CN100389294C - 立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵 - Google Patents

立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，包括：蒸发器(1)、立式双侧降膜吸收器(2)、发生器(4)、冷凝器(5)、溶液热交换器(3)、控制***及连接各部件的管路、泵阀，立式双侧降膜吸收器包括：吸收器筒体(19)、吸收器立式换热管束(14)、吸收器管板(12)、吸收器上管箱(10)、吸收器下管箱(16)、热水补水管(20)、热水喷淋泵(17)、挡液装置(9)、热水管内布液装置(11)、浓溶液管外布液装置(13)、及连接管路，吸收器上管箱(10)和吸收器下管箱(16)之间通过热水喷淋泵(17)和热水喷淋泵出口管(15)连接相通，热水管内布液装置(11)布置于吸收器上管箱(10)内，浓溶液管外布液装置(13)布置于吸收器筒体(19)内上部。本发明能使热泵本体和***的投资和运行成本最小。

Description

立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵
技术领域：
本发明涉及一种第二类溴化锂吸收式热泵机组。具体涉及一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵。属制冷设备技术领域。
背景技术：
以往的第二类溴化锂吸收式热泵机组如图1所示。图1所示机组是标准的第二类溴化锂吸收式热泵机组。第二类溴化锂吸收式热泵以废热能作为驱动热源，在使用冷却的条件下获得更高温度的热源，是一种能有效回收废热能源的设备。该设备主要有发生器4、冷凝器5、蒸发器1、吸收器2、溶液热交换器3组成。制热流程是余热源加热发生器4中的溴化锂溶液，使其产生水蒸汽同时浓度升高。产生的水蒸汽在冷凝器5中被冷却水冷凝变成冷剂水，冷却水从冷凝器5中把冷剂蒸汽的热量带出机外，冷剂水通过冷凝器冷剂泵7进入蒸发器冷剂水液囊，再由蒸发器冷剂循环泵6打入蒸发器传热管表面，吸取余热源的热量而蒸发。发生器中的浓溶液通过浓溶液泵8经溶液热交换器3进入吸收器2吸收蒸发器1过来的冷剂蒸汽。吸收过程产生的热量加热吸收器管内的流体，使管内热水温度升高，供用热场所使用。
采用第二类溴化锂吸收式热泵机组制取蒸汽时，如图2所示，热水经热水循环泵22进入吸收器2管程升温后，到蒸汽闪发器21中喷淋，部分液体吸收液体自身的热量闪发，产生蒸汽通过挡液装置9后输送给供用热场所使用，没有闪发的液体降温后和补水混合后通过热水循环泵22进行循环，不断产生蒸汽。此种装置***上需要增加蒸汽闪发器，由于液体闪发产生蒸汽是靠吸收自身的热量，需要的热水循环量大，热水循环泵的耗电量高，运行成本较高。此种装置***上需要增加蒸汽闪发器和热水循环泵。***比较复杂，而且蒸汽压力对应的饱和温度是热水出蒸汽闪发器进入吸收器的热水最低温度，热水温差越大，所需的热水循环量越小，热水***的管径和热水泵排量也越小，***的投资和热水泵的耗电越小，但温差越大，吸收器出口的热水温度也越大，二类热泵本体的传热面积需要的越大，对余热源温度的要求越高，二类热泵本身的成本越高，当吸收器出口温度和蒸汽对应的饱和温度相同时，二类热泵传热面积最小，但此时的热水流量无穷大，在本***上无法实现。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能使热泵本体和***的投资和运行成本最小的立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵。
本发明的目的可以通过以下两个方案加以实现：
方案一：一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，包括：蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、溶液热交换器、控制***及连接各部件的管路、泵、阀，所述的吸收器为立式双侧降膜吸收器，包括：吸收器筒体、吸收器立式换热管束、吸收器管板、吸收器上管箱、吸收器下管箱、热水补水管、热水喷淋泵、挡液装置、热水管内布液装置、浓溶液管外布液装置、及连接管路、阀，吸收器筒体呈立式布置，吸收器立式换热管束通过吸收器管板布置于吸收器筒体内，吸收器上管箱和吸收器下管箱连接于吸收器筒体的顶部和底部，热水补水管接入吸收器上管箱或吸收器下管箱内，吸收器上管箱和吸收器下管箱之间通过热水喷淋泵和热水喷淋泵出口管连接相通，挡液装置安装在吸收器上管箱内，热水管内布液装置布置于吸收器上管箱内，浓溶液管外布液装置布置于吸收器筒体内上部。
