本發(fā)明涉及一種二段復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組。屬于空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷/熱泵機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱復(fù)疊式雙效機(jī)組，或機(jī)組）如圖1所示，由低壓發(fā)生器1、高壓發(fā)生器2、冷凝器3、高溫?zé)峤粨Q器4、低溫?zé)峤粨Q器5、第一吸收器6、第一蒸發(fā)器7、第二吸收器8、第二蒸發(fā)器9、第一冷劑泵10、第一溶液泵11、冷劑連通管12、循環(huán)水水泵13和控制系統(tǒng)（圖中未示出）及連接各部件的管路、閥所構(gòu)成。低溫水（制冷機(jī)組的冷水或熱泵機(jī)組的余熱水，下同）流經(jīng)第一蒸發(fā)器7降溫；中溫水（制冷機(jī)組的冷卻水或熱泵機(jī)組的熱水，下同）流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3升溫；高溫驅(qū)動(dòng)熱源流經(jīng)高壓發(fā)生器2，釋放放熱量驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)組運(yùn)行；另外還有一路循環(huán)水由循環(huán)水水泵13驅(qū)動(dòng)，在第一吸收器6和第二蒸發(fā)器9之間閉式循環(huán)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，被第一冷劑泵10抽出從第一蒸發(fā)器7頂部噴下的冷劑水吸收流經(jīng)第一蒸發(fā)器7傳熱管中低溫水的熱量，汽化后進(jìn)入第一吸收器6，被其中的溴化鋰濃溶液吸收，并釋放熱量加熱流經(jīng)第一吸收器6傳熱管中的循環(huán)水；溫度升高后的循環(huán)水被循環(huán)水水泵13送入第二蒸發(fā)器9的傳熱管中，被由第一冷劑泵10抽出后從頂部噴下的冷劑水換熱降溫，溫度降低后再重新回到第一吸收器6中吸收溶液釋放的熱量，而第二蒸發(fā)器9中的冷劑水吸收熱量后汽化并進(jìn)入第二吸收器8，被其中的溴化鋰溶液吸收；第一吸收器6和第二吸收器8中溴化鋰濃溶液吸收冷劑蒸汽后濃度變稀，被第一溶液泵11抽出并分兩路分別經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4、低溫?zé)峤粨Q器5換熱升溫后進(jìn)入高壓發(fā)生器2、低壓發(fā)生器1中。高壓發(fā)生器2中的溴化鋰稀溶液被高溫?zé)嵩醇訜釢饪s，低壓發(fā)生器1中的溴化鋰稀溶液被高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽加熱濃縮，濃縮后的溴化鋰溶液再分別經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4、低溫?zé)峤粨Q器5換熱降溫后回到第一吸收器6和第二吸收器8中吸收冷劑蒸汽；而高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽在低壓發(fā)生器1中釋放熱量后冷凝，與低壓發(fā)生器1中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽均進(jìn)入冷凝器3中被中溫水降溫冷凝，冷凝成的冷劑水返回到第二蒸發(fā)器9并通過冷劑連通管12回到第一蒸發(fā)器7中。

