專利名稱：高效能雙效冷卻器加熱器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生熱水的系統(tǒng)。本發(fā)明涉及一種用于同時(shí)獲得熱流體和制冷效果的系統(tǒng)，與現(xiàn)有的蒸汽吸收式冷卻器-加熱器裝置相比，該系統(tǒng)具有更高的效率。說(shuō)明書(shū)中所用術(shù)語(yǔ)的定義說(shuō)明書(shū)中所用到的“熱回收器”這一術(shù)語(yǔ)是指設(shè)計(jì)成用于從熱輸入獲得否則將被浪費(fèi)掉的廢熱/余熱的設(shè)備。
背景技術(shù)：
許多工業(yè)過(guò)程需要60-80°C范圍內(nèi)的熱水來(lái)進(jìn)行供熱/加熱方面的應(yīng)用，像汽車工業(yè)中的噴漆間、造紙工業(yè)、食品工業(yè)、旅店等。在供熱/加熱應(yīng)用期間消耗大量的能量，這增加了過(guò)程的操作成本。通常，用于加熱水的能量源是礦物燃料，包括天然氣、液化石油氣、 油或者固體燃料。這些燃料可以直接地被消耗或者通過(guò)使用源自于上面提到的能量源的電而被消耗?？蛇x擇地，可以使用太陽(yáng)能、熱泵、熱水熱回收或地?zé)峁醽?lái)產(chǎn)生熱水。由此產(chǎn)生的熱水被送到應(yīng)用場(chǎng)所，熱水在應(yīng)用場(chǎng)所放熱并然后被再循環(huán)到熱水生產(chǎn)系統(tǒng)。這些工業(yè)通常還需要用于各種工藝應(yīng)用的冷卻水/制冷。制冷通常用于工業(yè)中以液化諸如氧氣、氮?dú)?、丙烷和甲烷之類的氣體；用于壓縮空氣凈化中以從壓縮空氣中冷凝水蒸汽來(lái)降低其含濕量；用于煉油廠、化工廠和石化廠中以保持低的工藝溫度；以及用于冶金工業(yè)中以回火鋼和刀具。工業(yè)操作中通常使用的冷卻裝置基于蒸汽壓縮或者蒸汽吸收式循環(huán)。吸收式冷卻裝置是熱驅(qū)動(dòng)的，這意味著通過(guò)供應(yīng)熱量而不是機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)所述循環(huán)。此外，用于空間調(diào)節(jié)的吸收式冷卻裝置通常是燒燃?xì)獾?，而工業(yè)設(shè)備通常是由高壓水蒸氣或廢熱驅(qū)動(dòng)的。吸收系統(tǒng)利用液體或鹽吸收工作流體的蒸汽的能力來(lái)獲得供熱和冷卻效果。蒸汽壓縮循環(huán)利用來(lái)自于機(jī)械輸入的高品位能量，而蒸汽吸收循環(huán)利用的能量輸入來(lái)自于廢熱或源于太陽(yáng)能集熱器的熱量。因此，蒸汽吸收式裝置極大地降低了操作成本， 因?yàn)樗鼈兪褂玫氖堑推肺坏膹U熱。同時(shí)，相比于蒸汽壓縮式系統(tǒng)，蒸汽吸收式系統(tǒng)使用不破壞臭氧層的制冷劑(水)且需要的電要少得多。對(duì)于可使用廢熱來(lái)產(chǎn)生水蒸氣/熱水的工業(yè)應(yīng)用，這些系統(tǒng)是更為有益的。節(jié)能意識(shí)和需要突出了對(duì)環(huán)境的關(guān)注，這增加了對(duì)于節(jié)能的供熱和冷卻系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)。人們?cè)絹?lái)越多地關(guān)注于能提供供熱和冷卻的成本節(jié)約且有效的系統(tǒng)的發(fā)展，從而降低能耗。因此，在工業(yè)應(yīng)用中，蒸汽吸收式系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式系統(tǒng)獲得更多的關(guān)注，因?yàn)樗鼈兪褂煤苌俚哪芰坎⑶沂黔h(huán)境友好的?；镜恼羝帐窖h(huán)利用兩種流體，制冷劑和吸收劑。溴化鋰(Li-Br)-水是最常用的吸收劑-制冷劑對(duì)。在吸收式循環(huán)中，低壓的制冷劑蒸汽被吸收到吸收劑中，釋放出大量的熱。液態(tài)的制冷劑/吸收劑溶液被泵送到高操作壓力的發(fā)生器中，在發(fā)生器中由燃?xì)馊紵?、水蒸氣、熱水或高溫氣體提供熱量。該熱量使得制冷劑從吸收劑中解吸出來(lái)并蒸發(fā)。這些蒸汽流向冷凝器，在冷凝器中釋放熱量，制冷劑被冷凝成液態(tài)制冷劑。該液態(tài)制冷劑然后被送到低壓蒸發(fā)器中，并在低壓蒸發(fā)器中通過(guò)從流經(jīng)蒸發(fā)器管路的冷卻水中吸收熱量而蒸發(fā)并提供冷卻效果。在解吸制冷劑蒸汽后，發(fā)生器中的吸收劑被送到吸收器，并在吸收器中與從蒸發(fā)器返回的低壓制冷劑蒸汽重新混合，重復(fù)上述循環(huán)。這些系統(tǒng)利用諸如水蒸氣、熱水或離開(kāi)鍋爐、渦輪機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)的高溫氣體之類的熱源。蒸汽吸收式冷卻器加熱器裝置是一種能夠使用蒸汽吸收技術(shù)以同時(shí)獲得熱水和制冷效果的系統(tǒng)。由于嚴(yán)格的污染控制法規(guī)，冷卻器加熱器裝置在工業(yè)中的應(yīng)用變得很重要，因?yàn)檫@一技術(shù)有助于減少排放、提高效率和限制用于冷卻的地下水的使用。已經(jīng)做了一些嘗試來(lái)提供一種同時(shí)提供加熱和制冷效果的蒸汽吸收式冷卻器加熱器。在下面的現(xiàn)有技術(shù)中列出了其中一些公開(kāi)內(nèi)容相應(yīng)地，美國(guó)專利4四0273公開(kāi)了一種利用珀耳帖效應(yīng)的冷卻器和熱泵系統(tǒng)，其中水蒸氣噴射制冷單元與冷凝器和蒸發(fā)器吸收單元相關(guān)。珀耳帖效應(yīng)吸收是通過(guò)熱電進(jìn)行的，并分別排放高溫水及強(qiáng)吸收劑液體。高壓水通過(guò)閃蒸室以轉(zhuǎn)換成水蒸氣并將其溫度及壓力值降低到水蒸氣噴射制冷單元所需的值。高溫強(qiáng)吸收劑通過(guò)熱交換器以向供給發(fā)生器的弱吸收劑回收熱量。水蒸氣噴射制冷單元單獨(dú)地排放高溫水蒸氣，該水蒸氣通過(guò)冷凝器裝置以將其狀態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)并在需要時(shí)將熱量傳遞給空間供熱回路。在同時(shí)供熱和制冷模式下，美國(guó)專利4290273A公開(kāi)的冷凝器熱泵系統(tǒng)不能產(chǎn)生工業(yè)應(yīng)用所需的溫度。美國(guó)專利 4290273A公開(kāi)的冷凝器熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且需要閥門(mén)以使用溫度傳感器使吸收劑液體流轉(zhuǎn)向。此外，美國(guó)專利4505123公開(kāi)了一種吸收式熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有密封連接的發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器，從而形成用于制冷劑和吸收劑的閉合循環(huán)。從冷凝器到蒸發(fā)器的制冷劑通道中設(shè)置有控制裝置，該控制裝置適于連續(xù)地控制液態(tài)制冷劑的溫度或流率，從而穩(wěn)定蒸發(fā)器中的溫度。美國(guó)專利4505123的控制裝置需要與制冷劑通道進(jìn)行熱交換的液態(tài)制冷劑加熱器以用來(lái)加熱制冷劑。對(duì)制冷劑加熱器的需求增加了系統(tǒng)的成本。此外，WO 1994017343公開(kāi)了一種包括蒸發(fā)器的熱泵及制冷系統(tǒng)，通過(guò)吸收器從該蒸發(fā)器回收制冷劑蒸汽，通過(guò)發(fā)生器補(bǔ)給吸收劑。另外，在發(fā)生器和蒸發(fā)器之間設(shè)置有冷凝器，以便使從發(fā)生器排出的制冷劑蒸汽在回到蒸發(fā)器之前能被冷凝。此外，該系統(tǒng)設(shè)置有位于蒸發(fā)器下游的噴射器，以便從蒸發(fā)器以及冷凝器上游回收制冷劑蒸汽，從而使所述回收的制冷劑蒸汽通過(guò)噴射器進(jìn)入冷凝器。噴射器的使用導(dǎo)致制冷劑蒸汽到吸收器的循環(huán)復(fù)雜化并且增加了系統(tǒng)的成本。