專利名稱：直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新的制取冷(熱)水源的設(shè)備，使用于以燃油、燃?xì)馊剂现苯尤紵臒崃孔鳠嵩矗揖哂衅?、水等低溫廢熱源場(chǎng)合的制冷、采暖。
目前市場(chǎng)上廣為銷售的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組系統(tǒng)，以燃油、燃?xì)庵苯尤紵臒崃繛闊嵩?，提供冷、熱水，供用戶夏天制冷與冬天采暖。但這種機(jī)組提供冷水運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱力系數(shù)為1-1.1，制取熱水運(yùn)轉(zhuǎn)則是單純利用燃料的燃料熱，熱效率僅是0.85左右，顯然，制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率較低。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率較高的直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，以各種氣體、液體燃料為能源的直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)，包括高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、高溫溶液熱交換器、低溫溶液熱交換器、冷劑泵和溶液泵，上述部件通過管路閥門連接相通，蒸發(fā)器冷水進(jìn)、出口管路上分別裝置有冷水閥，吸收器和冷凝器的冷卻水進(jìn)、出口管路上分別裝置有冷卻水閥，高溫溶液熱交換器與低壓發(fā)生器間接有閥D，其特點(diǎn)是蒸發(fā)器冷水進(jìn)、出口管路上與冷水閥并列設(shè)置有熱源閥，熱源閥與在熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作熱源的進(jìn)、出口連接；在吸收器和冷凝器的冷卻水進(jìn)、出口管路上與冷卻水閥并列設(shè)置有熱水閥；制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱源閥和熱水閥關(guān)，冷水閥、冷卻水閥和閥D開，以雙效吸收式制冷循環(huán)(串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等方式)工作制取冷水；采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以雙效熱泵循環(huán)工作制取熱水，冷水閥和冷卻水閥關(guān)，熱源閥熱水閥和閥D開。
本實(shí)用新型也可以是這樣實(shí)現(xiàn)的一種以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，以各種氣體、液體燃料為能源的直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)，包括高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、高溫溶液熱交換器、低溫溶液熱交換器、冷劑泵和溶液泵，上述部件通過管路閥門連接相通，蒸發(fā)器冷水進(jìn)、出口管路上分別裝置有冷水閥，吸收器和冷凝器的冷卻水進(jìn)、出口管路上分別裝置有冷卻水閥，高溫溶液熱交換器與低壓發(fā)生器間接有閥D，其特點(diǎn)是蒸發(fā)器冷水進(jìn)、出口管路上與冷水閥并列設(shè)置有熱源閥，熱源閥與在熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作熱源的進(jìn)、出口連接；在吸收器和冷凝器的冷卻水進(jìn)、出口管路上與冷卻水閥并列設(shè)置有熱水閥；在高壓發(fā)生器冷劑出口管路上增設(shè)有旁通管路和旁通閥A、旁通閥A出口接冷凝器；在高溫?zé)峤粨Q器中間溶液出口管路上與閥D并列設(shè)置有閥B；在低壓發(fā)生器與低溫溶液熱交換器相連的濃溶液管路上設(shè)置一閥C，閥B出口接低溫?zé)峤粨Q器與閥C間的濃溶液管路，制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱源閥、熱水閥和閥A、B關(guān)，冷水閥、冷卻水閥和閥D、C開，以雙效吸收式制冷循環(huán)(包括串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等方式)工作制取冷水；采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用單效熱泵循環(huán)工作，熱源閥、熱水閥和閥A、B開，冷水閥、冷卻水閥和閥D、C關(guān)。
本專利提出的直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)與直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組系統(tǒng)相比，制冷循環(huán)是相同的，所不同的是制取熱水時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。熱泵機(jī)組按第一類吸收式熱泵循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，動(dòng)力源是通入高壓發(fā)生器中的燃油、燃?xì)饣蚱渌扇嘉镔|(zhì)，工作熱源是通入蒸發(fā)器中的低溫?zé)嵩?，可以是汽、水等廢熱源，也可以是通往冷卻塔，待降溫的冷卻水，這種機(jī)組的熱力系數(shù)，制冷時(shí)仍為1-1.1，制熱時(shí)，單效熱泵循環(huán)可達(dá)1.6-1.7，雙效熱泵循環(huán)可達(dá)2左右。
