專利名稱：一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于暖通空調(diào)設備領域，特別涉及一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸 發(fā)器結(jié)構(gòu)。
背景技術：
常規(guī)的吸收式熱泵一般采用水作為低溫冷源，包括地表水、地下水以及工業(yè)過程 中產(chǎn)生的低溫廢水，而工業(yè)過程中經(jīng)常存在低壓蒸汽，由于其溫度太低而且蒸汽體積流量 大，往往無法使用而白白排放掉了，現(xiàn)有的吸收式熱泵蒸發(fā)器中布管形式難以保證低壓蒸 汽的順暢流動，因此，回收低壓蒸汽余熱需要針對吸收器熱泵蒸發(fā)器進行專門設計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為解決背景技術中所述問題，將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的低壓蒸汽作為低 溫熱源，回收低壓蒸汽的冷凝熱，從而大幅提高了能源利用效率，提供了一種回收低壓蒸汽 余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)。由本發(fā)明提供的回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器 與發(fā)生器、冷凝器、吸收器、以及各類輔助設備和連接管路組成的回收低壓蒸汽余熱的吸收 式熱泵機組，低壓蒸汽進入機組的蒸發(fā)器，作為低溫熱源；熱水依次進入機組的吸收器和冷 凝器被逐級加熱；高溫熱源作為驅(qū)動熱源進入機組的發(fā)生器。換熱介質(zhì)的具體流程為稀 溶液在發(fā)生器中被高溫熱源加熱蒸發(fā)成蒸汽后變成濃溶液，通過溶液熱交換器后進入吸收 器，濃溶液在吸收器中吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽后濃度降低，再由溶液泵送入發(fā)生器，完 成溶液循環(huán)；發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入冷凝器冷凝放熱，加熱熱水，冷凝水通過節(jié)流裝 置進入蒸發(fā)器，吸收低壓蒸汽的熱量后變成冷劑蒸氣，產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入吸收器中被溶 液吸收，完成冷劑循環(huán)。由于低壓蒸汽體積流量大，為保證低壓蒸汽通過蒸發(fā)器時流動順暢，機組的蒸發(fā) 器換熱管束需要合理布置以增加低壓蒸汽的流通截面積，采用沿機組寬度方向水平布管或 沿機組高度方向垂直布管的方式，按蒸發(fā)器管束的布置方式和低壓蒸汽流動方式，本發(fā)明 可分為三種結(jié)構(gòu)形式。第一種結(jié)構(gòu)形式，蒸發(fā)器1在回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi)位于吸收器 2上方，蒸發(fā)器1中換熱管束沿回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組的寬度方向水平布置， 換熱管束的一端每個管子的入口均固接在低壓蒸汽的進汽管處的管板上并與進汽管連通， 進汽管的出口為低壓蒸汽入口 5，換熱管束的另一端每個管子的出口均固接在凝水管處的 管板上并與凝水管連通，凝水管的出口為凝水出口 6，蒸發(fā)器1換熱殼程與吸收器2的換熱 殼程連通；所述低壓蒸汽作為低溫熱源經(jīng)低壓蒸汽入口 5進入換熱管束一端，在管束內(nèi)放熱 凝結(jié)成水后從凝水出口 6流出；冷劑水在換熱管束上方噴淋，吸收低壓蒸汽的冷凝熱后蒸 發(fā)變成冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進入吸收器中被溶液吸收。所述所述回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組，其驅(qū)動熱源為高溫蒸汽、高溫熱水或高溫煙氣。所述冷劑水用冷劑水環(huán)路中的冷劑泵送入蒸發(fā)器中噴淋。第二種結(jié)構(gòu)形式，蒸發(fā)器1與吸收器2在回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi) 并排布置，蒸發(fā)器1中換熱管束沿機組高度方向垂直布置，換熱管束的上端每個管子的入 口均固接在低壓蒸汽的進汽管處的管板上并與進汽管連通，進汽管的出口為低壓蒸汽入口 5，換熱管束的下端每個管子的出口均固接在凝水管處的管板上并與凝水管連通，凝水管的 出口為凝水出口 6，蒸發(fā)器1換熱殼程與吸收器2的換熱殼程連通；所述低壓蒸汽作為低溫熱源經(jīng)低壓蒸汽入口 5進入換熱管束，向下流動過程中放 熱冷凝，凝結(jié)成水順管壁流下，在換熱管束下部從凝水出口 6排出；冷劑水從管束上方噴 淋，在管束外表面降膜，吸收低壓蒸汽的冷凝熱后蒸發(fā)變成冷劑蒸汽，進入吸收器中被溶液 吸收。