专利名称：两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统，将制冷排出的热量用于加热环境水，实现同时供冷和供热。
背景技术：
目前溴化锂吸收式制冷机被广泛应用在制冷行业，溴化锂吸收式制冷机制冷过程中通过冷却水排出大量的废热，由于冷却水的温度一般在36-38°C左右，这些低温废热难以得到很好的利用，造成能源的严重浪费。另一方面，工业中需要65°C以上温度较高的热水， 一般这部分热水是由热电厂的热蒸汽加热环境水得到的，这样就消耗大量较高品位的热能。若能将制冷与加热水综合起来考虑，在制取冷量的同时利用制冷排出的热量加热环境水，不仅能减少制冷对环境的“热污染”，而且节约能源。若是在溴化锂制冷机组后再加一台热泵，让溴化锂吸收式制冷机冷却水进入吸收式热泵加热工业用水，虽然利用了制冷排出的废热，但溴冷机加热泵的这样一套系统，消耗较多的高品位热能，且整体的能源利用效率及火用效率不理想，同时增加设备投资，组成设备有冗余，结构复杂，占地面积大。
发明内容
本发明公开了一种两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统，可将制冷排出的热量用于加热环境水至65°C以上的较高温度，解决了现有技术中溴化锂吸收式制冷机产生的废热没有被充分利用的问题。本发明在不增加蒸发器和冷凝器的基础上，能在制冷的同时提高冷却水的出口温度，从而使冷却水可以直接成为工业用水，有效减少了制冷对环境的“热污染”，结构简单且节约能源。一种两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统，包括一双效LiBr制冷系统和一单效 LiBr制冷系统，其特征在于所述的双效LiBr制冷系统和单效LiBr制冷系统共用一台冷凝器和一台蒸发器，具体结构如下A)双效LiBr制冷系统的发生器二的冷剂蒸汽出口与单效LiBr制冷系统的吸收器二的冷剂蒸汽进口相连，单效LiBr制冷系统的发生器三的冷剂蒸汽出口与冷凝器的冷剂蒸汽进口相连，发生器二与冷凝器的冷剂水出口分别通过各自设置的节流装置与蒸发器的冷剂水进口并联连接，蒸发器的冷剂蒸汽出口与吸收器一的冷剂蒸汽进口相连；B)双效LiBr制冷系统的换热器一的浓溶液出口与换热器三的浓溶液进口连接， 换热器三的浓溶液出口与吸收器一的浓溶液进口连接；C)进入吸收器一的冷却水21从吸收器一的冷却水进口端流入，吸收器一的冷却水出口与换热器三的冷却水进口相连，经换热器三出口的冷却水分三路，其中一路冷却水一直接进入用户端；第二路进入吸收器二吸热后流出的冷却水二，接用户端；第三路进入冷凝器吸热后流出的冷却水三接用户端。两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统的换热器三、吸收器二和冷凝器同时排出冷却水，但换热器三的温度较低，吸收器二与冷凝器的温度较高，所以冷却水先经过吸收器
3一，换热器三再分两路分别进入吸收器二与冷凝器，可以制取较高温度的热水，以满足不同用户的需要。由于吸收器一中温度不可太高，太高使制冷效率降低，所以本发明加一台换热器三，换热器三的浓溶液进口与换热器一的浓溶液出口相连，换热器三的浓溶液出口与吸收器一的浓溶液进口相连；换热器三的冷却水进口与吸收器一的冷却水出口相连。这样将浓溶液原本要进入吸收器一的热量移出到换热器三加热冷却水，可进一步在提高进入吸收器二与冷凝器冷却水温度的同时，使吸收器一维持在较低温度。本发明提出了一种新的两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统，它能在制冷的同时提高冷却水的出口温度，从而使冷却水可以直接成为工业用水。这样既减少制冷对环境的 “热污染”，又节约大量能源。
