一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組的製作方法
2023-05-06 17:57:51 1
專利名稱：一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組，屬於製冷設備技術領域。
背景技術：
溴化鋰吸收式熱泵是在熱能(蒸汽、熱水、煙氣、燃料等)驅動下，回收低溫熱源水的熱量，提供較高溫度的溫水的設備，因其可製取的溫水溫度高、制熱效率高、機組容量大、 採用水為製冷劑對環境無汙染、機組維護管理方便等優勢，該機組在空調、供暖、供熱水等領域的應用越來越廣泛。目前溴化鋰吸收式熱泵機組大多被應用在熱源水溫度20°C以上場合，但實際上，環境中存在更多的是20°C以下的低溫餘熱，如城市汙水、淺層地熱能、地表水、北方地區冬季的電廠冷卻循環水、工廠廢熱水等，因這些低溫餘熱資源比較豐富，考慮我國的國情，應用這些資源的基本想法是滿足我國北方地區冬季的集中供暖需求，因此需要製取較高溫度的溫水(一般80°C以上)，而傳統的熱泵機組無法實現這樣的工況條件，目前的主要做法是採用兩臺機組串聯提升溫度，這樣做帶來的問題是1、機組運行效率降低 20% 30%。2、初投資較高，項目回收期增加30 40%。3、系統設計複雜，佔地面積大。 4、運行、調節不方便。
發明內容
本發明的目的在於解決以上存在的不足，提供一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組，該機組可回收20°C以下低溫餘熱，同時製取較高溫度的溫水，可實現回收5°C以上的低溫餘熱，製取80°C以上的溫水。
本發明為實現上述目的所採用的技術方案是一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組，機組包括發生器、冷凝器、低壓蒸發器、低壓吸收器、低溫熱交換器、溴化鋰溶液泵、冷媒泵、節流裝置以及連接各部件的管路和閥，機組中增設高壓蒸發器、高壓吸收器和高溫熱交換器進行雙段吸收、雙段蒸發，低壓吸收器與高壓蒸發器之間增設內循環管路，管路上設置有內部循環水泵，機組內形成兩種循環流程，流程一(圖3 )，熱源水熱量在低壓蒸發器中被回收，內部循環溫水在低壓吸收器與高壓蒸發器內部循環，溫水依次進入高壓吸收器、冷凝器，因低壓吸收器將熱量提供給高壓蒸發器，提高高壓蒸發器溫度，進而得到較高溫度的溫水；流程二(圖4)，熱源水依次進入高壓蒸發器、低壓蒸發器，溫水依次進入低壓吸收器、高壓吸收器、冷凝器，通過三次溫度提升，進而得到較高溫度的溫水。所述低壓蒸發器和低壓吸收器組成的低壓筒與高壓蒸發器和高壓吸收器組成的高壓筒採用上下布置，高壓筒在下，低壓筒在上；也可以採用左右布置。本發明機組採用雙段吸收、雙段蒸發技術原理，每段吸收器、蒸發器單獨設置，這樣設置的好處是可按不同工況採用不同的方式運轉，本發明提供兩種流程，分別適用不同工況，流程一適用於溫水溫度高於70°C工況，流程二適用於溫水溫度低於70°C工況，機組效率較高。該溴化鋰吸收式熱泵機組由發生器、冷凝器、低壓蒸發器、低壓吸收器、高壓蒸
3發器、高壓吸收器、低溫熱交換器、高溫熱交換器、溴化鋰溶液泵、冷媒泵、節流裝置等部件以及連接各部件的管路、閥構成，與傳統機組相比其特點是機組增加高壓蒸發器、高壓吸收器、高溫熱交換器，可根據不同工況條件選擇流程一、流程二實現高效回收低溫餘熱，同時製取較高溫度的溫水目的。上述機組運行過程中，按流程一時，熱源水熱量在低壓蒸發器中被回收，低壓吸收器與高壓蒸發器內部循環，溫水依次進入高壓吸收器、冷凝器，因低壓吸收器將熱量提供給高壓蒸發器，從而提高高壓蒸發器溫度，進而得到較高溫度的溫水。按流程二時，熱源水依次進入高壓蒸發器、低壓蒸發器，溫水依次進入低壓吸收器、高壓吸收器、冷凝器，通過3次溫度提升，進而得到較高溫度的溫水。綜上分析，本發明的有益效果體現在三方面1、單臺機組可實現回收低溫餘熱， 同時製取較高溫度的溫水，降低初投資，減少機組佔地面積。2、可按不同工況選擇流程一或流程二，從而實現運行效率(cop)最大化，節能效果最優，投資回收期短。3、系統設計簡單， 機組運行、調節方便。
