CN116379635A - 一种吸收式换热机组用容器及竖管降膜吸收式换热机组 - Google Patents
一种吸收式换热机组用容器及竖管降膜吸收式换热机组 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及制冷机领域,公开了一种吸收式换热机组用容器及竖管降膜吸收式换热机组,通过将换热管竖向设置在容器内,并将容器内空间利用多个隔离布液装置分割为若干个小空间,使得每个小空间能够具有不同的工作压力,进而获得不同的蒸发温度,避免了大温差换热时,入口温差过大不能被完全利用,末端温差不足需要刻意扩大换热面积的情况,极大的提高了大温差换热热量的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及制冷机领域,尤其涉及一种吸收式换热机组用容器及竖管降膜吸收式换热机组。
背景技术
现有的吸收式换热机组,广泛用作吸收式制冷机或者吸收式热泵,利用余热为公共设施和居民小区提供供暖水或冷冻水,或者为工厂工业生产提供工艺热水或工艺冷水。
现有吸收式制冷机组在低压力侧设置蒸发器和吸收器,在高压力侧设置发生器和冷凝器,驱动热源进入发生器,加热来自吸收器的稀溶液,产生的冷剂蒸汽进入冷凝器;同时,发生器内稀溶液被驱动热源加热变成浓溶液后流出,经溶液热交换器与稀溶液换热后返回吸收器;蒸发器中蒸发的冷剂蒸汽被吸收器中返回的浓溶液吸收,不断蒸发给通入蒸发器中的冷水降温。吸收器中浓溶液吸收冷剂蒸汽不断放出热量,被冷却水带走。同时,吸收器中流出的冷却水或再流入冷凝器,给冷凝器中的冷剂蒸汽降温使其冷凝,冷凝后的冷剂凝液返回蒸发器,冷却水在冷凝器中进一步升温后流出。
现有吸收式热泵,驱动热源进入发生器,加热来自吸收器的稀溶液,产生的冷剂蒸汽并进入冷凝器;同时,发生器内稀溶液被加热变成浓溶液后流出,经溶液热交换器与稀溶液换热后返回吸收器;蒸发器中蒸发的冷剂被吸收器中返回的浓溶液吸收,不断蒸发给通入蒸发器中的热源水降温。吸收器中浓溶液吸收冷剂蒸汽不断放出热量,加热流经吸收器的热水。同时,吸收器中流出的热水再流入冷凝器,给冷凝器中的冷剂蒸汽降温使其冷凝,冷凝后的冷剂凝液返回蒸发器,热水在冷凝器中进一步升温后流出。
现有吸收式换热机组,其中吸收器,蒸发器,冷凝器和发生器均采用换热管水平安装的结构,通过喷淋或者滴淋的形式在换热管外壁形成冷剂或者溶液的液膜,但是由于喷淋或者滴淋存在偏流或者飞溅等现象,会造成布液不均匀,出现干管现象,很难在换热管外表面形成均匀和完整的液膜,限制了换热效率。
同时,现有吸收式制冷机组或热泵机组为了提高效率,减小换热损耗,经常使用两级吸收式循环技术。例如,把蒸发器和吸收器分别设计成高压侧和低压侧,也可以把发生器和冷凝器设计为高压侧和低压侧,使其在不同压力和溶液浓度下工作,实现两级吸收循环,增大浓溶液和稀溶液的浓度差。两级吸收式循环技术有利于实现冷水或热源水大温差设计,同时可以减小溶液循环量,提高效率。
另外现有机组换热过程中,尤其是冷凝器和蒸发器,换热过程是一股变温流体与一股恒温流体的换热,当变温流体的进出口温差相当大时,将会出现极大的传热损耗,造成机组性能降低。