WO 1994017343中公開(kāi)的系統(tǒng)不能用于產(chǎn)生用于工業(yè)應(yīng)用的高因此，需要一種減少或消除上述現(xiàn)有技術(shù)中列出的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)的蒸汽吸收式冷卻器加熱器裝置。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于產(chǎn)生熱流體以及制冷效果的吸收式冷卻器-加熱器裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種明顯減少用于同時(shí)提供加熱和制冷效果所利用的燃料量的吸收式冷卻器-加熱器裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于產(chǎn)生制冷效果的吸收式冷卻器-加熱器裝置，該裝置不使用碳氟化合物，并從而減少二氧化碳排放。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種不需要額外的電或熱輸入以產(chǎn)生制冷效果的吸收式冷卻器-加熱器裝置。本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種用于產(chǎn)生加熱和制冷效果的吸收式冷卻器-加熱器裝置，該裝置降低了總體初始資金投入。本發(fā)明還有一個(gè)目的是在部分負(fù)荷方面產(chǎn)生更好的效率及控制。發(fā)明內(nèi)容概述根據(jù)本發(fā)明，公開(kāi)了一種用于供熱和制冷的吸收式冷卻器-加熱器裝置，所述裝置包括高溫發(fā)生器、熱水熱交換器、高溫?zé)峤粨Q器、低溫發(fā)生器、低溫?zé)峤粨Q器、回收熱交換器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器，并可選地包括熱回收器；其特征在于■高溫發(fā)生器選擇性地連接成與第一組設(shè)備連通，該第一組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)熱水熱交換器、高溫?zé)峤粨Q器、低溫發(fā)生器和熱回收器；(ii)熱水熱交換器、高溫?zé)峤粨Q器和低溫發(fā)生器；■熱水熱交換器可操作地連接成與從高溫發(fā)生器和回收熱交換器中選取的一組設(shè)備連通，該熱水熱交換器通過(guò)回收熱交換器可操作地連接到至少一個(gè)從包括冷凝器和蒸發(fā)器的設(shè)備集合中選出的設(shè)備；■高溫?zé)峤粨Q器選擇性地連接成與第二組設(shè)備連通，該第二組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)高溫發(fā)生器、低溫發(fā)生器和低溫?zé)峤粨Q器；(ii)高溫發(fā)生器、低溫發(fā)生器、低溫?zé)峤粨Q器和回收熱交換器；(iii)高溫發(fā)生器、低溫?zé)峤粨Q器和回收熱交換器；(iv)高溫發(fā)生器、低溫?zé)峤粨Q器和吸收器；■低溫發(fā)生器選擇性地連接成與第三組設(shè)備連通，該第三組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)高溫發(fā)生器、高溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器和回收熱交換器；( ) 高溫發(fā)生器、低溫?zé)峤粨Q器和回收熱交換器；■低溫?zé)峤粨Q器可操作地連接成與低溫發(fā)生器、高溫?zé)峤粨Q器和吸收器連通；■回收熱交換器選擇性地連接成與第四組設(shè)備連通，該第四組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)低溫發(fā)生器、熱水熱交換器、吸收器、冷凝器和熱回收器；(ii)低溫發(fā)生器、熱水熱交換器、吸收器、冷凝器和高溫?zé)峤粨Q器；(iii)低溫發(fā)生器、熱水熱交換器、吸收器和冷凝器；■熱回收器可操作地連接成與回收熱交換器和高溫發(fā)生器連通；■冷凝器可操作地連接成與回收熱交換器、吸收器和蒸發(fā)器連通；■蒸發(fā)器可操作地連接成與冷凝器連通；■吸收器選擇性地連接成與第五組設(shè)備連通，該第五組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)冷凝器、低溫?zé)峤粨Q器和回收熱交換器；(ii)冷凝器、低溫?zé)峤粨Q器、回收熱交換器和高溫?zé)峤粨Q器。典型地，根據(jù)本發(fā)明，所述用于供熱和制冷的裝置包括 高溫發(fā)生器，該高溫發(fā)生器用來(lái)從高溫?zé)峤粨Q器接收濃度介于50-62%之間的加熱的吸收劑溶液；適于使用溫度介于130-220°C之間的熱輸入煮沸吸收劑溶液；用來(lái)提供被輸送到高溫?zé)峤粨Q器的濃度介于57-64%之間的加熱的吸收劑溶液和被輸送到熱水熱交換器和低溫發(fā)生器的制冷劑蒸汽； 熱水熱交換器，該熱水熱交換器用來(lái)從高溫發(fā)生器接收一部分制冷劑蒸汽； 適于由此向水傳遞熱量；用來(lái)提供溫度介于45-95°C之間的熱水；使制冷劑蒸汽冷凝以形成制冷劑冷凝液，所述冷凝液將經(jīng)由回收熱交換器循環(huán)到至少一個(gè)從包括冷凝器和蒸發(fā)器的設(shè)備集合中選出的設(shè)備； 高溫?zé)峤粨Q器，該高溫?zé)峤粨Q器用來(lái)從至少一個(gè)選自包括低溫?zé)峤粨Q器、回收熱交換器、低溫發(fā)生器和吸收器的集合中的設(shè)備接收濃度介于50-62%之間的從包括部分加熱的吸收劑溶液和冷卻的吸收劑溶液的集合中選出的吸收劑溶液，和從高溫發(fā)生器接收濃度介于57-64%之間的加熱的吸收劑溶液；適于在吸收劑溶液之間傳遞熱量；用來(lái)提供被送入高溫發(fā)生器中的濃度介于50-62%之間的加熱的吸收劑溶液和要通往從包括低溫發(fā)生器和低溫?zé)峤粨Q器的集合中選出的設(shè)備中的濃度介于57-64%之間的部分加熱的吸收劑溶液； 低溫發(fā)生器，該低溫發(fā)生器用來(lái)從高溫發(fā)生器接收一部分制冷劑蒸汽和從至少一個(gè)選自包括高溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器和回收熱交換器的集合中的設(shè)備接收濃度介于50-62%之間的部分加熱的吸收劑溶液；適于使用來(lái)自制冷劑蒸汽的熱量來(lái)煮沸吸收劑溶液；用來(lái)提供通往至少一個(gè)從包括低溫?zé)峤粨Q器和高溫?zé)峤粨Q器的集合中選出的設(shè)備中的濃度介于57-64%之間的加熱的吸收劑溶液；所述制冷劑蒸汽變成制冷劑冷凝液，該制冷劑冷凝液被送入回收熱交換器； 低溫?zé)峤粨Q器，該低溫?zé)峤粨Q器用來(lái)從吸收器接收濃度介于50-57%之間的冷卻的吸收劑溶液和從至少一個(gè)選自包括低溫發(fā)生器和高溫?zé)峤粨Q器的集合中的設(shè)備接收濃度介于62-64%之間的加熱的吸收劑溶液；適于在吸收劑溶液之間傳遞熱量；用來(lái)提供在吸收器中噴淋的濃度介于62-64%之間的冷卻的吸收劑溶液和被送入至少一個(gè)從包括低溫發(fā)生器和高溫?zé)峤粨Q器的集合中選取的設(shè)備中的濃度介于50-57%之間的部分加熱的吸收劑溶液； 回收熱交換器，該回收熱交換器用來(lái)從吸收器接收濃度介于50-57%之間的冷卻的吸收劑溶液和從至少一個(gè)選自包括低溫發(fā)生器和熱水熱交換器的集合中的設(shè)備接收制冷劑冷凝液；適于從制冷劑冷凝液向吸收劑溶液提取熱量，冷卻的制冷劑冷凝液被送入冷凝器；提供濃度介于50-57%之間的部分加熱的吸收劑溶液，該吸收劑溶液被送入至少一個(gè)從包括高溫?zé)峤粨Q器和低溫發(fā)生器的集合中選取的設(shè)備中； 冷凝器，該冷凝器用來(lái)從回收熱交換器接收冷卻的制冷劑冷凝液和從吸收器接收冷卻水；適于進(jìn)一步冷凝冷卻的制冷劑冷凝液；用來(lái)提供進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑；眷蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器與吸收器配合；適于從冷凝器接收進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑和溫度介于10-20°C之間的水，所述進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑從水中吸收熱量并變成制冷劑蒸汽，從而提供溫度介于0-10°C之間的冷卻水；和眷吸收器，該吸收器與蒸發(fā)器配合以接收制冷劑蒸汽，在該吸收器中噴淋濃度介于62-64%之間的冷卻的吸收劑溶液，該吸收器適于吸收制冷劑蒸汽，使吸收劑溶液稀釋， 從而成為濃度介于50-57 %之間的冷卻的吸收劑溶液，該吸收劑溶液被循環(huán)到至少一個(gè)從包括低溫?zé)峤粨Q器、回收熱交換器和高溫?zé)峤粨Q器的集合中選取的設(shè)備中，冷卻水循環(huán)通過(guò)吸收器以除去稀釋熱。