圖1為以往溴化鋰吸收式熱泵機組流程圖； 圖2為本發明的溴化鋰吸收式熱泵機組流程圖； 圖3為本發明的溴化鋰吸收式熱泵機組流程一流程圖； 圖4為本發明的溴化鋰吸收式熱泵機組流程二流程圖中1、發生器2、冷凝器3、低壓吸收器4、低壓蒸發器5、高壓蒸發器6、高壓吸收器7、 低溫熱交換器8、高溫熱交換器9、節流裝置10、冷媒泵11、溴化鋰中間溶液泵12、溴化鋰稀溶液泵13、內部循環水泵。
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方式
。如圖2所示的一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組，機組包括發生器1、冷凝器2、低壓蒸發器3、低壓吸收器4、低溫熱交換器7、溴化鋰中間溶液泵11、溴化鋰稀溶液泵12、冷媒泵10、節流裝置9以及連接各部件的管路和閥，機組中增設高壓蒸發器 5、高壓吸收器6和高溫熱交換器8進行雙段吸收、雙段蒸發，低壓吸收器與高壓蒸發器之間增設內循環管路，管路上設置有內部循環水泵13，圖中低壓蒸發器3和低壓吸收器4組成的低壓筒與高壓蒸發器5和高壓吸收器6組成的高壓筒採用上下布置，高壓筒在下，低壓筒在上，也可以採用左右布置。機組內形成兩種循環流程，流程一(圖3)，熱源水熱量在低壓蒸發器中被回收，內部循環溫水在低壓吸收器與高壓蒸發器內部循環，溫水依次進入高壓吸收器、冷凝器，因低壓吸收器將熱量提供給高壓蒸發器，提高高壓蒸發器溫度，進而得到較高溫度的溫水；流程二(圖4)，熱源水依次進入高壓蒸發器、低壓蒸發器，溫水依次進入低壓吸收器、高壓吸收器、冷凝器，通過三次溫度提升，進而得到較高溫度的溫水。下面具體解說明二個流程循環過程。如圖3所示的為本發明流程一的循環流程圖，該溴化鋰吸收式熱泵機組主要由以下部件構成發生器1、冷凝器2、低壓吸收器3、低壓蒸發器4、高壓蒸發器5、高壓吸收器6、 低溫熱交換器7、高溫熱交換器8、節流裝置9、冷媒泵10、溴化鋰中間溶液泵11、溴化鋰稀溶液泵12、內部循環水泵13以及連接管路、閥門等構成。其特點是機組採用雙段吸收、雙段蒸發原理，並且每段吸收器、蒸發器單獨布置，熱源水熱量在低壓蒸發器被回收，低壓吸收器通過內部循環水泵13將熱量傳遞給高壓蒸發器，提高高壓蒸發器的壓力，從而可實現溫水由高壓吸收器到冷凝器得到溫升的目的。該循環機組運行過程為外界熱源(蒸汽、熱水、燃料、煙氣等)進入發生器加熱來自吸收器並經熱交換器換熱後的溴化鋰稀溶液，稀溶液被加熱沸騰，冷劑水蒸發，稀溶液被濃縮為濃溶液，濃溶液從發生器流出，經過高溫熱交換器，進入高壓吸收器吸收來自高壓蒸發器的冷媒蒸汽後變為中間溶液，然後中間溶液再經過泵打入低壓吸收器吸收來自低壓蒸發器的冷媒蒸汽後變為稀溶液，最後稀溶液進入發生器進行溶液的循環過程。從發生器蒸發出的冷劑蒸汽進入冷凝器換熱，然後經過節流裝置進入高壓蒸發器，然後通過冷媒泵將高壓蒸發器中冷劑水分別滴淋在低壓蒸發器、高壓蒸發器的傳熱管上，然後分別被低壓蒸發器、高壓蒸發器傳熱管內低溫熱源水、內部循環溫水加熱蒸發為冷劑蒸汽，最後分別進入低壓吸收器、高壓吸收器被中間溶液、濃溶液吸收。熱源水在低壓蒸發器管內循環，加熱低壓蒸發器傳熱管外冷媒，使該冷媒蒸發變為冷媒蒸汽。內部循環溫水在低壓吸收器、高壓蒸發器管內循環，將低壓吸收器的吸收熱傳遞給高壓蒸發器，從而提高高壓蒸發器內溫度、壓力水平。溫水在高壓吸收器、冷凝器管內循環，實現兩次升溫過程，第一次吸收高壓吸收器的吸收熱、第二次吸收冷凝器的冷凝熱，該機組就是通過以上過程實現制熱的過程。如圖4所示的為本發明流程二的循環流程圖，該溴化鋰吸收式熱泵機組與流程一相比，主要不同是無內部循環水泵13參與運行。