专利名称：并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空调制冷技术领域，具体涉及ー种并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统。
背景技术：
溴化锂吸收式制冷机组是ー种以蒸汽、热水、燃油、燃气和各种余热为热源，制取冷水或冷热水的节电型制冷设备。它具有耗电少、噪音低、运行平稳、能量调节范围广、自动化程度高、安装、维护、操作简便 等特点，在利用低势热能与余热方面有显著的节能效果。另夕卜，它还有无环境污染。对大气臭氧层无破坏作用的独特优势。与单效溴化锂吸收式制冷相比，双效溴化锂吸收式制冷的高压蒸汽的能量在高压发生器和低压发生器中两次得到利用，与单效循环相比，产生同样的制冷量所需的热源加热量減少。在双效机组中，驱动热源被直接和间接地二次利用，热カ系数得到提高。根据溶液循环流程分类，蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组可分为串联流程、并联流程和串并联流程三种结构形式。常见的并联流程蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷机组的的结构由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、冷剂泵、溶液泵、低温热交換器、高温热交換器、凝水换热器。并联流程为从吸收器出来的稀溶液，在溶液泵输送下，经过低温和高温溶液热交換器后，以并联方式进入高压发生器和低压发生器，稀溶液变为浓溶液后再流回吸收器。高压发生器产生的冷剂蒸汽流经低压发生器后与低压发生器产生的蒸汽ー并流入冷凝器。冷剂蒸汽经冷凝器降温凝结成为冷剂水，冷剂水经节流阀降压后流入蒸发器，吸收热量后流入吸收器，被浓溶液吸收，如此循环。常见的并联蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组根据压カ的不同，可以分为三个筒体，即低压发生器与冷凝器位于ー个筒体，蒸发器与吸收器位于第二个筒体，高压发生器位于第三个筒体。其布置方式主要有平行布置与上下叠置。平行布置又可分为左右平行布置与左中右平行布置。即吸收器一分为ニ在左右排列，蒸发器居中。平行布置的方式目前采用的较为普遍，这种方式能节省空间，降低冷剂蒸汽流速，強化传质效果。上下叠置一般采取蒸发器在上，吸收器在下的方式。冷凝器与低压发生器同属ー个压カ区，因此通常将两者做为ー个筒体，可以做成上下结构，也可以做成左右结构，左右结构可以省掉水盘装置，低压发生器产生的蒸汽易于被冷凝器冷却，结构紧凑等优点。在双效溴化锂冷水机组中，热交換器占有很重要的地位，对于溴化锂机组热能利用效率以及COP值的提高有着不可忽视的重要作用。溶液热交換器的作用将来自吸收器的稀溶液和发生器的浓溶液进行热交換，回收热量以提高热能系数。一方面使进入发生器的稀溶液温度升高，降低发生器的热负荷；另一方面使吸入吸收器的浓溶液温度降低，減少吸收器的热负荷。凝水换热器的作用是回收高压发生器中工作蒸汽凝水的余热，一般用于加热进入低压发生器的稀溶液。考虑到低压发生器出口的蒸汽与从高压发生器出ロ流经低压发生器的蒸汽皆具有很大能量，未能被有效利用，直接被冷凝水冷却。为了提高并联蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组的热能利用效率以及机组的COP，増加一个换热器用来有效地利用这部分热量显得十分必要。
发明内容本实用新型目的在于提供一种并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统。基于热量回收利用的理念，充分利用低压发生器出口的蒸汽与从高压发生器出口流经低压发生器的蒸汽的热量，提出通过增加ー个冷剂水热交換器，用来提高并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷的热能利用效率以及机组的C0P，同时保证并联蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组能够经济、高效、稳定的运行。