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，所述裝置包括熱回收器，該熱回收器用來(lái)從回收熱交換器接收濃度介于50-57%之間的部分加熱的吸收劑溶液和從高溫發(fā)生器接收所使用的熱輸入；適于從熱輸入向部分加熱的吸收劑溶液提取余熱；用來(lái)提供被送入高溫發(fā)生器中的濃度介于50-57%之間的加熱的吸收劑溶液。典型地，根據(jù)本發(fā)明，回收熱交換器是至少一個(gè)從包括排放熱交換器和熱回收熱交換器的設(shè)備集合中選出的設(shè)備?？蛇x擇地，根據(jù)本發(fā)明，回收熱交換器可操作地連接到熱水熱交換器以用于接收制冷劑冷凝液。典型地，根據(jù)本發(fā)明，制冷劑-吸收劑對(duì)是水-溴化鋰(Li-Br)。根據(jù)本發(fā)明，熱輸入從包括水蒸氣、燃料和廢氣的集合中選取。根據(jù)本發(fā)明，公開(kāi)了一種用于使用吸收式冷卻器-加熱器裝置來(lái)制冷和供熱的方法，所述方法包括以下步驟■在高溫發(fā)生器中使用溫度介于130-220°C之間的熱輸入來(lái)煮沸濃度介于 50-62%之間的加熱的吸收劑溶液，提供濃度介于57-64%之間的加熱的第一吸收劑溶液并排出制冷劑蒸汽；■在熱水熱交換器中接收一部分制冷劑蒸汽以用于加熱水，并提供溫度介于 45-95 °C之間的熱水，所述制冷劑蒸汽冷凝成制冷劑冷凝液；■在高溫?zé)峤粨Q器中從離開(kāi)高溫發(fā)生器的加熱的第一吸收劑溶液中提取熱量，提供濃度介于57-64%之間的部分加熱的第一吸收劑溶液；■在低溫發(fā)生器中使用來(lái)自高溫發(fā)生器的一部分制冷劑蒸汽濃縮濃度介于 50-62%之間的部分加熱的吸收劑溶液，提供濃度介于57-64%之間的加熱的第二吸收劑溶液，所述制冷劑蒸汽在所述過(guò)程中冷凝；■在低溫?zé)峤粨Q器中從離開(kāi)低溫發(fā)生器的加熱的第二吸收劑溶液中傳輸熱量，提供濃度介于57-64%之間的冷卻的第二吸收劑溶液；■在回收熱交換器中從離開(kāi)熱水熱交換器和低溫發(fā)生器的制冷劑冷凝液中提取熱量，提供冷卻的制冷劑冷凝液，所述回收熱交換器包括至少一個(gè)從排放熱交換器和熱回收熱交換器中選出的設(shè)備；■在冷凝器中接收冷卻的制冷劑冷凝液以進(jìn)一步冷凝，通過(guò)向循環(huán)通過(guò)冷凝器的冷卻水提供熱量，提供進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑；■使溫度介于10-20°C之間的水傳送通過(guò)蒸發(fā)器，在該蒸發(fā)器中，進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑從該水吸收熱量以形成制冷劑蒸汽，提供溫度介于0-10°C之間的冷卻水；■在吸收器中吸收蒸發(fā)器中釋放出的制冷劑蒸汽，該吸收器接收濃度介于 62-64%之間的冷卻的吸收劑溶液，所述吸收導(dǎo)致吸收劑溶液的濃度被稀釋至50-57 %，通過(guò)使冷卻水傳送通過(guò)吸收器而除去該過(guò)程中產(chǎn)生的稀釋熱；■在至少一個(gè)從包括低溫?zé)峤粨Q器、回收熱交換器和高溫?zé)峤粨Q器的集合中選出的設(shè)備中加熱濃度介于50-57%之間的吸收劑溶液，提供濃度介于50-57%之間的加熱的吸收劑溶液；■在至少一個(gè)從包括低溫發(fā)生器和高溫發(fā)生器的集合中選出的設(shè)備中濃縮加熱的吸收劑溶液。典型地，根據(jù)本發(fā)明，用于制冷和供熱的該方法包括在高溫?zé)峤粨Q器中從加熱的第一吸收劑溶液向加熱的第二吸收劑溶液傳遞熱量的步驟。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，用于制冷和供熱的該方法包括在低溫發(fā)生器中濃縮濃度介于57-62%之間的部分加熱的第一吸收劑溶液的步驟。典型地，根據(jù)本發(fā)明，用于制冷和供熱的該方法包括在高溫發(fā)生器中煮沸濃度介于57-62%之間的加熱的第二吸收劑溶液的步驟。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，用于制冷和供熱的該方法包括在低溫?zé)峤粨Q器中從部分加熱的第一吸收劑溶液中提取熱量的步驟。根據(jù)本發(fā)明，用于制冷和供熱的該方法包括在熱回收器中從所使用的熱輸入中提取余熱來(lái)用于加熱離開(kāi)吸收器的吸收劑溶液的步驟。可選擇地，根據(jù)本發(fā)明，用于制冷和供熱的該方法包括在熱回收熱交換器中從離開(kāi)熱水熱交換器的制冷劑冷凝液中提取熱量的步驟。


現(xiàn)參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中圖1示出傳統(tǒng)的吸收式冷卻器-加熱器裝置；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的替換實(shí)施例；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的另一實(shí)施例；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的再一實(shí)施例；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的又一實(shí)施例；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，這些附圖不對(duì)本發(fā)明的范圍和范疇構(gòu)成限制。所提供的描述完全作為示例并且是說(shuō)明性的。如圖1中附圖標(biāo)記10所示的傳統(tǒng)的蒸汽吸收式冷卻器-加熱器裝置是具有同時(shí)但又獨(dú)立操作的冷卻器和加熱器的雙效蒸汽吸收式機(jī)器，該吸收式冷卻器-加熱器裝置10 包括高溫發(fā)生器12、熱水熱交換器14、高溫?zé)峤粨Q器16、低溫發(fā)生器20、低溫?zé)峤粨Q器 18、排放熱交換器22、冷凝器24、蒸發(fā)器26、吸收器觀和熱回收器30。在高溫發(fā)生器12 中設(shè)置有熱輸入32，該熱輸入必須獨(dú)立地滿足冷負(fù)荷和熱負(fù)荷。吸收劑溶液循環(huán)通過(guò)裝置 10。離開(kāi)吸收器觀的稀釋的吸收劑溶液循環(huán)通過(guò)選自低溫?zé)峤粨Q器18、高溫?zé)峤粨Q器16、 排放熱交換器22和熱回收器30的一系列設(shè)備。該吸收劑溶液然后選擇性地在高溫發(fā)生器 12和低溫發(fā)生器20中濃縮。當(dāng)在吸收器觀中噴淋濃縮的吸收劑溶液之前，離開(kāi)高溫發(fā)生器12和低溫發(fā)生器20的濃縮的吸收劑溶液攜帶的熱量被用于加熱在低溫?zé)峤粨Q器18和高溫?zé)峤粨Q器16中的稀釋的吸收劑溶液。在高溫發(fā)生器12中，當(dāng)濃縮稀釋的吸收劑溶液時(shí)，制冷劑蒸發(fā)形成制冷劑蒸汽， 大部分該制冷劑蒸汽被用于低溫發(fā)生器20中，經(jīng)由管路3 接收，以用于進(jìn)一步濃縮從高溫發(fā)生器12中來(lái)的濃縮的吸收劑溶液。制冷劑蒸汽在低溫發(fā)生器20中冷凝，來(lái)自制冷劑冷凝液的熱量在排放熱交換器22中被提取到從吸收器觀來(lái)的稀釋的吸收劑溶液中，其中， 在該排放熱交換器22中，制冷劑冷凝液仍處于冷凝狀態(tài)。