120呈上下布置在一个主筒体Ⅲ内。主筒体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之相对位置是作左、右、下呈倒品字形布置。

在高压发生器104中，稀溶液103被0.2--0.8MPa表压的饱和蒸汽101、排汽或抽汽(驱动热源)所加热，在较高的高压发生压力Pr(680--720mmHg)下产生冷剂蒸汽105，因该冷剂蒸汽具有较高的温度(149.5℃)，又被通入低压发生器107作为热源，加热低压发生器中的溶液，使之在冷凝压力Pk(57.0--68.0mmHg)下产生冷剂蒸汽108。此时，低压发生器107则相当于高压发生器104在Pk压力下的冷凝器。由此可见，驱动热源的能量在高压发生器和低压发生器中得到了两次利用，所以称为双效循环。显然，双效机组的热效率比单效机组高，单效机组制热热力系数为h₁=1.7，双效机组制热热力系数为h₁=2.0--2.2。

在冷剂回路中，高压发生器中产生的冷剂蒸汽，在低压发生器中加热溶液后，凝结成冷剂水，经节流减压后进入冷凝器109，与低压发生器中产生的冷剂蒸汽108一起被冷凝器管内的热水110(热媒水或称供热水)冷却凝结成冷剂水。

冷凝器109中的冷剂水经U形管111节流后进入蒸发器116，经冷剂输送泵117输送，喷淋在蒸发器管簇上，吸取管内低温热源水(30℃左右的热水)的热量，在蒸发压力P_o(18--32mmHg)下蒸发，使低温热源水113温度降低，达到获取低温热源水热量，利用低温余热的目的。蒸发器116中产生的冷剂蒸汽，流入吸收器120，完成了双效制热循环的冷剂回路。

溶液回路按串联流程工作，流出吸收器120的一部分稀溶液，由发生器泵121升压，按串联流程，沿途经过低温溶液热交换器125、凝水热交换器126和高温溶液热交换器127，逐级加热升温，最后流入高压发生器104，稀溶液103在高压发生器中受蒸汽加热，浓缩为中间溶液；中间溶液流出高压发生器，经高温溶液热交换器127放热降温后而流入低压发生器107，一方面，由于在低压发生器中，中间溶液受到由高压发生器来的冷剂蒸汽的加热；另一方面，由于低压发生器107的筒体内的压力较高压发生器筒体内的压力低很多，故在低压发生器筒体中闪蒸出冷剂蒸汽，溶液进一步浓缩为浓溶液。浓溶液流出低压发生器，流经低温溶液热交换器降温，最后流入吸收器液囊中吸收器泵122的入口部位，与吸收器液囊中此部位的另一部分稀溶液混合成为喷淋溶液123，喷淋溶液喷淋在吸收器管簇上，喷淋溶液吸收从蒸发器来的冷剂蒸汽而稀释成为稀溶液，由于溶液稀释而放热，将热量传给吸收器管内的热媒水，使热媒水温度升高。溶液完成一个循环。工作时，热媒水先进入冷凝器管内加热升温，后进入吸收器管内加热升温。此种热泵机组热媒水流经吸收器和冷凝器管内加热升温的顺序，正与制冷机机组冷却水流经吸收器和冷凝器管内的顺序相反。

热泵样机的溶液流动方式有串联和并联两种考虑，并通过热泵样机所装的真空阀进行切换来实现串联或并联运行方式。

以本项目所提出的蒸汽双效型溶液作串联流动的溴化锂第一类吸收式热泵样机计算为例，制热时，冷凝器冷剂水温度为44℃，而吸收器喷淋溶液温度为59.9℃。

热媒水在机组流动方向如本项目布置的优点是：

(1)便于做成冷、热两用机组。以本项目提出的机组内溶液作串联为例，分别作制冷量为350kw制冷工况的设计计算，制热量为700kw制热工况的设计计算，所得出的机组各部件换热面积基本相等。由此可见，第一类热泵若热媒水按本项目设计的流动方向，机组便于做成制冷、制热两用机组，在制热、制冷两种工况下都能方便地运行和调整。

(2)在加热蒸汽的参数相同、低温热源水温度相同、冷凝器压力相同的情况下，热媒水流动方向如本项目布置，与相反流动方向布置相比，热媒水出口温度能提高10℃左右。热媒水流动方向与本项目技术的方向相反的热泵机组，如要取得与本项目的机组相同的热媒水出口温度，则冷凝器的冷凝压力需要提高80mm水银柱，即由68.3mm水银柱提高到149mm水银柱，这样，高发、低发、冷凝器三大部件的受热面积必须布置得较大，否则，将导致单位制热量蒸汽耗量的升高。这样的机组各部件换热面积不好布置和配合。

本项目的技术方法适用范围较为广泛，包括所有蒸汽型、热水型和直燃型的第一类吸收式热泵机组。本项目既适用于双效溴化锂第一类吸收式热泵(含溶液回路为串联、并联流动方式)，也适用于单效溴化锂第一类吸收式热泵。既可用于空调的供冷与供暖，又可用于工业生产的升温与降温。具有利用余热、节约能源、减少污染、改善作业环境温度条件等多方面的效益。

Claims (1)

1、一种双效溴化锂第一类吸收式热泵，由冷剂回路、溶液回路、低温热源水回路、热媒水回路、加热蒸气回路组成，冷剂回路包括高压发生器(104)、低压发生器(107)、冷凝器(109)、蒸发器(116)、吸收器(120)；溶液回路包括高压发生器(104)、高温溶液热交换器(127)、低压发生器(107)、低温溶液热交换器(125)、凝水热交换器(126)、发生器泵(121)、吸收泵(122)、吸收器(120)；低温热源水回路包括低温热源水(113)、蒸发器(116)、低温热源水泵(114)、管道；加热蒸汽回路包括与蒸汽源(101)连接的高压发生器(104)、凝水热交换器(126)、凝结水回收系统；高压发生器(104)独立安装在主筒体Ⅰ内，冷凝器(109)与低压发生器(107)呈上下布置在一个主筒体Ⅱ内，蒸发器(116)与吸收器(120)呈上下布置在一个主筒体Ⅲ内；主筒体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之相对位置是作左、右、下呈倒品字形布置；其特征在于热媒水回路包括热媒水(110)管道连接风机盘管(112)，再与冷凝器(109)连接，冷凝器(109)通过热媒水管道与吸收器(120)连接，吸收器(120)与风机盘管(112)连接；热媒水管道上设置热媒水泵(115)。

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