专利名称：新型制冷、除湿、制热的多功能系统的制作方法
技术领域：
本发明属于能源综合利用技术范围，特别涉及一种新型制冷、除湿、制热的多功能系统。具体说是能够对天燃气按照“温度对口、梯级利用”原则，高效利用天燃气化学能， 提高能源综合利用率，主要用于冷、热、湿负荷比较集中且同时存在的场合，如医院、洗浴中心、宾馆。
背景技术：
为了解决城市的电网和燃气管网冬夏调峰难的问题，推出直燃型吸收式制冷/热泵机组和燃气锅炉以满足冷热负荷的需求，在一定程度上缓解电网和燃气管网的调峰压力。同时，目前常规除湿技术手段一般利用热泵制取7°C冷冻水进行除湿，而单纯的降温不需要过低温度的冷冻水。冷冻水温度越低，热泵机组的循环性能COP越小，能源利用率越低。燃气锅炉一般而言制取热水温度不高，违反了“温度对口、体积利用”的热能利用原则， 在使用过程中存在极大的有用能损失。由此可见，目前常规的降温、除湿和制取热水技术手段的能源利用效率较低，有必要提出新的技术方案及新的多功能装置以实现热能的梯级利用。目前，热电联产技术、分布式能源技术是天然气高效利用技术。但对于，采用热电联产或分布式能源技术需要较大的初投资，因此不宜在热、冷负荷相对较小的宾馆、医院、 洗浴中心等场合推广应用。本发明根据“按质用能”的原理，天燃气先驱动吸收式热泵实现制冷或回收低温余热，然后利用中温烟气制取浓溶液实现除湿、然后再利用低温烟气、除湿浓溶液发生出的水蒸汽及吸收式热泵的冷凝器和吸收器制取热水。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型制冷、除湿、制热的多功能系统；由由制冷或低温余热回收系统、除湿溶液再生系统、低温烟气余热深度回收系统和低温蒸汽余热回收系统组成。该系统包括四种系统组成及管路连接方式其中所述直燃型吸收式机组由发生器G、冷凝器C、V2阀门、蒸发器Ε、吸收器A和溶液换热器REX串联成回路，该系统以天燃气作为高温热源驱动直燃型吸收式机组实现制冷与制热水，燃烧后的高温烟气作为热源在溶液发生器内制取除湿浓溶液。所述除湿溶液再生装置由溶液发生器RG和溶液冷却器RC的液体腔由连通管道连接构成，稀溶液在溶液发生器RG内被来自吸收式机组的发生器G的高温烟气加热，发生出水蒸汽进入溶液冷却器RC内，被自来水冷却后，送入浓溶液罐以备除湿所用。低温烟气余热深度回收系统由烟气换热器GWEX、阀门及管路构成；其液体通道一端与V8阀门、V6阀门、V7阀门的公共接头连接在一起，另一端通过Vll阀门和V10、阀门 V12阀门及冷凝器C的热水出口连接在一起，低温烟气在烟气换热器GWEX内被低温自来水冷却而实现烟气余热深度回收；降温后的烟气最后进入烟气-水换热器加热热水，降温后的烟气再进入烟气-水换热器加热自来水，放热降温后，排放到大气环境中。所述制冷或低温余热回收系统，在夏季制冷和制热水时，Vl阀门、V14阀门和V17 阀门关闭，V13阀门、V15阀门和V16阀门打开，第一水水换热器EXl和第二水水换热器EX2 停止工作；在冬季回收生活废水或太阳能时，Vl阀门、V14阀门和V17阀门打开，V13阀门、 V15阀门和V16阀门关闭，第一水水换热器EXl和第二水水换热器EX2运行工作。低温蒸汽余热回收系统由汽水换热器SWEX构成，汽水换热器SWEX —端与V7阀门连接，另一端与VlO阀门连接；对天燃气化学能实现梯级利用；溶液发生器内发生的水蒸汽在汽-水换热器内加热热水；生活废水先进入第一水水换热器EXl加热自来水，然后再进入第二水水换热器EX2加热冷媒，实现低温余热回收。在直燃型吸收式机组中，稀溶液(溴化锂)在发生器G内被天燃气燃烧加热后，变成浓溶液(溴化锂)，浓溶液在溶液换热器REX内被来自吸收器的稀溶液冷却降温后，进入吸收器A吸收来自蒸发器的水蒸汽后，变成稀溶液后，再进入溶液换热器REX后被浓溶液加热升温后，进入发生器G中，被天燃气加热发生出水蒸汽后，变成浓溶液，溶液完成一个循环，如此不停循环。 