一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组

摘要

本发明涉及一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽高压发生器(1)、复合型发生器(10)、蒸发器(6)、吸收器(5)、冷凝器(9)、高温热交换器(2)、凝水溶液热交换器(3)、低温热交换器(4)、溶液换热器(20)、溶液泵(7)和冷剂泵(8)，复合型发生器(10)是将蒸汽换热管束(14)和低发换热管束(12)放置到一个筒体内，在溶液换热器(20)出口增设一稀溶液进复合型发生器喷淋管(15)；在相应管路上增设稀溶液切换阀I(17)、稀溶液切换阀II(21)、浓溶液切换阀I(18)、浓溶液切换阀II(19)、工作蒸汽切换阀I(23)、工作蒸汽切换阀II(24)和冷剂水调节装置(22)。本发明机组具备夏季双效制冷运行的功能，既满足机组夏季制冷和冬季采暖功能，同时又最大限度节省能源。

权利要求

1.一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于所述机组包括蒸汽高压发生器(1)、复合型发生器(10)、蒸发器(6)、吸收器(5)、冷凝器(9)、高温热交换器(2)、凝水溶液热交换器(3)、低温热交换器(4)、溶液换热器(20)、溶液泵(7)和冷剂泵(8)，所述复合型发生器(10)是将蒸汽换热管束(14)和低发换热管束(12)放置到一个筒体内形成复合型发生器(10)，所述蒸汽换热管束(14)进口通过工作蒸汽进复合型发生器管(16)与工作蒸汽相连通，所述低发换热管束(12)的进口和出口分别与蒸汽高压发生器(1)顶部的蒸汽出口和冷凝器(9)相连通，在溶液换热器(20)出口增设一稀溶液进复合型发生器喷淋管(15)；在稀溶液进低温热交换器(4)和稀溶液进溶液热交换器(20)的管路上分别设置稀溶液切换阀I(17)和稀溶液切换阀II(21)；在复合型发生器(10)的浓溶液进或出低温热交换器(4)的浓溶液管路上设置浓溶液切换阀I(18)，在复合型发生器(10)的浓溶液进或出溶液换热器(20)的浓溶液管路上设置浓溶液切换阀II(19)；在工作蒸汽进复合型发生器管(16)上设置工作蒸汽切换阀I(23)，在工作蒸汽进高压发生器管(13)上设置工作蒸汽切换阀II(24)，在冷凝器(9)冷剂水进蒸发器(6)的管路上设置冷剂水调节装置(22)。

2.根据权利要求1所述的一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于所述蒸汽换热管束(14)和低发换热管束(12)在复合型发生器(10)的筒体内上下布置。

3.根据权利要求1所述的一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于所述蒸汽换热管束(14)和低发换热管束(12)在复合型发生器(10)的筒体内左右布置。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于所述机组的热水或冷却水是并联结构或是串联结构。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组，其特征在于所述机组的驱动热源是蒸汽或是高温热水或是导热油。

说明书

一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组

(一)技术领域

[0001] 本发明涉及一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组。属制冷设备技术领域。(二)背景技术

[0002] 目前我国在油田、化工、冶金、焦化等行业存在大量的如采油分离水、工艺废水，低温废热水等大量的60℃以下的低品位热源，同时我们在生产工艺中又需要大量中温的热源，如在采油工艺中的油水混合物的加热分离，原油加热输送，采油井口回灌加热水等。另外我国在黄河以北区域冬季需要大量的中温热水采暖。在生产工艺和生活中需要热源，同时又有低温余热的区域，采用第一类溴化锂吸收式热泵机组提取低温余热的热量，提供比低温热源高40～60℃中温热源，可节省大量的燃料。在一些采用第一类溴化锂吸收式热泵进行冬季采暖或工艺加热的场合，希望在夏季时热泵机组能够制冷运行，提供空调或工艺用低温冷水，做到一机二用，节省投资。

