專利名稱：雙效溴化鋰第一類吸收式熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于第一類吸收式熱泵，其工質(zhì)是水一溴化鋰溶液，分類號(hào)F25830/00。
《溴化鋰吸收式制冷技術(shù)及應(yīng)用》戴永慶主編北京機(jī)械工業(yè)出版社1996.10第76頁介紹了由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器等組成的第一類吸收式熱泵，發(fā)生器以高溫?zé)煔饣蛘羝麨轵?qū)動(dòng)熱源，吸收器和冷凝器串聯(lián)構(gòu)成熱水回路供熱。蒸發(fā)器通過低溫?zé)嵩此芈废虻推肺粺嵩次鼰?。國?nèi)雖有人曾對雙效溴化鋰第一類吸收式熱泵進(jìn)行過探討，但迄今為止，尚無樣機(jī)運(yùn)行。國外亦尚處于研究開發(fā)階段，其熱媒水升溫的順序?yàn)闊崦剿?jīng)熱泵機(jī)組流動(dòng)的方向與制冷機(jī)冷卻水在機(jī)組流動(dòng)的順序相同。其存在的缺點(diǎn)是1、機(jī)組不便于做成冷熱兩用機(jī)組不適用兩種工況的運(yùn)行和調(diào)整；2、熱力系數(shù)較低，機(jī)組能耗大；3、若要提高熱媒水出口溫度，需提高冷凝器的冷凝壓力，高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器三大部件的受熱面積增大，不利于各組件的布置和配合。
本實(shí)用新型的目的是提供一種熱力系數(shù)高、便于做成制冷和制熱兩用機(jī)組、布置緊湊、操作方便的雙效溴化鋰第一類吸收式熱泵。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種雙效溴化鋰第一類吸收式熱泵，由冷劑回路、溶液回路、低溫?zé)嵩此芈贰崦剿芈贰⒓訜嵴魵饣芈方M成，冷劑回路包括高壓發(fā)生器104、與高壓發(fā)生器104連接的低壓發(fā)生器107、與低壓發(fā)生器107連接的冷凝器109、通過U形管111與冷凝器109連接的蒸發(fā)器116，蒸發(fā)器116中產(chǎn)生的冷劑蒸汽流入吸收器120；溶液回路包括高壓發(fā)生器104、與之連接的高溫溶液熱交換器127、在高溫溶液熱交換器127、低溫溶液熱交換器125之間分別串接的低壓發(fā)生器107，凝水熱交換器126通過發(fā)生器泵121、吸收泵122與吸收器120連接；低溫?zé)嵩此芈钒ㄟB接低溫?zé)嵩此?13的蒸發(fā)器116、低溫?zé)嵩此?14、管道；加熱蒸汽回路包括與蒸汽源101連接的高壓發(fā)生器104，凝水熱交換器126、凝結(jié)水回收系統(tǒng)。其主要結(jié)構(gòu)是熱媒水回路包括與熱媒水110連接的風(fēng)機(jī)盤管112，連接冷凝器109的熱媒水管道再與吸收器120連接，吸收器120與風(fēng)機(jī)盤管112連接，熱媒水管道上設(shè)置熱媒水泵115。
由于本實(shí)用新型采用新型熱媒水回路其熱媒水經(jīng)過風(fēng)機(jī)盤管、熱媒水泵，先進(jìn)入冷凝器加熱升溫，再經(jīng)過吸收器加熱升溫，熱媒水回到風(fēng)機(jī)盤管，按制冷量350KW，制熱量700KW設(shè)計(jì)計(jì)算，所得出的機(jī)組各部件換熱面積基本相等，因此便于做成冷熱兩用機(jī)組；同時(shí)不增大各部件的受熱面積，機(jī)組布置緊湊，操作方便，且熱力系數(shù)高，加熱時(shí)的熱力系數(shù)為2.2左右。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的冷劑回路流程圖。
圖3是本實(shí)用新型的溶液回路流程圖。
