一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组的制作方法

本发明涉及一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，属制冷设备技术领域。

背景技术：

在生产工艺和生活中需要热源，同时又有低温余热的区域，采用第一类溴化锂吸收式热泵机组提取低温余热热量，制取出中温热媒水，可节省高品位热源消耗，近年来得到了大量的应用。

在实际应用中，机组根据参数条件可选用单效型热泵或双效型热泵，例如，驱动热源为压力0.6~0.8mpa.g的蒸汽，在热媒水回水温度较低如40℃左右，热媒水出水温度较低如60℃以下，为提高效率，一般采用蒸汽双效型热泵机组，可更多的回收余热节省能源，蒸汽双效型热泵性能系数在2.3左右；

当要求热媒水出水温度高于60℃以上，需要采用单效型热泵来提高制取的热媒水温度，蒸汽单效型热泵性能系数在1.7左右。可见，单效型比双效型性能系数低，制取相同制热量时，单效型回收的余热就少，消耗高品位热源就多，单效型热泵优点是可制取较高温度的热水。

在这种情况下，热泵机组如何才能在制取出较高温度热媒水的同时，又能多回收余热，减少高品位热源消耗量，使热泵机组综合性能系数提高，节省能源，成为目前研究的重要课题之一。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，它能回收低温余热、热媒水温升大且温度高、性能系数高、节省能源、操作简单。

本发明的目的是这样实现的：一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽高压发生器、高压冷凝器、低压发生器、低压冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器、稀溶液泵、中间溶液泵、冷剂泵和热水三通阀；

所述机组设置有四个腔体：蒸汽高压发生器设置在第一腔体；高压冷凝器设置在第二腔体；低压发生器和低压冷凝器设置在第三腔体；蒸发器和吸收器设置在第四腔体；

所述蒸汽高压发生器腔体内、高压冷凝器腔体内和低压发生器管程内的压力同为高发压力，压力最高；

所述低压发生器和低压冷凝器所在腔体内压力为冷凝压力，压力较高；

所述蒸发器和吸收器所在腔体内压力为蒸发温度对应的压力，压力最低。

所述蒸汽高压发生器进口管箱上设置有蒸汽进口管路，其上设有蒸汽进口调节阀，所述蒸汽高压发生器出口管箱底部设置有蒸汽凝水出管；所述蒸汽高压发生器的中间溶液进口与高温热交换器中间溶液出口通过管路连接，蒸汽高压发生器的浓溶液出口与高温热交换器浓溶液进口通过管路连接；

所述蒸汽高压发生器引出高温冷剂蒸汽总管，并分为两个支路，一个支路为高温冷剂蒸汽进高压冷凝器管路，另一个支路为高温冷剂蒸汽进低压发生器管程管路；

所述高压冷凝器的高温冷剂水出管和低压发生器管程高温冷剂水出管连接在一起后接入u型管ⅱ，所述u型管ⅱ与低压冷凝器闪发管连通；

所述低压冷凝器的冷剂水出管接入u型ⅰ，u型管ⅰ与蒸发器闪发管连通。

所述热水系统在热水出吸收器的管路上还设置热水三通阀，所述热水三通阀的第一接口与吸收器的热水出口管路连通，第二接口与高压冷凝器的热水进口管路连通，第三接口与连接在热水总出口管上的热水旁通管路连通。

所述蒸汽高压发生器、高压冷凝器、蒸发器、吸收器形成单效热泵循环；

所述蒸汽高发生器、低压发生器、低压冷凝器、蒸发器、吸收器形成双效热泵循环；

所述高温热交换器、低温热交换器、稀溶液泵、中间溶液泵、冷剂泵为上述单效热泵循环和双效热泵循环的共用部件；

所述单效热泵循环和双效热泵循环复合共同运行，机组内的溶液循环按倒串联的流程循环。

外部系统的蒸汽进入蒸汽高压发生器管束冷凝，蒸汽凝水经蒸汽凝水出口管流出；余热水进入蒸发器降温；热水先进入低压冷凝器、再进入吸收器、最后进入高压冷凝器完成整个升温过程。

优选的，在上述机组基础上，单效热泵循环内还增设有高温冷剂水换热器，使u型管ⅱ内的高温冷剂水与自稀溶液泵出口分出的部分稀溶液换热，稀溶液升温后与低温热交换器出来的稀溶液一起进入低压发生器，高温冷剂水的热量被稀溶液回收，提高机组的性能系数。

相比于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明的一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，通过上述全新结构和流程，在同一台机组上实现了单效循环和双效循环的复合，热水三通阀根据高发压力调节进入高压冷凝器的热水流量，使高压冷凝器热水出口温度高而稳定，从而使高发压力稳定，保证了双效循环的正常运行。单效循环使热媒水温升加大温度提高，双效循环使性能系数提高，可更多的回收余热，节省蒸汽。增设的冷剂水换热器使高温冷剂水热量传递给进入低压发生器的稀溶液，使机组性能系数进一步提高。本发明能回收低温余热、热媒水温升大且温度高、性能系数高、能节能减排实现能源综合利用，具有非常好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组工作流程图；

