新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組的製作方法

2023-09-18 23:29:40

專利名稱：新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及換熱設備技術領域，尤其涉及溴化鋰吸收式冷熱水取出機組。
背景技術：
溴化鋰吸收式機組是以水為製冷劑，溴化鋰溶液為吸收劑，以蒸汽、熱水、煙氣、燃 氣/燃油直接燃燒產生的熱量或其它廢熱作為熱源，利用蒸發、吸收的原理來實現製冷/供 暖的。現有的溴化鋰吸收式機組可以實現冷熱水同時取出，見附圖1，冷熱水同時取出的工 作原理為燃氣/燃油直接燃燒產生的熱量加熱高溫再生器裡的稀溶液，使溶液裡的冷劑 (純水)吸熱汽化蒸發出來，一部分蒸汽通過連接配管進入(供暖用/衛生熱水用)溫水器， 在(供暖用/衛生熱水用)溫水器的換熱管群外部冷凝放熱，這樣(供暖用/衛生熱水用)溫 水器管群裡面的供暖水/衛生熱水就會吸收冷劑凝結熱，溫度升高，從而實現供暖水/衛 生熱水熱量的取出，而蒸汽放熱後冷凝為純水經管路和閥門重新回到高溫再生器。高溫再 生器裡產生的另外一部分蒸汽經管路進入低溫再生器，由於高溫再生器裡的稀溶液失去了 一部分純水變成了高濃度的一次濃縮液經管路也進入低溫再生器。最終一次濃縮液被來自 高溫再生器的冷媒蒸汽進行二次加熱濃縮成為濃溶液，同時又產生部分冷媒蒸汽。濃溶液 經溶液管道進入吸收器；蒸汽則進入冷凝器被冷卻水冷凝為純水在與低再產生的純水匯合 後回到蒸發器，經布液裝置散布在冷水管群上，在低壓下純水吸取冷水管群中冷水的熱量 蒸發成為冷媒蒸汽，而冷水管群中的空調冷水放出熱量，溫度降低，從而實現空調冷水的取 出。同時，來自吸收器的濃溶液吸收這些冷媒蒸汽匯合成為稀溶液，稀溶液被溶液泵從吸收 器加壓輸送到高溫再生器進行下一輪製冷與供暖的循環。這種常規的冷熱水同時取出型溴 化鋰機組，存在以下問題
1、熱水的製取相當於在高溫再生器的頂部追加了一臺真空鍋爐，供暖係數小於1，供冷 供暖的綜合性能係數低。供冷性能係數按常規1. 2計算，供暖性能係數按0. 9計算，當冷熱 比為1 :0. 8時，綜合供冷供暖性能係數僅為1. 07，燃料消耗量大。2、熱水熱量和冷水冷量均來自於高溫再生器中冷媒蒸汽的凝結熱，熱量按比例 分配給供冷和供暖，因此如果存在冷負荷和熱負荷同時都很大的情況，則需要配置非常大 的高溫再生器和燃燒器，閥門等一系列設備，不僅大額增加了設備的投資，而且機組外形尺 寸，佔地面積和重量也會大幅增加。

發明內容
發明的目的在於彌補同類中央空調系統中的缺點，提供一種新型高效溴化鋰吸收 式冷熱水同時取出機組，結構設計簡單緊湊，提高機組的製冷供熱綜合效率，使之在同樣實 現冷熱水取出的同時，提高製冷供熱綜合性能係數，一方面為用戶節約資金開支，一方面降 低能源消耗，實現節能減排。本發明為實現上述目的所採用的技術方案是新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時 取出機組，包括蒸發器、吸收器、冷凝器、低溫再生器、高溫再生器、低溫熱交換器、高溫熱交換器、冷劑凝水熱回收器、冷劑泵、稀溶液泵、濃溶液泵和溫水器，在溫水器與低溫再生器凝 水出口之間增設連接配管，並在管路上設置閥門，溫水器蒸汽放熱後冷凝的純水可經管路 和閥門進入冷劑凝水熱回收器，經過熱回收後進入冷凝器；在冷凝器和吸收器之間增設連 接管路，並在管路上設置閥門。所述溫水器採用可提供熱水的供暖用或衛生熱水用溫水器，或者同時設置供暖用 或衛生熱水用，二者並聯。所述在冷凝器和吸收器之間連接管路上設置的閥門採用可調節閥。所述的高溫再生器是燃油、燃氣、煙氣或煙氣補燃型高溫再生器。本發明利用吸收式機組的再生器、(供暖用/衛生熱水用)溫水器、冷凝器、蒸發器、 吸收器、溶液泵、冷媒泵及連接管道等組成一個熱水取出循環流程。運轉原理是外界的熱 源加熱高溫再生器裡的稀溶液，使溶液裡的冷劑(純水)吸熱汽化蒸發出來，一部分蒸汽通 過連接配管進入(供暖用/衛生熱水用)溫水器，在(供暖用/衛生熱水用)溫水器的換熱 管群外部冷凝放熱，這樣(供暖用/衛生熱水用)溫水器管群裡面的供暖水/衛生熱水就會 吸收冷劑凝結熱，溫度升高，從而實現供暖水/衛生熱水熱量的取出，而蒸汽放熱後冷凝為 純水經管路和閥門進入冷劑凝水熱回收器，經過熱回收後進入冷凝器而不是回到高溫再生 器。同時，高溫再生器裡的稀溶液蒸發冷劑後變成高濃度的一次濃縮液。在高溫再生器裡產 生的另外一部分蒸汽則經管路進入低溫再生器，對一次濃縮液進行二次加熱濃縮使之成為 濃溶液，同時產生蒸汽。濃溶液經溶液管道進入吸收器；蒸汽則進入冷凝器被冷卻水冷凝為 純水在與供暖產生的純水匯合後回到蒸發器，經布液裝置散布在冷水管群上，在低壓下純 水吸取冷水管群中冷水的熱量蒸發成為冷媒蒸汽，而冷水管群中的空調冷水放出熱量，溫 度降低，從而實現空調冷水的取出。同時，來自吸收器的濃溶液吸收這些冷媒蒸汽匯合成為 稀溶液，稀溶液被溶液泵從吸收器加壓輸送到高溫再生器進行下一輪製冷與供暖的循環。綜上分析本發明的有益效果具體體現在