第三種結(jié)構(gòu)形式，蒸發(fā)器1與吸收器2在回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi) 并排布置，蒸發(fā)器1中換熱管束沿機組高度方向垂直布置，蒸發(fā)器1的換熱管束中每個管子 兩端均固接在管束的管板上并與吸收器2的換熱殼程連通，換熱管束中各管子間的間隔空 間為密閉的低壓蒸汽殼程，低壓蒸汽殼程的上部出口為低壓蒸汽入口 5，低壓蒸汽殼程的下 部出口為凝水出口 6 ；所述低壓蒸汽作為低溫熱源經(jīng)低壓蒸汽入口 5流入換熱管束中各管子間的低壓 蒸汽殼程，從換熱管束外部自上向下在管束外表面凝結(jié)放熱，凝結(jié)水順管壁流下，在換熱管 束下部經(jīng)凝水出口 6排出低壓蒸汽殼程；冷劑水在換熱管束內(nèi)部從上向下流動，在管束內(nèi) 形成降膜，吸收低壓蒸汽凝結(jié)熱后蒸發(fā)變成冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進入吸收器2的換熱殼程 中被溶液吸收。本發(fā)明的有益效果為，蒸發(fā)器中換熱管束的布置方式可保證低壓蒸汽流動順暢， 保證回收低壓蒸汽余熱過程能夠順利進行。


圖1為蒸發(fā)器位于吸收器上方，換熱管束沿寬度方向水平布置，低壓蒸汽在管束 內(nèi)流動的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為蒸發(fā)器與吸收器并排布置，換熱管束沿高度方向垂直布置，低壓蒸汽在管 束內(nèi)流動的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為蒸發(fā)器與吸收器并排布置，換熱管束沿高度方向垂直布置，低壓蒸汽在管 束外流動的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-蒸發(fā)器；2—吸收器；3—發(fā)生器；4一冷凝器；5—低壓蒸汽入口 ；6—凝 水出口。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明。實施例1，蒸發(fā)器位于吸收器上方，換熱管束沿寬度方向水平布置，低壓蒸汽在管 束內(nèi)流動的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)。如圖1所示，蒸發(fā)器1在回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi)位于吸收器2上方，蒸發(fā)器1中換熱管束沿回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組的寬度方向水平布置，換 熱管束的一端每個管子的入口均固接在低壓蒸汽的進汽管處的管板上，進汽管的出口為低 壓蒸汽入口 5，換熱管束的另一端每個管子的出口均固接在凝水管處的管板上，凝水管的出 口為凝水出口 6，蒸發(fā)器1換熱殼程與吸收器2的換熱殼程連通。低壓蒸汽作為低溫熱源進入機組的蒸發(fā)器1，即低壓蒸汽作經(jīng)低壓蒸汽入口 5進 入換熱管束一端，在管束內(nèi)放熱凝結(jié)成水后在另一端經(jīng)凝水殼程從凝水出口 6流出；高溫熱源為吸收式熱泵的驅(qū)動熱源為高溫蒸汽、燃油、燃氣，熱水或高溫煙氣，高 溫熱源作為驅(qū)動熱源進入機組的發(fā)生器3加熱稀溶液；稀溶液在發(fā)生器3中被高溫熱源加熱蒸發(fā)成蒸汽后變成濃溶液，通過溶液熱交換 器后進入吸收器2，濃溶液在吸收器2中吸收來自蒸發(fā)器1的冷劑蒸汽后濃度降低，再由溶 液泵送入發(fā)生器3，完成溶液循環(huán)；發(fā)生器3中產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入冷凝器4冷凝放熱，加熱熱水，冷凝水通過節(jié)流裝 置和冷劑泵進入蒸發(fā)器1作為冷劑水在換熱管束外噴淋，吸收來自低壓蒸汽的熱量后變成 冷劑蒸氣，產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入吸收器2的換熱殼程被溶液吸收，完成冷劑循環(huán)；熱水依次進入機組的吸收器2和冷凝器4被逐級加熱?？梢钥闯?