CN102997481A - 热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，属空调设备技术领域。包括直燃型高压发生器（7）、蒸发器、吸收器、蒸汽发生器（15）、热水发生器（17）、冷凝器（18）、热交换器、溶液泵和冷剂泵（35），其特征在于：所述蒸发器包括单效蒸发器（27）和双效蒸发器（3），吸收器包括单效吸收器（29）和双效吸收器（4）；单效蒸发器（27）和单效吸收器（29）设置在一个腔室内，双效蒸发器（3）和双效吸收器（4）设置在另一个腔室内；单效蒸发器（27）和双效蒸发器（3）的冷水流程采用串联流程，冷水从单效蒸发器（27）进，从双效蒸发器（3）出。本发明机组能降低热水单效循环的稀溶液浓度。

Description

热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组

技术领域

本发明涉及一种溴化锂吸收式制冷机组。属空调设备技术领域。

背景技术

以往的热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组如图1所示，该机组由直燃型高压发生器7、蒸发器36、吸收器37、热水发生器17、蒸汽发生器15、冷凝器18、高温热交换器6、低温热交换器5、单效热交换器24、双效溶液泵34、单效溶液泵32、冷剂泵35、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀所构成。其中，热水发生器、蒸汽发生器和冷凝器三部件的换热管束设置在同一低发冷凝器筒体14内，构成复合型低发冷凝器；机组的溶液循环工作流程由一个独立的热水单效制冷循环工作流程和一个独立的直燃双效制冷循环工作流程组成，单效制冷循环和双效制冷循环共用同一蒸发器、同一吸收器和同一冷凝器。该机组主要应用于太阳能空调系统、分布式能源系统、余热热水制冷（供热）等同时具有热水、燃料和冷（热）需求，但热水流量、热量不稳定或热水制冷（供热）量不能满足供冷（热）需求的场所，能同时或分别利用热水热量和直接燃烧燃料产生的热量驱动制冷运行，利用直接燃烧燃料产生的热量驱动供热运行。但由于该机组的单效制冷循环和双效制冷循环共用同一吸收器，热水单效循环的稀溶液浓度较高（与烟气双效循环的稀溶液浓度相同），使得热水发生器的发生温度较高，在常规冷却水进口温度（如32℃左右）和冷水出口温度（如7℃左右）条件下制冷运行时，热水出口温度只能降低到85℃左右。但多数热源热水（如太阳能热水、地热热水、发动机冷却水、各种生产工艺环节产生的废热水等）的供水温度一般都较低（在85℃~95℃左右），只有将热水回水温度降到更低（如低于80℃），才能充分回收利用热水余热制冷（供热），达到节能降耗、提高经济效益的目的，并同时满足发电、工艺冷却等场所对冷却水回水温度的要求。选配以往的热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机难以达到这些目的，同时选配直燃双效型溴化锂吸收式冷热水机组和热水单效型溴化锂吸收式冷水机组又会使设备配置种类、台数增加，从而增加设备占地面积和投资费用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种降低热水单效循环的稀溶液浓度的热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组。

本发明的目的是这样实现的：一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，包括直燃型高压发生器、蒸发器、吸收器、蒸汽发生器、热水发生器、冷凝器、热交换器、溶液泵和冷剂泵，其特征在于：所述蒸发器包括单效蒸发器和双效蒸发器，吸收器包括单效吸收器和双效吸收器；单效蒸发器和单效吸收器设置在一个腔室内，双效蒸发器和双效吸收器设置在另一个腔室内；单效蒸发器和双效蒸发器的冷水流程采用串联流程，冷水从单效蒸发器进，从双效蒸发器出。

本发明热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，在双效吸收器进液管和单效吸收器进液管之间设有浓溶液联通管，浓溶液联通管上设有浓溶液截止阀；在双效吸收器液囊和单效吸收器液囊之间设有稀溶液联通管，稀溶液联通管上设有稀溶液截止阀。

本发明热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，所述双效蒸发器、双效吸收器、单效蒸发器及单效吸收器四部件的换热管束设置在同一蒸发吸收器筒体内。

本发明热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，所述蒸汽发生器、热水发生器及冷凝器三部件的换热管束呈左中右布置形式设置在同一低发冷凝器筒体内，低发冷凝器筒体中设有分隔板，用于分隔双效循环溶液和单效循环溶液。

本发明的有益效果是：

本发明在以往的热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机基础上，通过在蒸发吸收器筒体内设置分段隔板、使蒸发吸收器成为二段式结构以降低热水单效循环的稀溶液浓度，使热水发生器的发生温度得以降低，从而使机组能充分利用低品位热水热量制冷，将热水出口温度降到更低（最低可降至75℃左右），实现余热利用，提高能源综合利用率，提供经济效益。