制冷劑冷凝液被送入冷凝器M， 該制冷劑通過(guò)向經(jīng)管路40循環(huán)通過(guò)冷凝器的冷卻水傳熱而進(jìn)一步冷凝。該進(jìn)一步冷凝的制冷劑然后在蒸發(fā)器26中噴淋，在該蒸發(fā)器沈中，冷水通過(guò)管路38傳送通過(guò)蒸發(fā)器管道， 該進(jìn)一步冷凝的制冷劑從該冷水吸收熱量以產(chǎn)生制冷劑蒸汽并提供冷卻水。在裝置10中， 吸收器觀與蒸發(fā)器26配合以接收制冷劑蒸汽。在吸收器觀中噴淋的濃縮的吸收劑溶液吸收蒸發(fā)器26中排出的制冷劑蒸汽并轉(zhuǎn)變成稀釋的吸收劑溶液，該稀釋的吸收劑溶液隨后從吸收器觀中排出。該吸收過(guò)程中產(chǎn)生稀釋熱，該稀釋熱由吸收器觀中通過(guò)管路40循環(huán)的冷卻水除去；使用制冷劑泵通過(guò)管路42在蒸發(fā)器沈中不斷噴淋制冷劑。標(biāo)稱量的在高溫發(fā)生器12中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽通過(guò)管路34b接收而被送入熱水熱交換器14的殼體側(cè)，其中該制冷劑蒸汽中的熱量被傳遞到通過(guò)熱交換器管道36循環(huán)的水中以提供熱水。在熱水熱交換器14中產(chǎn)生的制冷劑冷凝液返回到高溫發(fā)生器12中，這因此需要過(guò)量的熱輸入32以用于提供與熱水熱交換器14所需熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)臒崃俊鹘y(tǒng)的吸收式冷卻器-加熱器裝置10可主要用于通過(guò)將制冷劑蒸汽直接從高溫發(fā)生器12送入熱水熱交換器14來(lái)供熱，這意味著高溫發(fā)生器12中提供的熱輸入32必須獨(dú)立地滿足制冷負(fù)荷和熱負(fù)荷。因此，當(dāng)操作傳統(tǒng)的吸收式冷卻器-加熱器裝置10時(shí)，需要大量的燃料燃燒以同時(shí)供熱和制冷，因此該裝置10是不經(jīng)濟(jì)的。下面通過(guò)例舉各種可能的實(shí)施例來(lái)討論本發(fā)明。本發(fā)明設(shè)想一種用于供熱和制冷的高效的吸收式冷卻器-加熱器裝置，該裝置智能化地利用在其中的能量從而減少能量損耗，并因此與傳統(tǒng)的吸收式冷卻器-加熱器裝置10相比大約節(jié)約了 30-40%的燃料，另外， 本發(fā)明的裝置在制冷循環(huán)中不使用碳氟化合物，這有助于減少二氧化碳的排放。參照?qǐng)D2至7，示出了根據(jù)本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置。該裝置包括高溫發(fā)生器102、熱水熱交換器104、高溫?zé)峤粨Q器106、低溫發(fā)生器110、低溫?zé)峤粨Q器108、回收熱交換器112、冷凝器114、蒸發(fā)器116和吸收器118，并可選地包括熱回收器120。在如圖2至7所示的本發(fā)明的各種實(shí)施例中，該裝置的多個(gè)部件是選擇性地布置的。高溫發(fā)生器102連接成與第一組設(shè)備連通，該第一組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)熱水熱交換器104、高溫?zé)峤粨Q器106、低溫發(fā)生器110和熱回收器120 ； ( )熱水熱交換器104、高溫?zé)峤粨Q器106和低溫發(fā)生器110。熱水熱交換器104可操作地連接成與高溫發(fā)生器102和回收熱交換器112連通，其中該熱水熱交換器104通過(guò)回收熱交換器112可操作地連接到至少一個(gè)從包括冷凝器114和蒸發(fā)器116的設(shè)備集合中選出的設(shè)備。高溫?zé)峤粨Q器106連接成與第二組設(shè)備連通，該第二組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)高溫發(fā)生器102、低溫發(fā)生器110和低溫?zé)峤粨Q器108 ； (ii)高溫發(fā)生器 102、低溫發(fā)生器110、低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112 ； (iii)高溫發(fā)生器102、低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112 ； (iv)高溫發(fā)生器102、低溫?zé)峤粨Q器108和吸收器118。 低溫發(fā)生器110連接成與第三組設(shè)備連通，該第三組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)高溫發(fā)生器102、高溫?zé)峤粨Q器106、低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112 ； (ii) 高溫發(fā)生器102、回收熱交換器112和低溫?zé)峤粨Q器108。低溫?zé)峤粨Q器108可操作地連接成與低溫發(fā)生器110、高溫?zé)峤粨Q器106和吸收器118連通。包括至少一個(gè)從排放熱交換器和熱回收熱交換器中選取的設(shè)備的回收熱交換器112連接成與第四組設(shè)備連通，該第四組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)低溫發(fā)生器110、熱水熱交換器104、吸收器 118、冷凝器114和熱回收器120 ； (ii)低溫發(fā)生器110、熱水熱交換器104、吸收器118、冷凝器114和高溫?zé)峤粨Q器106 ； (iii)低溫發(fā)生器110、熱水熱交換器104、吸收器118和冷凝器114。熱回收器120可操作地連接成與回收熱交換器112和高溫發(fā)生器102連通。冷凝器114可操作地連接成與回收熱交換器112、吸收器118和蒸發(fā)器116連通。蒸發(fā)器116可操作地連接成與冷凝器114連通。吸收器118連接成與第五組設(shè)備連通，該第五組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)冷凝器114、低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112 ； ( )冷凝器114、低溫?zé)峤粨Q器108、回收熱交換器112和高溫?zé)峤粨Q器106。吸收器118從低溫?zé)峤粨Q器108中接收濃度介于62_64%之間的濃縮的吸收劑溶液，該吸收器118在裝置中與蒸發(fā)器116相配合。蒸發(fā)器116從冷凝器114中接收冷凝的制冷劑，溫度介于10-20°C之間的水通過(guò)蒸發(fā)器管道循環(huán)，該管道總體用附圖標(biāo)記1 表示。 在該裝置操作中，使用泵向蒸發(fā)器116噴淋制冷劑，總體用管路132表示。冷凝的制冷劑從循環(huán)水中提取熱量以形成制冷劑蒸汽，最終將水冷卻到溫度介于0-10°C之間來(lái)制冷。這樣產(chǎn)生的制冷劑蒸汽被送入吸收器118，并在其中被濃縮的吸收劑溶液吸收。由于吸收了制冷劑蒸汽，濃縮的吸收劑溶液的濃度被稀釋到50-57%并釋放出稀釋熱。該稀釋熱被通過(guò)吸收器管道循環(huán)的溫度介于25-40°C之間的冷卻水除去，該吸收器管道總體用附圖標(biāo)記130表示。濃度介于50-57%之間的稀釋的吸收劑溶液從吸收器118排出。本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置中使用的吸收劑對(duì)典型地是水-溴化鋰(Li-Br)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例總體用附圖標(biāo)記100表示。從吸收器118排出的濃度介于50-57%之間的稀釋的吸收劑溶液分為兩支，第一支流被泵送入低溫?zé)峤粨Q器108，第二支流被泵送入回收熱交換器112。第一支流和第二支流的體積可以相等或不同。在低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112中被部分加熱后，該稀釋的吸收劑溶液再被加熱。