在直燃型吸收式机组中，来自发生器G的水蒸汽，进入冷凝器C被冷却水冷却后变成冷凝水，冷凝水经节流装置降压降温后进入蒸发器E，再被冷冻水加热蒸发变成水蒸汽， 水蒸汽在压差作用下进入吸收器G被来自溶液换热器REX的浓溶液吸收，冷剂水完成一个循环，如此不停循环。冷剂水在蒸发器内蒸发吸收冷冻水的热量而蒸发，冷冻水因放热而降温，从而可通过冷冻水实现制冷或回收生活废水低温余热或太阳能。在回收余热时，由于自来水温度一般在15°C左右、生活废水等低温余热一般在25°C以上，利用水水换热器EXl先回收一部分低温余热，然后在水水换热器EX2内利用低温冷冻水再回收一部分低温余热。冷剂水与生活废水等低温余热是通过中间冷媒——冷冻水进行热交换以实现低温余热回收。除湿溶液再生系统是由溶液发生器RG、浓溶液冷却器RC、连接管路及阀门等附件构成。稀溶液在溶液发生器RG内被中温烟气加热发生出水蒸汽而变成浓溶液，浓溶液在浓溶液冷却器RC内被低温水冷却。溶液发生器RG中产生的水蒸汽在汽水换热器SWEX内被低温水冷却，进而实现水蒸汽余热回收。本发明的有益效果及特点主要体现在以下几个方面第一、对天燃气实现了“按质用能”梯级利用，提高能源综合利用效率，减小了传热过程中的不可逆损失。第二对生活废水余热及低温热源实现梯级回收，提高整个系统的能源利用效率及经济性；第三、吸收式机组具有实现制冷和余热回收制取热水双功能，提高设备利用率，提高装置经济性。
图1为第一种系统组成及管路连接方式。图2为第二种系统组成及管路连接方式。图3为第三种系统组成及管路连接方式。
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图4为第四种系统组成及管路连接方式。图中标号G-发生器；C-冷凝器；A-吸收器；E-蒸发器；REX-溶液热交换器；V-阀门；F-燃烧器；P-泵；EX-水水换热器；SWEX-汽水换热器；GWEX-烟气换热器；RG-溶液发生器；RC-浓溶液冷却器；
具体实施例方式本发明提出了一种制冷、除湿、制热的多功能装置，该系统包括图1-图4所示的四种系统组成及管路连接方式。下面结合附图和实施例对本发明予以进一步说明。图1所示，为第一种系统组成及管路连接方式。图中制冷或低温余热回收系统由直燃型吸收式机组、水水换热器EX、汽水换热器SWEX通过V1-18阀门、连通管道按照制冷、 制热流程连接构成；所述直燃型吸收式机组由发生器G、冷凝器C、V2阀门、蒸发器E、吸收器A和溶液换热器REX串联成回路，所述除湿溶液再生装置由溶液发生器RG和溶液冷却器RC的液体腔由连通管道连接构成，其中溶液发生器RG内部气体通道两端分别和发生器 G、烟气换热器GWEX的气体通道连接；溶液冷却器RC内部的液体通道一端和V8阀门连接， 另一端和V5阀门、V4阀门及吸收器A内液体通道的公共接头连接在一起；吸收器A内液体通道一端通过V4阀门与V3阀门及冷凝器C内液体通道一端连接，冷凝器C内液体通道另一端为热水出口 ；吸收器A内液体通道另一端与V3阀门、V12阀门的公共接头连接。作为低温烟气余热深度回收装置的烟气换热器GWEX，其液体通道一端与V8阀门、V6阀门、V7阀门的公共接头连接在一起，另一端通过Vll阀门和V10、阀门V12阀门及冷凝器C的热水出口连接在一起；作为低温蒸汽余热回收装置的汽水换热器SWEX—端与V7阀门连接，另一端与VlO阀门连接。所述蒸发器E的液体通道一端和REX2溶液换热器的上管路一端连通，二者的另一端由Vl阀门，水泵P串联在一起，其中Vl阀门一端和V15阀门连接，作为冷冻水出口，Vl阀门与水泵P公共端和V16阀门连接为冷冻水进口。所述第二溶液换热器REX2的下管路与第一溶液换热器REXl的右管路和V17阀门、V18阀门串联构成生活废水处理回路。所述第一溶液换热器REXl的左管路和V13阀门、V14阀门串联回路，V13阀门和 V14阀门公共接头为自来水进口。