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CN101319828A - 一种吸收式制冷和动力联合循环系统 - Google Patents

一种吸收式制冷和动力联合循环系统 Download PDF

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CN101319828A CNA2008101502226A CN200810150222A CN101319828A CN 101319828 A CN101319828 A CN 101319828A CN A2008101502226 A CNA2008101502226 A CN A2008101502226A CN 200810150222 A CN200810150222 A CN 200810150222A CN 101319828 A CN101319828 A CN 101319828A
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高林
孙志新
夏俊荣
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Abstract

本发明涉及低温热能回收利用技术，公开了一种吸收式制冷和动力联合循环系统。它包括热源、循环装置和循环工质，其特征在于，所述循环装置包含精馏器，与精馏器连接的冷凝器和蒸汽发生器，与蒸汽发生器过热器依次连接的过热器、透平、吸收器、循环泵、预热器，与冷凝器依次连接的节流阀、蒸发器，与透平同轴连接的发电机，发电机输出电能，所述预热器与精馏器连接，所述热源依次通过热器、蒸汽发生器和预热器，所述蒸发器与吸收器连接，同时蒸发器输出冷量；所述循环工质为氨水混合物。

Description

一种吸收式制冷和动力联合循环系统
技术领域
本发明涉及低温热能回收利用技术，尤其涉及一种吸收式制冷和动力联合循环系统。
背景技术
在工业生产过程中，例如水泥、硫酸、玻璃等工业产品的生产，有大量的余热资源以各种形式被排放到环境中，造成严重的能源浪费和环境污染。另外，自然界中存在着丰富的地热资源和太阳能。因此，回收工业余热和利用可再生能源对于缓解环境污染问题和减少化石燃料的消耗，具有重要现实意义和工程应用价值。目前，对工业余热的回收广泛采用水蒸汽动力循环系统，水蒸汽由于定温吸热，导致换热过程的不可逆损失比较大，低温余热的回收效率低，另外水蒸汽动力循环只能输出动力，而不能同时输出电能和冷量，满足不了用户多方面的能源需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸收式制冷和动力联合循环系统，它能够回收工业余热、地热能或者太阳能等低温热能，将其同时转化为电能和冷量，满足用户多方面的能源需求。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种吸收式制冷和动力联合循环系统，包括热源、循环装置和循环工质，其特征在于，所述循环装置包含精馏器，与精馏器连接的冷凝器和蒸汽发生器，与蒸汽发生器过热器依次连接的过热器、透平、吸收器、循环泵、预热器，与冷凝器依次连接的节流阀、蒸发器，与透平同轴连接的发电机，发电机输出电能，所述预热器与精馏器连接，所述热源依次通过热器、蒸汽发生器和预热器，所述蒸发器与吸收器连接，同时蒸发器输出冷量；所述循环工质为氨水混合物。
由于本发明将由蒸汽发生器、过热器、透平和发电机组成的朗肯循环和由精馏器、冷凝器、节流阀、吸收器和蒸发器组成的吸收式制冷循环连接在一起，因此，可以同时向外界输出电能和制冷量，满足用户对电能和冷量的需求。又由于本发明采用氨水混合物作为工质，该工质的吸热过程是在变温下进行，这样可以减小换热过程的不可逆损失，提高余热的回收效率。本发明可以有效地回收工业余热和利用地热能或者太阳能等低温热能，其能源利用效率高。
附图说明
图1为本发明的吸收式制冷和动力联合循环系统示意图，图中：1、精馏器，2、冷凝器，3、蒸汽发生器，4、过热器，5、透平，6、发电机，7、节流阀，8、预热器，9、循环泵，10、吸收器，11、蒸发器，12、热源管道，13、冷量输出管道，14、吸收器冷却水管道，15、冷凝器冷却水管道；
图2为水和氨水混合工质蒸发换热曲线的比较图，图中：(a)为水的蒸发换热曲线图，(b)为氨水混合物的蒸发换热曲线图，其中16为热源放热过程线，17为蒸发吸热过程线，T-温度，Q-热量。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参照图1，本发明包括精馏器1、冷凝器2、蒸汽发生器3、过热器4、透平5、发电机6、节流阀7、预热器8、循环泵9、吸收器10和蒸发器11、热源管道12、冷量输出管道13、吸收器冷却水管道14、冷凝器冷却水管道15和热源。精馏器1与冷凝器2和蒸汽发生器3连接，蒸汽发生器3依次与过热器4、透平5连接，透平5与发电机6同轴连接，冷凝器2依次与节流阀7、蒸发器11连接，吸收器10连接透平5和蒸发器11，吸收器10连接循环泵9，循环泵9依次连接预热器8、精馏器1，形成工质循环通路。热源沿着热源管道12依次通过热器4、蒸汽发生器3和预热器6，提供热量。所述蒸发器11通过冷量输出管道13输出冷量。吸收器具有自己冷却水管道14，冷凝器具有自己的冷却水管道15，提供冷却水。
本发明采用氨水混合物作为循环工质，精馏器1将氨水混合物的基本溶液分离成富氨溶液和贫氨溶液，贫氨溶液经过蒸气发生器3、过热器4，形成高压的过热贫氨蒸汽，进入透平5做功，发电机6输出电能；富氨溶液经过冷凝器2和节流阀7形成低干度的湿饱和蒸气，进入蒸发器11中吸收热量，蒸发器11输出冷量；饱和富氨蒸气和贫氨透平乏汽在吸收器10中冷却形成基本溶液，该基本溶液为饱和溶液。饱和溶液经过循环泵9，压力得到提高，然后在预热器8中预热后进入精馏器1，在精馏器1中又分离出高浓度的富氨蒸气和低浓度的贫氨溶液。如此，周而复始。
参照图2，(a)和(b)分别为水和氨水混合物蒸发换热曲线，可以看出，水在蒸发过程中温度恒定，而氨水混合物在蒸发过程中温度不断升高，这是因为随着易挥发性成份氨的首先蒸发，氨水的浓度不断减小，混合物的沸点不断升高，直到所有的液体都被蒸发。氨水混合物的蒸发吸热温度曲线和热源的放热温度曲线相对于恒温蒸发的水，具有很好的匹配关系，因此减小了换热的不可逆损失，提高了整个循环的效率。

Claims (1)

1、一种吸收式制冷和动力联合循环系统，包括热源、循环装置和循环工质，其特征在于，所述循环装置包含精馏器，与精馏器连接的冷凝器和蒸汽发生器，与蒸汽发生器过热器依次连接的过热器、透平、吸收器、循环泵、预热器，与冷凝器依次连接的节流阀、蒸发器，与透平同轴连接的发电机，发电机输出电能，所述预热器与精馏器连接，所述热源依次通过热器、蒸汽发生器和预热器，所述蒸发器与吸收器连接，同时蒸发器输出冷量；所述循环工质为氨水混合物。
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