CN103851784A - 一种无蒸发器的吸收式热泵机组及其供热方法 - Google Patents

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孙桂祥
宋春节
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本发明提供一种无蒸发器的吸收式热泵机组及其供热方法，该机组包括冷凝器1，发生器2，吸收器3，和溶液换热器5，吸收器3通过管道直接与乏汽入口a连接，吸收器3内设置有与回水入口c连通的换热管，吸收器3内的换热管通过管道与冷凝器1内的换热管连通；冷凝器1内的换热管与热水出口d连通：吸收器3通过溶液泵8和稀溶液管道9与溶液换热器5和发生器2连通；发生器2通过浓溶液管道10与溶液换热器5和吸收器3内的喷头连通；发生器2还通过管道与冷凝器1连通。采用本申请的热泵机组回收乏汽余热，不需设置蒸发器，使机组成本大幅下降30％以上，体积减少15％以上，同时机组热效率提高约3％，机组COP值提高约8％。

Description

一种无蒸发器的吸收式热泵机组及其供热方法
技术领域
本发明属于热泵领域，特别涉及一种无蒸发器的吸收式热泵机组及其供热方法。
背景技术
工业企业中往往存在大量的低压水蒸汽余热，如火力发电厂汽轮机的排汽，实践证明，吸收式热泵是回收这些低压水蒸汽余热的有效装置。吸收式热泵是一种利用低品位热源实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环***。传统的吸收式热泵的结构如图1所示，包括冷凝器1，发生器2，吸收器3，蒸发器4，溶液换热器5，节流装置6，水泵7和溶液泵8，乏汽通过乏汽入口a进入设置在蒸发器4内的换热管，乏汽的热量被蒸发器内的冷剂水吸收后，变成乏汽凝结水，乏汽凝结水出口排出，进入锅炉补水***。蒸发器内的冷剂水吸收乏汽热量后变成冷剂蒸汽，通过管道进入吸收器3，在吸收器内被浓溶液吸收，同时其热量传递给吸收器内的吸收液，使溶液温度升高从而加热热网回水，热网回水由回水入口c进入设置在吸收器3内的换热管，在换热管内被吸收器3内的喷头喷出的溶液加热，吸收了冷剂蒸汽的溶液浓度降低成为稀溶液，通过溶液泵8和管道9进入溶液换热器5，换热后进入发生器2；发生器2内设有换热管，驱动蒸汽由驱动蒸汽入口e进入发生器2内的换热管，放热后由驱动蒸汽出口f排出；进入发生器的稀溶液被驱动蒸汽加热，产生冷剂蒸汽，同时溶液浓度升高成为浓溶液，浓溶液通过管道10进入溶液换热器5，经换热降温后进入吸收器3，由吸收器3内的喷头喷出，继续吸收冷剂蒸汽同时加热热网回水。发生器2内部产生的冷剂蒸汽通过管道进入冷凝器1，冷凝器1内设置有换热管，冷凝器1内的换热管与吸收器3内的换热管连通，热网回水在冷凝器1内的换热管被进一步加热，然后由热水出口d排出。冷凝器1内的冷剂蒸汽放热后成为冷剂水，通过节流装置6进入蒸发器4蒸发。蒸发器4内的冷剂水通过水泵7泵送到蒸发器4内的喷头，由喷头喷出到蒸发器4内的换热管上，吸收换热管内乏汽的热量。
传统的吸收式热泵结构复杂，机组体积庞大，成本高，而且换热效率低，COP不高。
发明内容
为了提高吸收式热泵的换热效率，降低热泵机组的成本，减小热泵机组的体积，本发明提出了一种无蒸发器的吸收式热泵机组及其供热方法。
本发明的技术方案为：一种无蒸发器的吸收式热泵机组，包括冷凝器1，发生器2，吸收器3，和溶液换热器5，吸收器3通过管道直接与乏汽入口a连接，吸收器3内设置有与回水入口c连通的换热管，吸收器3内的换热管通过管道与冷凝器1内的换热管连通；冷凝器1内的换热管与热水出口d连通；吸收器3通过溶液泵8和稀溶液管道9与溶液换热器5和发生器2连通；发生器2通过浓溶液管道10与溶液换热器5和吸收器3内的喷头连通；发生器2还通过管道与冷凝器1连通。
所述的吸收式热泵机组，其特征在于，冷凝器1还设有冷凝水出口11。
所述的吸收式热泵机组，其特征在于，冷凝器1还通过电动阀和管道与吸收器3连通。
所述的吸收式热泵机组，其特征在于，发生器2内设置有换热管，分别与驱动蒸汽入口e和驱动蒸汽出口f连通。
本发明的另一技术方案为：