当换热管水平布置时,采用两级吸收式循环技术的制冷机组或热泵机组的高低压蒸发器和吸收器通常布置为左右结构或者上下结构。当采用左右结构时,溶液进入吸收器喷淋需要额外配置喷淋泵,才能实现两级吸收式循环;当采用上下结构时,虽然溶液进入吸收器喷淋可以依靠溶液自身的重力和蒸发器与冷凝器之间压力差,也可以实现两级吸收式循环,但是由于吸收器内设置溶液喷嘴原因导致压损增大,再加上机组在某些工况下,蒸发器和冷凝器内压发生变化,如果没有喷淋泵提供动力,可能会出现溶液循环不畅的问题。因此,现有水平换热管的换热机组,在浓溶液返回吸收器的管路上必须设置喷淋泵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:简化换热器结构,提升换热效率。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种吸收式换热机组用容器,所述容器包括水平并排布置的第一容腔和第二容腔;所述第一容腔底部设有第一出液口,所述第二容腔底部设有第二出液口,所述第一容腔和/或第二容腔上部设有进液口;
所述第一容腔内竖向布置有第一换热管;
所述第二容腔内竖向布置有第二换热管;
所述第一容腔内设有n个隔离布液装置,用于在第一换热管表面形成液膜,并将所述第一容腔在竖向方向上分割为若干个相对应第一子容腔;
所述第二容腔内设有n个隔离布液装置,用于在第二换热管表面形成液膜,并将所述第二容腔在竖向方向上分割为若干个相对应第二子容腔;
位于相近或相同高度的第一子容腔与第二子容腔之间设有供气态物质自由出入的气相通道;
所述第一容腔与第二容腔之间设有隔离板,所述隔离板用于隔离第一容腔内的液态物质与第二容腔内的液态物质,避免两者混合。
上述n 为大于零的自然数。
与现有技术相比,本发明具有如下技术效果:
本方案将换热管竖向布置,利用隔离布液器在竖向分布的管道上进行布液,布液效果更均匀,避免了换热管横向分布时布液不均导致的换热效果不佳的情况。
同时,本方案第一容腔或第二容腔被隔离布液装置在竖向方向上分割为若干个子容腔,由于隔离布液装置正常工作时,其上包含一定深度的液体,即存在积液层,积液层在相邻子容腔之间形成液封效果,通过调整积液层的深度,可以调节相邻子容腔之间相互隔离的程度,进而可以调节各子容腔之间的压力差,使得各子容腔内的压力各不相同,而介质的相变温度受压力影响很大,不同的压力,对应不同的相变温度。由于***运行起来后各腔室内液位处于一个动态平衡的状态,对于单一的积液层而言,新生成的积液与从布液器流到下一子容腔的积液的体积是相同的,所以积液层深度主要取决于***投用时注入的介质或溶液量的多少。通过将换热器腔体利用隔离布液装置分割为多个子容腔,子容腔内由于液封的作用,相互之间具有不同的压力,进而使得子容腔内介质的相变温度因为压力的变化而产生了变化,由此,在换热器管程内流动的介质在前进的过程中不断变温的同时,其对应壳程部分的介质也切换到具有不同相变温度的子容腔内,进而缩小了参与换热的介质之间的温度差,避免了传统的单一容腔下单一相变温度导致的初期温差过剩导致浪费,末期温差不足需要加大换热面积的问题,大幅度提升了换热器的换热效率。
本方案中,第一容腔与第二容腔位于相近或相同高度的第一子容腔与第二子容腔之间设有供气态物质自由出入的气相通道;所述第一容腔与第二容腔之间设有隔离板,所述隔离板用于隔离第一容腔内的液态物质与第二容腔内的液态物质,避免两者混合,因此可以使气态物质进行交换,而避免液态物质混合;这种允许气态物质流通的结构,使得本容器可以作为换热机组中蒸发器与吸收器使用,也可以作为冷凝器和发生器使用。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
优选地,所述隔离布液装置包括从上向下依次设置的缓冲层、积液层和布液器,缓冲层上设有若干筛孔,用于隔离缓冲层上方波动的气流,降低积液层气流波动幅度;积液层用于积累液态物质,使液态物质能够积聚一定的深度,在相邻的第一子容腔或第二子容腔之间形成液封效果;所述布液器用于将积液层积聚的液体均匀的布置于第一换热管或第二换热管的表面。