在復(fù)疊式雙效機(jī)組中，從流經(jīng)第一蒸發(fā)器7的低溫水中提取出的熱量是先進(jìn)入流經(jīng)第一吸收器6的閉式循環(huán)水中，然后在第二蒸發(fā)器9中再將該閉式循環(huán)水中的熱量提取出來后才能進(jìn)入流經(jīng)第二吸收器8的中溫水中。也就是說，復(fù)疊式雙效機(jī)組為了將低溫水中的熱量提取出來進(jìn)入中溫水中，除了需要消耗高溫驅(qū)動(dòng)熱能、利用溴化鋰吸收式雙效制冷原理對(duì)流經(jīng)第一蒸發(fā)器7的低溫水制冷（即提取出其中的熱量，下同）外，還同樣需要消耗高溫驅(qū)動(dòng)熱能、利用溴化鋰吸收式雙效制冷原理對(duì)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9的閉式循環(huán)水制冷。閉式循環(huán)水在第二蒸發(fā)器9中釋放的熱量（也稱制冷量）就是其在第一吸收器6中吸收的熱量，對(duì)于溴化鋰吸收式機(jī)組來說，吸收器中的換熱量大約是對(duì)應(yīng)蒸發(fā)器制冷量的1.2倍。因此，復(fù)疊式雙效機(jī)組為了將低溫水中的熱量提取出來進(jìn)入中溫水中，需要消耗高溫驅(qū)動(dòng)熱能、利用溴化鋰吸收式雙效制冷原理同時(shí)對(duì)低溫水和循環(huán)水進(jìn)行制冷，總制冷量約是低溫水熱量的2.2倍，假設(shè)溴化鋰吸收式雙效制冷機(jī)組的COP是1.4，則復(fù)疊式雙效機(jī)組的COP約是1.4÷2.2=0.636。如果要提高復(fù)疊式雙效機(jī)組的COP，一種途徑是盡可能提升雙效制冷循環(huán)的效率（即COP），如增大換熱面積來降低熱交換器的換熱端差等，還有一種途徑就是減少第二蒸發(fā)器9的制冷需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是通過減少第二蒸發(fā)器9的制冷需求，來提高復(fù)疊式雙效機(jī)組的COP。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種二段復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組，包括：低壓發(fā)生器、高壓發(fā)生器、冷凝器、高溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器、第一吸收器、第一蒸發(fā)器、第二吸收器、第二蒸發(fā)器、第一冷劑泵、第一溶液泵、第二溶液泵和冷劑連通管，第一蒸發(fā)器和第一吸收器處于一個(gè)腔體內(nèi)，并配備第一溶液泵，第二蒸發(fā)器和第二吸收器處于另一個(gè)腔體內(nèi)，并配備第二溶液泵；第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器的冷劑水由冷劑連通管連通。第一溶液泵將第一吸收器的稀溶液抽出，經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器送往高壓發(fā)生器，濃縮后的溶液再經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器回到第一吸收器。第二溶液泵將第二吸收器的稀溶液抽出，經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器送往低壓發(fā)生器，濃縮后的溶液再經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器回到第二吸收器。高壓發(fā)生器中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入低壓發(fā)生器，釋放熱量冷凝后進(jìn)入冷凝器，低壓發(fā)生器中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽也進(jìn)入冷凝器，兩路冷劑蒸汽在冷凝器中被冷凝后再回到第二蒸發(fā)器和第一蒸發(fā)器。高溫驅(qū)動(dòng)熱源流經(jīng)高壓發(fā)生器，釋放放熱量驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)組運(yùn)行；低溫水流經(jīng)第一蒸發(fā)器降溫；中溫水是分三路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器和第一吸收器先降溫后升溫，另外兩路分別流經(jīng)第二吸收器和冷凝器升溫；其也可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器和第一吸收器，另一路任意順序串聯(lián)流經(jīng)第二吸收器和冷凝器；其還可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器和第一吸收器，另一路則流經(jīng)第二吸收器和冷凝器中的任意一個(gè)，兩路水匯合后再流經(jīng)第二吸收器和冷凝器中的另一個(gè)；或者是分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器和第一吸收器后，再流經(jīng)第二吸收器和冷凝器中的任意一個(gè)，另一路則流經(jīng)第二吸收器和冷凝器中的另一個(gè)。