1、有效利用供熱後的冷凝水，使其回到蒸發器同時起到製冷效果，相當於冷媒得到了 重複利用，因此製冷供暖綜合性能係數高，當冷暖比為1 :0. 8時可達到1. 4。因此節能效果 顯著，大大降低了熱源耗量，節省了運行費用，很好的符合了節能減排的能源政策要求。2、在滿足同樣製冷供熱要求的前提下，可以配置較小的高溫再生器面積及燃燒器 容量。既較少了設備初投資，也同時減小了設備的重量和佔地面積。四


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。圖1是現有技術溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組的循環原理流程示意圖； 圖2是本發明新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組循環原理流程示意圖； 圖3是製冷+供暖/衛生熱水兩種功能模式同時運轉機組的循環原理流程示意圖； 圖中A處為供暖水入口，B處為供暖水出口，C處為衛生熱水入口，D處為衛生熱水出
口，E處為空調冷水入口，F處為空調冷水出口，G處為冷卻水入口，H處為冷卻水出口 ；Fl -F15均是閥門。五
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明，但本發明並不局限於具體實施例。新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組，包括蒸發器1、吸收器2、冷凝器3、低溫再生器4、高溫再生器5、低溫熱交換器7、高溫熱交換器8、冷劑凝水熱回收器9、冷劑 泵10、稀溶液泵11、濃溶液泵12和溫水器，溫水器採用可提供熱水的供暖用6或衛生熱水 用13溫水器，或者同時設置供暖用6或衛生熱水用13，二者並聯或串聯，在溫水器與低溫再 生器4凝水出口之間增設連接配管Tl，並在管路上設置閥門F3和F7和F10，溫水器蒸汽放 熱後冷凝的純水可經管路和閥門進入冷劑凝水熱回收器，經熱回收後進入冷凝器；在冷凝 器3和吸收器2之間增設連接管路T2，並在管路上設置閥門F13，閥門F13採用可調節閥， 高溫再生器是燃油、燃氣、煙氣或煙氣補燃型高溫再生器。該發明可實現3種工況方案的轉換運行，具體如下
1.製冷模式單獨運轉；
2.供暖模式/衛生熱水模式單獨運轉；
3.製冷+供暖/衛生熱水兩種功能模式同時運轉；
方案一製冷模式單獨運轉時，開啟閥門Fl，F2, F8, F9, Fll;關閉閥門F3，F4, F5, F6, F7, F10, F12, F13, F14, F15,這時機組同常規的製冷模式運轉。方案二供暖模式/衛生熱水模式單獨運轉時，首先開啟閥門F3，F7, F15，關閉 閥門Fl，F2, F6, F8, F9, F10, Fll, F12, F13, F14,開啟稀液泵11將吸收器中的稀溶液 通過F15和低溫再生器4管路泵入高溫再生器5，當高溫再生器中的溶液量達到要求時，停 止溶液泵11，關閉F15.在此種模式下，冷媒泵10不參與工作；供暖水和衛生熱水的取出類 似於真空鍋爐，只有高溫再生器5部分和溫水器部分參與工作循環。通過熱源控制閥(燃 燒器，煙氣控制閥等、F4和F5的調節，實現供暖/衛生熱水負荷的調節。運轉原理是外界 的熱源加熱高溫再生器5裡的稀溶液，使溶液裡的冷劑(純水)吸熱汽化蒸發出來，全部蒸汽 通過連接配管進入供暖用/衛生熱水用溫水器，在供暖用/衛生熱水用溫水器的換熱管群 外部冷凝放熱，這樣(供暖用/衛生熱水用)溫水器管群裡面的供暖水/衛生熱水就會吸收 冷劑凝結熱，溫度升高，從而實現供暖水/衛生熱水熱量的取出，而蒸汽放熱後冷凝為純水 經管路和閥門回到高溫再生器，進行下一輪加熱和冷凝；稀溶液便以此種方式在重力和蒸 汽對流的作用下往復循環實現供暖和衛生熱水的熱量輸出。