顯然，制熱時(shí)采用直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行比采用直燃型冷熱水機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行具有較大的節(jié)能效果，這種利用熱泵循環(huán)采暖方式，在壓縮式制冷系統(tǒng)中早有使用，正如同采用電加熱的家用空調(diào)器改為熱泵型空調(diào)器一樣，節(jié)能效果是不言而喻的。
使用本專利直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)時(shí)，用戶應(yīng)具有可供使用的低溫?zé)嵩?，這就使熱泵機(jī)組的使用有一定的局限性，但對(duì)具有低溫?zé)嵩吹膱?chǎng)所則提供了一種節(jié)能型的機(jī)組系統(tǒng)。


圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作一詳細(xì)描述本專利提出的是直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)的新方案，附
圖1所示為直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)方案之一，該機(jī)組與直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上無多大的差異，僅管路系統(tǒng)改變。由
圖1可見這是一種雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的系統(tǒng)?，F(xiàn)對(duì)技術(shù)特性、結(jié)構(gòu)、組成、工作原理說明如下這是一種制取冷熱源設(shè)備，以熱能為動(dòng)力源，這種熱能通常是各種液體、氣體燃料的燃燒熱。以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，利用雙效溴化鋰吸收式制冷的原理，在蒸發(fā)器中制取冷量，并在吸收-冷凝器中制取熱量。
機(jī)組由高壓發(fā)生器9、低壓發(fā)生器2、冷凝器1、蒸發(fā)器4、吸收器3、高溫溶液熱交換器8、低溫溶液熱交換器7、冷劑泵5、溶液泵6以及各管路閥件組成。機(jī)組為氣密性要求極高的真空設(shè)備。為保持機(jī)組中的真空狀態(tài)，機(jī)組中設(shè)有抽氣裝置，這種抽氣裝置可以是機(jī)械真空泵抽氣系統(tǒng)，也可以是自動(dòng)抽氣系統(tǒng)。抽氣裝置因不屬本專利的申請(qǐng)范圍，圖中未表示。
制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，閥②④⑤⑥關(guān)，閥①③⑦⑧(D)開。
吸收器3中吸收終了的稀溶液通過溶液泵6輸送，經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器7與高溫?zé)峤粨Q器8進(jìn)入高壓發(fā)生器9，在高壓發(fā)生器中，稀溶液被燃料(液體或氣體燃料)的燃燒熱加熱，冷劑水蒸汽逸出，稀溶液濃縮成中間溶液。中間溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器8進(jìn)入低壓發(fā)生器2。在高溫?zé)峤粨Q器中，高溫中間溶液與低溫稀溶液進(jìn)行熱交換，提高了進(jìn)入高壓發(fā)生器的稀溶液的溫度，則減少了高壓發(fā)生器的燃料耗量。高壓發(fā)生器中逸出的高溫冷劑蒸汽(飽和蒸汽壓力600-700mmHg，飽和蒸汽溫度95℃左右的過熱蒸汽)進(jìn)入低壓發(fā)生器再次作為加熱源加熱中間溶液，冷劑蒸汽再次逸出，中間溶液濃縮成濃溶液。濃溶液經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器7被稀溶液冷卻，溫度降低后進(jìn)入吸收器3，吸收在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽。濃溶液吸收水蒸汽后復(fù)變?yōu)橄∪芤?，吸收過程中產(chǎn)生的吸收熱，由吸收器管內(nèi)流動(dòng)的冷卻水帶出。濃溶液溫度降低后進(jìn)入吸收器可減少吸收器的冷卻負(fù)荷，另一方面，稀溶液溫度升高后進(jìn)入低壓發(fā)生器，則可減少低壓發(fā)生器的加熱蒸汽耗量。從而提高了機(jī)組的熱效率。吸收器中吸收終了的稀溶液再通過溶液泵送至高壓發(fā)生器，重復(fù)上述過程，這就構(gòu)成了溶液循環(huán)。
低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽(飽和蒸汽壓力50-60mmHg，飽和蒸汽溫度40℃左右的過熱蒸汽)與高壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽在低壓發(fā)生器中冷凝而成的冷劑水(此時(shí)低壓發(fā)生器相當(dāng)于高壓發(fā)生器的冷凝器)一起進(jìn)入冷凝器1，前者，被管內(nèi)流動(dòng)的冷卻水冷卻而冷凝為冷劑水，冷劑水減壓節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器4，吸收管內(nèi)流動(dòng)的冷水熱量后，蒸發(fā)成冷劑蒸汽(飽和蒸汽壓力6-7mmHg，飽和溫度5℃左右的飽和蒸汽)管內(nèi)冷水溫度降低(一般由12℃降至7℃)產(chǎn)生制冷效應(yīng)。蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器，被來自低溫?zé)峤粨Q器的濃溶液吸收，這就構(gòu)成了冷劑水循環(huán)。隨著循環(huán)的不斷進(jìn)行，機(jī)組連續(xù)制取冷量。