本实用新型提出的并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统，由冷剂水热交換器I、低压发生器2、低温热交換器3、高压发生器4、凝水换热器5、高温热交換器6、吸收器7、蒸发器8和冷凝器9组成，其中吸收器7的稀溶液出ロ分别与高压发生器4和低压发 生器2的稀溶液进ロ连接，低压发生器2的稀溶液出ロ连接冷剂水热交換器I进ロ，冷剂水热交換器I的稀溶液出ロ连接低温热交換器3 —端，低温热交換器3稀溶液出ロ连接低压发生器2，低压发生器2的浓溶液出ロ通过低温热交換器3连接吸收器7 ;高压发生器4的稀溶液进ロ分别连接高温热交換器6和凝水换热器5，高温热交換器6的稀溶液出ロ连接高压发生器4，凝水换热器5的稀溶液出ロ连接高压发生器4 ;高压发生器4浓溶液出ロ通过高温热交換器6连接吸收器7 ；高压发生器4的蒸汽出ロ通过低压发生器2连接冷剂水热交換器1，低压发生器2的蒸汽出ロ连接冷剂水热交換器1，冷剂水热交換器I的蒸汽出ロ连接冷凝器9 ;冷凝器9出口连接蒸发器8，蒸发器8的冷剂蒸汽出口连接吸收器7，吸收器7的冷剂水出口分别连接高压发生器4和低压发生器2。本实用新型中，所述冷剂水热交換器I的换热管材质可以是紫铜管。本实用新型中，所述装置可以分为三个筒体，即低压发生器2与冷凝器9位于ー个筒体，蒸发器8与吸收器7位于第二个筒体，高压发生器4位于第三个筒体。作为优化系统，本实用新型将冷剂水热交換器I、低压发生器2和冷凝器9位于ー个筒体内。低压发生器2与冷凝器9为左右结构，冷剂水热交換器I分为两部分(左右结构)，一部分位于低压发生器2的上方，另一部分位于冷凝器9的上方。本实用新型的优点I本实用新型优化了常见的并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷机组的设计原理，通过增加冷剂水热交換器，将机组内的热量充分利用，提高了机组的热力系数。減少了冷却水系统在吸收器中的负荷，同时也增加了机组的制冷量，使得双效溴化锂吸收式冷水机组能够经济、高效的运行。2本实用新型的设计改进，充分利用了从低压发生器出口流向冷凝器的冷剂蒸汽与从高压发生器出ロ流经低压发生器进入冷凝器的冷剂蒸汽那两部分的热量。需要说明的是，在低压发生器和吸收器之间增加ー个冷剂水热交換器，而低压发生器和吸收器之间还有ー个低温热交換器，流向低压发生器的稀溶液是先流经冷剂水热交換器，然后流经低温热交換器，最后流入低压发生器。从吸收器流入低压发生器的稀溶液先经过冷剂水热交換器的升温，然后该稀溶液与低压发生器回流的浓溶液通过低温热交換器进行换热，由于稀溶液通过冷剂水热交換器的升温，在通过低温热交換器时使得浓溶液降温不是很大，致使浓溶液结晶的可能性减小，保证了双效溴化锂吸收式制冷机组能够稳定的运行。3本实用新型将冷剂水热交換器、低压发生器和冷凝器位于ー个筒体内。低压发生器与冷凝器为左右结构，冷剂水热交換器分为两部分(左右结构)，一部分位于低压发生器的上方，另一部分位于冷凝器的上方。这样的结构设计充分利用了低压发生器和冷凝器的筒体，节约空间，左右结构的设计使得来自低压和高压发生器的两部分蒸汽能够和管内的稀溶液充分换热。本实用新型给出了冷剂水热交換器的结构设计，使得这个换热器的作用可以得到实现。
图I为冷剂水热交換器结构图示。 图2为本实用新型的原理图示。图3为冷凝器、低压发生器、冷剂水热交換器的结构图。图4为图3的A-A剖视图。图中标号I为冷剂水热交換器，2为低压发生器，3为低温热交換器，4为高压发生器，5为冷凝水换热器，6为高温热交換器，7为吸收器，8为蒸发器，9为冷凝器。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进ー步说明本实用新型。实施例I :本系统在低压发生器2和吸收器7之间增加ー个冷剂水热交換器1，而低压发生器2和吸收器7之间还有ー个低温热交換器3，从吸收器流向低压发生器2的稀溶液是先流经冷剂水热交換器1，然后流经低温热交換器3，最后流入低压发生器2。本系统具体涉及溶液环路、制冷剂水环路、冷却水系统、蒸汽加温系统，其中溶液环路从吸收器7出口的稀溶液分为两条支路，分别流向高压发生器4和低压发生器2。