圖中101-加熱蒸汽102-加熱蒸汽凝水103-稀溶液104-高壓發(fā)生器105-高壓發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽106-中間溶液，稀溶液在高壓發(fā)生器濃縮后，所產(chǎn)生的溶液107-低壓發(fā)生器108-低壓發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽109-冷凝器110-供熱水，又稱熱媒水111-從冷凝器到蒸發(fā)器的冷劑水U形管，起降壓、節(jié)流和密封的作用112-換熱風(fēng)機(jī)盤管，通過該裝置，將熱泵機(jī)組供熱水的熱量，轉(zhuǎn)變成空調(diào)風(fēng)的熱量(即用供熱水加熱空調(diào)風(fēng))，送給用戶113-低溫?zé)嵩此?14-低溫?zé)嵩此?15-供熱水泵116-蒸發(fā)器117-冷劑噴淋水泵，又稱蒸發(fā)器泵118-冷劑噴淋水119-蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸汽120-吸收器121-稀溶液輸送泵，又稱發(fā)生器泵122-噴淋溶液輸送泵，又稱吸收器泵123-噴淋溶液124-濃溶液，中間溶液在低壓發(fā)生器內(nèi)濃縮后所產(chǎn)生的溶液125-低溫溶液熱交換器126-凝水熱交換器127-高溫溶液熱交換器雙效溴化鋰第一類吸收式熱泵機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)及工作原理簡述如下它由冷劑回路、溶液回路、低溫?zé)嵩此芈?、熱媒水回路、加熱蒸氣回路組成。冷劑回路包括高壓發(fā)生器104、與高壓發(fā)生器104連接的低壓發(fā)生器107、與低壓發(fā)生器107連接的冷凝器109、通過U形管111與冷凝器109連接的蒸發(fā)器116、蒸發(fā)器116中產(chǎn)生的冷劑蒸汽流入吸收器120；溶液回路包括高壓發(fā)生器104、與之連接的高溫溶液熱交換器127、在高溫溶液熱交換器127、低溫溶液熱交換器125之間分別串接的低壓發(fā)生器107，凝水熱交換器126通過發(fā)生器泵121、吸收泵122與吸收器120連接；低溫?zé)嵩此芈钒ǖ蜏責(zé)嵩此?13管道、蒸發(fā)器116和低溫?zé)嵩此?14；加熱蒸汽回路包括與蒸汽源101連接的高壓發(fā)生器104，凝水熱交換器126、凝結(jié)水回收系統(tǒng)連接。高壓發(fā)生器104獨(dú)立安裝在主筒體Ⅰ內(nèi)；冷凝器109與低壓發(fā)生器107呈上下布置在一個(gè)主筒體Ⅱ內(nèi)，蒸發(fā)器116與吸收器120呈上下布置在一個(gè)主筒體Ⅲ內(nèi)。主筒體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之相對位置是作左、右、下呈倒品字形布置。
在高壓發(fā)生器104中，稀溶液103被0.2--0.8MPa表壓的飽和蒸汽101、排汽或抽汽(驅(qū)動(dòng)熱源)所加熱，在較高的高壓發(fā)生壓力Pr(680--720mmHg)下產(chǎn)生冷劑蒸汽105，因該冷劑蒸汽具有較高的溫度(149.5℃)，又被通入低壓發(fā)生器107作為熱源，加熱低壓發(fā)生器中的溶液，使之在冷凝壓力Pk(57.0--68.0mmHg)下產(chǎn)生冷劑蒸汽108。此時(shí)，低壓發(fā)生器107則相當(dāng)于高壓發(fā)生器104在Pk壓力下的冷凝器。由此可見，驅(qū)動(dòng)熱源的能量在高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器中得到了兩次利用，所以稱為雙效循環(huán)。顯然，雙效機(jī)組的熱效率比單效機(jī)組高，單效機(jī)組制熱熱力系數(shù)為h1=1.7，雙效機(jī)組制熱熱力系數(shù)為h1=2.0--2.2。
在冷劑回路中，高壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，在低壓發(fā)生器中加熱溶液后，凝結(jié)成冷劑水，經(jīng)節(jié)流減壓后進(jìn)入冷凝器109，與低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽108一起被冷凝器管內(nèi)的熱水110(熱媒水或稱供熱水)冷卻凝結(jié)成冷劑水。