制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱力系數(shù)ζc=Qo/Qg=(1-1.1)，式中，Qo-蒸發(fā)器的熱負(fù)荷；Qg-發(fā)生器的熱負(fù)荷。
采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作雙效熱泵循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，閥②④⑤⑥(D)開，閥①③⑦⑧關(guān)。冷水與冷卻水泵停止運(yùn)行，熱水泵與工作熱源泵開啟，熱水回路與原冷卻水回路相反，先經(jīng)閥②進(jìn)入冷凝器，再進(jìn)入吸收器由閥④出，送至用戶使用。工作熱源(溫度約30℃)由閥⑤進(jìn)入蒸發(fā)器，降低到25℃由閥⑥出。此時(shí)吸收器出口的熱水溫度可至55℃。熱水回路也可先經(jīng)吸收器再經(jīng)冷凝器，在冷凝器中制得高溫?zé)崴?，但可能致使高壓發(fā)生器中壓力升高，此外，循環(huán)在高濃度區(qū)進(jìn)行，容易產(chǎn)生結(jié)晶，因此制得的熱水溫度受到一定的限制。采暖循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)同制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)相比，只不過蒸發(fā)器中通入工作熱源代替冷水，這種工作熱源可以以汽、水等廢熱源，也可以是通往冷卻塔，待降溫的冷卻水。而冷卻水回路中通以制取的熱水。
熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的ζh=(Qk+Qa)/Qg=(Qg+Qo)/Qg=1+Qo/Qg=1+ζc，式中Qk-冷凝器的熱負(fù)荷；Qa-吸收器的熱負(fù)荷；Qg-發(fā)生器的熱負(fù)荷。由此可見，雙效熱泵機(jī)組ζh=1+(1-1.1)=2-2.1。
附圖2所示為直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)方案之二，如前所述，在附
圖1所示的采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因以雙效熱泵循環(huán)工作，受循環(huán)特性的限制不能制取較高的熱水溫度，若要制得較高的熱水溫度則采取方案2。如附圖2所示，制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)閥①③⑦⑧(D)(C)開，②④⑤⑥(A)(B)關(guān)，工作過程與前相同。采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用單效熱泵循環(huán)工作，閥②④⑤⑥(A)(B)開，①③⑦⑧(D)(C)關(guān)，此時(shí)高壓發(fā)生器9即為單效發(fā)生器，發(fā)生出的冷劑蒸汽經(jīng)閥(A)直接進(jìn)入冷凝器1，加熱管內(nèi)流動(dòng)的熱水，該熱水由熱水泵送經(jīng)閥④先流入吸收器3，在吸收器中第一次被加熱升溫后再流至冷凝器，再次被加熱升溫。冷劑蒸汽放出熱量后凝結(jié)成冷劑水，減壓進(jìn)入蒸發(fā)器4，在蒸發(fā)器中被管內(nèi)流動(dòng)的工作熱源加熱，蒸發(fā)為冷劑蒸汽，工作熱源可以是汽、水等廢熱源，也可以是通往冷卻塔待降溫的冷卻水，若溫度約30℃由閥⑤進(jìn)蒸發(fā)器，冷卻至25℃由閥⑥出。高壓發(fā)生器流出的濃溶液進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器8再經(jīng)閥(B)進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器7，然后進(jìn)入吸收器，噴淋在吸收器管簇上，吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽，釋放出的吸收熱使管內(nèi)流動(dòng)的熱水第一次被加熱。吸收終了的稀溶液由溶液泵6泵送，經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器7和高溫?zé)峤粨Q器8后，進(jìn)入高壓發(fā)生器9，在高壓發(fā)生器中被動(dòng)力源液體和氣體燃料的燃燒熱加熱，發(fā)生出冷劑蒸汽，如此循環(huán)不已，不斷制取熱水。
由此可見，該循環(huán)系一般的單效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)，所不同者僅是在蒸發(fā)器中通入低溫?zé)嵩?，蒸發(fā)溫度提高，因而吸收器中溶液溫度升高，可在吸收器中制得熱水。由于采用了高勢(shì)熱源為動(dòng)力源(燃油燃?xì)獾娜紵裏?，則可提高發(fā)生器中溶液溫度，冷凝溫度升高，可在冷凝器中制得更高溫度的熱水。如吸收器中通過55℃的熱水加熱后59℃出，吸收器中溶液的最低溫度62℃，若蒸發(fā)器中，工作熱源30℃進(jìn)25℃出，蒸發(fā)溫度22℃，蒸發(fā)壓力20mmHg，則稀溶液濃度58.9％，冷凝器中熱水59℃進(jìn)61℃出，冷凝溫度65℃，冷凝壓力188mmHg，發(fā)生器中溶液的最高溫度124℃ 濃溶液濃度63％，單效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的熱力系數(shù)ζc=0.65-0.7，因而單效溴化鋰吸收式熱泵的熱水系數(shù)ζh=1+0.65～0.7=1.65～1.7。顯然，不管是單效還是雙效直燃型吸收式熱泵機(jī)組，采暖時(shí)的COP值遠(yuǎn)大于冷熱水機(jī)組，因而，在具備這種低溫工作熱源的場(chǎng)合，采用這種機(jī)組具有明顯的節(jié)能效果。