被部分加熱的第一支流進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器 106，第二支流被熱回收器120接收，由此，這兩支流在獲得熱量后混合，加熱的稀釋的吸收劑溶液被送入高溫發(fā)生器102。高溫發(fā)生器102配置有適于煮沸加熱的稀釋的制冷劑吸收劑溶液的熱輸入，該熱輸入總體用附圖標(biāo)記122表示。典型地從水蒸氣、廢氣或燃料燃燒中選取的該熱輸入的溫度介于130-220°C之間。通過(guò)管路122接收在高溫發(fā)生器102中的熱輸入將濃度介于 50-57%之間的稀釋的吸收劑溶液煮沸，以便由于該稀釋的吸收劑溶液中的制冷劑的蒸發(fā)而提供部分濃縮的加熱的吸收劑溶液。從高溫發(fā)生器102中來(lái)的加熱的吸收劑溶液被送入高溫?zé)峤粨Q器106，并在其中將熱量傳遞給循環(huán)通過(guò)其中的稀釋的部分加熱的吸收劑溶液。 高溫發(fā)生器102中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽被用作用于供熱和制冷的熱源?？傮w用附圖標(biāo)記12 表示的一部分制冷劑蒸汽通往低溫發(fā)生器110以使部分濃縮的吸收劑溶液進(jìn)一步濃縮，總體用附圖標(biāo)記124b表示的一部分制冷劑蒸汽通往熱水熱交換器104以用于提供可供工業(yè)應(yīng)用使用的熱水。在熱水熱交換器104中，溫度介于 40-90°C之間的水通過(guò)總體用附圖標(biāo)記1 表示的熱交換器管道循環(huán)，從制冷劑蒸汽中提取熱量變成溫度介于45-95°C之間的熱水。該制冷劑蒸汽冷凝以提供第一制冷劑冷凝液流， 該第一制冷劑冷凝液流從熱水熱交換器104底部排出并被收集。
部分濃縮的加熱的吸收劑溶液在高溫?zé)峤粨Q器106中失去熱量以變成部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液后被低溫發(fā)生器110接收以用于進(jìn)一步濃縮。在低溫發(fā)生器110 中，提取制冷劑蒸汽中的熱量來(lái)進(jìn)一步濃縮所述部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液，以便提供濃度介于62-64%之間的濃縮的加熱的吸收劑溶液。該制冷劑蒸汽冷凝以提供第二制冷劑冷凝液流，該第二制冷劑冷凝液流從低溫發(fā)生器110排出并與來(lái)自熱水熱交換器104 的第一制冷劑冷凝液流混合。該制冷劑冷凝液的混合物被送入回收熱交換器112以用于從中提取熱量。在附加的實(shí)施例(未示出)中，離開(kāi)熱水熱交換器的第一制冷劑冷凝液流通過(guò)熱回收熱交換器循環(huán)，從中提取熱量并將冷卻的冷凝液送入至少一個(gè)從冷凝器114和蒸發(fā)器 116中選出的設(shè)備。此外，離開(kāi)低溫發(fā)生器110的第二制冷劑冷凝液流循環(huán)通過(guò)排放熱交換器，從中提取熱量并將冷卻的冷凝液送入冷凝器114。從低溫發(fā)生器110來(lái)的濃度介于62-64%之間的濃縮的加熱的吸收劑溶液通過(guò)低溫?zé)峤粨Q器108循環(huán)，將熱量傳遞給稀釋的吸收劑溶液，從而提供濃縮的冷卻的吸收劑溶液和稀釋的部分加熱的吸收劑溶液。該冷卻的濃縮的吸收劑溶液在吸收器118中噴淋。循環(huán)通過(guò)回收熱交換器112的制冷劑冷凝液將熱量傳遞給稀釋的吸收劑溶液以變成冷卻的制冷劑冷凝液。該冷卻的制冷劑冷凝液被送入冷凝器114以進(jìn)一步冷凝?；厥諢峤粨Q器112有助于減少冷凝器114的負(fù)荷。稀釋的吸收劑溶液被部分加熱并被送入熱回收器120以進(jìn)一步加熱。冷凝器114設(shè)置成與吸收器118連通以通過(guò)管路130接收冷卻水。 冷卻的制冷劑冷凝液通過(guò)向循環(huán)的冷卻水傳遞熱量而在冷凝器114中進(jìn)一步冷凝，以提供在蒸發(fā)器116中噴淋的進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑，從而完成一個(gè)循環(huán)。只有當(dāng)熱輸入是水蒸氣時(shí)才設(shè)置熱回收器120。熱回收器120設(shè)置成與回收熱交換器112和高溫發(fā)生器102連通，以接收稀釋的部分加熱的吸收劑溶液和通過(guò)管路122接收所使用的熱輸入。在熱回收器120中提取來(lái)自熱輸入(即，水蒸氣)的余熱，以提供稀釋的加熱的吸收劑溶液，該吸收劑溶液被送入高溫發(fā)生器102中。由此產(chǎn)生的水蒸氣冷凝液被排出。圖2至7示出的本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的各種實(shí)施例的不同之處在于從吸收器118中來(lái)的稀釋的吸收劑溶液通過(guò)低溫?zé)峤粨Q器108、高溫?zé)峤粨Q器106、回收熱交換器112、熱回收器120、高溫發(fā)生器102和低溫發(fā)生器110而被加熱和濃縮的方式不同。參照?qǐng)D3，示出了不具有圖2中所示的熱回收器120的吸收式冷卻器-加熱器裝置，該實(shí)施例在圖3中用附圖標(biāo)記200表示。在本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的實(shí)施例200中，從吸收器118排出的濃度介于50-57%之間的稀釋的吸收劑溶液分為兩支，第一支流被泵送入低溫?zé)峤粨Q器108，第二支流被泵送入回收熱交換器112。第一支流和第二支流的體積可以相等或不同。在低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112中被部分加熱后， 該稀釋的部分加熱的吸收劑溶液的第一支流和第二支流混合，該混合物被送入高溫?zé)峤粨Q器106。稀釋的部分加熱的吸收劑溶液在高溫?zé)峤粨Q器106中得到熱量，以形成稀釋的加熱的吸收劑，該稀釋的加熱的吸收劑被送入高溫發(fā)生器102中以進(jìn)一步濃縮。在高溫發(fā)生器102中產(chǎn)生的部分濃縮的加熱的吸收劑溶液循環(huán)通過(guò)高溫?zé)峤粨Q器106，從而將熱量傳遞給稀釋的部分加熱的吸收劑溶液，以形成部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液。該部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液被送入低溫發(fā)生器110中，通過(guò)從自高溫發(fā)生器102接收的制冷劑蒸汽中提取熱量，該部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液被進(jìn)一步濃縮以提供濃度介于62-64%之間的濃縮的加熱的吸收劑溶液。當(dāng)在吸收器118中噴淋之前，該濃縮的加熱吸收劑溶液在低溫?zé)峤粨Q器108中冷卻，從而完成制冷循環(huán)。參照?qǐng)D4，示出了本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的另一實(shí)施例，其中不具有圖2中所示的熱回收器120，稀釋的吸收劑溶液首先在低溫發(fā)生器110中濃縮，該實(shí)施例在圖4中用附圖標(biāo)記300表示。在本發(fā)明的冷卻器-加熱器裝置的實(shí)施例300中，從吸收器 118排出的濃度介于50-57%之間的稀釋的吸收劑溶液分為兩支，第一支流被泵送入低溫?zé)峤粨Q器108，第二支流被泵送入回收熱交換器112。第一支流和第二支流的體積可以相等或不同。在低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112中被部分加熱后，該稀釋的部分加熱的吸收劑溶液的第一支流和第二支流混合。濃度介于50-57%之間的稀釋的部分加熱的吸收劑溶液被送入低溫發(fā)生器110中，通過(guò)從自高溫發(fā)生器102接收的制冷劑蒸汽中提取熱量， 該稀釋的部分加熱的吸收劑溶液被濃縮，以形成部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液。