本发明的立式双侧降膜吸收器替代原吸收器，和发生器、冷凝器、蒸发器、溶液热交换器、泵和***管路及外部***管路和阀门等组成立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵机组。浓溶液通过浓溶液管外布液装置均匀布到吸收器立式换热管管外，形成溶液液膜。热水通过热水泵由吸收器下管箱输送到吸收器上管箱，通过热水管内布液装置均匀布到吸收器立式换热管束管内，形成热水液膜，被管外的溶液加热沸腾产生蒸汽，流入传热管上部蒸汽腔室内，通过挡液装置输送到用汽场所。由于热水不断被汽化，所以通过控制吸收器上管箱或下管箱内的液位进行热水补水，使热水一直处于一定液位范围内，使热水补水量和蒸汽发生量平衡。热水喷淋泵主要是为了增加传热管内的喷淋密度，提高传热管的面积利用率，所以仅需要几倍的热水蒸发量即可，耗电很少。立式双侧降膜吸收器具有原热水管路、蒸汽闪发器和吸收器组合在一起的功能，立式双侧降膜吸收器保证了管内的热水温度和蒸汽的饱和温度基本相同，使换热管内热水和换热管外溶液的传热温差最大，传热面积小，整体结构紧凑，***耗电量小，热泵本体和外部***的初投资和运行成本都大幅减小。
方案二：在方案一的基础上，在吸收器上管箱和吸收器下管箱的气相区增加一蒸汽连通管，传热管内产生的蒸汽可以通过传热管下端进入吸收器下管箱，通过蒸汽连通管进入吸收器上管箱，增加蒸汽的流通通道，减小了阻力损失，提高了换热效果。
附图说明：
图1为以往的第二类溴化锂吸收式热泵机组示意图。
图2为采用以往的第二类溴化锂吸收式热泵机组制取蒸汽时示意图。
图3为本发明立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵方案一示意图。
图4为本发明立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵方案二示意图。
具体实施方式：
方案一：如图3所示机组，该机组是由蒸发器1、立式双侧降膜吸收器2、发生器4、冷凝器5、溶液热交换器3、冷剂循环泵6、冷凝器冷剂泵7、浓溶液泵8、控制***(图中未示出)及连接各部件的管路、阀所构成的立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵机组。立式双侧降膜吸收器2由挡液装置9、吸收器上管箱10、热水管内布液装置11、吸收器管板12、浓溶液管外布液装置13、吸收器立式换热管束14、吸收器下管箱16、热水喷淋泵17、吸收器筒体19、热水补水管20及连接管路、阀等组成。吸收器筒体19呈立式布置，吸收器立式换热管束14通过吸收器管板12布置于吸收器筒体19内，吸收器上管箱10和吸收器下管箱16分别连接于吸收器筒体19的顶部和底部，热水补水管20接入吸收器上管箱10或吸收器下管箱16内，吸收器上管箱10和吸收器下管箱16之间通过热水喷淋泵17和热水喷淋泵出口管15连接相通，挡液装置9安装在吸收器上管箱10内，热水管内布液装置11布置于吸收器上管箱10内，浓溶液管外布液装置13布置于吸收器筒体19内上部，与溶液热交换器3浓溶液出口连接相通。第二类溴化锂吸收式热泵机组运行时，发生器浓溶液通过浓溶液泵8经溶液热交换器3输送到立式双侧降膜吸收器2的筒体上部，通过浓溶液管外布液装置13将浓溶液均匀布到吸收器立式换热管束14的管外，在换热管外形成浓溶液液膜，吸收蒸发器1过来的冷剂蒸汽，加热换热管内的热水，浓度变稀后落到吸收器筒体下部，回到发生器4。在吸收器下管箱16中根据液位不断补水来控制热水在一定的液位范围内，热水喷淋泵17通过热水喷淋泵出口管15打入吸收器上管箱，通过热水管内布液装置将热水均匀布到吸收器立式换热管束14的管内，在换热管内形成热水液膜，吸收管外溶液的热量，一部分热水汽化产生水蒸汽，出换热管进入吸收器上管箱，通过安装在吸收器上管箱10内的挡液装置9，产生的饱和水蒸汽供用户使用。没有汽化的热水回到吸收器下管箱，通过热水喷淋泵进行循环。
方案二如图4，它是在方案一的基础上在吸收器上管箱10和吸收器下管箱16的气相区增设一蒸汽连通管18，根据热水管内布液装置11的结构不同，蒸汽可以在传热管的上下同时出汽，增加蒸汽的流通面积，也可以只在下部出汽，和热水顺流，增强换热，传热管下部出汽进入吸收器下管箱16，通过连通管进入吸收器上管箱10。
上述方案适用于余热源并联流程、串联流程。蒸发器、发生器、冷凝器可以是卧式布置，也可以是立式布置，整体布置方式，发生器、冷凝器可以设置在蒸发器、吸收器上面，也可以设置在蒸发器、吸收器的下部或分开放置。发生器、冷凝器可以是单段型式也可以是多段型式。热水补水管也可进入吸收器上管箱10。