上述无蒸发器的吸收式热泵机组的供热方法，其特征在于，乏汽通过乏汽入口a直接进入吸收器3，被吸收器3内的浓溶液吸收，使吸收器3内的溶液温度升高，加热吸收器3内的换热管内的热网同水，同时浓溶液变成稀溶液，通过溶液泵8和管道9进入溶液换热器5，换热后进入发生器2；稀溶液在发生器中被驱动蒸汽加热，产生冷剂蒸汽，同时溶液浓度升高成为浓溶液，浓溶液通过管道1O进入溶液换热器5，经换热降温后进入吸收器3，由吸收器3内的喷头喷出，继续吸收乏汽同时加热吸收器3内的换热管内的热网回水；发生器产生的冷剂蒸汽进入冷凝器，进一步加热热网回水，冷凝器1内的冷剂蒸汽放热后成为冷剂水；吸收器3内的换热管通过管道与冷凝器1内的换热管连通，热网回水由回水入口c进入吸收器3内的换热管，被加热后进入冷凝器1内的换热管，被进一步加热后成为供热热水由热水出口d排出。
热水出口d排出的热水可以用于供热、生活热水等各种需要热水的场合。
所述的吸收式热泵机组的供热方法，其特征在于，冷凝器1还设有冷凝水出口11，冷凝器1内的冷凝水通过冷凝水出口11进入锅炉补水***。
所述的吸收式热泵机组的供热方法，其特征在于，冷凝器1还通过电动阀和管道与吸收器3连通，冷凝器1内的冷凝水通过电动阀和管道进入吸收器，以达到异常工况时的质量平衡。
所述的吸收式热泵机组的供热方法，其特征在于，发生器2内设置有换热管，分别与驱动蒸汽入口e和驱动蒸汽出口f连通，驱动蒸汽由驱动蒸汽入口e进入发生器2内的换热管，放热后由驱动蒸汽出口f排出。
附图说明
图1为现有技术中传统的吸收式热泵的结构示意图。
图2为本申请所述的无蒸发器的吸收式热泵机组的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，一种无蒸发器的吸收式热泵机组，包括冷凝器1，发生器2，吸收器3，和溶液换热器5，吸收器3通过管道直接与乏汽入口a连接，吸收器3内设置有与回水入口c连通的换热管，吸收器3内的换热管通过管道与冷凝器1内的换热管连通；冷凝器1内的换热管与热水出口d连通；吸收器3通过溶液泵8和稀溶液管道9与溶液换热器5和发生器2连通；发生器2通过浓溶液管道10与溶液换热器5和吸收器3内的喷头连通；发生器2还通过管道与冷凝器1连通。
该无蒸发器的吸收式热泵机组的供热方法包括以下步骤：乏汽通过乏汽入口a直接进入吸收器3，被吸收器3内的浓溶液吸收，使吸收器3内的溶液温度升高，加热吸收器3内的换热管内的热网回水，同时浓溶液变成稀溶液，通过溶液泵8和管道9进入溶液换热器5，换热后进入发生器2；稀溶液在发生器中被驱动蒸汽加热，产生冷剂蒸汽，同时溶液浓度升高成为浓溶液，浓溶液通过管道10进入溶液换热器5，经换热降温后进入吸收器3，由吸收器3内的喷头喷出，继续吸收乏汽同时加热吸收器3内的换热管内的热网回水；发生器产生的冷剂蒸汽进入冷凝器，进一步加热热网回水，冷凝器1内的冷剂蒸汽放热后成为冷剂水；吸收器3内的换热管通过管道与冷凝器1内的换热管连通，热网回水由回水入口c进入吸收器3内的换热管，被加热后进入冷凝器1内的换热管，被进一步加热后成为供热热水由热水出口d排出。
热水出口d排出的热水可以用于供热、生活热水等各种需要热水的场合。
冷凝器1还设有冷凝水出口11，冷凝器1内的冷凝水通过冷凝水出口11进入锅炉补水***。
冷凝器1还通过电动阀和管道与吸收器3连通，冷凝器1内的冷凝水通过电动阀和管道进入吸收器，以达到异常工况时的质量平衡。
发生器2内设置有换热管，分别与驱动蒸汽入口e和驱动蒸汽出口f连通，驱动蒸汽由驱动蒸汽入口e进入发生器2内的换热管，放热后由驱动蒸汽出口f排出。
与传统的吸收式热泵相比，本发明省略了蒸发器这一部件，优化了乏汽换热流程，提高了换热效率，同时作为吸收式热泵机组整体仍然保持了原有的全部功能，不仅降低了机组成本，减小了机组体积，而且大幅提高了机组热效率，具有突出的实质性特点和显著的进步，具备新颖性和创造性。
本发明的有益效果为：采用本申请的热泵机组回收乏汽余热，不需设置蒸发器，使机组成本大幅下降30％以上，体积减少15％以上。而且由于没有传热温差，机组热效率提高约3％，冷凝器凝水无需进入蒸发器，回收乏汽量增加，两者综合，使机组COP值提高约8％。

