专利名称：溴化锂泛能热力系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热力装置，具体地讲是一种采用绿色能源的溴化锂泛能热力系统，应用于集中热力供暖、致冷系统。
生活设施所排放的废气是构成大气环境污染的一个重要因素，尤其是目前应用较为广泛的燃煤热力系统。该燃煤热力系统主要是采用燃煤锅炉，由于该燃煤锅炉的热力系数极低，其燃烧排放物则构成主要的大气环境污染来源。尽管各国均对各种热力设施的有害气体排放量进行限制，但由于煤是一种低品质燃料，加之就目前的科技水平，很难控制其排放物达到无害标准。
为解决上述问题，很多发达国家所采用的方法是利用PG、NG等符合大气环境要求的燃料作为采暖的一次性能源，由于该种洁净燃料基本上无污染，可从根本上解决由于热力供暖所产生的排放污染。但由于洁净燃料是一种高品位的能源，不仅其价格昂贵，而且其工程实施极为困难，因此耗资巨大，从而给消费者造成极大的负担。由于发展中国家的消费者的承受能力有限，该种技术的推广极为困难。另外该种技术也是对高品位能源的一种低效利用，也是对有限高品位资源的一种浪费。
由于洁净燃料在一般锅炉中使用的热效率极低，目前的解决方法是采用溴化锂直燃机组，具有代表性的是远大直燃机。该直燃机组主要以油或气作为燃料，包括有高压发生器1以及主体，该主体包括低压发生器2、冷凝器3、蒸发器4、吸收器5、高温热交换器6、低温热交换器7以及致冷剂的循环系统等。该高压发生器1的功能是通过燃烧系统及高发本体对主体中的致冷制溶液进行浓缩，及水蒸汽的产生，同时利用位于高发本体上方的热水器8提供取暖热水以及卫生热水。因此当其作为供热系统时，关闭导通于主体的阀门14、12，使主体与高压发生器1分离，主体停止运转，仅由高压发生器1连接于供暖系统的采暖温水、卫生热水流经设于高发上方的热水器8的换热管内，与高压发生器1内的水蒸气进行热交换，凝结水流回高压发生器1。在这种情况下，高压发生器1如同真空相变锅炉，是供热循环的的维一热源。其供热原理是，燃烧的火焰加热溴化锂溶液，溶液产生的水蒸汽将换热管内的采暖温水、卫生热水加热，凝结水流回溶液中，再次被加热，如此循环不已。实践证明，采用直燃机的热管循环其制热循环的能效比可达0.93，远远大于普通锅炉的1∶0.65。
而上述直燃机仍为一种传统的能源动力模式，其无法利用再生能源转换成替代能源来减少一次性能源的消耗量，其能效比无法冲破1∶1的最大极限；另外在供暖期的直燃机主体部份的闲置，同时，直燃机内的作为能量转换的溴化锂溶液也仅作为一种热蒸气的产生源，而溴化锂溶液的其它的转换能量不能充分地发挥出来，造成一种不小的设备资源以及转换能量资源的浪费。
本发明的目的在于提供一种溴化锂泛能热力系统，以其独特的泛能设计，采用热泵循环流程，将可利用再生能源进行有效地转换成替代能源，进一步提高洁净燃料的的实用性和经济性，大幅度降低室内采暖用一次性洁净燃料的需求量，减轻消费者采暖负担，促进洁净燃料热力工程的推广，从根本上解决供热设施的有害排放问题，有效地改善大气环境。
本发明的目的是这样实现的一种溴化锂泛能热力系统，包括有由溴化锂直燃机构成的前置装置，该前置装置可包括有高压发生器以及一个由低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器以及致冷剂的循环系统组成的主体，其特征在于；该前置装置的冷却水的入口和出口处联接于地下储能系统，该地下储能系统由地下冷水井网和热水井网组成，该地下储能系统的工作由控制站集中控制；前置装置可采用热泵循环系统和致冷循环系统。