采用上述进一步方案的有益效果是,可以避免容腔内波动的气流影响液体深度的不均,确保布液器稳定布液,提高设备运行的稳定性。
一种竖管降膜吸收式换热机组,包括前述吸收式换热机组用容器。
进一步地,包括两个所述的吸收式换热机组用容器,第一个所述的吸收式换热机组用容器用作蒸发器和吸收器;第二个所述的吸收式换热机组用容器用作发生器和冷凝器。
第一个所述的吸收式换热机组用容器的第一容腔用作蒸发器,第二容腔用作吸收器,第一容腔的上部和第二容腔的上部分别设有进液口;蒸发器内从液态冷剂蒸发成的冷剂蒸汽通过第一子容腔与第二子容腔之间的气相通道进入到吸收器内,被吸收器内的浓溶液吸收,蒸发器上部的进液口用于通进液态冷剂,吸收器上部的进液口用于通入浓溶液。
第二个所述的吸收式换热机组用容器的第一容腔用作冷凝器,第二容腔用作发生器,用作发生器的第二容腔的上部设有进液口,用于输入稀溶液。用作冷凝器的第一容腔上方可以不设置进液口,因为其是通过第一容腔与第二容腔之间的气相通道接收来自发生器的气态物质,并借助冷凝器内第二换热器管程内介质的冷量,使气态物质冷凝成液态物质,所以其上方无需要输进液体。
进一步地,用作蒸发器的所述吸收式换热机组用容器的第一容腔内的若干第一子容腔,由上到下压力由低到高;对应的介质相变温度由上到下由低到高。
所述蒸发器内的第一换热管内的介质由下而上流动;即蒸发器内底部温度最高,越往上走,换热器内介质的温度越低,而第一子容腔内的相变温度由下到上依次变低,与换热器内介质的温度变化是一致的,因此可以充分利用蒸发器内第一换热管内介质的能量。
所述吸收器内的第二换热管内的介质由上向下流动;吸收器内第二换热管内一般通入的是冷却水,是为了维持浓溶液的温度不要太高,确保良好的吸收能力。
所述发生器内的第二换热管内的介质由上向下流动;发生器内第二换热管内的介质是热源,由此,发生器的上部温度最高,底部温度最低,在发生器内,浓溶液中的水(即冷剂)被加热后蒸发,获得冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入冷凝器冷凝成液态冷剂。
所述冷凝器内的第一换热管内的介质由下而上流动。第一换热管内的介质由下而上流动意味着冷凝器的下端温度最低,上端温度最高。冷凝器的冷却水的温度决定了冷凝压力,冷凝压力的梯度和发生器浓度的梯度是对应的关系。
进一步地,用作蒸发器的所述吸收式换热机组用容器的第一容腔内的第一子容腔,由上到下压力由高到低;
所述蒸发器内的第一换热管内的介质由上而下流动;
所述吸收器内的第二换热管内的介质由下向上流动;
所述发生器内的第二换热管内的介质由上向下流动;
所述冷凝器内的第一换热管内的介质由下而上流动。
进一步地,所述发生器内的第一换热管内的介质为驱动热源,所述驱动热源包括蒸汽、热水、导热油、烟气、天然气、人工煤气、轻油、重油中的一种。
进一步地,流经所述吸收器内换热管内的介质和流经所述冷凝器内换热管的介质为同一介质。
进一步地,流经所述蒸发器内换热管内的介质和流经所述发生器内换热管的介质为同一介质。
附图说明
图1为两种固定数量的温差介质单级换热过程温度曲线示意图;
图2为两种固定数量的温差介质多级换热过程温度曲线示意图;
图3为实施例1吸收式换热机组用容器第一结构示意图;
图4为实施例1吸收式换热机组用容器第二结构示意图;
图5为实施例2竖管降膜多级吸收式换热机组***结构示意图;
图6为隔离布液装置细节结构示意图;
图7为实施例3竖管降膜多级吸收式换热机组***结构示意图;
在附图中,各标号所表示的部件名称列表如下:
1、驱动热源;2、冷水或热源水;3、冷却水或热水;
