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復(fù)疊式溶液串聯(lián)雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組的制作方法

文檔序號(hào):11909308閱讀:213來(lái)源:國(guó)知局
復(fù)疊式溶液串聯(lián)雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及一種復(fù)疊式溶液串聯(lián)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)疊式溶液串聯(lián)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、中溫?zé)峤粨Q器5、低溫?zé)峤粨Q器6、第一吸收器7、第一蒸發(fā)器8、第二吸收器9、第二蒸發(fā)器10、第一冷劑泵11、第一溶液泵12、第二溶液泵13、冷劑連通管14、循環(huán)水水泵15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8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9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15驅(qū)動(dòng),在第一吸收器7和第二蒸發(fā)器10之間閉式循環(huán)。機(jī)組運(yùn)行時(shí),被第一冷劑泵11抽出從第一蒸發(fā)器8頂部噴下的冷劑水吸收流經(jīng)第一蒸發(fā)器8傳熱管中低溫水的熱量,汽化后進(jìn)入第一吸收器7,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7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15送入第二蒸發(fā)器10的傳熱管中,被由第一冷劑泵11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7中吸收溶液釋放的熱量,而第二蒸發(fā)器10中的冷劑水吸收熱量后汽化并進(jìn)入第二吸收器9;第一吸收器7中溴化鋰濃溶液吸收冷劑蒸汽后濃度變稀,被第一溶液泵12抽出并經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器6換熱升溫后進(jìn)入第二吸收器9中,吸收第二蒸發(fā)器10產(chǎn)生的冷劑蒸汽后濃度再次降低(同時(shí)釋放熱量加熱流經(jīng)第二吸收器9傳熱管中的中溫水),被第二溶液泵13抽出并經(jīng)中溫?zé)峤粨Q器5和高溫?zé)峤粨Q器4換熱升溫后進(jìn)入高壓發(fā)生器2中由高溫?zé)嵩醇訜釢饪s。濃縮后的溴化鋰溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4換熱降溫后進(jìn)入低壓發(fā)生器1中,被高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽再次加熱濃縮,最后再經(jīng)中溫?zé)峤粨Q器5和低溫?zé)峤粨Q器6換熱降溫后回到第一吸收器7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中溶液再次濃縮產(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10并通過(guò)冷劑連通管14回到第一蒸發(fā)器8中。

在復(fù)疊式雙效機(jī)組中,從流經(jīng)第一蒸發(fā)器8的低溫水中提取出的熱量是先進(jìn)入流經(jīng)第一吸收器7的閉式循環(huán)水中,然后在第二蒸發(fā)器10中再將該閉式循環(huán)水中的熱量提取出來(lái)后才能進(jìn)入流經(jīng)第二吸收器9的中溫水中。也就是說(shuō),復(fù)疊式雙效機(jī)組為了將低溫水中的熱量提取出來(lái)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8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10的閉式循環(huán)水制冷。閉式循環(huán)水在第二蒸發(fā)器10中釋放的熱量(也稱制冷量)就是其在第一吸收器7中吸收的熱量,對(duì)于溴化鋰吸收式機(jī)組來(lái)說(shuō),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(lái)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(lái)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10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(guò)減少第二蒸發(fā)器的制冷需求,來(lái)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:一種復(fù)疊式溶液串聯(lián)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、中溫?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。第二溶液泵將第二吸收器中的稀溶液抽出,經(jīng)中溫?zé)峤粨Q器和高溫?zé)峤粨Q器送往高壓發(fā)生器,濃縮后的溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器再進(jìn)入低壓發(fā)生器,最后再經(jīng)中溫?zé)峤粨Q器和低溫?zé)峤粨Q器進(jìn)入第一吸收器,第一溶液泵再將第一吸收器的稀溶液抽出,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)器中。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)明的有益效果是:

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(lái)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(shuō)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(shuō)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(lái)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。

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)生器壓力的原因,該40℃的中溫水不適合直接進(jìn)入第一吸收器7。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10中降溫至34℃左右后,該部分中溫水可以進(jìn)入第一吸收器7中,并且在第一吸收器7中其溫度可以提升到42℃左右。該部分中溫水在第一吸收器7中的溫升是8℃,而其在第二蒸發(fā)器10中的溫降是6℃,即第二蒸發(fā)器10的制冷量約只有第一吸收器7換熱量的75%,按第一吸收器7的換熱量是第一蒸發(fā)器8制冷量的1.2倍考慮,則第二蒸發(fā)器10的制冷量約只有第一蒸發(fā)器8制冷量的0.9倍。也就是說(shuō)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(lái)制冷的總制冷量約只有第一蒸發(fā)器8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%。

附圖說(shuō)明

圖1為以往復(fù)疊式溶液串聯(lián)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)明復(fù)疊式溶液串聯(lián)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)明復(fù)疊式溶液串聯(lián)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、中溫?zé)峤粨Q器5、低溫?zé)峤粨Q器6、第一吸收器7、第一蒸發(fā)器8、第二吸收器9、第二蒸發(fā)器10、第一冷劑泵11、第一溶液泵12、第二溶液泵13、冷劑連通管14、循環(huán)水水泵15、第二冷劑泵16。