，本實施例中，蒸發(fā)器管束沿寬度方向水平布置，一方面，管束長度大幅 減小，另一方面，低壓蒸汽流動截面積大幅增加，因此，可以保證了低壓蒸汽能在管束內(nèi)順 暢流動。實施例2，蒸發(fā)器與吸收器并排布置，換熱管束沿高度方向垂直布置，低壓蒸汽在 管束內(nèi)流動的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)。如圖2所示，蒸發(fā)器1與吸收器2在回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi)并排 布置，蒸發(fā)器1中換熱管束沿機組高度方向垂直布置，換熱管束的上端每個管子的入口均 固接在低壓蒸汽的進汽管處的管板上，進汽管的出口為低壓蒸汽入口 5，換熱管束的下端每 個管子的出口均固接在凝水管處的管板上，凝水管的出口為凝水出口 6，蒸發(fā)器1換熱殼程 與吸收器2的換熱殼程連通。低壓蒸汽作為低溫熱源進入機組的蒸發(fā)器1，即低壓蒸汽從低壓蒸汽入口 5進入 管束，向下流動過程中放熱冷凝，凝結(jié)成水順管壁流下，從下部經(jīng)凝水出口 6排出；發(fā)生器3中產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入冷凝器4冷凝放熱，加熱熱水，冷凝水通過節(jié)流裝 置和冷劑泵進入蒸發(fā)器1作為冷劑水在管束外噴淋，在管束外表面降膜，吸收來自低壓蒸 汽的熱量后變成冷劑蒸氣，產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入吸收器2的換熱殼程被溶液吸收，完成冷 劑循環(huán)；高溫熱源、溶液循環(huán)以及熱水的流程和實施例1相同。可以看出，本實施例中，蒸發(fā)器換熱管束沿高度方向布置，利用管內(nèi)低壓蒸汽凝結(jié) 液的重力向下流動，同時管外冷劑水液膜厚度減小了，一方面起到了強化傳熱的作用，另一 方面保證了低壓蒸汽的順暢流動。實施例3，蒸發(fā)器與吸收器并排布置，換熱管束沿高度方向垂直布置，低壓蒸汽在 管束外流動的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)。如圖3所示，蒸發(fā)器1與吸收器2在回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi)并排 布置，蒸發(fā)器1中換熱管束沿機組高度方向垂直布置，蒸發(fā)器1的換熱管束中每個管子兩端均固接在管束的管板上，并與吸收器2的換熱殼程連通，換熱管束中各管子間的間隔空間 為密閉的低壓蒸汽殼程，低壓蒸汽殼程的上部出口為低壓蒸汽入口 5，低壓蒸汽殼程的下部 出口為凝水出口 6。低壓蒸汽作為低溫熱源經(jīng)低壓蒸汽入口 5流入換熱管束中各管子間的低壓蒸汽 殼程，從換熱管束外部自上向下在管束外表面凝結(jié)放熱，凝結(jié)水順管壁流下，從低壓蒸汽殼 程下部的凝水出口 6排出低壓蒸汽殼程；發(fā)生器3中產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入冷凝器4冷凝放熱，加熱熱水，冷凝水通過節(jié)流裝 置和冷劑泵進入蒸發(fā)器1作為冷劑水在換熱管束內(nèi)部降膜，吸收低壓蒸汽凝結(jié)熱后變成冷 劑蒸汽，進入吸收器2的換熱殼程被溶液吸收，完成冷劑循環(huán)；高溫熱源、溶液循環(huán)以及熱水的流程和實施例1相同?？梢钥闯?，蒸發(fā)器管束沿高度方向垂直布置，低壓蒸汽凝結(jié)液在管外靠重力向下 流動，低壓蒸汽流動在管外的低壓蒸汽殼程側(cè)流動，可以保證低壓蒸汽順暢流動，蒸汽凝結(jié) 水能夠順利排出。本發(fā)明適用于回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組，能回收低壓蒸汽余熱，并產(chǎn) 生較高溫度的熱水供生產(chǎn)、生活使用。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍 為準。
權利要求
1.一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，蒸發(fā)器(1)在回收 低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi)位于吸收器( 上方，蒸發(fā)器(1)中換熱管束沿回收低 壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組的寬度方向水平布置，換熱管束的一端每個管子的入口均固 接在低壓蒸汽的進汽管處的管板上，進汽管的出口為低壓蒸汽入口(5)，換熱管束的另一端 每個管子的出口均固接在凝水管處的管板上，凝水管的出口為凝水出口(6)，蒸發(fā)器(1)換 熱殼程與吸收器O)的換熱殼程連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述低壓蒸汽作為低溫熱源經(jīng)低壓蒸汽入口( 進入換熱管束一端，在管束內(nèi)放熱凝 結(jié)成水后從凝水出口(6)流出；冷劑水在換熱管束上方噴淋，吸收低壓蒸汽的冷凝熱后蒸 發(fā)變成冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進入吸收器中被溶液吸收。