如图2所示，直燃型吸收式机组由发生器G、冷凝器C、V2阀门、蒸发器E、吸收器 A和溶液换热器REX串联成回路，吸收器A液体通道通过V19阀门和溶液冷却器RC的液体通道一端连接，并且和V20阀门连接，V20阀门为冷却水进口控制阀，溶液冷却器RC的液体通道另一端连接V8阀门，V8阀门和冷凝器C的液体通道出水连接，并输出冷却水。所述除湿溶液再生装置由溶液发生器RG和溶液冷却器RC的液体腔由连通管道连接构成，稀溶液溶液经过发生器RG被热气加热除湿变成浓溶液，再经过溶液冷却器RC冷却降温，排出浓溶液。蒸发器E的液体通道一端和V16阀门连接为冷冻水进口，蒸发器E的液体通道另一端输出冷冻水。如图3所示，与图1所示结构相同，只是删去除湿溶液再生装置部分设备。其中溶液发生器RG内部气体通道一端和发生器G连接另一端为低温烟气出口 ；溶液冷却器RC内部的液体通道一端通过V8阀门与阀门V12阀门及冷凝器C的热水出口连接在一起；并且溶液发生器RG的液体腔设置稀溶液进口和水蒸气出口，溶液冷却器RC的液体腔设置浓溶液出口 ；溶液冷却器RC另一端和V5阀门、V4阀门及吸收器A内液体通道的公共接头连接在一起；第一水水换热器EXl的左管路两端分别V14阀门和V13阀门连接，V14阀门和V13阀门的公共接头为自来水入口 ；V5阀门和第一水水溶液换热器EXl的左管路和V13阀门公共接头连接；第二水水换热器EX2的下管路与第一水水换热器EXl的右管路和V17阀门、V18 阀门串联构成生活废水处理回路。如图4所示，与图1所示结构相同，只是删去烟气换热器GWEX。其中溶液发生器 RG内部气体通道一端和发生器G连接另一端为低温烟气出口 ；溶液冷却器RC内部的液体通道一端通过V8阀门与阀门V12阀门及冷凝器C的热水出口连接在一起；并且溶液发生器 RG的液体腔设置稀溶液进口和水蒸气出口，溶液冷却器RC的液体腔设置浓溶液出口 ；溶液冷却器RC另一端和V5阀门、V4阀门及吸收器A内液体通道的公共接头连接在一起；第一水水换热器EXl的左管路两端分别V14阀门和V13阀门连接，V14阀门和V13阀门的公共接头为自来水入口 ；V5阀门和第一水水换热器EXl的左管路和V13阀门公共接头连接；第二水水换热器EX2的下管路与第一水水换热器EXl的右管路和V17阀门、V18阀门串联构成生活废水处理回路。本发明工作原理简要说明如下制冷、除湿、制热的多功能装置的天燃气在发生器 G中的燃烧器F内点燃，除湿系统的溴化锂稀溶液在发生器G中被天燃气加热而发生出冷剂蒸汽变成溴化锂浓稀溶液，天燃气烟气再进入除湿溶液发生器RG，并放热降温；降温后的烟气再进入烟气换热器GWEX，溶液发生器加热自来水，放热降温后，排放到大气环境中。在直燃型吸收式机组中，稀溶液在发生器G内被天燃气燃烧加热后，变成浓溶液， 浓溶液在溶液换热器REX内被来自吸收器A的稀溶液冷却降温后，进入吸收器A吸收来自蒸发器的水蒸汽后，变成稀溶液后，再进入溶液换热器REX后被浓溶液加热升温后，进入发生器G中，被天燃气加热发生出水蒸汽后，变成浓溶液，溶液完成一个循环，如此不停循环。 稀溶液在溶液发生器RG内被中温烟气加热发生出水蒸汽而变成浓溶液，浓溶液在浓溶液冷却器RC内被低温水冷却。溶液发生器RG中产生的水蒸汽在汽水换热器SWEX内被低温水冷却，进而实现水蒸汽余热回收。冷剂水在蒸发器内蒸发吸收冷冻水的热量而蒸发，冷冻水因放热而降温，从而可通过冷冻水实现制冷或回收生活废水低温余热或太阳能。在回收余热时，由于自来水温度一般在15°C左右、生活废水等低温余热一般在25°C以上，利用第一水水水水换热器EXl先回收一部分低温余热，然后在第二水水水水换热器EX2内利用低温冷冻水再回收一部分低温余热。冷剂水与生活废水等低温余热是通过中间冷媒——冷冻水进行热交换以实现低温余热回收。所述制冷或低温余热回收系统，在夏季制冷和制热水时，Vl阀门、V14阀门和V17 阀门关闭，V13阀门、V15阀门和V16阀门打开，第一水水换热器EXl和第二水水换热器EX2 停止工作；在冬季回收生活废水或太阳能时，Vl阀门、V14阀门和V17阀门打开，V13阀门、 V15阀门和V16阀门关闭，第一水水换热器EXl和第二水水换热器EX2运行工作。本发明的新型制冷、除湿、制热多功能装置如此实现制冷、制热水功能，对天燃气化学能实现深度利用，提高天燃气的综合利用效率。