10、第一进液口;11、第二进液口;15、第一上管板;16、第一下管板;
20、隔离布液装置;21、缓冲层;22、积液层;23、布液器;24、筛孔;25、第二上管板;26、第二下管板;
30、气相通道;31、隔离板;
40、溶液泵;50、冷剂泵;60、板式换热器;70、溶液箱;80、冷剂箱;
100、第一容腔;101、第一出液口;102、第一换热管;1041、一号第一子容腔;1042、二号第一子容腔;1043、三号第一子容腔;1044、四号第一子容腔;105、第一上腔体;106、第一下腔体;
200、第二容腔;201、第二出液口;202、第二换热管;2041、一号第二子容腔;2042、二号第二子容腔;2043、三号第二子容腔;2044、四号第二子容腔;205、第二上腔体;206、第二下腔体。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
为了便于理解传统工艺的不足之处,参照图1做进一步的解释,相变过程中介质的温度是保持恒定的,如冰水混合物虽然不断地吸收热量,但是在冰块完全融化之前,冰水混合物会始终保持零度,常压下的水达到沸点后,持续吸热,但是温度也会维持在100摄氏度。图1、图2中,纵坐标T为温度,横坐标Q为换热量。传统只有一个腔体的换热器,由于需要换热相变的介质(即冷剂)工作在唯一的压力下,其相变对应的温度也是恒定的,换热过程就是一股变温流体(换热器管程内的冷却水)与一股恒温流体(换热器壳程内需要相变的冷剂)的换热。当变温流体的进出口温差相当大时,将会出现极大的传热损耗:在初期阶段,温差远大于冷剂相变所需能量,导致能量不能被完全利用,而在末期,由于温差小,换热慢,不得不加大换热面积以在相同时间内获取足够能量来实现冷剂的相变,因此造成机组性能降低。
若能在冷却水的变温范围内,通过调整冷剂的冷凝温度,使冷剂的冷凝温度与冷却水温度的温差始终处于恰当的范围内,避免大温差情况的发生,则可以避免前述在初期不能充分利用能量,在后期又不足以提供足够能量的情况,呈现出如图2所示的换热过程,***的换热效率将可以得到大幅度的提升。
实施例1:
如图3所示,一种吸收式换热机组用容器,其内包括水平并排布置的第一容腔100和第二容腔200;所述第一容腔100底部设有第一出液口101,所述第一容腔100的上部设有第一进液口10,所述第二容腔200底部设有第二出液口201,第二容腔200上部设有第二进液口11;
所述第一容腔100内设有第一上管板15和第一下管板16,第一换热管102的上端设置在第一上管板15上,第一换热管102的下端设置在第一下管板16上,第一容腔100内位于第一上管板15上方的空腔是第一上腔体105,位于第一下管板16下方的空腔是第一下腔体106,第一上腔体105、第一换热管102、第一下腔体106相互连通,且第一上腔体105的顶部设有出入口、第一下腔体106的底部设有出入口;
所述第二容腔200内竖向布置有第二换热管202;
所述第二容腔200内设有第二上管板25和第二下管板26,第二换热管202的上端设置在第二上管板25上,第二换热管202的下端设置在第二下管板26上,第二容腔200内位于第二上管板25上方的空腔是第二上腔体205,位于第二下管板26下方的空腔是第二下腔体206,第二上腔体205、第二换热管202、第二下腔体206相互连通,且第二上腔体205的顶部设有出入口、第二下腔体206的底部设有出入口;
如图4所示,所述第一容腔100内设有四个隔离布液装置20,隔离布液装置20用于在第一换热管102表面形成液膜,并将所述第一容腔100在竖向方向上分割为四个第一子容腔,即一号第一子容腔1041、二号第一子容腔1042、三号第一子容腔1043、四号第一子容腔1044;
