本發(fā)明涉及一種復(fù)疊式溶液串聯(lián)單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)單效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱復(fù)疊式單效機(jī)組，或機(jī)組）如圖1所示，由發(fā)生器1、冷凝器2、高溫?zé)峤粨Q器3、低溫?zé)峤粨Q器4、第一吸收器5、第一蒸發(fā)器6、第二蒸發(fā)器7、第二吸收器8、第一冷劑泵9、冷劑連通管10、第一溶液泵11、第二溶液泵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6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2升溫；高溫驅(qū)動(dòng)熱源流經(jīng)發(fā)生器1，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5和第二蒸發(fā)器7之間閉式循環(huán)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，被第一冷劑泵9抽出從第一蒸發(fā)器6頂部噴下的冷劑水吸收流經(jīng)第一蒸發(fā)器6傳熱管中低溫水的熱量，汽化后進(jìn)入第一吸收器5，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5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7的傳熱管中，被由第一冷劑泵9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5中吸收溶液釋放的熱量，而第二蒸發(fā)器7中的冷劑水吸收熱量后汽化并進(jìn)入第二吸收器8；第一吸收器5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抽出并經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器4換熱升溫后進(jìn)入第二吸收器8中，吸收第二蒸發(fā)器7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8傳熱管中的中溫水），最后再被第二溶液泵12抽出并經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器3換熱升溫后進(jìn)入發(fā)生器1中由高溫?zé)嵩醇訜釢饪s。濃縮出來的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器2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7并通過連通管11回到第一蒸發(fā)器6中；而濃縮后的濃溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器3和低溫?zé)峤粨Q器4換熱降溫后重新回到第一吸收器5中吸收冷劑蒸汽。

在復(fù)疊式單效機(jī)組中，從流經(jīng)第一蒸發(fā)器6的低溫水中提取出的熱量先進(jìn)入流經(jīng)第一吸收器5的閉式循環(huán)水中，然后在第二蒸發(fā)器7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)疊式單效機(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、利用溴化鋰吸收式單效制冷原理對(duì)流經(jīng)第一蒸發(fā)器6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、利用溴化鋰吸收式單效制冷原理對(duì)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7的閉式循環(huán)水制冷。閉式循環(huán)水在第二蒸發(fā)器7中釋放的熱量（也稱制冷量）就是其在第一吸收器5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)疊式單效機(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、利用溴化鋰吸收式單效制冷原理同時(shí)對(duì)低溫水和循環(huán)水進(jìn)行制冷，制冷量約是低溫水熱量的2.2倍，假設(shè)溴化鋰吸收式單效制冷機(jī)組的COP是0.8，則復(fù)疊式單效機(jī)組的COP是0.8÷2.2=0.364。如果要提高復(fù)疊式單效機(jī)組的COP，一種途徑是盡可能提升單效制冷循環(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7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7的制冷需求，來提高復(fù)疊式單效機(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)單效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組，包括：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、第二蒸發(fā)器、第二吸收器、第一冷劑泵、冷劑連通管、第一溶液泵和第二溶液泵，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)器的冷劑水由冷劑水連通管連通。第二溶液泵將第二吸收器中的稀溶液抽出，經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器送往發(fā)生器，濃溶液再經(jīng)高溫?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；發(fā)生器中溶液濃縮產(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，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)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；中溫水是分兩路，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，一路流經(jīng)第二吸收器升溫，兩路水匯合后再流經(jīng)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，另一路流經(jīng)冷凝器，兩路水匯合后再流經(jīng)第二吸收器；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，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器和第一吸收器，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)；或者是分三路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器和第一吸收器，另外兩路并聯(lián)流經(jīng)第二吸收器和冷凝器；或者是僅一路，先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器和第一吸收器，再任意順序串聯(lián)或并聯(lián)流經(jīng)第二吸收器和冷凝器。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有的復(fù)疊式單效機(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（或全部）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)疊式單效機(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)疊式單效機(jī)組需要消耗高溫?zé)嵩?、利用溴化鋰吸收式單效制冷原理來進(jìn)行制冷的制冷量，因而可以提高復(fù)疊式單效機(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43/53℃為例，由于溴化鋰稀溶液濃度的原因，43℃的中溫水不適合直接進(jìn)入第一吸收器5。但采用本專利的復(fù)疊式單效機(jī)組將一部分43℃的中溫水在第二蒸發(fā)器7中降溫至36℃左右后，該部分中溫水可以進(jìn)入第一吸收器5中，并且在第一吸收器5中其溫度可以提升到46℃左右。該部分中溫水在第一吸收器5中的溫升是10℃，而其在第二蒸發(fā)器7中的溫降是7℃，即第二蒸發(fā)器7的制冷量約只有第一吸收器5換熱量的70%，按第一吸收器5的換熱量是第一蒸發(fā)器6制冷量的1.2倍考慮，則第二蒸發(fā)器7的制冷量約只有第一蒸發(fā)器6制冷量的0.84倍。也就是說采用本專利的復(fù)疊式單效機(jī)組后，需要消耗高溫驅(qū)動(dòng)熱能、利用溴化鋰吸收式單效制冷原理來制冷的總制冷量約只有第一蒸發(fā)器6低溫水制冷量的1.84倍，仍假設(shè)溴化鋰吸收式單效制冷機(jī)組的COP是0.8，則本專利復(fù)疊式單效機(jī)組的COP可達(dá)到約0.8÷1.84=0.435，與現(xiàn)有復(fù)疊式機(jī)組的0.364相比，提升了約19.4%。

附圖說明

圖1為以往復(fù)疊式溶液串聯(lián)單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)單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)單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：