权利要求
1.一种新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于，该系统由制冷或低温余热回收系统、除湿溶液再生系统、低温烟气余热深度回收系统和低温蒸汽余热回收系统组成包括4种结构；在第一种结构中，制冷或低温余热回收系统由直燃型吸收式机组、水水换热器 (EX)、汽水换热器(SWEX)通过V1-18阀门、连通管道按照制冷、制热流程连接构成；所述直燃型吸收式机组由发生器(G)、冷凝器(C)、V2阀门、蒸发器(E)、吸收器(A)和溶液换热器 (REX)串联成回路，所述除湿溶液再生装置由溶液发生器(RG)和溶液冷却器(RC)的液体腔由连通管道连接构成，稀溶液在溶液发生器(RG)内被来自吸收式机组的发生器(G)的高温烟气加热，发生出水蒸汽进入溶液冷却器(RC)内，被自来水冷却后，送入浓溶液罐以备除湿所用；其中溶液发生器(RG)内部气体通道两端分别和发生器(G)、烟气换热器(GWEX) 的气体通道连接；溶液冷却器(RC)内部的液体；通道一端和V8阀门连接，另一端和V5阀门、V4阀门及吸收器(A)内液体通道的公共接头连接在一起；作为低温烟气余热深度回收装置的烟气换热器(GWEX)，其液体通道一端与V8阀门、V6阀门、V7阀门的公共接头连接在一起，另一端通过Vll阀门和V10、阀门V12阀门及冷凝器(C)的热水出口连接在一起；作为低温蒸汽余热回收装置的汽水换热器(SWEX) —端与V7阀门连接，另一端与VlO阀门连接； 该系统以天燃气作为高温热源驱动直燃型吸收式机组实现制冷与制热水，燃烧后的高温烟气作为热源在溶液发生器内制取除湿浓溶液，降温后的烟气最后进入烟气-水换热器加热热水，对天燃气化学能实现梯级利用；溶液发生器内发生的水蒸汽在汽-水换热器内加热热水；生活废水先进入水水换热器(EXl)加热自来水，然后再进入水水换热器(EX》加热冷媒，实现低温余热回收。
2.根据权利要求1所述新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于，所述吸收器 (A)内液体通道一端通过V4阀门与V3阀门及冷凝器(C)内液体通道一端连接，冷凝器(C) 内液体通道另一端为热水出口 ；吸收器(A)内液体通道另一端与V3阀门、V12阀门的公共接头连接。
3.根据权利要求1所述新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于，所述蒸发器 (E)的液体通道一端和第二溶液换热器(REX2)的上管路一端连通，二者的另一端由Vl阀门，水泵(P)串联在一起，其中Vl阀门一端和V15阀门连接，作为冷冻水出口，Vl阀门与水泵(P)公共端和V16阀门连接为冷冻水进口。
4.根据权利要求1所述新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于，所述第二溶液换热器(REX2)的下管路与第一溶液换热器(REXl)的右管路和V17阀门、V18阀门串联构成生活废水处理回路。
5.根据权利要求1所述新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于，所述第一溶液换热器(REXl)的左管路和V13阀门、V14阀门串联回路，V13阀门和V14阀门公共接头为自来水进口。
6.根据权利要求1所述的新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于所述制冷或低温余热回收系统，在夏季制冷和制热水时，Vl阀门、V14阀门和V17阀门关闭，V13阀门、 V15阀门和V16阀门打开，第一水水换热器(EXl)和第二水水换热器(EX》停止工作；在冬季回收生活废水或太阳能时，Vl阀门、V14阀门和V17阀门打开，V13阀门、V15阀门和V16 阀门关闭，第一水水换热器(EXl)和第二水水换热器(EX》运行工作。