該部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液經(jīng)由高溫?zé)峤粨Q器106被送入高溫發(fā)生器102中，部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液在高溫?zé)峤粨Q器106中得到熱量，以變成部分濃縮的加熱的吸收劑溶液，該溶液被送入高溫發(fā)生器102中以進(jìn)一步濃縮。使用熱輸入122將部分濃縮的加熱的吸收劑溶液在高溫發(fā)生器102中煮沸，以提供濃度介于62-64%之間的濃縮的加熱的吸收劑溶液和制冷劑蒸汽。該濃縮的加熱的吸收劑溶液循環(huán)通過(guò)高溫?zé)峤粨Q器106，從中傳遞出熱量以變成濃縮的部分加熱的吸收劑溶液。 該濃縮的部分加熱的吸收劑溶液在低溫?zé)峤粨Q器108中進(jìn)一步冷卻，將熱量傳遞給循環(huán)通過(guò)其中的稀釋的吸收劑溶液以形成濃縮的冷卻的吸收劑溶液，在吸收器118中噴淋該濃縮的冷卻的吸收劑溶液，從而完成制冷循環(huán)。參照?qǐng)D5，示出了本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的再一實(shí)施例，其中不具有圖2中所示的熱回收器120，稀釋的吸收劑溶液同時(shí)在低溫發(fā)生器110和高溫發(fā)生器102中濃縮，該實(shí)施例在圖5中用附圖標(biāo)記400表示。在本發(fā)明的冷卻器-加熱器裝置的實(shí)施例 400中，從吸收器118排出的濃度介于50-57%之間的稀釋的吸收劑溶液分為兩支，第一支流被泵送入低溫?zé)峤粨Q器108，第二支流被泵送入回收熱交換器112。第一支流和第二支流的體積可以相等或不同。在低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112中被部分加熱后，該稀釋的部分加熱的吸收劑溶液的第一支流和第二支流混合。由第一支流和第二支流組合得到的稀釋的部分加熱的吸收劑溶液分為兩部分，第一部分被直接送入低溫發(fā)生器110，第二部分經(jīng)由高溫?zé)峤粨Q器106被送入高溫發(fā)生器102。在低溫發(fā)生器110中，第一部分稀釋的部分加熱的吸收劑溶液被自高溫發(fā)生器 102接收到其中的制冷劑蒸汽濃縮，以提供濃度介于62-64%之間的濃縮的部分加熱的第一吸收劑溶液流。在高溫?zé)峤粨Q器106中，第二部分稀釋的部分加熱的吸收劑溶液得到熱量，以形成稀釋的加熱的吸收劑溶液，該溶液被送入高溫發(fā)生器102以通過(guò)熱輸入122進(jìn)行濃縮。濃縮的加熱的吸收劑溶液從高溫發(fā)生器102通往高溫?zé)峤粨Q器106，在該高溫?zé)峤粨Q器中將部分熱量傳遞給稀釋的部分加熱的吸收劑溶液，以形成濃度介于62-64%之間的濃縮的部分加熱的第二吸收劑溶液流。濃縮的部分加熱的第一和第二吸收劑溶液流混合并被送入低溫?zé)峤粨Q器108，在該低溫?zé)峤粨Q器中將剩余的熱量傳遞給稀釋的吸收劑溶液以變成濃縮的冷卻的吸收劑溶液，在吸收器118中噴淋該濃縮的冷卻的吸收劑溶液，從而完成制冷循環(huán)。參照?qǐng)D6，示出了本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的又一實(shí)施例，其中不具有圖2中所示的熱回收器120，稀釋的吸收劑溶液同時(shí)在低溫發(fā)生器110和高溫發(fā)生器102中濃縮，該實(shí)施例在圖6中用附圖標(biāo)記500表示。在本發(fā)明的冷卻器-加熱器裝置的實(shí)施例 500中，從吸收器118排出的濃度介于50-57%之間的稀釋的吸收劑溶液分為第一支流和第二支流。稀釋的吸收劑溶液的第一支流進(jìn)一步被分為兩部分，第一部分被送入低溫?zé)峤粨Q器108，第二部分被送入回收熱交換器112。稀釋的吸收劑溶液的第二支流被送入高溫?zé)峤粨Q器106。稀釋的制冷劑吸收劑溶液的第一支流的第一部分和第二部分在低溫?zé)峤粨Q器108 和回收熱交換器112中被部分加熱后混合，該混合流被送入低溫發(fā)生器110中。在低溫發(fā)生器110中，使用來(lái)自從高溫發(fā)生器102接收的制冷劑蒸汽的熱量，該稀釋的部分加熱的吸收劑溶液被濃縮至62-64%，以產(chǎn)生第一部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液。稀釋的吸收劑溶液的第二支流在高溫?zé)峤粨Q器106中獲得熱量以變成稀釋的加熱的吸收劑溶液，該稀釋的加熱的吸收劑溶液被送入高溫發(fā)生器102以用于使用熱輸入122將該稀釋的加熱的吸收劑溶液濃縮，以提供濃度介于62-64%之間的濃縮的加熱的吸收劑溶液。該濃縮的加熱的吸收劑溶液在高溫?zé)峤粨Q器106中將一部分熱量傳遞給稀釋的吸收劑溶液，以提供第二部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液。第一部分和第二部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液混合后通過(guò)低溫?zé)峤粨Q器108，在該低溫?zé)峤粨Q器中將剩余的熱量傳遞給稀釋的吸收劑溶液，以提供濃度介于62-64%之間的濃縮的冷卻的吸收劑溶液，在吸收器118中噴淋該濃縮的冷卻的吸收劑溶液，從而完成制冷循環(huán)。參照?qǐng)D7，示出了本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的再一實(shí)施例，其中不具有圖2中所示的熱回收器120，稀釋的吸收劑溶液首先在低溫發(fā)生器110中濃縮，該實(shí)施例在圖7中用附圖標(biāo)記600表示。在本發(fā)明的冷卻器-加熱器裝置的實(shí)施例600中，從吸收器 118排出的濃度介于50-57%之間的稀釋的吸收劑溶液分為兩支，第一支流被泵送入低溫?zé)峤粨Q器108，第二支流被泵送入回收熱交換器112。第一支流和第二支流的體積可以相等或不同。在低溫?zé)峤粨Q器108和回收熱交換器112中被部分加熱后，該稀釋的部分加熱的吸收劑溶液的第一支流和第二支流混合。該稀釋的部分加熱的吸收劑溶液被送入低溫發(fā)生器110，通過(guò)從自高溫發(fā)生器102接收的制冷劑蒸汽中提取熱量，該稀釋的部分加熱的吸收劑溶液被濃縮以形成部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液。低溫發(fā)生器110中產(chǎn)生的部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液被分為兩部分，第一部分被送入高溫?zé)峤粨Q器106，第二部分被送入低溫?zé)峤粨Q器108。該部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液在高溫?zé)峤粨Q器106中得到熱量，從而提供部分濃縮的加熱的吸收劑溶液， 該溶液被送入高溫發(fā)生器102。部分濃縮的加熱的吸收劑溶液在高溫發(fā)生器102中通過(guò)熱輸入122而被濃縮，以提供濃度介于62-64%之間的濃縮的加熱的吸收劑溶液。在高溫?zé)峤粨Q器106中失去部分熱量后，該濃縮的加熱的吸收劑溶液與第二部分部分濃縮的部分加熱的吸收劑溶液混合，該混合流被送入低溫?zé)峤粨Q器108，在該低溫?zé)峤粨Q器中與稀釋的吸收劑溶液交換熱量，以變成濃度介于62-64%之間的濃縮的冷卻的吸收劑溶液，在吸收器118 中噴淋該濃縮的冷卻的吸收劑溶液，從而完成制冷循環(huán)。