[0003] 蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机组(如图1)由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温溶液热交换器、低温溶液热交换器、凝水溶液热交换器、溶液泵、冷剂泵、控制系统(图中未示出)及连接各部件的管路、阀所构成，走双效运行。蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组(如图2)由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、溶液泵、冷剂泵、控制系统(图中未示出)及连接各部件的管路、阀所构成，走单效运行。由于第一类溴化锂吸收式热泵机组的制热COP可以达到1.8，在制热运行时和锅炉采暖相比可节省45％。若采用第一类溴化锂吸收式热泵机组相同流程制冷，只能走单效运行，由于第一类溴化锂吸收式热泵提供的驱动热源品位较高，大部分是0.4Mpa以上的蒸汽或其它高温热源，在制冷时完全可以走双效运行，单效运行的制冷COP为0.8左右，双效运行的制冷COP可以达到1.4，和双效相比，单效运行需要多消耗高品位能源75％，所有采用第一类溴化锂吸收式热泵制热所节省的能源，在夏季单效制冷时就被浪费掉了。为了满足机组夏季制冷和冬季采暖功能，同时又最大限度节省能源，蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵必须具备夏季双效制冷运行的功能，由于热泵运行工况和双效制冷运行工况各部件的压力变化范围极大，需要解决才能使二者工况在一台机组上实现。
(三)发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具备夏季双效制冷运行功能的一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组。

[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组，所述机组包括蒸汽高压发生器、复合型发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器、高温热交换器、凝水溶液热交换器、低温热交换器、溶液换热器、溶液泵和冷剂泵，

[0006] 所述复合型发生器是将蒸汽换热管束和低发换热管束放置到一个筒体内形成复合型发生器，所述蒸汽换热管束进口通过工作蒸汽进复合型发生器管与工作蒸汽相连通，所述低发换热管束的进口和出口分别与蒸汽高压发生器顶部的蒸汽出口和冷凝器相连通，[0007] 在溶液换热器出口增设一稀溶液进复合型发生器喷淋管；在稀溶液进低温热交换器和稀溶液进溶液热交换器的管路上分别设置稀溶液切换阀I和稀溶液切换阀II；在复合型发生器的浓溶液进或出低温热交换器的浓溶液管路上设置浓溶液切换阀I，在复合型发生器的浓溶液进或出溶液换热器的浓溶液管路上设置浓溶液切换阀II。

[0008] 在热泵制热工况稀溶液切换阀I和浓溶液切换阀I关闭，稀溶液切换阀II和浓溶液切换阀II打开，溶液走标准的热泵制热循环。在双效制冷工况时，稀溶液切换阀I和浓溶液切换阀I打开，稀溶液切换阀II和浓溶液切换阀II关闭，溶液走标准的双效制冷循环。在工作蒸汽进复合型发生器管上设置工作蒸汽切换阀I，在工作蒸汽进高压发生器管上设置工作蒸汽切换阀II，在热泵工况，工作蒸汽进复合型发生器管路的工作蒸汽切换阀I打开，工作蒸汽进高压发生器管的工作蒸汽切换阀II关闭，在双效制冷运行工况，工作蒸汽进蒸汽发生器路的工作蒸汽切换阀I关闭，工作蒸汽进高压发生器管路的工作蒸汽切换阀II打开。根据双效制冷时复合型发生器和冷凝器与蒸发器、吸收器间的压差远小于热泵制热工况，且二种工况的溶液和冷剂水的流量也有不同，在冷凝器冷剂水进蒸发器的管路上设置冷剂水调节装置。调节冷剂水量，保证在二种工况下均能满足运行。

[0009] 本发明通过稀溶液切换阀I、稀溶液切换阀II、工作蒸汽切换阀I、工作蒸汽切换阀II的切换来保证一类热泵制热工况和双效制冷运行工况内部循环流程和原有的相同，同时通过调节冷剂水调节装置，适应二者工况内部压力和流量的变化。

[0010] 本发明机组具备夏季双效制冷运行的功能，既满足机组夏季制冷和冬季采暖功能，同时又最大限度节省能源。(四)附图说明

[0011] 图1为以往蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机组示意图。

[0012] 图2为以往蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组示意图。

[0013] 图3为本发明一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组实施例1示意图。

[0014] 图4为本发明一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组实施例2示意图。

[0015] 图中：蒸汽高压发生器1、高温热交换器2、凝水溶液热交换器3、低温热交换器4、吸收器5、蒸发器6、溶液泵7、冷剂泵8、冷凝器9、复合型发生器10、中间溶液进复合型发生器喷淋管11、低发换热管束12、工作蒸汽进高压发生器管13、蒸汽换热管束14、稀溶液进复合型发生器喷淋管15、工作蒸汽进复合型发生器管16、稀溶液切换阀I17、浓溶液切换阀I18、浓溶液切换阀II19、溶液换热器20、稀溶液切换阀II21、冷剂水调节装置22、工作蒸汽切换阀I23、工作蒸汽切换阀II24。(五)具体实施方式