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組，其驅(qū)動熱源為高溫蒸汽、高溫熱水或高溫煙 氣。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述冷劑水用冷劑水環(huán)路中的冷劑泵送入蒸發(fā)器中噴淋。
5.一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，蒸發(fā)器(1)與吸收 器( 在回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi)并排布置，蒸發(fā)器(1)中換熱管束沿機組 高度方向垂直布置，換熱管束的上端每個管子的入口均固接在低壓蒸汽的進汽管處的管板 上，進汽管的出口為低壓蒸汽入口(5)，換熱管束的下端每個管子的出口均固接在凝水管處 的管板上，凝水管的出口為凝水出口(6)，蒸發(fā)器(1)換熱殼程與吸收器O)的換熱殼程連
6.根據(jù)權利要求5所述的一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述低壓蒸汽作為低溫熱源經(jīng)低壓蒸汽入口( 進入換熱管束，向下流動過程中放 熱冷凝，凝結(jié)成水順管壁流下，在換熱管束下部從凝水出口(6)排出；冷劑水從管束上方噴 淋，在管束外表面降膜，吸收低壓蒸汽的冷凝熱后蒸發(fā)變成冷劑蒸汽，進入吸收器中被溶液 吸收。
7.一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，蒸發(fā)器(1)與吸收 器( 在回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組內(nèi)并排布置，蒸發(fā)器(1)中換熱管束沿機組 高度方向垂直布置，蒸發(fā)器(1)的換熱管束中每個管子兩端均固接在管束的管板上，并與 吸收器O)的換熱殼程連通，換熱管束中各管子間的間隔空間為密閉的低壓蒸汽殼程，低 壓蒸汽殼程的上部出口為低壓蒸汽入口(5)，低壓蒸汽殼程的下部出口為凝水出口(6)。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述低壓蒸汽作為低溫熱源經(jīng)低壓蒸汽入口( 流入換熱管束中各管子間的低壓蒸汽 殼程，從換熱管束外部自上向下在管束外表面凝結(jié)放熱，凝結(jié)水順管壁流下，在換熱管束下 部經(jīng)凝水出口(6)排出低壓蒸汽殼程；冷劑水在換熱管束內(nèi)部從上向下流動，在管束內(nèi)形 成降膜，吸收低壓蒸汽凝結(jié)熱后蒸發(fā)變成冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進入吸收器O)的換熱殼程 中被溶液吸收。
全文摘要
本發(fā)明公布一種回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，屬于暖通空調(diào)設備領域。由于低壓蒸汽體積流量很大，流動過程中產(chǎn)生的阻力也會相應增大，回收低壓蒸汽余熱需要更大的流通截面積，本發(fā)明中的蒸發(fā)器中換熱管束采用沿機組寬度方向水平布置或者沿高度方向垂直布置，增大了低壓蒸汽流動通道的截面積，以保證低壓蒸汽流動順暢。低壓蒸汽作為低溫熱源在蒸發(fā)器的換熱管束內(nèi)放熱凝結(jié)成水后排出；冷劑水在換熱管束上方噴淋，吸收低壓蒸汽的冷凝熱后蒸發(fā)變成冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進入吸收器中被溶液吸收。本發(fā)明用于回收低壓蒸汽余熱的吸收式熱泵機組，能回收低壓蒸汽余熱，并產(chǎn)生較高溫度的熱水供生產(chǎn)、生活使用。
文檔編號F25B39/02GK102095286SQ20111002693
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權日2011年1月25日
發(fā)明者付林, 馮恩泉, 張世鋼, 羅勇, 肖常磊 申請人:北京華清豪特科技發(fā)展有限公司, 清華大學