进入低压发生器2的稀溶液先进入冷剂水热交換器I的一端，从冷剂水热交换器I出来的稀溶液再进入低温热交換器3的一端，从低温热交換器3出来的稀溶液流进低压发生器2。从低压发生器2流回吸收器7的浓溶液首先流进低温热交換器3，从低温热交换器3出口的浓溶液流进吸收器7 ;进入高压发生器4的稀溶液分为两条支路，一部分稀溶液先流入高温热交換器6，然后流进了高压发生器4，另外一部分稀溶液先流入凝水换热器5，最后流进了高压发生器4。从高压发生器4出ロ的浓溶液先进入高温热交換器6，浓溶液换热降温后流进吸收器7，浓溶液吸收冷剂蒸汽后变为稀溶液，如此循环。冷剂水环路冷剂蒸汽共有两部分来源，分别来自高压发生器4和低压发生器2。由于加热蒸汽的作用，高压发生器4产生高温蒸汽，高温蒸汽流入低压发生器2，加热低压发生器2的稀溶液，然后流经冷剂水热交換器1，高温蒸汽被降温后流入冷凝器9 ;由于来自高压发生器4出ロ蒸汽的加热，低压发生器2产生冷剂蒸汽，该冷剂蒸汽流经冷剂水热交换器1，与前述高压发生器产生的冷剂蒸汽混合后，一井被冷剂水热交換器I降温流入冷凝器9 ;该混合蒸汽降温后变为冷剂水，经U型管降压后流入蒸发器8，冷剂水吸热蒸发，该冷剂蒸汽流经吸收器7，被吸收器7中的溴化锂溶液吸收，冷剂水随着吸收器中的溴化锂稀溶液分别输送到高压发生器4和低压发生器2，冷剂水在高压发生器4和低压发生器2再次蒸发出来，如此循环。冷却水系统冷却水分为两条支路，冷却水一部分流经吸收器7，另外一部分流经冷凝器9，流经两个换热器后混合一井流出溴化锂机组。蒸汽加温系统外界提供的加温蒸汽流经高压发生器4，降温后流经凝水换热器5，该加温蒸汽流出溴化锂机组。冷剂水热交換器I 一端流入升温的物质是从吸收器7流入低压发生器2的稀溶 液；冷剂水热交換器I的另一端降温的物质是从低压发生器2出ロ流向冷凝器9的冷剂蒸汽与从高压发生器4出ロ流经低压发生器2进入冷凝器9的冷剂蒸汽的混合蒸汽。将上述系统用于设计实例本实例的设计參数为制冷量为2000KW，加热蒸汽温度为170°C，加热蒸汽压カ为O. 78MPa，冷却水进ロ温度为32°C，冷却水出ロ温度为39°C，冷媒水进ロ温度为12°C，冷媒水出ロ温度为7で。根据戴永庆主编的《溴化锂吸收式制冷空调技术实用手册》，利用热力学计算双效溴化锂吸收式制冷机组的各状态点參数，以下是具体的双效溴化锂吸收式制冷机组的各状态点參数表表I双效溴化锂吸收式制冷机组的各状态点參数
序列号I名称I温度/°c I压カ/KPa I浓度/% I焓值/KJ/Kg
1_蒸发器中冷剂水_5_O. 872 O_21.02
2_蒸发器中冷剂蒸汽_5_O. 872 O_2509. 71 '
3吸收器出口稀溶液:40.6 0.872 58 276.33
4冷凝器中冷剂水: 37.4 6.3O156.63
5_流经低压发生器的高压发生器出ロ蒸汽_87. 95 65_O_368. 33
6高压发生器中出口浓溶液150 6563.5 486.94 :
7高压发生器进ロ稀溶液134 6558 462.94
8低Ji发生器出口浓溶液826.362.5 368.44
9_低压发生器进ロ稀溶液_76_6. 358_347. 50
10高Ji发生器出口蒸汽150 65O2785
Π_低压发生器出口蒸汽_82_6. 3O_2660_
12加热蒸汽:170 780O2768.42
13高温热交換器出口浓溶液64 6563.5 323.50
H_高温热交換器出口稀溶液_m_65_58_462. 94 '
15冷剂水热交換器出口混合蒸汽45 6.3O2570
16_低压热交換器出口浓溶液_75_6. 362. 5 342. 88
17_冷剂水热交換器出ロ稀溶液_54. 4 6. 3O. 58 300. 05
18凝水回热器出口稀溶液134 6558 462.94
19_凝水回热器进ロ蒸汽_ 170 780O_719.25