所述第二容腔200内也设有四个隔离布液装置20,用于在第二换热管202表面形成液膜,并将所述第二容腔200在竖向方向上分割为四个第二子容腔,即一号第二子容腔2041、二号第二子容腔2042、三号第二子容腔2043、四号第二子容腔2044;
第一容腔100内的第一子容腔与第二容腔200内的第二子容腔一一对应,一号第一子容腔1041与一号第二子容腔2041相对应,以此类推,相对应的第一子容腔与第二子容腔之间设有供气态物质自由出入的气相通道30;所述第一容腔100与第二容腔200之间设有隔离板31,所述隔离板31用于隔离第一容腔100内的液态物质与第二容腔200内的液态物质,避免两者混合;本例中,气相通道30设于隔离板31上,由于隔离布液装置20上的液位相对并不高,且设计时会将气相通道30设置在子容腔靠上的部分,所以在正常的工况下,位于隔离布液装置20上的液态物质不会通过气相通道30溢流到对面的容腔内,也就避免了第一容腔100内的液态物质与第二容腔200内的液态物质混合。
气相通道30与隔离板31的设置可以使相对应的第一子容腔与第二子容腔内的气态物质进行自由交换,而避免液态物质混合;这种允许气态物质流通的结构,使得本容器可以作为换热机组中蒸发器与吸收器使用,也可以作为冷凝器和发生器使用。
实施例2:
如图5所示,一种竖管降膜多级吸收式换热机组,内配置溴化锂溶液,可用作吸收式制冷机或者吸收式热泵。包括,蒸发器,吸收器,冷凝器,发生器,溶液泵40,冷剂泵50,板式换热器60和相应配管。
所述蒸发器和吸收器为一个所述的吸收式换热机组用容器,后文称为第一吸收式换热机组用容器;所述发生器和冷凝器为另一个吸收式换热机组用容器,后文称为第二吸收式换热机组用容器。需要特殊说明的是,对于第二吸收式换热机组用容器,为了便于生产,吸收式换热机组用容器按照同一个规格生产。在本例中,由于第二吸收式换热机组中用作冷凝器的第一容腔100不需要输进液体,所以第二吸收式换热机组的第一容腔100上方的进液口实际闲置不用,所以此处可以不设置进液口,图5中就没有绘制相应的进液口。
以第一容腔100内的隔离布液装置20为例,如图6所示,所述隔离布液装置20包括从上向下依次设置的缓冲层21、积液层22和布液器23;缓冲层21上设于若干筛孔24,布液器23为圆筒型,其内壁上设有用于布液的沟槽,布液器23设于积液层22底部,套设在第一换热管102上。
作为蒸发器用的第一容腔100被隔离布液装置20自上而下分为四个子容腔,基于各子容腔在***中的功能分别对应为第一子蒸发器,第二子蒸发器、第三子蒸发器、第四子蒸发器,各子蒸发器内的蒸发压力自上而下由低到高,壳程内介质的相变温度受压力影响很大,不同的压力,对应不同的相变温度,所以冷水或热源水2(此处是指供给到用户端的水,具体地,作为制冷机时,管程内通冷水,作为热泵时,管程内通热源水,故此处称为冷水或热源水)自下而上依次进入作为蒸发器用的第一容腔100内的第一下腔体106、第一换热管102,然后从第一上腔体105流出,与四个具有不同蒸发温度的子蒸发器内的介质进行换热的过程呈现出类似如图2所示的换热效果。
注意,换热器一般由若干竖向布置的换热管组成,本文中所有涉及到换热器内流向的描述,比如“自下而上”或“自上而下”流经换热器,意思是指介质同时进入所有的换热管的管程内,单向的通过所有换热管,若需要多流程换热时,需要在换热器外部另设换向管来实现的。
