CN104697022A - 三级蒸发吸收式热泵型供热机组 - Google Patents

三级蒸发吸收式热泵型供热机组 Download PDF

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陈鹰
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Abstract

一种三级蒸发吸收式热泵型供热机组，该机组本体自上而下分成四个密闭空间，每一空间下部用分离栅板隔开，上部留有蒸气流通通道；第一空间设置为发生器和冷凝器，第二、三、四空间分别设置为一、二、三级吸收器和蒸发器；发生器与各级吸收器之间设有溶液循环通道，冷凝器与各级蒸发器之间设有冷剂流经通道；发生器换热管输入端连接一次水管网的输出端，输出端顺序连接三、二、一级蒸发器的换热管及一次水管网输入端形成机组一次水管路；二次水管网输出端连接于一级吸收器换热管输入端，一级吸收器换热管输出端顺序连接二、三级吸收器、冷凝器的换热管及二次水管网输入端，形成机组二次水管路；三级吸收器中注有溴化锂稀溶液。

Description

三级蒸发吸收式热泵型供热机组
技术领域
本发明涉及一种为建筑群落集中供热***，特别是一种能使一次网热水的入水和回水温差大幅增大，高效换热的三级蒸发吸收式热泵型供热机组。
背景技术
在我国北方地区，采用以热电厂集中供应环路高温水，由分布式换热站对建筑群落供热的模式已成为主流。随着城市发展，集中供热规模的扩大，热电厂集中输出的环路高温水（最高可达130℃）称为一次水，往往要经过较长的输送距离才能达到分布式换热站。在供热负荷相同的情况下，增大一次水的入水和回水之间的温度差，可以减少一次网热水的流量，从而可以降低热网管道的初投资，减少水泵电耗，减少热能损耗，降低供热成本。目前，一次网热水进入换热站的入、回水温度一般为130/60℃左右，其中回水温度受到用户用热要求的限制，利用常规板式换热器无法再降低；利用目前常规吸收式换热技术可以将回水温度降低到35℃左右，但受本身结构的约束，无法再将温度进一步降低，而回水温度降低到25℃才能达到集中供热的最佳节能效果。
发明内容
本发明目的是提供一种能使一次网热水的入水和回水温差大幅增大，实现高效换热的三级蒸发吸收式热泵型供热机组。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种三级蒸发吸收式热泵型供热机组，包括一机组本体，一次水管网及二次水管网，其中：
该机组本体自上而下分成完全隔离的四个密闭空间，其中每一空间的下部用分离栅板隔开，分离栅板的上部留有蒸气流通通道；
第一空间的分离栅板两侧分别设置发生器和冷凝器，第二空间的分离栅板两侧分别设置一级吸收器和一级蒸发器，第三空间的分离栅板两侧分别设置二级吸收器和二级蒸发器，第三空间的分离栅板两侧分别设置三级吸收器和三级蒸发器；
各级蒸发器和吸收器中分别设有淋盘和换热管，冷凝器和发生器中仅设有换热管；发生器的上部设有溶液输入端，下部设有溶液输出端，各级吸收器的下部也设有溶液输出端，冷凝器的下部设有冷剂输出端，各级蒸发器的下部也设有冷剂输出端，发生器的溶液输出端经溶液热交换器与一级吸收器的淋盘连接，一级吸收器的溶液输出端连接二级吸收器的淋盘，二级吸收器的溶液输出端连接三级吸收器的淋盘，三级吸收器的溶液输出端经溶液泵、溶液热交换器与发生器的溶液输入端连通；
冷凝器的冷剂输出端与一级蒸发器的淋盘连接，一级蒸发器的冷剂输出端与二级蒸发器的淋盘连接，二级蒸发器的冷剂输出端与三级蒸发器的淋盘连接；
发生器的换热管输入端连接一次水管网的输出端以输入一次水，输出端顺序连接三级蒸发器、二级蒸发器、一级蒸发器的换热管，最后连接一次水管网的输入端而形成封闭的机组一次水管路；
二次水管网的输出端连接一级吸收器的换热管输入端以输入二次水，一级吸收器的换热管输出端顺序连接二级吸收器、三级吸收器、冷凝器的换热管，最后连接二次水管网的输入端，形成封闭的机组二次水管路；
三级吸收器中注有溴化锂稀溶液。
上述方案的进一步改进为，发生器输出端经水水换热器顺序连接三级蒸发器、二级蒸发器、一级蒸发器的换热管，二次水管网的输出端并接于水水换热器的输入端和一级吸收器的换热管输入端，且水水换热器的输出端连接到二次水管网的输入端。