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)明所涉及的復(fù)疊式溶液串聯(lián)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、中溫?zé)峤粨Q器5、低溫?zé)峤粨Q器6、第一吸收器7、第一蒸發(fā)器8、第二吸收器9、第二蒸發(fā)器10、第一冷劑泵11、第一溶液泵12、第二溶液泵13、冷劑連通管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8和第一吸收器7處于一個(gè)腔體內(nèi),第二蒸發(fā)器10和第二吸收器9處于另一個(gè)腔體內(nèi),第一蒸發(fā)器8和第二蒸發(fā)器10的冷劑水由冷劑連通管14連通。低溫水流經(jīng)第一蒸發(fā)器8降溫;中溫水分三路,一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器10和第一吸收器7(先降溫后升溫),另兩路分別流經(jīng)第二吸收器9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。機(jī)組運(yùn)行時(shí),被第一冷劑泵11抽出后從第一蒸發(fā)器8和第二蒸發(fā)器10頂部噴下的冷劑水,分別與流經(jīng)第一蒸發(fā)器8傳熱管中的低溫水和第二蒸發(fā)器10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7和第二吸收器9,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7和第二吸收器9的溴化鋰溶液串聯(lián),溴化鋰濃溶液先在第一吸收器7中吸收冷劑蒸汽并濃度變稀后,被第一溶液泵12抽出,經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器6換熱升溫后進(jìn)入第二吸收器9中,再次吸收冷劑蒸汽后濃度進(jìn)一步變稀,最后再被第二溶液泵13抽出,經(jīng)中溫?zé)峤粨Q器5、高溫?zé)峤粨Q器4換熱升溫后進(jìn)入高壓發(fā)生器2中。溴化鋰稀溶液在高壓發(fā)生器2中被高溫?zé)嵩醇訜釢饪s,濃縮后的溴化鋰溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4換熱降溫后進(jìn)入低壓發(fā)生器1中,被高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽再次加熱濃縮,濃縮后的溴化鋰溶液經(jīng)中溫?zé)峤粨Q器5和低溫?zé)峤粨Q器6換熱降溫后重新回到第一吸收器7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中溶液再次濃縮產(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10并通過(guò)冷劑連通管14回到第一蒸發(fā)器8中。

圖2所示的復(fù)疊式溶液串聯(lián)雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組中,中溫水是分三路,一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器10和第一吸收器7,另兩路分別流經(jīng)第二吸收器9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10和第一吸收器7,另一路任意順序串聯(lián)流經(jīng)第二吸收器9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10和第一吸收器7,另一路則流經(jīng)第二吸收器9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9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10和第一吸收器7后,再流經(jīng)第二吸收器9和冷凝器3中的任意一個(gè),另一路則流經(jīng)第二吸收器9和冷凝器3中的另一個(gè)。

圖3為本發(fā)明所涉及的復(fù)疊式溶液串聯(lián)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、中溫?zé)峤粨Q器5、低溫?zé)峤粨Q器6、第一吸收器7、第一蒸發(fā)器8、第二吸收器9、第二蒸發(fā)器10、第一冷劑泵11、第一溶液泵12、第二溶液泵13、冷劑連通管14、第二冷劑泵16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8和第一吸收器7處于一個(gè)腔體內(nèi),第二蒸發(fā)器10和第二吸收器9處于另一個(gè)腔體內(nèi),第一蒸發(fā)器8和第二蒸發(fā)器10的冷劑水由冷劑連通管14連通。低溫水流經(jīng)第一蒸發(fā)器8降溫;中溫水分三路,一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器10和第一吸收器7(先降溫后升溫),另兩路分別流經(jīng)第二吸收器9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。機(jī)組運(yùn)行時(shí),被第一冷劑泵11抽出后從第一蒸發(fā)器8頂部噴下的冷劑水和被第二冷劑泵16抽出后從第二蒸發(fā)器10頂部噴下的冷劑水,分別與流經(jīng)第一蒸發(fā)器8傳熱管中的低溫水和第二蒸發(fā)器10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,分別進(jìn)入第一吸收器7和第二吸收器9,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7和第二吸收器9的溴化鋰溶液串聯(lián),溴化鋰濃溶液先在第一吸收器7中吸收冷劑蒸汽并濃度變稀后,被第一溶液泵12抽出,經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器6換熱升溫后進(jìn)入第二吸收器9中,再次吸收冷劑蒸汽后濃度進(jìn)一步變稀,最后再被第二溶液泵13抽出,經(jīng)中溫?zé)峤粨Q器5、高溫?zé)峤粨Q器4換熱升溫后進(jìn)入高壓發(fā)生器2中。溴化鋰稀溶液在高壓發(fā)生器2中被高溫?zé)嵩醇訜釢饪s,濃縮后的溴化鋰溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器4換熱降溫后進(jìn)入低壓發(fā)生器1中,被高壓發(fā)生器2中溶液濃縮產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽再次加熱濃縮,濃縮后的溴化鋰溶液經(jīng)中溫?zé)峤粨Q器5和低溫?zé)峤粨Q器6換熱降溫后重新回到第一吸收器7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中溶液再次濃縮產(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10并通過(guò)冷劑連通管14回到第一蒸發(fā)器8中。

圖3所示的復(fù)疊式溶液串聯(lián)雙效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組中,中溫水是分三路,一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器10和第一吸收器7,另兩路分別流經(jīng)第二吸收器9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10和第一吸收器7,另一路任意順序串聯(lián)流經(jīng)第二吸收器9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10和第一吸收器7,另一路則流經(jīng)第二吸收器9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9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10和第一吸收器7后,再流經(jīng)第二吸收器9和冷凝器3中的任意一個(gè),另一路則流經(jīng)第二吸收器9和冷凝器3中的另一個(gè)。

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