本发明的前置装置的热泵系统循环是将由热力供热系统中返回的回水穿经前置装置主体内的吸收器和冷凝器被逐级加热，再穿经高压发生器上端热水器后返回热力供热系统；来自地下储能系统中的热水井网的水穿经主体内的蒸发器变成冷水后输出。而该热力供热循环回水可两次以上地绕经高压发生器上端的热水器。所述的地下热水井网可为地下水井，也可为工业废热井本发明前置装置也可采用致冷循环。所述的控制站可由中心控制站和就地控制站组成，该中心控制站可采用PCR-1工业控制站，就地控制站可包括有热力系统分配控制和致冷系统分配控制。所述的地下储能系统中的热水井和冷水井系统中均可含的有潜水泵。
由于在本发明中，利用直燃型溴化锂冷暖机作为吸收式热泵装置的前置装置，再与地下储能系统组合成利用天然气作为一次能源，利用地下储能作为一次能源的替代能源的联合循环装置，使得本发明的能效比由普通直燃机的0.93提高到1.9以上。
本发明的热泵循环流程是，从热力系统返回的32℃循环回水由管路穿经主体内的吸收器、冷凝器逐级加热后，进入位于高压发生器上方的热水器内，利用由燃烧器所产生的热蒸气加热至65℃，输送到热力系统供热；由地下自热水并的16℃-45℃温水或凉水经过蒸发器，其部份热能由工质经吸收器、冷凝器转入热水系统后，成为5℃冷水被收集起来，储存到地下的储能系统内，到夏季作为联合装置的初级冷源输入致冷系统。
本发明中的热力循环水的加热是由两个热源来完成的，其一则是由高压发生器中对燃料的燃烧产生，主要是利用一次性的洁净能源；另一个热源则来源于地下储能系统内的可利用再生能源在经由本体内蒸发器、吸收器、冷凝器转换至热力循环水中，使之逐级升温。该第二热源主要是利用地下的储能系统中的再生能源的低品位热能。本发明人经大量的实验证明，当自热井中的水温达到12℃时，热力循环水在通过第二热源后至少可使温度提升5℃。
综上所述，同现有技术相比本发明的供热循环效果是，由于本发明利用现有的直燃机的热泵循环作为本发明联合装置的的前置装置，并将来自于地下储能系统中低品位热能源由工质经吸收器、冷凝器转入热水系统构成第二热源。温水经上述转换过程而成为5度的冷水后再储存入地下的冷水井内，或联接于致冷系统。因此有效地将可利用再生能源，即自热井中所存贮的低品位热能转换成一种可对循环水进行加热的替代能源，从而减少了对一次性洁净能源的的需求量，进一步提高了洁净燃料的的实用性和经济性，实验证明，使用本发明技术可使得集中供暖的制热循环的能效比达到1.9，(即能效系数提高一倍)。这对于以洁净能源代煤的用户来讲，则意味着使用本发明的溴化锂泛能热力系统可比直接使用普通的直燃机组再节省一半的燃料，因此将室内采暖用燃料的需求量大幅度降低，达到地减轻了消费者采暖负担目的，进而使得以洁净燃料热力工程的推广使用成为可能，可以从根本上解决供热设施的有害排放问题，对改善大气环境作出有益的贡献。
而当本发明的作为致冷系统时，是利用现有的直燃机的致冷循环作为本发明联合装置的的前置装置，并将来自于地下储能系统中低品位冷能源由工质经吸收器、冷凝器转入致冷循环系统。冷水经上述转换过程而成为20-40度的温水后再储存入地下的热水井内，或联接于热水系统。因此本发明还可则可充分地利用季节温差，实现四季全天候使用，其能效比至少还可再提高1倍。
而本发明的另一有益效果是能充分利用现有的设备资源，使得现有的直燃机在取暖期时不再是一种简单的高发锅炉，其主体部份吸收来自于自热水井的低品位热能，并和其工质转换过程中的所消耗的功所转换成的热量一起对循环回水进行加热，大大地提高了设备的利用率。
附面说明
图1现有的直燃机供热循环的结构示意图。