冷凝器109中的冷劑水經(jīng)U形管111節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器116，經(jīng)冷劑輸送泵117輸送，噴淋在蒸發(fā)器管簇上，吸取管內(nèi)低溫?zé)嵩此?30℃左右的熱水)的熱量，在蒸發(fā)壓力Po(18--32mmHg)下蒸發(fā)，使低溫?zé)嵩此?13溫度降低，達(dá)到獲取低溫?zé)嵩此疅崃?，利用低溫余熱的目的。蒸發(fā)器116中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，流入吸收器120，完成了雙效制熱循環(huán)的冷劑回路。
溶液回路按串聯(lián)流程工作，流出吸收器120的一部分稀溶液，由發(fā)生器泵121升壓，按串聯(lián)流程，沿途經(jīng)過低溫溶液熱交換器125、凝水熱交換器126和高溫溶液熱交換器127，逐級加熱升溫，最后流入高壓發(fā)生器104，稀溶液103在高壓發(fā)生器中受蒸汽加熱，濃縮為中間溶液；中間溶液流出高壓發(fā)生器，經(jīng)高溫溶液熱交換器127放熱降溫后而流入低壓發(fā)生器107，一方面，由于在低壓發(fā)生器中，中間溶液受到由高壓發(fā)生器來的冷劑蒸汽的加熱；另一方面，由于低壓發(fā)生器107的筒體內(nèi)的壓力較高壓發(fā)生器筒體內(nèi)的壓力低很多，故在低壓發(fā)生器筒體中閃蒸出冷劑蒸汽，溶液進(jìn)一步濃縮為濃溶液。濃溶液流出低壓發(fā)生器，流經(jīng)低溫溶液熱交換器降溫，最后流入吸收器液囊中吸收器泵122的入口部位，與吸收器液囊中此部位的另一部分稀溶液混合成為噴淋溶液123，噴淋溶液噴淋在吸收器管簇上，噴淋溶液吸收從蒸發(fā)器來的冷劑蒸汽而稀釋成為稀溶液，由于溶液稀釋而放熱，將熱量傳給吸收器管內(nèi)的熱媒水，使熱媒水溫度升高。溶液完成一個(gè)循環(huán)。工作時(shí)，熱媒水先進(jìn)入冷凝器管內(nèi)加熱升溫，后進(jìn)入吸收器管內(nèi)加熱升溫。此種熱泵機(jī)組熱媒水流經(jīng)吸收器和冷凝器管內(nèi)加熱升溫的順序，正與制冷機(jī)機(jī)組冷卻水流經(jīng)吸收器和冷凝器管內(nèi)的順序相反。
熱泵樣機(jī)的溶液流動(dòng)方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種考慮，并通過熱泵樣機(jī)所裝的真空閥進(jìn)行切換來實(shí)現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行方式。
以本項(xiàng)目所提出的蒸汽雙效型溶液作串聯(lián)流動(dòng)的溴化鋰第一類吸收式熱泵樣機(jī)計(jì)算為例，制熱時(shí)，冷凝器冷劑水溫度為44℃，而吸收器噴淋溶液溫度為59.9℃。
熱媒水在機(jī)組流動(dòng)方向如本項(xiàng)目布置的優(yōu)點(diǎn)是(1)便于做成冷、熱兩用機(jī)組。以本項(xiàng)目提出的機(jī)組內(nèi)溶液作串聯(lián)為例，分別作制冷量為350kw制冷工況的設(shè)計(jì)計(jì)算，制熱量為700kw制熱工況的設(shè)計(jì)計(jì)算，所得出的機(jī)組各部件換熱面積基本相等。由此可見，第一類熱泵若熱媒水按本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的流動(dòng)方向，機(jī)組便于做成制冷、制熱兩用機(jī)組，在制熱、制冷兩種工況下都能方便地運(yùn)行和調(diào)整。
