一种双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组的制作方法

1.本发明涉及空调设备技术领域，更具体地说，涉及一种双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组。


背景技术：

2.以往的一种直燃单效型溴化锂吸收式热泵机组如图1所示，该机组由蒸发器42、吸收器40、直燃型发生器17、冷凝器27、溶液热交换器46、溶液泵45、冷剂泵41、控制系统及连接各部件的管路和阀门所构成。机组运行时，以直燃型发生器17所配燃烧器16燃烧燃料(燃气、燃油)产生的热量作为补偿热能，回收进出蒸发器42的余热源热水热量，对外提供温度高于余热源热水温度的工艺用或建筑采暖用热水，主要应用于同时具有低温热源和中温供热需求的场所，机组的热水流程为正串联流程(热水先进吸收器，然后经冷凝器出机组)。这种机组的热水出口温度较高(热水出口温度可≥60℃)，余热水出口温度较低(余热水出口温度可≤25℃)，适用于一般建筑供热和对余热源进行深度回收利用。但这种机组的cop(coefficient of performance，供热性能系数)较低(cop约为1.68)，且只能用于回收单路余热源的热量。
3.以往的一种直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组如图1所示，该机组由蒸发器42、吸收器40、直燃型发生器17、低压发生器26、冷凝器27、低温热交换器13、高温热交换器14、第一溶液泵4、第二溶液泵5、冷剂泵41、控制系统及连接各部件的管路和阀所构成。机组的溶液流程为并联流程，热水流程为倒串联流程(热水先进冷凝器，然后经吸收器出机组)。机组运行时，以直燃型发生器17所配燃烧器16燃烧燃料(燃气、燃油)产生的热量作为补偿热能，回收进出蒸发器42的余热源热水热量，对外提供温度高于余热水温度的工艺用或建筑采暖用热水，主要应用于同时具有低温热源和中温供热需求的场所。这种机组的供热性能系数(cop)较高(cop约为2.3)，但热水出口温度较低(热水出口温度一般＜60℃)，余热水出口温度较高(余热水出口温度一般≥30℃)，难以满足热水出口温度的供热需求，难以对余热进行深度回收利用，应用面较窄，且只能用于回收单路余热源的热量。
4.综上所述，如何在维持直燃双效热泵机组高性能系数条件下，满足热水出口温度的供热需求，实现对余热源的深度回收利用，并同时回收两路余热源的热量，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组，通过在以往直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组基础上，蒸发器、吸收器采用不同工作压力的二段式结构，高压段蒸发器和低压段蒸发器独立设置余热水进口管和余热水出口管，同时增设一只冷剂泵，各部件组成两个溶液独立循环的热泵工作系统，在供热性能系数(cop)达到直燃双效热泵机组供热性能系数水平的同时，热水出口温度和低温余热水的出口温度均可满足温度要求，并同时回收两路余热源的热量。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组，包括：蒸发器、吸收器、直燃型发生器、低压发生器、冷凝器、低温热交换器、高温热交换器、冷剂水换热器、溶液泵、冷剂泵、控制系统及连接各部件的管路和阀，其中，所述蒸发器包括低压段蒸发器和高压段蒸发器，所述吸收器包括低压段吸收器和高压段吸收器，所述溶液泵包括第一溶液泵和第二溶液泵，所述冷剂泵包括第一冷剂泵和第二冷剂泵，所述低压段吸收器的稀溶液出口管作为所述第一溶液泵的溶液进口管，第一溶液泵进液管接到所述第一溶液泵上，所述高压段吸收器的稀溶液出口管作为所述第二溶液泵的溶液进口管，第二溶液泵进液管接到所述第二溶液泵上，所述高温热交换器的高温热交换器浓溶液出口管作为所述低压段吸收器的浓溶液进口管接入所述低压段吸收器，所述低温热交换器的低温热交换器浓溶液出口管作为所述高压段吸收器的浓溶液进口管接入所述高压段吸收器，所述低压发生器的低发冷剂水u型管接入所述低压段蒸发器，所述冷凝器的冷凝器冷剂水u型管接入所述高压段蒸发器。
8.优选的，机组的低温余热水进口管和低温余热水出口管均接到所述低压段蒸发器上，机组的高温余热水进口管和高温余热水出口管均接到所述高压段蒸发器上。
9.优选的，所述冷剂水换热器设置在所述低压发生器的低发冷剂水出口管上。
10.优选的，机组运行时，所述低压段蒸发器、所述低压段吸收器、所述直燃型发生器、所述低压发生器、所述第一溶液泵、所述第一冷剂泵以及用于连接各部件的管路和阀组成第一组热泵工作系统，所述高压段蒸发器、所述高压段吸收器、所述低压发生器、所述冷凝器、所述第二溶液泵、所述第二冷剂泵及用于连接各部件的管路和阀组成第二组热泵工作系统，所述第一组热泵工作系统的工作介质和所述第二组热泵工作系统的工作介质独立循环。