作为吸收器用的第二容腔200经气相通道30与作为蒸发器的第一容腔100压力相通,其被隔离布液装置20自上而下分为四个第二子容腔,基于各子容腔在***中的功能分别对应为第一子吸收器、第二子吸收器、第三子吸收器、第四子吸收器,溴化锂溶液浓度自上而下由高到低,冷却水或热水3自上而下依次进入作为吸收器用的第二容腔内的第二上腔体205、第二换热管202,与四个具有不同浓度溴化锂溶液的子吸收器换热,逐级升温后从第二下腔体206的下部流出。
第二吸收式换热机组用容器用作发生器和冷凝器。其中第二容腔200用作发生器,其自上而下被隔离布液装置20分割为多个子发生器,基于各子容腔在***中的功能分别对应为第一子发生器,第二子发生器,第三子发生器,第四子发生器,溴化锂溶液浓度自上而下由低到高,驱动热源1自上而下进入作为发生器用的第二容腔内的第二换热管202的管程内,与多个不同浓度的子发生器进行换热,逐级降温后从下部的第二下腔体206流出。
第二吸收式换热机组用容器的第一容腔100用作冷凝器,其与发生器经气相通道30实现压力相通,同样,其自上而下被隔离布液装置20分割为多个子冷凝器,基于各子容腔在***中的功能分别对应为第一子冷凝器,第二子冷凝器,第三子冷凝器,第四子冷凝器,各子冷凝器中的冷凝压力自上而下由高到低,来自吸收器的冷却水或热水3自下而上进入冷凝器内的第一换热管102的管程后与四个不同冷凝压力的子冷凝器进行换热,逐级升温后从冷凝器上部的第一上腔体105流出。
溴化锂溶液内部循环过程为:
液态的冷剂经过冷剂泵50输送进入第一子蒸发器,在隔离布液装置20中形成一定深度的液层,参考图6所示,形成隔离第一子蒸发器与第二子蒸发器的液封,并借助布液器23,在蒸发器内的第一换热管102外表面形成液膜,吸收第一换热管102内介质的热量,实现降膜蒸发,随后进入第二子蒸发器降膜蒸发,最终进入第四子蒸发器降膜蒸发,最后未蒸发的部分经管道收集到冷剂箱80,由冷剂泵50再次泵出形成循环,冷剂在蒸发器中蒸发的过程中不断吸收流经蒸发器中第一换热管102内的冷水或热源水2的热量,使其降温。
同时,从吸收器底部流出的溴化锂稀溶液汇集到溶液箱70内,经过溶液泵40输送流经板式换热器60,与发生器底部流出的高温溴化锂浓溶液进行换热,升温后的溴化锂稀溶液进入第一子发生器内进行浓缩,后进入第二子发生器进行浓缩,最终进入第四子发生器进行浓缩,随后汇集到发生器底部,变成溴化锂浓溶液流出,经板式换热器60之后进入吸收器内。
在发生器内从溴化锂稀溶液中蒸发出的冷剂蒸气经气相通道进入冷凝器内被流经冷凝器的冷却水或热水3降温,变成冷剂凝液,汇集到冷剂箱80中,随后由冷剂泵50输送至蒸发器,需要解释的是,冷却水或热水3在流经冷凝器后会升温,具体是冷却水还是热水,要看***是用作供冷还是供热,若是用于供冷,则此处流通的是独立循环的冷却水,若是用于供热,则此处流经的是供往用户的热水。
从发生器底部流出溴化锂浓溶液,流经板式换热器60,与吸收器底部流出的低温溴化锂稀溶液进行换热降温,随后进入第一子吸收器吸收冷剂蒸汽,然后进入第二子吸收器吸收冷剂蒸汽,最终进入第四子吸收器吸收冷剂蒸汽后汇集到吸收器底部,变成溴化锂稀溶液流出至溶液箱70内,再经溶液泵40泵出形成循环。
溴化锂浓溶液在吸收器内吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,释放热量,加热流经吸收器的冷却水或热水3。