本發(fā)明的改進(jìn)及有益效果是：

1、與現(xiàn)有的復(fù)疊式雙效機(jī)組相比，本發(fā)明取消了閉式循環(huán)水及水泵，改為從中溫水中分出一路來替代該閉式循環(huán)水，該路中溫水先在第二蒸發(fā)器中降溫后再進(jìn)入第一吸收器中升溫。對(duì)于一些工況的復(fù)疊式雙效機(jī)組，經(jīng)第一吸收器升溫后的這一路中溫水，其溫度可以高于中溫水進(jìn)機(jī)組的溫度，也就是說這一路中溫水在第一吸收器中吸收的熱量可以大于其在第二蒸發(fā)器中釋放的熱量，換句話說就是第二蒸發(fā)器的制冷量可以小于第一吸收器的換熱量，從而減少了整個(gè)復(fù)疊式雙效機(jī)組需要消耗高溫?zé)嵩?、利用溴化鋰吸收式雙效制冷原理來進(jìn)行制冷的制冷量，從而可以提高復(fù)疊式雙效機(jī)組的COP。

2、與現(xiàn)有的復(fù)疊式雙效機(jī)組相比，本發(fā)明還增加了第二溶液泵。第一溶液泵只將第一吸收器的溴化鋰稀溶液抽出并送往高壓發(fā)生器濃縮，濃縮后的溶液重新回到第一吸收器吸收冷劑蒸汽；而增加的第二溶液泵則將第二吸收器的溴化鋰稀溶液抽出后，送往低壓發(fā)生器濃縮。因?yàn)榈诙掌麂寤囅∪芤旱臐舛鹊陀诘谝晃掌麂寤囅∪芤旱臐舛?，所以在增加第二溶液泵并將第二吸收器的稀溶液送往低壓發(fā)生器濃縮后，可以降低低壓發(fā)生器中溶液濃縮所需的溫度，從而降低其加熱源—高發(fā)冷劑蒸汽的冷凝放熱溫度，因而可以降低高壓發(fā)生器的壓力。在進(jìn)高壓發(fā)生器的溴化鋰溶液濃度一樣的情況下，高壓發(fā)生器壓力越低，其溶液濃縮所需的溫度也越低，因而可以降低機(jī)組運(yùn)行所需的驅(qū)動(dòng)熱源的溫度。

以低溫水進(jìn)出口溫度12/7℃、中溫水進(jìn)出口溫度40/45℃為例，由于溴化鋰稀溶液濃度和高壓發(fā)生器壓力等原因，該40℃的中溫水不適合直接進(jìn)入第一吸收器6。但采用本專利的復(fù)疊式雙效機(jī)組將一部分40℃的中溫水在第二蒸發(fā)器9中降溫至34℃左右后，該部分中溫水可以進(jìn)入第一吸收器6中，并且在第一吸收器6中其溫度可以提升到42℃左右。該部分中溫水在第一吸收器6中的溫升是8℃，而其在第二蒸發(fā)器9中的溫降是6℃，即第二蒸發(fā)器9的制冷量約只有第一吸收器6換熱量的75%，按第一吸收器6的換熱量是第一蒸發(fā)器7制冷量的1.2倍考慮，則第二蒸發(fā)器9的制冷量約只有第一蒸發(fā)器7制冷量的0.9倍。也就是說采用本專利的復(fù)疊式雙效機(jī)組后，需要消耗高溫驅(qū)動(dòng)熱能、利用溴化鋰吸收式雙效制冷原理來制冷的總制冷量約只有第一蒸發(fā)器7低溫水制冷量的1.9倍，仍假設(shè)溴化鋰吸收式雙效制冷機(jī)組的COP是1.4，則本專利復(fù)疊式雙效機(jī)組的COP可達(dá)到約1.4÷1.9=0.737，與現(xiàn)有復(fù)疊式機(jī)組的0.636相比，提升了約15.9%。而且因?yàn)楸緦＠黾拥牡诙芤罕?，機(jī)組的高壓發(fā)生器壓力約只有250mmHg，需要的高溫驅(qū)動(dòng)熱源溫度只需約140℃；假如沒有增加第二溶液泵，仍是用第一溶液泵將第一吸收器和第二吸收器的溴化鋰稀溶液合并送往高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器濃縮，則高壓發(fā)生器的壓力約高達(dá)750mmHg，需要的高溫驅(qū)動(dòng)熱源溫度約需要170℃。