(2)在加熱蒸汽的參數(shù)相同、低溫?zé)嵩此疁囟认嗤?、冷凝器壓力相同的情況下，熱媒水流動(dòng)方向如本項(xiàng)目布置，與相反流動(dòng)方向布置相比，熱媒水出口溫度能提高10℃左右。熱媒水流動(dòng)方向與本項(xiàng)目技術(shù)的方向相反的熱泵機(jī)組，如要取得與本項(xiàng)目的機(jī)組相同的熱媒水出口溫度，則冷凝器的冷凝壓力需要提高80mm水銀柱，即由68.3mm水銀柱提高到149mm水銀柱，這樣，高發(fā)、低發(fā)、冷凝器三大部件的受熱面積必須布置得較大，否則，將導(dǎo)致單位制熱量蒸汽耗量的升高。這樣的機(jī)組各部件換熱面積不好布置和配合。
本項(xiàng)目的技術(shù)方法適用范圍較為廣泛，包括所有蒸汽型、熱水型和直燃型的第一類吸收式熱泵機(jī)組。本項(xiàng)目既適用于雙效溴化鋰第一類吸收式熱泵(含溶液回路為串聯(lián)、并聯(lián)流動(dòng)方式)，也適用于單效溴化鋰第一類吸收式熱泵。既可用于空調(diào)的供冷與供暖，又可用于工業(yè)生產(chǎn)的升溫與降溫。具有利用余熱、節(jié)約能源、減少污染、改善作業(yè)環(huán)境溫度條件等多方面的效益。
權(quán)利要求1.一種雙效溴化鋰第一類吸收式熱泵，由冷劑回路、溶液回路、低溫?zé)嵩此芈贰崦剿芈?、加熱蒸氣回路組成，冷劑回路包括高壓發(fā)生器(104)、低壓發(fā)生器(107)、冷凝器(109)、蒸發(fā)器(116)、吸收器(120)；溶液回路包括高壓發(fā)生器(104)、高溫溶液熱交換器(127)、低壓發(fā)生器(107)、低溫溶液熱交換器(125)、凝水熱交換器(126)、發(fā)生器泵(121)、吸收泵(122)、吸收器(120)；低溫?zé)嵩此芈钒ǖ蜏責(zé)嵩此?113)、蒸發(fā)器(116)、低溫?zé)嵩此?114)、管道；加熱蒸汽回路包括與蒸汽源(101)連接的高壓發(fā)生器(104)、凝水熱交換器(126)、凝結(jié)水回收系統(tǒng)；高壓發(fā)生器(104)獨(dú)立安裝在主筒體Ⅰ內(nèi)，冷凝器(109)與低壓發(fā)生器(107)呈上下布置在一個(gè)主筒體Ⅱ內(nèi)，蒸發(fā)器(116)與吸收器(120)呈上下布置在一個(gè)主筒體Ⅲ內(nèi)；主筒體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之相對位置是作左、右、下呈倒品字形布置；其特征在于熱媒水回路包括熱媒水(110)管道連接風(fēng)機(jī)盤管(112)，再與冷凝器(109)連接，冷凝器(109)通過熱媒水管道與吸收器(120)連接，吸收器(120)與風(fēng)機(jī)盤管(112)連接；熱媒水管道上設(shè)置熱媒水泵(115)。
專利摘要一種雙效溴化鋰第一類吸收式熱泵,由冷劑回路、溶液回路、低溫?zé)嵩此芈?、熱媒水回路、加熱蒸氣回路組成,高壓發(fā)生器獨(dú)立安裝在主筒體Ⅰ內(nèi),冷凝器與低壓發(fā)生器呈上下布置在一個(gè)主筒體Ⅱ內(nèi),蒸發(fā)器與吸收器呈上下布置在一個(gè)主筒體Ⅲ內(nèi);主筒體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之相對位置呈倒品字形布置。采用新型熱媒水回路;其熱媒水經(jīng)過風(fēng)機(jī)盤管、熱媒水泵,先進(jìn)入冷凝器加熱升溫,再經(jīng)過吸收器加熱升溫,最后熱媒水回到風(fēng)機(jī)盤管。便于做成冷熱兩用機(jī)組,具有不增大各部件的受熱面積,機(jī)組布置緊湊,操作方便,且熱力系數(shù)高,加熱時(shí)的熱力系數(shù)為2.2左右。
文檔編號(hào)F25B30/04GK2311735SQ97241429
公開日1999年3月24日 申請日期1997年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月22日
發(fā)明者覃振鐸, 馬景斌, 程宏嶺, 覃騫 申請人:電力工業(yè)部勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所