[0016] 实施例1：

[0017] 如图3所示机组，该机组是在以往蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组如图1基础上，将蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵如图2的蒸汽发生器的蒸汽换热管束14和低压发生器的低发换热管束12放置到一个筒体内形成复合型发生器10，蒸汽换热管束14和低发换热管束12上下布置。该机组由蒸汽高压发生器1、复合型发生器10、蒸发器6、吸收器5、冷凝器9、高温热交换器2、凝水溶液热交换器3、低温热交换器4、溶液热交换器20、溶液泵7、冷剂泵8、控制系统图中未示出及连接各部件的管路、阀所构成的一种带双效制冷功能的第一类溴化锂吸收式热泵机组。在溶液换热器20出口增设一稀溶液进复合型发生器喷淋管15。将热泵的溶液热交换器20和制冷工况的高温热交换器2、凝水溶液热交换器3、低温热交换器4完全独立开，用阀门进行切换运行。在稀溶液进低温热交换器4和稀溶液进溶液热交换器20的管路上分别设置稀溶液切换阀I17和稀溶液切换阀II21。在复合型发生器
10的浓溶液进或出低温热交换器4的浓溶液管路上设置浓溶液切换阀I18，在复合型发生器10的浓溶液进或出溶液换热器20的浓溶液管路上设置浓溶液切换阀II19。在工作蒸汽进复合型发生器管16上设置工作蒸汽切换阀I23，在工作蒸汽进高压发生器管13上设置工作蒸汽切换阀II24。在冷凝器9冷剂水进蒸发器6的管路上设置冷剂水调节装置22。
在一类热泵制热工况运行时，工作蒸汽切换阀II24、稀溶液切换阀I17和浓溶液切换阀I18关闭，工作蒸汽切换阀I23、稀溶液切换阀II21和浓溶液切换阀II19打开，此时稀溶液经过溶液换热器20和稀溶液进复合型发生器喷淋管15直接进入复合型发生器10，被复合型发生器10内的蒸汽换热管束14加热浓缩成浓溶液。高压发生器1、高温溶液热交换器2、凝水溶液热交换器3、低温热交换器4和复合型发生器10内的低发换热管束12不起作用，机组完成按照常规的第一类溴化锂吸收式热泵的流程运行。由于热泵制热工况复合型发生器和冷凝器与蒸发吸收器间的压差大，冷剂水调节装置22关小。在双效制冷工况运行时，与一类热泵制热工况相反，工作蒸汽切换阀II24、稀溶液切换阀I17和浓溶液切换阀I18打开，工作蒸汽切换阀I23、稀溶液切换阀II21和浓溶液切换阀II19关闭，此时稀溶液经过低温热交换器4、凝水溶液热交换器3、高温溶液热交换器2进入蒸汽高压发生器1加热浓缩。浓缩后的中间溶液经过高温热交换器2、中间溶液进复合型发生器喷淋管11进入复合型发生器10，被复合型发生器10内的低发换热管束12加热浓缩成浓溶液。此时溶液换热器20、复合型发生器10内的蒸汽换热管束14不起作用，机组完全按照常规的双效型溴化锂吸收式制冷的流程运行。由于双效制冷工况时复合型发生器和冷凝器与蒸发吸收器间的压差小，冷剂水调节装置22开大。

[0018] 实施例2：如图4，在实施例1的基础上，蒸汽换热管束14和低发换热管束12左右布置。在热泵制热工况时，稀溶液通过稀溶液进复合型发生器喷淋管15喷淋到蒸汽换热管束14上。在双效制冷工况时，高压发生器1过来的中间溶液通过中间溶液进复合型发生器喷淋管11喷淋到低发换热管束12上。

[0019] 上述方案适用于冷凝器、蒸发器、吸收器二段型的型式。热水(冷却水)并联流程、串联流程。驱动热源不仅可以是蒸汽，也可以是高温热水、导热油等。