图2为本发明另一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组工作流程图。

图中：蒸汽高压发生器1、高压冷凝器2、低压发生器3、低压冷凝器4、蒸发器6、吸收器5、高温热交换器11、低温热交换器9、稀溶液泵8、冷剂泵7、中间溶液泵10、u型管ⅰ12、u型管ⅱ13、低压发生器管程高温冷剂水出管17、高压冷凝器的高温冷剂水出管18、蒸汽凝水出管14、蒸汽进口调节阀15、高温冷剂蒸汽总管16、热水总出口管19、热水三通阀20、热水旁通管路21、高温冷剂蒸汽进高压冷凝器管路22、高温冷剂蒸汽进低压发生器管程管路23、热水进口管24、余热水出口管25、余热水进口管26、高温冷剂水换热器27、第一腔体28、第二腔体29、第三腔体30、第四腔体31。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

如图1所示，一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括蒸汽高压发生器1、高压冷凝器2、低压发生器3、低压冷凝器4、蒸发器6、吸收器5、高温热交换器11、低温热交换器9、稀溶液泵8、中间溶液泵10、冷剂泵7、热水三通阀20及连接各部件的管路；

所述机组设置有四个腔体：蒸汽高压发生器1设置在第一腔体28；高压冷凝器2设置在第二腔体29；低压发生器3和低压冷凝器4设置在第三腔体30；蒸发器6和吸收器5设置在第四腔体31；

所述蒸汽高压发生器1腔体内、高压冷凝器2腔体内和低压发生器3管程内的压力同为高发压力，压力最高；低压发生器3和低压冷凝器4所在腔体内压力为冷凝压力，压力较高；蒸发器6和吸收器5所在腔体内压力为蒸发温度对应的压力，压力最低。

所述蒸汽高压发生器1进口管箱上设置有蒸汽进口管路，其上设有蒸汽进口调节阀15，所述蒸汽高压发生器1出口管箱底部设置有蒸汽凝水出管14；所述蒸汽高压发生器1的中间溶液进口与高温热交换器11中间溶液出口通过管路连接，蒸汽高压发生器1的浓溶液出口与高温热交换器11浓溶液进口通过管路连接；

所述蒸汽高压发生器1引出的高温冷剂蒸汽总管16分为两个支路，一个支路为高温冷剂蒸汽进高压冷凝器管路22，另一个支路为高温冷剂蒸汽进低压发生器管程管路23；

所述高压冷凝器的高温冷剂水出管18和低压发生器管程高温冷剂水出管17连接在一起后接入u型管ⅱ13，u型管ⅱ13与低压冷凝器4闪发管连通；低压冷凝器4总冷剂水出管接入u型ⅰ12，u型管ⅰ12与蒸发器6闪发管连通。

所述热水系统在热水出吸收器5的管路上还设置热水三通阀20，所述热水三通阀20的第一接口与吸收器5的热水出口管路连通，第二接口与高压冷凝器2的热水进口管路连通，第三接口与连接在热水总出口管19上的热水旁通管路21连通。

所述由蒸汽高压发生器1、高压冷凝器2、蒸发器6、吸收器5形成单效热泵循环；所述由蒸汽高压发生器1、低压发生器3、低压冷凝器4、蒸发器6、吸收器5形成双效热泵循环；所述高温热交换器11、低温热交换器9、稀溶液泵8、中间溶液泵10、冷剂泵7为单效热泵循环和双效热泵循环的公共部件，所述单效热泵循环和双效热泵循环复合在一起运行，机组内的溶液循环按倒串联的流程循环。

在本实施例中，本发明一种单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组工作流程及原理如下：

外部系统的的驱动蒸汽进入蒸汽高压发生器1凝结；余热水进入蒸发器6降温；热水先进入低压冷凝器4、再进入吸收器5、最后进入高压冷凝器2完成整个升温过程。

蒸汽高压发生器1浓缩中间溶液产生的高温冷剂蒸汽分为两路，一路高温冷剂蒸汽进入高压冷凝器2内加热热水后冷凝成高温冷剂水，另一路高温冷剂蒸汽进入低压发生器3管程加热稀溶液后冷凝成高温冷剂水，这两路高温冷剂水出来后汇合在一起经u型管ⅱ13节流进入低压冷凝器4闪发；低压发生器2浓缩稀溶液产生的冷剂蒸汽进入低压冷凝器4内加热热水后冷凝成低温冷剂水，低温冷剂水经u型管ⅰ12节流进入蒸发器6闪发；蒸汽高压发生器1出来的浓溶液经高温热交换器11和低温热交换器9降温进入吸收器5喷淋，浓溶液吸收蒸发器6产生的冷剂蒸汽后变成稀溶液，该稀溶液由稀溶液泵8提升经低温热交换器9升温进入低压发生器3浓缩为中间溶液；低压发生器3出来的中间溶液由中间溶液泵10提升经高温热交换器11升温进入蒸汽高压发生器1浓缩为浓溶液。该循环如此不断进行，制出所需的热水。

如图2所示，在另一种实施方式中，所述单双效复合蒸汽型第一类溴化锂吸收式热泵机组是在单效热泵循环内增设了高温冷剂水换热器27，使u型管ⅱ13内的高温冷剂水与自稀溶液泵8出口分出的部分稀溶液换热，这部分稀溶液升温后与低温热交换器9出来的稀溶液汇合在一起进入低压发生器3，高温冷剂水的热量被稀溶液回收，可提高机组的性能系数。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。