11.在使用本发明所提供的双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组时，机组的蒸发吸收器筒体中设置有蒸发吸收器分段隔板，第一溶液泵进液管接自低压段吸收器，第二溶液泵进液管接自高压段吸收器，高温热交换器的浓溶液出口管接入低压段吸收器，低温热交换器的浓溶液出口管接入高压段吸收器，低发冷剂水u型管接入低压段蒸发器，冷凝器冷剂水u型管接入高压段蒸发器，低温余热水进口管和低温余热水出口管接到低压段蒸发器上，高温余热水进口管和高温余热水出口管接到高压段蒸发器上，冷剂水换热器设置在低发冷剂水出口管上。机组运行时，各部件组成两个溶液独立循环的热泵工作系统，同时满足了热水进口、出口温度较高和低温余热水进口、出口温度较低的运行要求，在维持直燃双效热泵机组高性能系数条件下，满足了热水出口温度大于预设温度的供热需求，实现了对余热源的深度回收利用，并可同时回收两路余热源的热量。
12.综上所述，本发明所提供的双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组，通过在以往直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组基础上，蒸发器、吸收器采用不同工作压力的二段式结构，高压段蒸发器和低压段蒸发器独立设置余热水进口管和余热水出口管，同时增设一只冷剂泵，各部件组成两个溶液独立循环的热泵工作系统，在供热性能系数(cop)达到直燃双效热泵机组供热性能系数水平的同时，热水出口温度和低温余热水的出口温度均可满足温度要求，并可同时回收两路余热源的热量。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
14.图1为以往的直燃单效型溴化锂吸收式热泵机组的结构示意图；
15.图2为以往的直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组的结构示意图；
16.图3为本发明所提供的双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组的结构示意图；
17.图4为双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组的另一种结构示意图。
18.图1-图4中：
19.1为低压段吸收器、2为低压段蒸发器、3为第一冷剂泵、4为第一溶液泵、5为第二溶液泵、6为第二冷剂泵、7为高压段蒸发器、8为高压段吸收器、9为第二溶液泵出液管、10为低发冷剂水u型管、11为冷剂水换热器进液管、12为第一溶液泵出液管、13为低温热交换器、14为高温热交换器、15为高发出液管、16为燃烧器、17为直燃型发生器、18为高发进液管、19为高温热交换器浓溶液出口管、20为低温热交换器浓溶液出口管、21为低发出液管、22为冷剂水换热器、23为冷剂水换热器出液管、24为低发冷剂水出口管、25为低发进液管、26为低压发生器、27为冷凝器、28为热水进口管、29为热水出口管、30为冷凝器冷剂水u型管、31为蒸发吸收器分段隔板、32为蒸发吸收器筒体、33为低温余热水出口管、34为低温余热水进口管、35为高温余热水出口管、36为高温余热水进口管、37为吸收器进水管、38为第一溶液泵进液管、39为第二溶液泵进液管、40为吸收器、41为冷剂泵、42为蒸发器、43为余热水出口管、44为余热水进口管、45为溶液泵、46为溶液热交换器。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明的核心是提供一种双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组，通过在以往直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组基础上，蒸发器、吸收器采用不同工作压力的二段式结构，高压段蒸发器和低压段蒸发器独立设置余热水进口管和余热水出口管，同时增设一只冷剂泵，各部件组成两个溶液独立循环的热泵工作系统，在供热性能系数(cop)达到直燃双效热泵机组供热性能系数水平的同时，满足热水出口温度的供热需求，实现对余热源的深度回收利用，并同时回收两路余热源的热量。
22.请参考图3和图4，其中，图3为本发明所提供的双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组的结构示意图；图4为双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组的另一种结构示意图。
23.本具体实施例提供了一种双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组，包括：蒸发器、吸收器、直燃型发生器17、低压发生器26、冷凝器27、低温热交换器13、高温热交换器
14、冷剂水换热器22、溶液泵、冷剂泵、控制系统及连接各部件的管路和阀，其中，蒸发器包括低压段蒸发器2和高压段蒸发器7，吸收器包括低压段吸收器1和高压段吸收器8，溶液泵包括第一溶液泵4和第二溶液泵5，冷剂泵包括第一冷剂泵3和第二冷剂泵6。在机组的蒸发吸收器筒体32中设置有蒸发吸收器分段隔板31，使蒸发器、吸收器成为二段式结构，低压段吸收器1的稀溶液出口管作为第一溶液泵4的溶液进口管，第一溶液泵进液管38接到第一溶液泵4上，高压段吸收器8的稀溶液出口管作为第二溶液泵5的溶液进口管，第二溶液泵进液管39接到第二溶液泵5上，高温热交换器14的高温热交换器浓溶液出口管19作为低压段吸收器1的浓溶液进口管接入低压段吸收器1，低温热交换器13的低温热交换器浓溶液出口管20作为高压段吸收器8的浓溶液进口管接入高压段吸收器8，低压发生器26的低发冷剂水u型管10接入低压段蒸发器2，冷凝器27的冷凝器冷剂水u型管30接入高压段蒸发器7。