附图说明

图1为以往的热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组示意图。

图2为本发明热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组实施例1示意图。

图3为本发明热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组实施例2示意图。

图中附图标记：

蒸发吸收器筒体1、蒸发吸收器分段隔板2、双效蒸发器3、双效吸收器4、低温热交换器5、高温热交换器6、直燃型高压发生器7、高发出液管8、溶液切换阀9、双效吸收器进液管10、排烟管11、冷剂蒸汽管12、蒸汽切换阀13、低发冷凝器筒体14、蒸汽发生器15、分隔板16、热水发生器17、冷凝器18、浓溶液联通管19、浓溶液截止阀20、单效吸收器进液管21、热水出口管22、热水进口管23、单效热交换器24、冷却水出口管25、冷（热）水出口管26、单效蒸发器27、冷（热）水进口管28、单效吸收器29、稀溶液联通管30、冷却水进口管31、单效溶液泵32、稀溶液截止阀33、双效溶液泵34、冷剂泵35、蒸发器36、吸收器37、吸收器进液管38、燃烧器39。

具体实施方式

本发明如图2所示机组，该机组是由直燃型高压发生器7、双效蒸发器3、双效吸收器4、双效溶液泵34、高温热交换器6、低温热交换器5、蒸汽发生器15、冷凝器18、单效蒸发器27、单效吸收器29、单效溶液泵32、单效热交换器24、热水发生器17、冷剂泵35、控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀所构成的新型热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式冷热水机组。单效蒸发器27和双效蒸发器3统称蒸发器。单效吸收器29和双效吸收器4统称吸收器。单效溶液泵32和双效溶液泵34统称溶液泵。高温热交换器6、低温热交换器5和单效热交换器24统称热交换器。其中，蒸汽发生器15、热水发生器17及冷凝器18三部件的换热管束呈左中右布置形式设置在同一低发冷凝器筒体14内，以降低机组的高度，低发冷凝器筒体14中设有分隔板16，用于分隔双效循环溶液和单效循环溶液；双效蒸发器3、双效吸收器4、单效蒸发器27及单效吸收器29四部件的换热管束设置在同一蒸发吸收器筒体1内，蒸发吸收器筒体1中设置有蒸发吸收器分段隔板2，将双效蒸发器及双效吸收器与单效蒸发器及单效吸收器的换热管束分隔在两个腔室内，使蒸发吸收器成为二段式结构，单效蒸发器27和双效蒸发器3的冷水为串联流程（即二段式蒸发制冷），冷水从单效蒸发器27进，从双效蒸发器3出；在双效吸收器进液管10和单效吸收器进液管21之间设有浓溶液联通管19，浓溶液联通管19上设有浓溶液截止阀20；在双效吸收器液囊和单效吸收器液囊之间设有稀溶液联通管30，稀溶液联通管30上设有稀溶液截止阀33；在高发出液管8与双效吸收器4之间的管路上装有溶液切换阀9；在冷剂蒸汽管12与双效蒸发器3之间的管路上装有蒸汽切换阀13。

机组同时利用热水和燃烧燃料产生的热量制冷运行时，溶液切换阀、蒸汽切换阀、浓溶液截止阀和稀溶液截止阀关闭，机组按单双效复合型制冷循环流程运行。单效溶液循环流程为：单效吸收器→单效溶液泵→单效热交换器→热水发生器→单效热交换器→单效吸收器；双效溶液循环流程为：双效吸收器→双效溶液泵→低温热交换器→高温热交换器→直燃高压发生器→高温热交换器→蒸汽发生器→低温热交换器→双效吸收器。直燃型高压发生器所配燃烧器燃烧燃料提供的热量加热直燃型高压发生器内的溴化锂溶液，燃烧燃料产生的烟气温度降低后从排烟管11出机组（经外接烟囱排入大气）。来自外部装置（或系统）的热水从热水进口管22进入热水发生器加热溴化锂溶液，温度降低后经热水出口管23出机组，返回外部装置（或系统）。从冷却水进口管31进入机组的冷却水分三路进入机组的单效吸收器、双效吸收器和冷凝器，对机组的吸收过程和冷凝过程进行冷却降温，温度升高后经冷却水出口管25出机组。从冷（热）水进口管28进入机组的冷水先进入单效蒸发器27换热管内，被单效蒸发器管外的冷剂水蒸发吸热降温（即蒸发制冷），再进入双效蒸发器3换热管内，被双效蒸发器管外的冷剂水蒸发吸热进一步降温后经冷（热）水出口管26出机组，使蒸发制冷过程成为二段式过程，单效蒸发器的冷水进出口温度、蒸发温度和蒸发压力均高于双效蒸发器的冷水进出口温度、蒸发温度和蒸发压力，从而使单效蒸发器-单效吸收器腔室的工作压力高于双效蒸发器-双效吸收器腔室的工作压力，使单效吸收器的稀溶液浓度得以降低（低于双效吸收器的稀溶液浓度）。降低进入热水发生器的稀溶液浓度会降低其发生温度，从而使机组能充分利用温度较低的低品位热水驱动制冷运行，实现余热利用，提高能源综合利用率，提供经济效益。