綜上說明可知，本專利提出了直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組的兩種新方案，包括系統(tǒng)、設(shè)備組成、管路連接等。
權(quán)利要求1.一種以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，以各種氣體、液體燃料為能源的直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)，包括高壓發(fā)生器(9)、低壓發(fā)生器(2)、冷凝器(1)、蒸發(fā)器(4)、吸收器(3)、高溫溶液熱交換器(8)、低溫溶液熱交換器(7)、冷劑泵(5)和溶液泵(6)，上述部件通過管路閥門連接相通，蒸發(fā)器(4)冷水進(jìn)、出口管路上分別裝置有冷水閥(7)、(8)，吸收器和冷凝器的冷卻水進(jìn)、出口管路上分別裝置有冷卻水閥(3)、(1)，高溫溶液熱交換器(8)與低壓發(fā)生器(2)間接有閥(D)，其特征在于蒸發(fā)器(4)冷水進(jìn)、出口管路上與冷水閥(7)、(8)并列設(shè)置有熱源閥(5)、(6)，閥(5)、(6)與在熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作熱源的進(jìn)、出口連接；在吸收器(3)和冷凝器(1)的冷卻水進(jìn)、出口管路上與冷卻水閥(3)、(1)并列設(shè)置有熱水閥(4)、(2)；制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱源閥(5)、(6)和熱水閥(4)、(2)關(guān)，冷水閥(7)、(8)、冷卻水閥(3)、(1)和閥(D)開，以雙效吸收式制冷循環(huán)(串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等方式)工作制取冷水；采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以雙效熱泵循環(huán)工作制取熱水，冷水閥(7)、(8)和冷卻水閥(3)、(1)關(guān)，熱源閥(5)、(6)、熱水閥(4)、(2)和閥(D)開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，以各種氣體、液體燃料為能源的直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于在高壓發(fā)生器(9)冷劑出口管路上增設(shè)有旁通管路(10)和旁通閥(A)、旁通閥(A)出口接冷凝器(1)；在高溫?zé)峤粨Q器(8)中間溶液出口管路上與閥(D)并列設(shè)置有閥(B)；在低壓發(fā)生器(2)與低溫溶液熱交換器(7)相連的濃溶液管路上設(shè)置一閥(C)，閥(B)出口接低溫?zé)峤粨Q器(7)與閥(C)間的濃溶液管路，制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱源閥(5)、(6)、熱水閥(4)、(2)和閥(A)、(B)關(guān)，冷水閥(7)、(8)、冷卻水閥(3)、(1)和閥(0)、(C)開，以雙效吸收式制冷循環(huán)(包括串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等方式)工作制取冷水；采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用單效熱泵循環(huán)工作，熱源閥(5)、(6)、熱水閥(4)、(2)和閥(A)、(B)開，冷水閥(7)、(8)、冷卻水閥(3)、(1)和閥(D)、(C)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種直燃型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)。包括:高壓發(fā)生器9、低壓發(fā)生器2、冷凝器1、蒸發(fā)器4、吸收器3、高溫?zé)峤粨Q器8、低溫?zé)峤粨Q器7、冷劑泵5和溶液泵6,上述部件通過管路閥門連接相通,其特點(diǎn)是蒸發(fā)器冷水進(jìn)出口管路上增設(shè)有熱源閥5、6,閥5、6與在熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作熱源的進(jìn)、出口連接;吸收器和冷凝器的冷卻水進(jìn)、出口管路上增設(shè)有熱水閥4、2。本實(shí)用新型制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)熱效率較高,可達(dá)1.6—2左右。
文檔編號(hào)F25B15/02GK2311733SQ9724735
公開日1999年3月24日 申請(qǐng)日期1997年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月25日
發(fā)明者戴永慶, 江榮方, 蔡小榮 申請(qǐng)人:江蘇雙良集團(tuán)公司