附圖說明

圖1為以往復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷/熱泵機(jī)組的工作原理圖。

圖2為本發(fā)明二段復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組的一種應(yīng)用實(shí)例。

圖3為本發(fā)明二段復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組的另一種應(yīng)用實(shí)例。

圖中附圖標(biāo)記：

低壓發(fā)生器1、高壓發(fā)生器2、冷凝器3、高溫?zé)峤粨Q器4、低溫?zé)峤粨Q器5、第一吸收器6、第一蒸發(fā)器7、第二吸收器8、第二蒸發(fā)器9、第一冷劑泵10、第一溶液泵11、冷劑連通管12、循環(huán)水水泵13、第二溶液泵14、第二冷劑泵15。

低溫水進(jìn)A1，低溫水出A2，中溫水進(jìn)B1，中溫水出B2，熱源進(jìn)C1，熱源出C2。

圖2為本發(fā)明所涉及的二段復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱復(fù)疊式雙效機(jī)組，或機(jī)組）的一種應(yīng)用實(shí)例圖，該機(jī)組由低壓發(fā)生器1、高壓發(fā)生器2、冷凝器3、高溫?zé)峤粨Q器4、低溫?zé)峤粨Q器5、第一吸收器6、第一蒸發(fā)器7、第二吸收器8、第二蒸發(fā)器9、第一冷劑泵10、第一溶液泵11、冷劑連通管12、第二溶液泵14以及控制系統(tǒng)和連接各部件的管路、閥等構(gòu)成。第一蒸發(fā)器7和第一吸收器6處于一個(gè)腔體內(nèi)，并配備第一溶液泵11，第二蒸發(fā)器9和第二吸收器8處于另一個(gè)腔體內(nèi)，并配備第二溶液泵14，第一蒸發(fā)器7和第二蒸發(fā)器9的冷劑水由冷劑連通管12連通。低溫水流經(jīng)第一蒸發(fā)器7降溫；中溫水分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6（先降溫后升溫）后，再流經(jīng)冷凝器3升溫，另一路流經(jīng)第二吸收器8升溫；高溫驅(qū)動(dòng)熱源流經(jīng)高壓發(fā)生器2，釋放放熱量驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)組運(yùn)行。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，被第一冷劑泵10抽出后從第一蒸發(fā)器7和第二蒸發(fā)器9頂部噴下的冷劑水，分別與流經(jīng)第一蒸發(fā)器7傳熱管中的低溫水和第二蒸發(fā)器9傳熱管中的中溫水換熱，將其溫度降低，本身則汽化成冷劑蒸汽后分別進(jìn)入第一吸收器6和第二吸收器8，被其中的溴化鋰溶液吸收并釋放熱量加熱流經(jīng)其傳熱管中的中溫水，第一吸收器6和第二吸收器8的溴化鋰溶液在吸收冷劑蒸汽后濃度變稀。第一溶液泵11將第一吸收器6中的稀溶液抽出并經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4換熱升溫后進(jìn)入高壓發(fā)生器2，被高溫?zé)嵩醇訜釢饪s后再經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4換熱降溫回到第一吸收器6。第二溶液泵14將第二吸收器8中的稀溶液抽出并經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器5換熱升溫后進(jìn)入低壓發(fā)生器1，被高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽加熱濃縮后再經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器5換熱降溫回到第二吸收器8。而高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽在低壓發(fā)生器1中釋放熱量后冷凝，與低壓發(fā)生器1中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽均進(jìn)入冷凝器3中被中溫水降溫冷凝，冷凝成的冷劑水返回到第二蒸發(fā)器9并通過冷劑連通管12回到第一蒸發(fā)器7中。