图1为本发明两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统结构示意图；图2为本发明两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统h_ ξ图；图3为现有双效LiBr制冷系统结构示意图；图4为现有单效LiBr制冷系统示意图。h =LiBr溶液的焓，ξ =LiBr溶液的浓度，pi 蒸发器中的压力，p2 吸收器一中的压力，P3 吸收器二中的压力，p4 发生器三中的压力，p5 发生器一中的压力，1、状态一， 2、状态二，4、状态四，4’、稀溶液在发生器一的压力下的饱和状态，5、状态五，6、状态六，7、 状态七，8、状态八，9、状态九，10、状态十，11、状态i^一，13、状态十三，14、状态十四，14’、稀溶液在发生器三的压力下的饱和状态，15、状态十五，16、状态十六，17、状态十七，18、状态十八，19、节流装置，21、进入吸收器一的冷却水，22、冷却水一，23、冷却水二，24,冷却水三， 25、冷媒水进口，沈、冷媒水出口，27、热源一进口，观、热源一出口，四、热源二进口，30、热源二出口。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。一种两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统，包括一双效LiBr制冷系统，和一单效 LiBr制冷系统，双效LiBr制冷系统如图3所示，由吸收器一、换热器一、换热器二、发生器一、发生器二、冷凝器和蒸发器组成；单效LiBr制冷系统如图4所示，由吸收器二、换热器四、发生器三、冷凝器和蒸发器组成，特点是所述的双效LiBr制冷系统和单效LiBr制冷系统共用一台冷凝器和一台蒸发器，如图1所示。该循环系统有一个制冷剂回路图1中用细实线表示；两个溶液回路图1中用粗实线表示；冷却水流向图1中用虚线表示。其具体结构见图1 制冷剂回路发生器一的冷剂蒸汽出口与发生器二的冷剂蒸汽进口相连，发生器二的冷剂蒸汽出口与吸收器二的冷剂蒸汽进口相连，发生器三的冷剂蒸汽出口与冷凝器的冷剂蒸汽进口相连，发生器二与冷凝器的冷剂水出口分别通过各自的节流装置19与蒸发器的冷剂水进口相连，蒸发器的冷剂蒸汽出口与吸收器一的冷剂蒸汽进口相连。两个溶液回路
吸收器一的稀溶液经管路依次通过换热器一、换热器二和发生器一，发生器一的中间溶液经管路依次通过换热器二和发生器二，发生器二的浓溶液出口依次经过换热器一、换热器三后进入吸收器一的浓溶液进口端；吸收器二的稀溶液经管路依次通过换热器四和发生器三，发生器三的浓溶液经管路通过换热器四后进入吸收器二。冷却水流向进入吸收器一的冷却水21从吸收器一的冷却水进口端流入，吸收器一的冷却水出口与换热器三的冷却水进口相连，换热器三的冷却水出口分三路，其中第一路低温冷却水一 22，第二路进入吸收器二后流出的冷却水二 23，第三路进入冷凝器后流出的冷却水三 M分别直接进用户端。图2为本发明两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统h_ ξ图。从图1和图2可以看出，吸收器一出口的稀溶液(图2中为状态二幻经换热器一、换热器二被加热，达到图2 中的状态四4的高温稀溶液，后进入发生器一，在热源一蒸汽由热源一进口 27进入发生器一放热后由热源一出口观流出，加热下这部分稀溶液先达到发生器一压力对应的饱和状态即状态4’后，蒸发产生冷剂蒸气(图2中为状态九9)后稀溶液浓度增大成为图2中状态五5的中间溶液。