20[凝水回热器出口蒸汽]100.90 ]78010 [422.81经过热力学计算，给定了个各状态点參数的具体值，并且计算了各种换热设备的热负荷，由冷剂水热交換器的换热负荷计算，得到冷剂水换热器换热量β = Μ2.7λΟΤ，相应减少的冷却水系统的热负荷为142. 79KW，相对于吸收器的换热量减少了 5. 8%。经过热力学的计算，增加的制冷量为118. 62KW,相对于总的制冷量增加了约5. 6%。上述的蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统在本实例的设计计算表明増加了冷剂水热交換器，整个溴化锂机组能够保证低温热交換器出ロ的浓溶液不达到结晶温度，減少了冷却水系统在吸收器中5. 8%的负荷，同时也增加了整个蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷机组约5. 6%的制冷量。是ー种经济、可行的双效溴化锂吸收式制冷机组的优化技木。[0033]各设备的换热负荷详细的计算结果见下表表2双效溴化锂吸收式制冷机组各换热器的热负荷
权利要求1.一种并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统，由冷剂水热交換器(I)、低压发生器(2)、低温热交換器(3)、高压发生器(4)、凝水换热器(5)、高温热交換器￠)、吸收器(7)、蒸发器(8)和冷凝器(9)组成，其特征在于吸收器(7)的稀溶液出ロ分别与高压发生器(4)和低压发生器(2)的稀溶液进ロ连接，低压发生器(2)的稀溶液出口连接冷剂水热交換器(I)进ロ，冷剂水热交換器(I)的稀溶液出口连接低温热交換器(3) —端，低温热交换器(3)稀溶液出口连接低压发生器(2)，低压发生器(2)的浓溶液出口通过低温热交换器(3)连接吸收器(7);高压发生器(4)的稀溶液进ロ分别连接高温热交換器(6)和凝水换热器(5)，高温热交換器￠)的稀溶液出口连接高压发生器(4)，凝水换热器(5)的稀溶液出口连接高压发生器(4);高压发生器(4)浓溶液出口通过高温热交換器(6)连接吸收器⑵； 高压发生器(4)的蒸汽出口通过低压发生器(2)连接冷剂水热交換器(I)，低压发生器(2)的蒸汽出口连接冷剂水热交換器(I)，冷剂水热交換器(I)的蒸汽出口连接冷凝器(9);冷凝器(9)出口连接蒸发器(8)，蒸发器(8)的冷剂蒸汽出口连接吸收器(7)，吸收器(7)的冷剂水出口分别连接高压发生器(4)和低压发生器(2)。
2.根据权利要求I所述的并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统，其特征在于所述冷剂水热交換器(I)的换热管材质是紫铜管。
3.根据权利要求I所述的并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统，其特征在于低压发生器(2)与冷凝器(9)位于ー个筒体，蒸发器(8)与吸收器(7)位于第二个筒体，高压发生器(4)位于第三个筒体。
4.根据权利要求I所述的并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统，其特征在于将冷剂水热交換器(I)、低压发生器(2)和冷凝器(9)位于ー个筒体内；低压发生器(2)与冷凝器(9)为左右结构，冷剂水热交換器(I)分为左右结构，一部分位于低压发生器(2)的上方，另一部分位于冷凝器(9)的上方。
专利摘要本实用新型涉及一种并联蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷优化系统，由冷剂水热交换器、低压发生器、低温热交换器、高压发生器、凝水换热器、高温热交换器、吸收器、蒸发器和冷凝器组成，具体为在低压发生器和吸收器之间，增加了一个冷剂水热交换器，用于回收从低压发生器出口流向冷凝器的冷剂蒸汽和从高压发生器流经低压发生器进入冷凝器的冷剂蒸汽那两部分的热量，同时对从吸收器流向低压发生器的浓溶液进行预热。另外，还对换热器的结构进行了设计，保证了换热过程的稳定和高效。最终目的则是为了提高双效溴化锂吸收式冷水机组的热能利用率和机组COP，同时提高低温热交换器浓溶液出口的温度，防止浓溶液结晶问题，使得双效溴化锂吸收式制冷机组能够更加经济、高效、稳定的运行。
文档编号F25B15/06GK202648240SQ201220257668
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者石惠娴, 吕涛, 胡美琴, 朱洪光, 徐凯, 黄超 申请人:同济大学