技術(shù)效果上述吸收式冷卻器-加熱器裝置與現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的類似產(chǎn)品相比具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括但不限于以下方面本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置使用一部分直接的用于加熱熱水的熱量來(lái)產(chǎn)生制冷效果。這樣，制冷所需的外部的熱輸入低于傳統(tǒng)的冷卻器-加熱器循環(huán)，因此本發(fā)明更高效。本發(fā)明的吸收式冷卻器-加熱器裝置的效率比傳統(tǒng)的冷卻器-加熱器裝置高出 30-40%。由于新循環(huán)所需的外部熱源的量減少了，因此高溫發(fā)生器的尺寸也減小了，從而使得成本降低。本發(fā)明還有助于獲得各種工業(yè)用途所需的冷卻水。該吸收式冷卻器-加熱器裝置還減少了二氧化碳的排放，因此是環(huán)保的。該裝置使用單一的裝置來(lái)產(chǎn)生供熱和冷卻效果。因此不需要附加的電和熱輸入或單獨(dú)的部件。對(duì)于各個(gè)物理參數(shù)、尺寸或數(shù)量，所提到的數(shù)值只是近似的，應(yīng)理解，分配給這些參數(shù)、尺寸或數(shù)量的比所述數(shù)值高/低的值也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非在說(shuō)明書(shū)中另有說(shuō)明?？紤]到可應(yīng)用本發(fā)明的原理的實(shí)施例的范圍很廣，應(yīng)該理解，所示出的實(shí)施例只是示例性的。雖然本文將相當(dāng)多的側(cè)重點(diǎn)放在了本發(fā)明的具體特征上，但是應(yīng)該理解，可以做出各種修改，并且在不脫離本發(fā)明的原理的情況下可以在優(yōu)選實(shí)施例方面做出許多變化。基于本文所公開(kāi)的內(nèi)容，具有本發(fā)明或優(yōu)選實(shí)施例的特性的這些和其他修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，因此應(yīng)該很清楚地理解，前面所描述的內(nèi)容只是對(duì)本發(fā)明的示例性說(shuō)明，并不作為限制。
權(quán)利要求
1.一種用于供熱和制冷的吸收式冷卻器-加熱器裝置，所述裝置包括高溫發(fā)生器 (102)、熱水熱交換器、高溫?zé)峤粨Q器(106)、低溫發(fā)生器(110)、低溫?zé)峤粨Q器(108)、回收熱交換器(112)、冷凝器(114)、蒸發(fā)器(116)和吸收器(118)，并可選地包括熱回收器 (120)；其特征在于■高溫發(fā)生器(10 選擇性地連接成與第一組設(shè)備連通，該第一組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)熱水熱交換器、高溫?zé)峤粨Q器(106)、低溫發(fā)生器(110)和熱回收器(120) ； (ii)熱水熱交換器、高溫?zé)峤粨Q器(106)和低溫發(fā)生器(110)；■熱水熱交換器可操作地連接成與從高溫發(fā)生器(10 和回收熱交換器(11 中選取的一組設(shè)備連通，該熱水熱交換器通過(guò)回收熱交換器(11 可操作地連接到至少一個(gè)從包括冷凝器(114)和蒸發(fā)器(116)的設(shè)備集合中選出的設(shè)備；■高溫?zé)峤粨Q器(106)選擇性地連接成與第二組設(shè)備連通，該第二組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)高溫發(fā)生器(102)、低溫發(fā)生器(110)和低溫?zé)峤粨Q器(108)； ( )高溫發(fā)生器(102)、低溫發(fā)生器(110)、低溫?zé)峤粨Q器(108)和回收熱交換器(112)； (iii)高溫發(fā)生器(102)、低溫?zé)峤粨Q器(108)和回收熱交換器(112) ； (iv)高溫發(fā)生器 (102)、低溫?zé)峤粨Q器(108)和吸收器(118)；■低溫發(fā)生器(110)選擇性地連接成與第三組設(shè)備連通，該第三組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合(i)高溫發(fā)生器(102)、高溫?zé)峤粨Q器(106)、低溫?zé)峤粨Q器(108)和回收熱交換器(112) ； (ii)高溫發(fā)生器(102)、低溫?zé)峤粨Q器(108)和回收熱交換器(112)； ■低溫?zé)峤粨Q器(108)可操作地連接成與低溫發(fā)生器(110)、高溫?zé)峤粨Q器(106)和吸收器(118)連通；■回收熱交換器(11 選擇性地連接成與第四組設(shè)備連通，該第四組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合⑴低溫發(fā)生器(110)、熱水熱交換器、吸收器(118)、冷凝器(114) 和熱回收器(120) ； (ii)低溫發(fā)生器(110)、熱水熱交換器、吸收器(118)、冷凝器(114) 和高溫?zé)峤粨Q器(106) ；(iii)低溫發(fā)生器(110)、熱水熱交換器、吸收器(118)和冷凝器 (114)；■熱回收器(120)可操作地連接成與回收熱交換器(112)和高溫發(fā)生器(102)連通； ■冷凝器(114)可操作地連接成與回收熱交換器(112)、吸收器(118)和蒸發(fā)器(116) 連通；■蒸發(fā)器(116)可操作地連接成與冷凝器(114)連通；■吸收器(118)選擇性地連接成與第五組設(shè)備連通，該第五組設(shè)備選自包括如下設(shè)備的設(shè)備組的集合⑴冷凝器(114)、低溫?zé)峤粨Q器(108)和回收熱交換器(112) ； (ii)冷凝器(114)、低溫?zé)峤粨Q器(108)、回收熱交換器(112)和高溫?zé)峤粨Q器(106)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，為了供熱和制冷，所述裝置包括 高溫發(fā)生器(102)，該高溫發(fā)生器用來(lái)從高溫?zé)峤粨Q器(106)接收濃度介于50-62%之間的加熱的吸收劑溶液；適于使用溫度介于130-220°C之間的熱輸入煮沸吸收劑溶液；用來(lái)提供被輸送到高溫?zé)峤粨Q器(106)的濃度介于57-64%之間的加熱的吸收劑溶液和被輸送到熱水熱交換器和低溫發(fā)生器(110)的制冷劑蒸汽； 熱水熱交換器，該熱水熱交換器用來(lái)從高溫發(fā)生器(10 接收一部分制冷劑蒸汽；適于由此向水傳遞熱量；用來(lái)提供溫度介于45-95°C之間的熱水；使制冷劑蒸汽冷凝以形成制冷劑冷凝液，所述冷凝液將經(jīng)由回收熱交換器(11 循環(huán)到至少一個(gè)從包括冷凝器 (114)和蒸發(fā)器(116)的設(shè)備集合中選出的設(shè)備； 高溫?zé)峤粨Q器(106)，該高溫?zé)峤粨Q器用來(lái)從至少一個(gè)選自包括低溫?zé)峤粨Q器 (108)、回收熱交換器(112)、低溫發(fā)生器(110)和吸收器(118)的集合中的設(shè)備接收濃度介于50-62%之間的從包括部分加熱的吸收劑溶液和冷卻的吸收劑溶液的集合中選出的吸收劑溶液，和從高溫發(fā)生器(102)接收濃度介于57-64%之間的加熱的吸收劑溶液；適于在吸收劑溶液之間傳遞熱量；用來(lái)提供被送入高溫發(fā)生器(102)中的濃度介于50-62%之間的加熱的吸收劑溶液和要通往從包括低溫發(fā)生器(110)和低溫?zé)峤粨Q器(108)的集合中選出的設(shè)備中的濃度介于57-64%之間的部分加熱的吸收劑溶液； 低溫發(fā)生器(110)，該低溫發(fā)生器用來(lái)從高溫發(fā)生器(10 接收一部分制冷劑蒸汽和從至少一個(gè)選自包括高溫?zé)峤粨Q器(106)、低溫?zé)峤粨Q器(108)和回收熱交換器(112)的集合中的設(shè)備接收濃度介于50-62%之間的部分加熱的吸收劑溶液；適于使用來(lái)自制冷劑蒸汽的熱量來(lái)煮沸吸收劑溶液；用來(lái)提供通往至少一個(gè)從包括低溫?zé)峤粨Q器(108)和高溫?zé)峤粨Q器(106)的集合中選出的設(shè)備中的濃度介于57-64%之間的加熱的吸收劑溶液；所述制冷劑蒸汽變成制冷劑冷凝液，該制冷劑冷凝液被送入回收熱交換器(112)； 低溫?zé)峤粨Q器(108)，該低溫?zé)峤粨Q器用來(lái)從吸收器(118)接收濃度介于50-57% 之間的冷卻的吸收劑溶液和從至少一個(gè)選自包括低溫發(fā)生器(110)和高溫?zé)峤粨Q器(106) 的集合中的設(shè)備接收濃度介于62-64%之間的加熱的吸收劑溶液；適于在吸收劑溶液之間傳遞熱量；用來(lái)提供在吸收器(118)中噴淋的濃度介于62-64%之間的冷卻的吸收劑溶液和被送入至少一個(gè)從包括低溫發(fā)生器(110)和高溫?zé)峤粨Q器(106)的集合中選取的設(shè)備中的濃度介于50-57%之間的部分加熱的吸收劑溶液； 