Claims (8)

1.一种无蒸发器的吸收式热泵机组，包括冷凝器(1)，发生器(2)，吸收器(3)和溶液换热器(5)，吸收器(3)通过管道直接与乏汽入口(a)连接，吸收器(3)内设置有与回水入口(c)连通的换热管，吸收器(3)内的换热管通过管道与冷凝器(1)内的换热管连通；冷凝器(1)内的换热管与热水出口(d)连通；吸收器(3)通过溶液泵(8)和稀溶液管道(9)与溶液换热器(5)和发生器(2)连通；发生器(2)通过浓溶液管道(10)与溶液换热器(5)和吸收器(3)内的喷头连通；发生器(2)还通过管道与冷凝器(1)连通。
2.如权利要求1所述的无蒸发器的吸收式热泵机组，其特征在于，冷凝器(1)还设有冷凝水出口(11)。
3.如权利要求1或2所述的无蒸发器的吸收式热泵机组，其特征在于，冷凝器(1)还通过电动阀和管道与吸收器(3)连通。
4.如权利要求3所述的无蒸发器的吸收式热泵机组，其特征在于，发生器(2)内设置有换热管，分别与驱动蒸汽入口(e)和驱动蒸汽出口(f)连通。
5.如权利要求1-4任一项所述的无蒸发器的吸收式热泵机组的供热方法，其特征在于，乏汽通过乏汽入口(a)直接进入吸收器(3)，被吸收器(3)内的浓溶液吸收，使吸收器(3)内的溶液温度升高，加热吸收器(3)内的换热管内的热网回水，同时浓溶液变成稀溶液，通过溶液泵(8)和管道(9)进入溶液换热器(5)，换热后进入发生器(2)；稀溶液在发生器中被驱动蒸汽加热，产生冷剂蒸汽，同时溶液浓度升高成为浓溶液，浓溶液通过管道(10)进入溶液换热器(5)，经换热降温后进入吸收器(3)，由吸收器(3)内的喷头喷出，继续吸收乏汽同时加热吸收器(3)内的换热管内的热网回水；发生器产生的冷剂蒸汽进入冷凝器，进一步加热热网回水，冷凝器(1)内的冷剂蒸汽放热后成为冷剂水；吸收器(3)内的换热管通过管道与冷凝器(1)内的换热管连通，热网回水由回水入口(c)进入吸收器(3)内的换热管，被加热后进入冷凝器(1)内的换热管，被进一步加热后成为供热热水由热水出口(d)排出。
6.如权利要求5所述的无蒸发器的吸收式热泵机组的供热方法，其特征在于，冷凝器(1)还设有冷凝水出口(11)，冷凝器(1)内的冷凝水通过冷凝水出口(11)进入锅炉补水***。
7.如权利要求6所述的无蒸发器的吸收式热泵机组的供热方法，其特征在于，冷凝器(1)还通过电动阀和管道与吸收器(3)连通，冷凝器(1)内的冷凝水通过电动阀和管道进入吸收器，以达到异常工况时的质量平衡。
8.如权利要求7所述的无蒸发器的吸收式热泵机组的供热方法，其特征在于，发生器(2)内设置有换热管，分别与驱动蒸汽入口(e)和驱动蒸汽出口(f)连通，驱动蒸汽由驱动蒸汽入口(e)进入发生器(2)内的换热管，放热后由驱动蒸汽出口(f)排出。
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