机组单独利用热水制冷运行时，溶液切换阀、蒸汽切换阀、浓溶液截止阀和稀溶液截止阀关闭，机组按单效制冷循环流程运行。双效溶液泵停转，双效制冷循环系统及其部件不工作，双效蒸发器、双效吸收器仅分别作为冷水、冷却水流通通道。

机组单独燃烧燃料制冷运行时，溶液切换阀和蒸汽切换阀关闭，浓溶液截止阀和稀溶液截止阀开启，机组按直燃双效制冷循环流程运行。单效溶液泵停转，热水发生器及单效热交换器不工作。出蒸汽发生器的浓溶液经低温热交换器换热降温后分两路，一路进双效吸收器，另一路经浓溶液联通管19进入单效吸收器，使单效蒸发器、单效吸收器与双效蒸发器、双效吸收器一同工作，单效蒸发器、单效吸收器的换热面积在双效制冷循环工作时也得以利用，从而使机组在双效制冷循环工作时的制冷量也能达到单双效复合型制冷循环工作时的制冷量。这种设置有浓溶液联通管和稀溶液联通管的新型直燃单双效复合型溴化锂吸收式冷热水机组，主要用于满足热源热水温度较低，且要求机组在没有热水、单独燃烧燃料运行时的制冷量也需达到额定制冷量的应用要求，而不需按照额定制冷量加大双效蒸发器和双效吸收器的换热面积。

机组燃烧燃料供热运行时，溶液切换阀和蒸汽切换阀开启，浓溶液截止阀和稀溶液截止阀关闭，热水发生器换热管内无热水流通（外部热源热水直接送入供热系统供热，或送入热交换器换热后提供供热热水），冷剂泵及单效溶液泵停转。溶液循环流程为：双效吸收器→双效溶液泵→低温热交换器→高温热交换器→直燃高压发生器→双效吸收器，高、低温热交换器仅作为稀溶液流通通道。直燃高压发生器所配燃烧器燃烧燃料提供的热量加热直燃高压发生器内的溴化锂溶液，燃烧燃料产生的烟气温度降低后从排烟管11出机组（经外接烟囱排入大气）。进出蒸发器的供热热水仅在双效蒸发器换热管内被换热管外来自直燃高压发生器的高温冷剂蒸汽加热升温，单效蒸发器仅作为热水流通通道。

机组中单效吸收器和双效吸收器的冷却水流程可采用并联流程（如图2所示），也可采用串联流程（如图3所示）。吸收器冷却水采用串联流程时，冷却水从单效吸收器进，从双效吸收器出。吸收器冷却水串联流程机组更适用于热源热水回水温度更低的机组。

取消图2、图3所示机组中的溶液切换阀、蒸汽切换阀及其连接管，机组即成为用于单独制冷的新型烟气热水补燃单双效型复合型溴化锂吸收式冷水机组。

Claims (8)

1.一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，包括直燃型高压发生器（7）、蒸发器、吸收器、蒸汽发生器（15）、热水发生器（17）、冷凝器（18）、热交换器、溶液泵和冷剂泵（35），其特征在于：所述蒸发器包括单效蒸发器（27）和双效蒸发器（3），吸收器包括单效吸收器（29）和双效吸收器（4）；单效蒸发器（27）和单效吸收器（29）设置在一个腔室内，双效蒸发器（3）和双效吸收器（4）设置在另一个腔室内；单效蒸发器（27）和双效蒸发器（3）的冷水流程采用串联流程，冷水从单效蒸发器（27）进，从双效蒸发器（3）出。

2.根据权利要求1所述的一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：在双效吸收器进液管（10）和单效吸收器进液管（21）之间设有浓溶液联通管（19），浓溶液联通管（19）上设有浓溶液截止阀（20）；在双效吸收器液囊和单效吸收器液囊之间设有稀溶液联通管（30），稀溶液联通管（30）上设有稀溶液截止阀（33）。

3.根据权利要求1所述的一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述双效蒸发器（3）、双效吸收器（4）、单效蒸发器（27）及单效吸收器（29）四部件的换热管束设置在同一蒸发吸收器筒体（1）内。

4.根据权利要求2所述的一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述双效蒸发器（3）、双效吸收器（4）、单效蒸发器（27）及单效吸收器（29）四部件的换热管束设置在同一蒸发吸收器筒体（1）内。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：所述蒸汽发生器（15）、热水发生器（17）及冷凝器（18）三部件的换热管束呈左中右布置形式设置在同一低发冷凝器筒体（14）内，低发冷凝器筒体（14）中设有分隔板（16），用于分隔双效循环溶液和单效循环溶液。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：在高发出液管（8）与双效吸收器（4）之间的管路上装有溶液切换阀（9）；在冷剂蒸汽管（12）与双效蒸发器（3）之间的管路上装有蒸汽切换阀（13）。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：单效吸收器（29）和双效吸收器（4）的冷却水流程采用并联流程。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种热水直燃单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组，其特征在于：单效吸收器（29）和双效吸收器（4）的冷却水流程采用串联流程，冷却水从单效吸收器（29）进，从双效吸收器（4）出。

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