本发明通过采用三级蒸发和三级吸收，让一次水管网热水在三个蒸发器中梯级逐步降温，能够充分利用一次水管网高温热水的热量，使一次水管网热水的进、出口温差拉大，并让二次水管网热水在三个吸收器中梯级逐步升温；另外，本发明只需采用一个溶液泵，即单泵结构，就可实现溴化锂溶液的循环，从而能有效降低机组的故障率。
附图说明
图1为本发明结构原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明三级蒸发吸收式热泵型供热机组包括一机组本体1，一次水管网及二次水管网。
该机组本体1自上而下分成完全隔离的四个密闭空间，其中每一空间的下部用分离栅板2隔开，分离栅板2的上部留有蒸气流通通道3。第一空间的分离栅板2两侧分别设置发生器G和冷凝器E，第二空间的分离栅板两侧分别设置一级吸收器A1和一级蒸发器E1，第三空间的分离栅板两侧分别设置二级吸收器A2和二级蒸发器E2，第三空间的分离栅板两侧分别设置三级吸收器A3和三级蒸发器E3。
各级蒸发器和吸收器中分别设有淋盘4和换热管5，冷凝器E和发生器G中仅设有换热管。发生器G的上部设有溶液输入端6，下部设有溶液输出端7，各级吸收器的下部也设有冷剂溶液输出端7；冷凝器E的下部设有冷剂输出端10，各级蒸发器的下部也设有冷剂输出端10。发生器G的溶液输出端经溶液热交换器P与一级吸收器A1的淋盘连接，一级吸收器A1的溶液输出端连接二级吸收器A2的淋盘，二级吸收器A2的溶液输出端连接三级吸收器A3的淋盘，三级吸收器A3的溶液输出端经溶液泵9、溶液热交换器P与发生器G的溶液输入端6连通。冷凝器E的冷剂输出端与一级蒸发器E1的淋盘连接，一级蒸发器E1的冷剂输出端与二级蒸发器E2的淋盘连接，二级蒸发器E2的冷剂输出端与三级蒸发器E3的淋盘连接。
该发生器G的换热管输入端连接一次水管网的输出端11以输入一次水，输出端经水水换热器8顺序连接三级蒸发器E3、二级蒸发器E2、一级蒸发器E1的换热管5，最后连接一次水管网的输入端12而形成封闭的机组一次水管路。二次水管网的输出端13并接于水水换热器8的输入端和一级吸收器A1的换热管输入端，一级吸收器A1的换热管输出端顺序连接二级吸收器A2、三级吸收器A3、冷凝器E的换热管，最后连接二次水管网的输入端14；该水水换热器8的输出端也连接到二次水管网的输入端14，从而形成封闭的机组二次水管路。该三级吸收器A3中充有溴化锂稀溶液。
本发明使用时，溴化锂稀溶液在发生器G内被经发生器G的换热管输入的高温一次水加热至沸腾，产生蒸汽后溴化锂稀溶液浓缩成为浓溶液，并通过溶液热交换器P降温后进入一级吸收器A1的淋盘，由淋盘淋下，浓溶液吸收来自一级蒸发器E1中产生的冷剂蒸汽，放出吸收热，浓溶液被稀释；被稀释后的浓溶液再进入二级吸收器A2，吸收来自二级蒸发器E2中产生的冷剂蒸汽，放出吸收热，溶液再次稀释；此溶液继续进入三级吸收器A3，吸收来自三级蒸发器E3中产生的冷剂蒸汽，放出吸收热，溶液被稀释成为稀溶液。稀溶液在溶液泵9的驱动下，经过溶液热交换器P升温后进入发生器G中，再次被高温一次水加热浓缩，完成溶液循环。发生器G中溴化锂稀溶液沸腾产生的水蒸汽进入冷凝器E中凝结成冷剂液，并释放出凝结热，冷剂液通过管道自流依次进入一级蒸发器E1，二级蒸发器E2，三级蒸发器E3中吸收热量并蒸发，产生出的水蒸汽分别进入一级吸收器A1，二级吸收器A2，三级吸收器A3中，被溴化锂溶液吸收，完成冷剂液的循环。高温一次水管网的热水进入发生器G，作为驱动热源加热溴化锂稀溶液，使溴化锂稀溶液蒸发出水蒸汽，并浓缩成溴化锂浓溶液，一次水管网的热水降温后流出发生器G，进入水水换热器与二次水管网的水进行热交换后，再继续依次流入三级蒸发器E3，二级蒸发器E2，一级蒸发器E1的换热管，一次水依次在以上三个蒸发器中逐步放热降温后，成为低温一次水流出机组。从二次水管网流出的水一部分依次流入一级吸收器A1，二级吸收器A2，三级吸收器A3，冷凝器E中，被逐步加热升温后流出机组，作为二次水管网的高温热水进入二次水管网。从二次水管网流出的水另一部分经水水交换器8换热后，直接返回二次水管网。