實際使用時可根據需求關閉相 應的閥門實現衛生熱水和供暖熱水的單獨取出。方案三製冷+供暖/衛生熱水兩種功能模式同時運轉，開啟閥門Fl、F2、F9、 FlO關閉閥門F3、F7、F8、F12、F13，F14,機組同附圖3所示循環運行，通過熱源控制閥(燃 燒器，煙氣控制閥等)、F4、F5、F8、F12、F13、F14的調節，實現供暖、衛生熱水和製冷負荷的 均衡調節。運轉原理是外界的熱源加熱高溫再生器5裡的稀溶液，使溶液裡的冷劑(純水) 吸熱汽化蒸發出來，一部分蒸汽通過連接配管進入供暖用/衛生熱水用溫水器，在(供暖用 /衛生熱水用)溫水器的換熱管群外部冷凝放熱，這樣(供暖用/衛生熱水用)溫水器管群裡 面的供暖水/衛生熱水就會吸收冷劑凝結熱，溫度升高，從而實現供暖水/衛生熱水熱量的 取出，而蒸汽放熱後冷凝為純水經管路Tl和閥門FlO進入冷劑凝水熱回收器，經過熱回收 後進入冷凝器3。同時，高溫再生器5裡的稀溶液蒸發冷劑後變成高濃度的一次濃縮液。在 高溫再生器5裡產生的另外一部分蒸汽則經管路進入低溫再生器4，對來自高溫再生器的 一次濃縮液進行二次加熱濃縮使之成為濃溶液，同時產生蒸汽。濃溶液經溶液管道進入吸 收器2 ；蒸汽則進入冷凝器3被冷卻水冷凝為純水在與供暖產生的純水匯合後回到蒸發器 1，經布液裝置散布在冷水管群上，在低壓下純水吸取冷水管群中冷水的熱量蒸發成為冷媒蒸汽，而冷水管群中的空調冷水放出熱量，溫度降低，從而實現空調冷水的取出。同時，來自 吸收器2的濃溶液吸收這些冷媒蒸汽匯合成為稀溶液，稀溶液被溶液泵11從吸收器2加壓 輸送到高溫再生器5進行下一輪製冷與供暖的循環。 除上述主要運行方案以外，還可以根據實際情況，開關相應的閥門，實現不同熱水 迴路的啟停。例如當只需供暖，不需衛生熱水時，可以關閉F4，只對F5進行調節；或者只 需衛生熱水，不需供暖時，可以關閉F5 ；只對F4進行調節；其他閥門情況如上述三方案進行 動作，便可以實現相應的功能切換。
權利要求
1.新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組，包括蒸發器(1)、吸收器(2)、冷凝器 (3)、低溫再生器(4)、高溫再生器(5)、低溫熱交換器(7)、高溫熱交換器(8)、冷劑凝水熱回 收器(9)、冷劑泵(10)、稀溶液泵(11)、濃溶液泵(12)和溫水器，其特徵在於在溫水器與 低溫再生器(4)凝水出口之間增設連接配管Tl，並在管路上設置閥門F3、F7和F10，溫水 器蒸汽放熱後冷凝的純水可經管路和閥門進入冷劑凝水熱回收器，經過熱回收後進入冷凝 器；在冷凝器(3)和吸收器(2)之間增設連接管路T2，並在管路上設置閥門F13。
2.根據權利要求1所述新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組，其特徵在於溫 水器採用可提供熱水的供暖用(6)或衛生熱水用(13)溫水器，或者同時設置供暖用(6)或 衛生熱水用(13)，二者並聯。
3.根據權利要求1所述新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組，其特徵在於在 冷凝器(3)和吸收器(2)之間連接管路T2上設置的閥門F13採用可調節閥。
4.根據權利要求1所述新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組，其特徵在於所 述的高溫再生器是燃油、燃氣、煙氣或煙氣補燃型高溫再生器。
全文摘要
本發明涉及換熱設備技術領域。新型高效溴化鋰吸收式冷熱水同時取出機組，在溫水器與低溫再生器凝水出口之間增設連接配管T1，並在管路上設置閥門F3和F7和F10，溫水器蒸汽放熱後冷凝的純水可經管路和閥門進入冷劑凝水熱回收器，經過熱回收後進入冷凝器；在冷凝器和吸收器之間增設連接管路T2，並在管路上設置閥門F13。本發明通過控制系統和調節各個閥門的開閉便可以實現製冷、供暖和衛生熱水的獨立供應以及其三種用途的任意組合使用。不僅能夠滿足多種供熱和製冷的組合需求，而且能耗低，能源利用率高，供暖供冷綜合COP遠大於同類溴化鋰冷熱水機組。
文檔編號F25B41/00GK102135348SQ20111010234
公開日2011年7月27日 申請日期2011年4月23日 優先權日2011年4月23日
發明者丁玉娟, 劉海芬, 盧尚有, 孟玲燕, 張斌, 徐長周, 王家輝, 糜華, 韓世慶, 馬士鑫 申請人:大連三洋製冷有限公司