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

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)單效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱復(fù)疊式單效機(jī)組，或機(jī)組）的一種應(yīng)用實(shí)例圖，該機(jī)組由發(fā)生器1、冷凝器2、高溫?zé)峤粨Q器3、低溫?zé)峤粨Q器4、第一吸收器5、第一蒸發(fā)器6、第二蒸發(fā)器7、第二吸收器8、第一冷劑泵9、冷劑連通管10、第一溶液泵11、第二溶液泵12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6和第一吸收器5處于一個(gè)腔體內(nèi)，第二蒸發(fā)器7和第二吸收器8處于另一個(gè)腔體內(nèi)，第一蒸發(fā)器6和第二蒸發(fā)器7的冷劑水由冷劑水連通管10連通。低溫水流經(jīng)第一蒸發(fā)器6降溫；中溫水分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5（先降溫后升溫），一路流經(jīng)第二吸收器8升溫，兩路水匯合后再流經(jīng)冷凝器2升溫；高溫驅(qū)動(dòng)熱源流經(jīng)發(fā)生器1，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9抽出后從第一蒸發(fā)器6和第二蒸發(fā)器7頂部噴下的冷劑水，分別與流經(jīng)第一蒸發(fā)器6傳熱管中的低溫水和第二蒸發(fā)器7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5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5和第二吸收器8的溴化鋰溶液串聯(lián)，溴化鋰濃溶液先在第一吸收器5中吸收冷劑蒸汽并濃度變稀后，被第一溶液泵11抽出，經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器4換熱升溫后進(jìn)入第二吸收器8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12抽出，經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器3換熱升溫后進(jìn)入發(fā)生器1中。溴化鋰稀溶液在發(fā)生器1中被高溫?zé)嵩醇訜釢饪s，濃縮出來的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器2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7中（第一蒸發(fā)器6和第二蒸發(fā)器7中的冷劑水由連通管10連通）；而濃縮后的濃溶液則經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器3和低溫?zé)峤粨Q器4換熱降溫后重新回到第一吸收器5中吸收冷劑蒸汽。

圖2所示的復(fù)疊式溶液串聯(lián)單效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組中，中溫水是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，一路流經(jīng)第二吸收器8，兩路水匯合后再流經(jīng)冷凝器2；其也可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，另一路流經(jīng)冷凝器2，兩路水匯合后再流經(jīng)第二吸收器8；其還可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，另一路則任意順序串聯(lián)流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器2；其還可以是分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，再流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器中2的任意一個(gè)，另一路則流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器2中的另一個(gè)；或者是分三路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，另外兩路并聯(lián)流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器2；或者是僅一路，先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，再任意順序串聯(lián)或并聯(lián)流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器2。

圖3為本發(fā)明所涉及的復(fù)疊式溶液串聯(lián)單效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱復(fù)疊式單效機(jī)組，或機(jī)組）的另一種應(yīng)用實(shí)例圖，該機(jī)組由發(fā)生器1、冷凝器2、高溫?zé)峤粨Q器3、低溫?zé)峤粨Q器4、第一吸收器5、第一蒸發(fā)器6、第二蒸發(fā)器7、第二吸收器8、第一冷劑泵9、冷劑連通管10、第一溶液泵11、第二溶液泵12、第二冷劑泵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6和第一吸收器5處于一個(gè)腔體內(nèi)，第二蒸發(fā)器7和第二吸收器8處于另一個(gè)腔體內(nèi)，第一蒸發(fā)器6和第二蒸發(fā)器7的冷劑水由冷劑水連通管10連通。低溫水流經(jīng)第一蒸發(fā)器6降溫；中溫水分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5（先降溫后升溫），一路流經(jīng)第二吸收器8升溫，兩路水匯合后再流經(jīng)冷凝器2升溫；高溫驅(qū)動(dòng)熱源流經(jīng)發(fā)生器1，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9抽出后從第一蒸發(fā)器6頂部噴下的冷劑水和被第二冷劑泵14抽出后從第二蒸發(fā)器7頂部噴下的冷劑水，分別與流經(jīng)第一蒸發(fā)器6傳熱管中的低溫水和第二蒸發(fā)器7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5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5和第二吸收器8的溴化鋰溶液串聯(lián)，溴化鋰濃溶液先在第一吸收器5中吸收冷劑蒸汽并濃度變稀后，被第一溶液泵11抽出，經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器4換熱升溫后進(jìn)入第二吸收器8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12抽出，經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器3換熱升溫后進(jìn)入發(fā)生器1中。溴化鋰稀溶液在發(fā)生器1中被高溫?zé)嵩醇訜釢饪s，濃縮出來的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器2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7并通過冷劑連通管10回到第一蒸發(fā)器6中；而濃縮后的濃溶液則經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器3和低溫?zé)峤粨Q器4換熱降溫后重新回到第一吸收器5中吸收冷劑蒸汽。

圖3所示的復(fù)疊式溶液串聯(lián)單效溴化鋰吸收式制冷熱泵機(jī)組中，中溫水是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，一路流經(jīng)第二吸收器8，兩路水匯合后再流經(jīng)冷凝器2；其也可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，另一路流經(jīng)冷凝器2，兩路水匯合后再流經(jīng)第二吸收器8；其還可以是分兩路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，另一路則任意順序串聯(lián)流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器2；其還可以是分兩路，一路先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，再流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器中2的任意一個(gè)，另一路則流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器2中的另一個(gè)；或者是分三路，一路串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，另外兩路并聯(lián)流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器2；或者是僅一路，先串聯(lián)流經(jīng)第二蒸發(fā)器7和第一吸收器5，再任意順序串聯(lián)或并聯(lián)流經(jīng)第二吸收器8和冷凝器2。