图2本发明的供热循环系统流程图。
图3本发明的直燃机的热泵循环的结构示意图。
图4本发明的致冷循环系统流程图。
下面将结合实施例及其附图详细说明本发明如下；请参见图2和图4所示，本发明包括有一溴化锂直燃机作为前置装置A，该前置装置A通过一个回收装置A1联接于地下储能装置，该地下储能装置由冷水井网C和热水井网D组成。再由一控制中心B对全系统进行控制，控制中心B与分布与地下储能系统的就地控制站E相联，就地控制站E可由热力系统分配控制站E1和致冷系统分配站E2组成。控制中心可采用美国N.M公司生产的PCR-1工业控制工作站，以美国OPT22公司外围工控介面作为系统的外围控制设备。
如图2所示，当本发明作为供热系统时，其前置装置A呈热泵循环的状态，此时其循环流程是由经回收装置A1从地下储能系统中的热水井网D中抽取地下温水，如地下热水井网D内的温水是于夏季注入的废热水，水温一般可达16-40℃，如直接采取地下井内的水，在冬季，水温一般可达7-10℃。该温水或冷水作为第二热源进入本发明的前置装置A内的热泵循环系统中。在经由该热泵循环系统后水温降至4-7℃再注入本发明地下储能系统中的冷水井网C内，作为夏季的初级冷源。上述回收装置A1可以是一泵站，其由总泵站和设于各热水井或冷水井内含有的潜水泵组成。
本发明的前置装置A的热泵循环系统如图3所示，其包括有高压发生器1以及主体，该主体包括低压发生器2、冷凝器3、蒸发器4、吸收器5、高温热交换器6、低温热交换器7以及致冷剂的循环系统等。该循环系统高温热交换器6、低温热交换器7、发生泵10、吸收泵11、冷剂泵12等。本发明的特征是由热力循环系统32℃回水经由入口20进入主体内，并穿经吸收器5和冷凝器3后，再穿经高压发生器1的换热器8后被加热至65℃返回到供热系统中。来自热水井的温水穿经主体内的蒸发器4变成冷水后输出。
工作原理是高压发生器1燃烧器9向筒体喷出高温火焰，使得筒体及烟管间的溴化锂溶液沸腾产生的水蒸汽，同时使溶液浓缩，产生的水蒸汽进入低温发生器2，浓溶液进入高温热交换器6；低压发生器2，由铜管、折流板及前后水室组成，高压发生器产生的水蒸汽由低温换热管进入前水室，将换热管外部的溴化锂稀溶液加热，使之沸腾产生水蒸汽进入冷凝器3，同时使溶液浓缩，浓缩后的溶液进入低温交换器7，换热管内的水蒸汽被管外的溶液冷凝，然后经过一只节流阀进入冷凝器3。
蒸发器4，由自热水井的温水或凉水，(该温水温度一般情况下可达16℃至45℃，自热水井的凉水温度为7℃至10℃)经而由铜管进入蒸发器4内，来自冷凝器3喷淋在铜管1外的冷剂获得该来自于自热温水或凉水的热量而蒸发，部份未蒸发的水落到水盘后被冷剂泵再次送入喷淋盘循环喷淋；冷水在热量被蒸发后温度降为5℃流出蒸发器4。在此过程中，自于热水井内低品位热能由工质即冷剂经吸收器、冷凝器转入热水系统构成第二热源。
吸收器5，由供热系统循环回水(该回水温度一般为32℃左右)由铜管进入吸收器5内使为自高压发生器和低压发生器的浓液冷却，溴化锂溶液在一定的温度和浓度条件下具有极强的吸水性能，这时它大量地吸收同一空间的蒸发器4所产生的冷剂水蒸汽，并把吸收来的汽化热量传给铜管内的循环回水，在这里，循环回水进行第一步的加热。而吸收了水蒸汽的溴化锂溶液因为变稀而丧失吸收的能力，此时它再由发生泵送入高压发生器的低压发生器，再次产生蒸汽并被浓缩。
冷凝器3，经过第一步加热的循环回水在提高一定的温度后由铜管进入冷凝器3，将管外的来自高压发生器的冷剂水冷却，同时将来自低压发生器的水蒸汽冷凝为水，在上述冷却和冷凝的过程中，铜管内的循环回水带走了大量的热量而进行了第二步的加热，并进一步提高其温度。大量的试验证明，经上述两步加热过程，可使得铜管内的循环回水至少升温5℃。