24.机组的低温余热水进口管34和低温余热水出口管33接到低压段蒸发器2上，机组的高温余热水进口管36和高温余热水出口管35接到高压段蒸发器7上，冷剂水换热器22设置在低压发生器26的低发冷剂水出口管24上。
25.需要说明的是，可以在第二溶液泵5和低温热交换器13之间设置第二溶液泵出液管9，可以在第二溶液泵出液管9和冷剂水换热器22之间设置冷剂水换热器进液管11，可以在第一溶液泵4和高温热交换器14之间设置第一溶液泵出液管12，可以在直燃型发生器17的出液口和高温热交换器14的进液口之间设有高发出液管15，在高温热交换器14的出液口和直燃型发生器17的进液口之间设有高发进液管18，在低压发生器26的出液口和低温热交换器13的进液口之间设有低发出液管21，可以在冷剂水换热器22和低发进液管25之间设置冷剂水换热器出液管23，冷凝器27的出水端通过吸收器进水管37分别与高压段吸收器8的进水端、低压段吸收器1的进水端连通。
26.机组运行时，低压段蒸发器2、低压段吸收器1、直燃型发生器17、低压发生器26、第一溶液泵4、第一冷剂泵3及连接各部件的管路和阀组成第一组热泵工作系统，回收经低温余热水进口管34和低温余热水出口管33进出低温段蒸发器2、温度较低(进口温度一般≥30℃)的低温余热水的热量，驱动热源为直燃型发生器17所配燃烧器16燃烧燃料(燃气、燃油)产生的热量。
27.高压段蒸发器7、高压段吸收器8、低压发生器26、冷凝器27、第二溶液泵5、第二冷剂泵6及连接各部件的管路和阀组成第二组热泵工作系统，回收经高温余热水进口管36和高温余热水出口管35进出高温段蒸发器7、温度较高(进口温度一般≥40℃)的高温余热水的热量，驱动热源为直燃型发生器17内产生的高温冷剂蒸汽(使机组实现双效热泵制热运行)。
28.低压发生器26相当于第一组热泵工作系统的冷凝器，冷剂水换热器22用于降低低压发生器26的高温冷剂水温度，实现热量内部回收利用，提高机组cop。
29.两组热泵工作系统共用一套控制系统，同步运行，实现同时回收两路余热源的热量，对经热水进口管28、热水出口管29进出机组的热水加热升温。两组热泵工作系统的工作介质(溶液、冷剂蒸汽和冷剂水)独立循环，仅在低压发生器26中和冷剂水换热器22中存在相互传热，不传质。高压段蒸发器7的余热水进口温度高，出口温度也较高(一般≥30℃)，可提高高压段蒸发器7和高压段吸收器8的工作压力，从而大幅度降低第二组热泵工作系统的循环溶液浓度，从而提高低压发生器26和冷凝器27的允许工作压力，为提高冷凝器27的冷
凝温度和提高机组的热水进口温度、热水出口温度创造了必要条件(经热水进口管28进入冷凝器27的热水进口温度可提高到≥50℃，机组的热水出口温度可提高到≥60℃)，满足了一般供热场所对热水温度的要求。
30.第一组热泵工作系统的循环溶液浓度与直燃单效型溴化锂吸收式热泵机组相同，溶液浓度较高，低压段蒸发器2和低压段吸收器1的运行工况与直燃单效型溴化锂吸收式热泵机组蒸发器、吸收器的运行工况相近，可降低余热水的出口温度(经低温余热水出口管33出机组的低温余热水出口温度可降低到≤25℃)，实现对余热源的深度回收利用。
31.冷凝器27和吸收器的热水流程为倒串联流程，其实施方式参见图3，高压段吸收器8和低压段吸收器1的热水流程为并联流程，这种结构适用于热水进、出口温差较小(如热水进、出口温差＜15℃)的应用场所。
32.第二种实施方式参见图4，也即高压段吸收器8和低压段吸收器1的热水流程为串联流程，其余结构与第一种实施方式结构相同。这种结构适用于热水进、出口温差较大(如热水进、出口温差≥15℃)的应用场所。
33.在上述实施例的基础上，优选的，机组的低温余热水进口管34和低温余热水出口管33均接到低压段蒸发器2上，机组的高温余热水进口管36和高温余热水出口管35均接到高压段蒸发器7上。
34.优选的，冷剂水换热器22设置在低压发生器26的低发冷剂水出口管24上。
35.优选的，机组运行时，低压段蒸发器2、低压段吸收器1、直燃型发生器17、低压发生器26、第一溶液泵4、第一冷剂泵3以及用于连接各部件的管路控制阀组成第一组热泵工作系统，高压段蒸发器7、高压段吸收器8、低压发生器26、冷凝器27、第二溶液泵5、第二冷剂泵6及用于连接各部件的管路和阀组成第二组热泵工作系统，第一组热泵工作系统的工作介质和第二组热泵工作系统的工作介质独立循环。并且，第一组热泵工作系统和第二组热泵工作系统的工作介质为溶液、冷剂蒸汽或冷剂水。
36.需要进行说明的是，本技术文件中提到的第一溶液泵4和第二溶液泵5、第一冷剂泵3和第二冷剂泵6、第一组热泵工作系统和第二组热泵工作系统、第一溶液泵进液管38和第二溶液泵进液管39，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
37.以上对本发明所提供的双余热源直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。