回收熱交換器(112)，該回收熱交換器用來(lái)從吸收器(118)接收濃度介于50-57% 之間的冷卻的吸收劑溶液和從至少一個(gè)選自包括低溫發(fā)生器(110)和熱水熱交換器的集合中的設(shè)備接收制冷劑冷凝液；適于從制冷劑冷凝液向吸收劑溶液提取熱量，冷卻的制冷劑冷凝液被送入冷凝器(114)；提供濃度介于50-57%之間的部分加熱的吸收劑溶液，該吸收劑溶液被送入至少一個(gè)從包括高溫?zé)峤粨Q器(106)和低溫發(fā)生器(110)的集合中選取的設(shè)備中； 冷凝器(114)，該冷凝器用來(lái)從回收熱交換器(11 接收冷卻的制冷劑冷凝液和從吸收器(118)接收冷卻水；適于進(jìn)一步冷凝冷卻的制冷劑冷凝液；用來(lái)提供進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑；眷蒸發(fā)器(116)，該蒸發(fā)器與吸收器(118)配合；適于從冷凝器(114)接收進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑和溫度介于10-20°C之間的水，所述進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑從水中吸收熱量并變成制冷劑蒸汽，從而提供溫度介于0-10°C之間的冷卻水；和眷吸收器(118)，該吸收器與蒸發(fā)器(116)配合以接收制冷劑蒸汽，在該吸收器(118) 中噴淋濃度介于62-64%之間的冷卻的吸收劑溶液，該吸收器適于吸收制冷劑蒸汽，使吸收劑溶液稀釋，從而成為濃度介于50-57%之間的冷卻的吸收劑溶液，該吸收劑溶液被循環(huán)到至少一個(gè)從包括低溫?zé)峤粨Q器(108)、回收熱交換器(11 和高溫?zé)峤粨Q器(106)的集合中選取的設(shè)備中，冷卻水循環(huán)通過(guò)吸收器(118)以除去稀釋熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括熱回收器(120)，該熱回收器用來(lái)從回收熱交換器(11 接收濃度介于50-57%之間的部分加熱的吸收劑溶液和從高溫發(fā)生器(10 接收所使用的熱輸入；適于從熱輸入向部分加熱的吸收劑溶液提取余熱；用來(lái)提供被送入高溫發(fā)生器(102)中的濃度介于50-57%之間的加熱的吸收劑溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，回收熱交換器(112)是至少一個(gè)從包括排放熱交換器和熱回收熱交換器的設(shè)備集合中選出的設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，回收熱交換器可操作地連接到熱水熱交換器以用于接收制冷劑冷凝液。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，制冷劑-吸收劑對(duì)是水-溴化鋰(Li-Br)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，熱輸入從包括水蒸氣、燃料和廢氣的集合中選取。
8.一種用于使用吸收式冷卻器-加熱器裝置來(lái)制冷和供熱的方法，所述方法包括以下步驟■在高溫發(fā)生器(10 中使用溫度介于130-220°C之間的熱輸入來(lái)煮沸濃度介于 50-62%之間的加熱的吸收劑溶液，提供濃度介于57-64%之間的加熱的第一吸收劑溶液并排出制冷劑蒸汽；■在熱水熱交換器中接收一部分制冷劑蒸汽以用于加熱水，并提供溫度介于45-95°C 之間的熱水，所述制冷劑蒸汽冷凝成制冷劑冷凝液；■在高溫?zé)峤粨Q器(106)中從離開(kāi)高溫發(fā)生器(102)的加熱的第一吸收劑溶液中提取熱量，提供濃度介于57-64%之間的部分加熱的第一吸收劑溶液；■在低溫發(fā)生器(110)中使用來(lái)自高溫發(fā)生器(10 的一部分制冷劑蒸汽濃縮濃度介于50-62%之間的部分加熱的吸收劑溶液，提供濃度介于57-64%之間的加熱的第二吸收劑溶液，所述制冷劑蒸汽在所述過(guò)程中冷凝；■在低溫?zé)峤粨Q器(108)中從離開(kāi)低溫發(fā)生器(110)的加熱的第二吸收劑溶液中傳輸熱量，提供濃度介于57-64%之間的冷卻的第二吸收劑溶液；■在回收熱交換器(11 中從離開(kāi)熱水熱交換器和低溫發(fā)生器(110)的制冷劑冷凝液中提取熱量，提供冷卻的制冷劑冷凝液，所述回收熱交換器包括至少一個(gè)從排放熱交換器和熱回收熱交換器中選出的設(shè)備；■在冷凝器(114)中接收冷卻的制冷劑冷凝液以進(jìn)一步冷凝，通過(guò)向循環(huán)通過(guò)冷凝器的冷卻水提供熱量，提供進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑；■使溫度介于10-20°C之間的水傳送通過(guò)蒸發(fā)器(116)，在該蒸發(fā)器中，進(jìn)一步冷凝的冷卻的制冷劑從該水吸收熱量以形成制冷劑蒸汽，提供溫度介于0-10°C之間的冷卻水；■在吸收器(118)中吸收蒸發(fā)器(116)中釋放出的制冷劑蒸汽，該吸收器接收濃度介于62-64%之間的冷卻的吸收劑溶液，所述吸收導(dǎo)致吸收劑溶液的濃度被稀釋至50-57%， 通過(guò)使冷卻水傳送通過(guò)吸收器(118)而除去該過(guò)程中產(chǎn)生的稀釋熱；■在至少一個(gè)從包括低溫?zé)峤粨Q器(108)、回收熱交換器(11 和高溫?zé)峤粨Q器(106) 的集合中選出的設(shè)備中加熱濃度介于50-57%之間的吸收劑溶液，提供濃度介于50-57% 之間的加熱的吸收劑溶液；■在至少一個(gè)從包括低溫發(fā)生器(110)和高溫發(fā)生器(10 的集合中選出的設(shè)備中濃縮加熱的吸收劑溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法包括在高溫?zé)峤粨Q器(106)中從加熱的第一吸收劑溶液向加熱的第二吸收劑溶液傳遞熱量的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法包括在低溫發(fā)生器(110)中濃縮濃度介于57-62%之間的部分加熱的第一吸收劑溶液的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法包括在高溫發(fā)生器(10 中煮沸濃度介于57-62%之間的加熱的第二吸收劑溶液的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法包括在低溫?zé)峤粨Q器(108)中從部分加熱的第一吸收劑溶液中提取熱量的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法包括在熱回收器(120)中從所使用的熱輸入中提取余熱來(lái)用于加熱離開(kāi)吸收器(118)的吸收劑溶液的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法包括在熱回收熱交換器中從離開(kāi)熱水熱交換器的制冷劑冷凝液中提取熱量的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效能雙效冷卻器加熱器裝置，具體公開(kāi)了一種用于供熱和制冷的吸收式冷卻器-加熱器裝置及其方法，其通過(guò)使用蒸汽吸收循環(huán)以同時(shí)獲得熱流體和制冷效果。在本發(fā)明中，熱水熱交換器通過(guò)回收熱交換器可操作地連接到至少一個(gè)從包括冷凝器和蒸發(fā)器的設(shè)備集合中選出的設(shè)備。與現(xiàn)有的蒸汽吸收式冷卻器-加熱器裝置相比，本發(fā)明的裝置明顯減少了用于同時(shí)提供加熱和制冷效果所利用的燃料量，并且顯著減少了二氧化碳排放，因此是環(huán)境友好的。
文檔編號(hào)F25B15/06GK102192618SQ20111006332
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者B·拉達(dá)克里施南, B·潘妮賽爾凡姆, S·庫(kù)爾卡尼 申請(qǐng)人:薩曼斯有限公司