高压发生器的换热器8，由上述经逐级加热的循环回水再由铜管进入高压发生器的换热器8，在该换热器8中，由高压发生器1所产生的大量的热蒸汽对铜管内的循环回水进行最后的加热至65℃返回至供热系统内，从而完成冬季的供热循环。
如图4所示，当本发明在夏季作为致冷系统时，其前置装置A呈如图1所示的致冷循环的状态，此时其循环流程是从地下储能系统中的冷水井网D中抽取地下冷水，如地下冷水井网D内的冷水水温一般为4-7℃。该冷水作为第二冷源进入本发明的前置装置A内的致冷循环系统中。在经由该致冷循环系统后水温升20-7℃再注入本发明地下储能系统中的热水井网D内，作为冬季的第二热源。
当本发明作为致冷系统时，其前置装置A可直接采用现有的溴化锂直燃机组的致冷系统，其工作原理在此不再叙述。
利用本发明的致冷系统，可省却现有的直燃机组中的冷却塔装置，而且由于来自于地下储能系统冷水井网C内的水温大大地低于由冷却水塔返回的经冷却后的水温，因此可大大地降低本发明的前置装置A中的致冷系统的能耗，有利于实现集中致冷，以替代现在大城市中通行的分体空调，大大地减少环境污染，降低能耗。
权利要求
1.一种溴化锂泛能热力系统，包括有由溴化锂直燃机构成的前置装置，该前置装置可包括有高压发生器以及一个由低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器以及致冷剂的循环系统组成的主体，其特征在于；该前置装置的冷却水的入口和出口处联接于地下储能系统，该地下储能系统由地下冷水井网和热水井网组成，该地下储能系统的工作由控制站集中控制；前置装置可采用热泵循环系统和致冷循环系统。
2.根据权利要求1所述的一种溴化锂泛能热力系统，其特征在于前置装置该热泵系统循环是将由热力供热系统中返回的回水穿经前置装置主体内的吸收器和冷凝器被逐级加热，再穿经高压发生器上端热水器后返回热力供热系统；来自地下储能系统中的热水井网的水穿经主体内的蒸发器变成冷水后输出。
3.根据权利要求2所述的一种溴化锂泛能热力系统，其特征在于上述的热力供热循环回水可两次以上地绕经高压发生器上端的热水器。
4.根据权利要求1所述的一种溴化锂泛能热力系统，其特征在于上述地下热水井网可为地下水井，也可为工业废热井。
5.根据权利要求1所述的一种溴化锂泛能热力系统，其特征在于前置装置可采用致冷循环。
6.根据权利要求1所述的一种溴化锂泛能热力系统，其特征在于所述的控制站可由中心控制站和就地控制站组成，该中心控制站可采用PCR-1工业控制站，就地控制站可包括有热力系统分配控制和致冷系统分配控制。
7.根据权利要求1所述的一种溴化锂泛能热力系统，其特征在于所述的地下储能系统中的热水井和冷水井系统中均可含的有潜水泵。
全文摘要
一种溴化锂泛能热力系统,包括有由溴化锂直燃机构成的前置装置,该前置装置可包括有高压发生器以及一个由低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器以及致冷剂的循环系统组成的主体,其特征在于;该前置装置的冷却水的入口和出口处联接于地下储能系统,该地下储能系统由地下冷水井网和热水井网组成,该地下储能系统的工作由控制站集中控制;前置装置可采用热泵循环系统和致冷循环系统,通过转换后以形成集中的供热系统和致冷系统。
文档编号F25B15/06GK1284640SQ99111429
公开日2001年2月21日 申请日期1999年8月13日 优先权日1999年8月13日
发明者华宏荪 申请人:华宏荪