该中间溶液在换热器二中放热后温度下降至图2中的状态六6，后进入发生器二。在发生器二中被发生器一中产生的冷剂蒸气(图2中的状态九9)进一步加热变为浓度更高的浓溶液(图2中为状态七7)，同时产生冷剂蒸气(图2中状态为十一 11)。 此时的冷剂蒸气被吸收器二中的浓溶液吸收，使得吸收器二中的浓溶液浓度下降成为图2 中状态十三13的稀溶液，这部分稀溶液经换热器四加热，温度升高至图2中的状态十四14， 后进入发生器三，在热源二 蒸汽蒸汽由热源二进口四进入发生器三放热后，由热源二出口 30流出，加热下这部分稀溶液先达到发生器三压力对应的饱和状态即状态14’后，蒸发产生冷剂蒸气(图2中的状态十七17)后浓度增大至图2中状态十五15的浓溶液，该浓溶液经过换热器四放热温度下降至状态16，然后流进吸收器二。发生器一产生的冷剂蒸气(图2中的状态九9)在发生器二放热后，凝结成水，焓值降至图2中的状态十10，经节流后进入蒸发器，吸收冷媒水热量后蒸发制冷，到达图2中的状态一 1。发生器三产生的冷剂蒸气(图2中的状态十七17)在冷凝器加热冷却水后冷凝焓值降至图2中的状态十八18，经节流后进入蒸发器，吸收冷媒水热量后蒸发制冷，到达图2中的状态一 1。冷媒水由冷媒水进口 25进入蒸发器放热，温度下降后由冷媒水出口沈输送给冷用户。蒸发器的出口的冷剂蒸气(图2中的状态一 1)，被吸收器一中的溴化锂浓溶液吸收，这部分浓溶液浓度下降至图2的状态二 2。
权利要求
1. 一种两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统，包括一双效LiBr制冷系统和一单效 LiBr制冷系统，其特征在于所述的双效LiBr制冷系统和单效LiBr制冷系统共用一台冷凝器和一台蒸发器，具体结构如下A)双效LiBr制冷系统的发生器二的冷剂蒸汽出口与单效LiBr制冷系统的吸收器二的冷剂蒸汽进口相连，单效LiBr制冷系统的发生器三的冷剂蒸汽出口与冷凝器的冷剂蒸汽进口相连，发生器二与冷凝器的冷剂水出口分别通过各自设置的节流装置(19)与蒸发器的冷剂水进口并联连接，蒸发器的冷剂蒸汽出口与吸收器一的冷剂蒸汽进口相连；B)双效LiBr制冷系统的换热器一的浓溶液出口与换热器三的浓溶液进口连接，换热器三的浓溶液出口与吸收器一的浓溶液进口连接；C)进入吸收器一的冷却水21从吸收器一的冷却水进口端流入，吸收器一的冷却水出口与换热器三的冷却水进口相连，换热器三出口的冷却水分三路，其中一路冷却水一 02) 直接进入用户端；第二路进入吸收器二吸热后流出的冷却水二接用户端；第三路进入冷凝器吸热后流出的冷却水三04)接用户端。
全文摘要
两级双效溴化锂制冷-热泵循环系统，包括双效LiBr制冷系统和单效LiBr制冷系统，两套系统共用一台冷凝器和一台蒸发器，发生器二的冷剂蒸汽出口与吸收器二的冷剂蒸汽进口相连，发生器三的冷剂蒸汽出口与冷凝器的冷剂蒸汽进口相连，发生器二与冷凝器的冷剂水出口分别通过节流装置与蒸发器的冷剂水进口并联连接，蒸发器的冷剂蒸汽出口与吸收器一的冷剂蒸汽进口相连；换热器一的浓溶液出口与换热器三的浓溶液进口连接，换热器三的浓溶液出口与吸收器一的浓溶液进口连接；吸收器一的冷却水出口与换热器三的冷却水进口相连，换热器三出口的冷却水分别进入吸收器二和冷凝器吸热后接用户端。本发明可实现同时供冷和供热，既减少“热污染”，又节约能源。
文档编号F25B15/06GK102200358SQ20101021489
公开日2011年9月28日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者卢玫, 朱家贤, 李凌, 杨茉, 黄少君 申请人:上海理工大学