Claims (6)

1.一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，该机组包括：蒸发器(1)、吸收器(2)、发生器(4)、冷凝器(5)、溶液热交换器(3)、控制***及连接各部件的管路、泵、阀，其特征在于：所述的吸收器(2)为立式双侧降膜吸收器，包括：吸收器筒体(19)、吸收器立式换热管束(14)、吸收器管板(12)、吸收器上管箱(10)、吸收器下管箱(16)、热水补水管(20)、热水喷淋泵(17)、挡液装置(9)、热水管内布液装置(11)、浓溶液管外布液装置(13)、及连接管路，吸收器筒体(19)呈立式布置，吸收器立式换热管束(14)通过吸收器管板(12)布置于吸收器筒体(19)内，吸收器上管箱(10)和吸收器下管箱(16)连接于吸收器筒体(19)的顶部和底部，热水补水管(20)接入吸收器上管箱(10)或吸收器下管箱(16)内，吸收器上管箱(10)和吸收器下管箱(16)之间通过热水喷淋泵(17)和热水喷淋泵出口管(15)连接相通，挡液装置(9)安装在吸收器上管箱(10)内，热水管内布液装置(11)布置于吸收器上管箱(10)内，浓溶液管外布液装置(13)布置于吸收器筒体(19)内上部。
2.根据权利要求1所述的一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：在吸收器上管箱(10)和吸收器下管箱(16)的气相区增设一蒸汽连通管(18)。
3.根据权利要求1或2所述的一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：所述热泵的余热源为并联流程或串联流程。
4.根据权利要求1或2所述的一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：所述热泵的蒸发器、发生器、冷凝器是卧式或立式整体方式布置。
5.根据权利要求1或2所述的一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：所述热泵的发生器、冷凝器设置在蒸发器、吸收器上面或下部或分开放置。
6.根据权利要求1或2所述的一种立式双侧降膜吸收器制取蒸汽的第二类溴化锂吸收式热泵，其特征在于：所述热泵的发生器、冷凝器是单段型式或是多段型式。
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