Claims (2)

1.一种三级蒸发吸收式热泵型供热机组，包括一机组本体（1），一次水管网及二次水管网，其特征在于：
该机组本体自上而下分成完全隔离的四个密闭空间，其中每一空间的下部用分离栅板（2）隔开，分离栅板的上部留有蒸气流通通道（3）；
第一空间的分离栅板两侧分别设置发生器（G）和冷凝器（E），第二空间的分离栅板两侧分别设置一级吸收器（A1）和一级蒸发器（E1），第三空间的分离栅板两侧分别设置二级吸收器（A2）和二级蒸发器（E2），第三空间的分离栅板两侧分别设置三级吸收器（A3）和三级蒸发器（E3）；
各级蒸发器和吸收器中分别设有淋盘（4）和换热管（5），冷凝器和发生器中仅设有换热管；发生器的上部设有溶液输入端，下部设有溶液输出端，各级吸收器的下部也设有溶液输出端，冷凝器的下部设有冷剂输出端，各级蒸发器的下部也设有冷剂输出端，发生器的溶液输出端经溶液热交换器（P）与一级吸收器的淋盘连接，一级吸收器的溶液输出端连接二级吸收器的淋盘，二级吸收器的溶液输出端连接三级吸收器的淋盘，三级吸收器的溶液输出端经溶液泵（8）、溶液热交换器与发生器的溶液输入端连通；
冷凝器的冷剂输出端与一级蒸发器的淋盘连接，一级蒸发器的冷剂输出端与二级蒸发器的淋盘连接，二级蒸发器的冷剂输出端与三级蒸发器的淋盘连接；
发生器的换热管输入端连接一次水管网的输出端以输入一次水，输出端顺序连接三级蒸发器、二级蒸发器、一级蒸发器的换热管，最后连接一次水管网的输入端而形成封闭的机组一次水管路；
二次水管网的输出端连接一级吸收器的换热管输入端以输入二次水，一级吸收器的换热管输出端顺序连接二级吸收器、三级吸收器、冷凝器的换热管，最后连接二次水管网的输入端，形成封闭的机组二次水管路；
三级吸收器中注有溴化锂稀溶液。
2.根据权利要求1所述的三级蒸发吸收式热泵型供热机组，其特征在于，发生器输出端经水水换热器（9）顺序连接三级蒸发器、二级蒸发器、一级蒸发器的换热管，二次水管网的输出端并接于水水换热器的输入端和一级吸收器的换热管输入端，且水水换热器的输出端连接到二次水管网的输入端。
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