圖2所示的二段復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組中，中溫水是分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6后，再流經(jīng)冷凝器3，另一路流經(jīng)第二吸收器8；其也可以是分三路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6，另兩路分別流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3；其也可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6，另一路任意順序串聯(lián)流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3；其還可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6，另一路則流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3中的任意一個(gè)，兩路水匯合后再流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3中的另一個(gè)；或者是分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6后，再流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3中的任意一個(gè)，另一路則流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3中的另一個(gè)。

圖3為本發(fā)明所涉及的二段復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱復(fù)疊式雙效機(jī)組，或機(jī)組）的另一種應(yīng)用實(shí)例圖，該機(jī)組由低壓發(fā)生器1、高壓發(fā)生器2、冷凝器3、高溫?zé)峤粨Q器4、低溫?zé)峤粨Q器5、第一吸收器6、第一蒸發(fā)器7、第二吸收器8、第二蒸發(fā)器9、第一冷劑泵10、第一溶液泵11、冷劑連通管12、第二溶液泵14、第二冷劑泵15以及控制系統(tǒng)和連接各部件的管路、閥等構(gòu)成。第一蒸發(fā)器7和第一吸收器6處于一個(gè)腔體內(nèi)，并配備第一冷劑泵10和第一溶液泵11，第二蒸發(fā)器9和第二吸收器8處于另一個(gè)腔體內(nèi)，并配備第二冷劑泵15和第二溶液泵14，第一蒸發(fā)器7和第二蒸發(fā)器9的冷劑水由冷劑連通管12連通。低溫水流經(jīng)第一蒸發(fā)器7降溫；中溫水分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6（先降溫后升溫）后，再流經(jīng)冷凝器3升溫，另一路流經(jīng)第二吸收器8升溫；高溫驅(qū)動(dòng)熱源流經(jīng)高壓發(fā)生器2，釋放放熱量驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)組運(yùn)行。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，被第一冷劑泵10抽出后從第一蒸發(fā)器7噴下的冷劑水和被第二冷劑泵15抽出后從第二蒸發(fā)器9頂部噴下的冷劑水，分別與流經(jīng)第一蒸發(fā)器7傳熱管中的低溫水和第二蒸發(fā)器9傳熱管中的中溫水換熱，將其溫度降低，本身則汽化成冷劑蒸汽后分別進(jìn)入第一吸收器6和第二吸收器8，被其中的溴化鋰溶液吸收并釋放熱量加熱流經(jīng)其傳熱管中的中溫水，第一吸收器6和第二吸收器8的溴化鋰溶液在吸收冷劑蒸汽后濃度變稀。第一溶液泵11將第一吸收器6中的稀溶液抽出并經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4換熱升溫后進(jìn)入高壓發(fā)生器2，被高溫?zé)嵩醇訜釢饪s后再經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4換熱降溫回到第一吸收器6。第二溶液泵14將第二吸收器8中的稀溶液抽出并經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器5換熱升溫后進(jìn)入低壓發(fā)生器1，被高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽加熱濃縮后再經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器5換熱降溫回到第二吸收器8。而高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽在低壓發(fā)生器1中釋放熱量后冷凝，與低壓發(fā)生器1中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽均進(jìn)入冷凝器3中被中溫水降溫冷凝，冷凝成的冷劑水返回到第二蒸發(fā)器9并通過冷劑連通管12回到第一蒸發(fā)器7中。

圖3所示的二段復(fù)疊式雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組中，中溫水是分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6后，再流經(jīng)冷凝器3，另一路流經(jīng)第二吸收器8；其也可以是分三路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6，另兩路分別流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3；其也可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6，另一路任意順序串聯(lián)流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3；其還可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6，另一路則流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3中的任意一個(gè)，兩路水匯合后再流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3中的另一個(gè)；或者是分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器9和第一吸收器6后，再流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3中的任意一個(gè)，另一路則流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器3中的另一個(gè)。