7.—种权利要求1所述的新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于，直燃型吸收式机组由发生器(G)、冷凝器(C)、V2阀门、蒸发器(E)、吸收器(A)和溶液换热器(REX) 串联成回路，吸收器(A)液体通道通过V19阀门和溶液冷却器(RC)的液体通道一端连接， 并且和V20阀门连接，V20阀门为冷却水进口控制阀，溶液冷却器(RC)的液体通道另一端连接V8阀门，V8阀门和冷凝器(C)的液体通道出水连接为冷却水输出；所述除湿溶液再生装置由溶液发生器(RG)和溶液冷却器(RC)的液体腔由连通管道连接构成，蒸发器(E)的液体通道一端和V16阀门连接为冷冻水进口，蒸发器E的液体通道另一端为冷冻水出口。
8.—种权利要求1所述的新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于，所述制冷、 除湿、制热的多功能系统由制冷或低温余热回收系统、低温烟气余热深度回收装置和低温蒸汽余热回收装置组成；其中吸收器(A)内液体通道一端与阀门V12阀门及冷凝器(C)的热水出口连接在一起，吸收器㈧内液体通道另一端和V4、阀门V5阀门和V6阀门的公共接头连接在一起；第二水水换热器(EX2)的下管路与第一水水换热器(EXl)的右管路和V17 阀门、V18阀门串联构成生活废水处理回路；第一水水换热器(EXl)的左管路两端分别V14 阀门和V6阀门连接，V14阀门和V5阀门的公共接头为自来水入口 ；第一水水换热器(EXl) 的左管路和V6阀门的公共接头连接至烟气换热器(GWEX)的液体通道一端，烟气换热器 (GffEX)的液体通道气体通另一端和阀门V12阀门及冷凝器(C)的热水出口连接在一起。
9.一种权利要求1所述的新型制冷、除湿、制热的多功能系统，其特征在于，所述制冷、 除湿、制热的多功能系统由制冷或低温余热回收系统、除湿溶液再生系统、低温烟气余热深度回收系统和低温蒸汽余热回收系统组成；所述除湿溶液再生系统置由溶液发生器(RG) 和溶液冷却器(RC)的液体腔由连通管道连接构成，其中溶液发生器(RG)内部气体通道一端和发生器(G)连接另一端为低温烟气出口 ；溶液冷却器(RC)内部的液体通道一端通过 V8阀门与阀门V12阀门及冷凝器(C)的热水出口连接在一起；并且溶液发生器(RG)的液体腔设置稀溶液进口和水蒸气出口，溶液冷却器(RC)的液体腔设置浓溶液出口 ；溶液冷却器(RC)另一端和V5阀门、V4阀门及吸收器(A)内液体通道的公共接头连接在一起；第一水水换热器(EXl)的左管路两端分别V14阀门和V13阀门连接，V14阀门和V13阀门的公共接头为自来水入口 ；V5阀门和第一水水换热器(EXl)的左管路和V13阀门公共接头连接； 第二水水换热器(EX2)的下管路与第一水水换热器(EXl)的右管路和V17阀门、V18阀门串联构成生活废水处理回路。
全文摘要
本发明公开了属于能源综合利用技术范围的新型制冷、除湿、制热的多功能系统，该系统与低温余热回收系统、除湿溶液再生系统、低温烟气余热深度回收系统和低温蒸汽余热回收系统组成，其中制冷或低温余热回收系统由直燃型吸收式机组、水水换热器EX、汽水换热器SWEX通过V1-18阀门、连通管道按照制冷、制热流程连接构成；能够对天燃气按照“温度对口、梯级利用”原则，高效利用天燃气化学能，提高能源综合利用率，主要用于冷、热、湿负荷比较集中且同时存在的场合，如医院、洗浴中心、宾馆。在夏季实现制冷、除湿和制取生活热水，在冬季对生活废水余热或太阳能等低温热能进行回收以实现制热和除湿的目的。
文档编号F25B41/04GK102230689SQ20111014921
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者史永征, 孙方田, 王娜, 王瑞祥, 高智勇 申请人:北京建筑工程学院