其特點是熱源水依次進入高壓蒸發器、低壓蒸發器，溫水依次進入低壓吸收器、高壓吸收器、冷凝器實現三次溫升，機組運行效率較尚ο該循環機組運行過程為外界熱源(蒸汽、熱水、燃料、煙氣等)進入發生器加熱來自吸收器並經熱交換器換熱後的溴化鋰稀溶液，稀溶液被加熱沸騰，冷劑水蒸發，稀溶液被濃縮為濃溶液，濃溶液從發生器流出，經過高溫熱交換器，進入高壓吸收器吸收來自高壓蒸發器的冷媒蒸汽後變為中間溶液，然後中間溶液再經過泵打入低壓吸收器吸收來自低壓蒸發器的冷媒蒸汽後變為稀溶液，最後稀溶液進入發生器進行溶液的循環過程。從發生器蒸發出的冷劑蒸汽進入冷凝器換熱，然後經過節流裝置進入高壓蒸發器，然後通過冷媒泵將高壓蒸發器中冷劑水分別滴淋在低壓蒸發器、高壓蒸發器的傳熱管上，然後分別被低壓蒸發器、高壓蒸發器傳熱管內低溫熱源水加熱蒸發為冷劑蒸汽，最後分別進入低壓吸收器、高壓吸收器被中間溶液、濃溶液吸收。熱源水在低壓蒸發器、高壓蒸發器管內循環，加熱低壓蒸發器、高壓蒸發器傳熱管外冷媒，使該冷媒蒸發變為冷媒蒸汽。溫水在低壓吸收器、高壓吸收器、冷凝器管內循環，實現三次升溫過程，第一次吸收低壓吸收器的吸收熱、第二次吸收高壓吸收器的吸收熱、第三次吸收冷凝器的冷凝熱，該機組就是通過以上過程實現高效率制熱的過程。本發明採用雙段吸收、雙段蒸發技術原理，每段吸收器、蒸發器單獨設置，這樣設置的好處是可按不同工況採用不同的方式運轉，本發明提供兩種流程運轉方式，分別適用不同工況，可根據不同工況條件選擇流程一、流程二實現高效回收低溫餘熱，同時製取較高溫度的溫水目的。
權利要求
1.一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組，機組包括發生器、冷凝器、低壓蒸發器、低壓吸收器、低溫熱交換器、溴化鋰溶液泵、冷媒泵、節流裝置以及連接各部件的管路和閥，其特徵是機組中增設高壓蒸發器、高壓吸收器和高溫熱交換器進行雙段吸收、 雙段蒸發，低壓吸收器與高壓蒸發器之間增設內循環管路，管路上設置有內部循環水泵，機組內形成兩種循環流程，流程一，熱源水熱量在低壓蒸發器中被回收，內部循環溫水在低壓吸收器與高壓蒸發器內部循環，溫水依次進入高壓吸收器、冷凝器，因低壓吸收器將熱量提供給高壓蒸發器，提高高壓蒸發器溫度，進而得到較高溫度的溫水；流程二，熱源水依次進入高壓蒸發器、低壓蒸發器，溫水依次進入低壓吸收器、高壓吸收器、冷凝器，通過三次溫度提升，進而得到較高溫度的溫水。
2.根據權利要求1所述的一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組，其特徵是低壓蒸發器和低壓吸收器組成的低壓筒與高壓蒸發器和高壓吸收器組成的高壓筒採用上下布置，高壓筒在下，低壓筒在上。
3.根據權利要求1所述的一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組，其特徵是低壓蒸發器和低壓吸收器組成的低壓筒與高壓蒸發器和高壓吸收器組成的高壓筒採用左右布置。
全文摘要
本發明屬於製冷設備技術領域。一種用於回收低溫餘熱領域的溴化鋰吸收式熱泵機組，機組中增設高壓蒸發器、高壓吸收器和高溫熱交換器進行雙段吸收、雙段蒸發，低壓吸收器與高壓蒸發器之間增設內循環管路，管路上設置有內部循環水泵，機組內形成兩種循環流程，流程一，熱源水熱量在低壓蒸發器中被回收，內部循環溫水在低壓吸收器與高壓蒸發器內部循環，溫水依次進入高壓吸收器、冷凝器；流程二，熱源水依次進入高壓蒸發器、低壓蒸發器，溫水依次進入低壓吸收器、高壓吸收器、冷凝器。本發明採用雙段吸收、雙段蒸發技術原理，每段吸收器、蒸發器單獨設置，按不同工況採用不同的方式運轉，實現高效回收低溫餘熱，同時製取較高溫度的溫水目的。
文檔編號F25B27/02GK102155812SQ20111011279
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月3日 優先權日2011年5月3日
發明者劉明軍, 崔磊, 張 浩, 李娉婷, 李建華, 王景東, 糜華, 趙然, 陳淑紅, 韓世慶 申請人:大連三洋製冷有限公司