也就是说,在每一级蒸发器、吸收器和发生器内设置隔离布液装置20,溶液或者冷剂在缓冲层21中积累到一定程度后,腔体内压强增大,溶液或者冷剂通过缓冲层21的筛孔24流入积液层22,在积液层22上积累一定的液位,形成液封效果,且积液层22上的溶液或冷剂又经过设于积液层22底部的布液器23被均匀的分配到换热管上,形成竖管降膜。溶液或冷剂沿换热管向下流动,经过蒸发、稀释或者浓缩后汇集到下一级蒸发器、吸收器或发生器的隔离布液装置20中。每一级蒸发器、吸收器或发生器之间的隔离布液装置20中积累形成的具有一定液位的积液,自然地将蒸发器、吸收器或发生器划分为不同压力等级和浓度梯度的换热器,进而提升了大温差情况下的换热效率。
其制冷原理为:待冷却的水(后续称为“待冷水”)流经蒸发器,待冷水的热量被机组吸收,待冷水被机组冷却降温,变为冷水;驱动热源1流经发生器,驱动热源1的热量被机组吸收,用于驱动机组内的冷剂水形成蒸发冷凝循环;冷却水流经吸收器和冷凝器,带走机组内部的热量后流出,冷却水流经吸收器的目的是确保溴化锂溶液的温度不要太高,以维持良好的吸收功能,冷却水流经冷凝器的目的是将冷凝器壳程内的气态水冷凝成液态水,是为了完成冷剂水蒸发冷凝的循环。
制热原理为,热源水(要回收的热量)流经蒸发器后,热源水的热量被机组吸收,热源水的温度降低;驱动热源1(为了维护***运行必须额外投入的热源)流经发生器,其热量被机组吸收;热水(是要供给客户的热水)流经吸收器和冷凝器,带走机组内部的热量,升温后流出。
实施例3:
如图7所示,硬件结构同实施例2相同,区别在于,蒸发器的蒸发压力自上而下由高到低,冷水或热源水2自上而下进入蒸发器的管程,与四个不同蒸发温度的子蒸发器进行换热,逐级冷却后从蒸发器下部流出。吸收器中的冷却水自下而上进入吸收器的管程后与四个具有不同浓度溶液的子吸收器换热,逐级升温后从吸收器上部流出。
由此可知,吸收式换热机组用容器中被分割成的子容腔,在实际运行时,其压力既可以是自上而下逐级递增,也可以逐级递减,自上而下逐级递增相比于逐级递减的情况,对积液层22深度的要求不同,这在初期设计时考虑进去即可,总的运行效果是相当的。
另外对于维持溴化锂溶液最佳吸收温度的冷却水而言,其上进下出或下进上出都是可以的,但是对于需要跟不同蒸发压力的溴化锂溶液换热的热源而言,其进出方向必须沿着蒸发压力由高到低的方向流动,即如实施例2中,蒸发压力自上而下由低到高,热源自下而上进入蒸发器内换热器的管程,而实施例3中,蒸发器的蒸发压力自上而下由高到低,则热源需要自上而下进入蒸发器内换热器的管程,这样才能实现最高温差对应最高的蒸发压力,最低的温差对应最低的蒸发压力,实现多级吸收,提高热量的利用率。
同时本发明采用竖直降膜结构,通过布局结构合理的隔离布液装置20,使换热管外易形成均匀的降膜,从而每根换热管在较小流量下可以获得较大的换热量。
本发明还取消了常规吸收式换热机组的喷嘴结构,也相应取消了喷淋泵,降低了耗电量。
所说冷水或热源水2,冷却水或热水3,驱动热源1的流动方向,均是换热管内的流动方向。当遇到多流程时,可在换热器外部设置换向管路,保持冷水或热源水2,冷却水或热水3,驱动热源1在换热管内的流动方向始终为上述所述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。即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,可以做出若干改进,例如:
一、比如蒸发器和吸收器使用二级三级或者n级竖管降膜结构,发生器和冷凝器使用一级竖管降膜结构或者传统水平管换热器结构;
二、比如发生器和冷凝器使用二级三级或者n级竖管降膜结构,蒸发器和吸收器使用一级竖管降膜结构或者传统水平管换热器结构;
三、多级吸收时,吸收器浓度自上而下,由高到低,蒸发器压力自上而下由高到低。冷却水或热水3自下而上流经吸收器,冷水或热源水2自上而下流经蒸发器;
四、多级吸收时,吸收器浓度自上而下,由高到低,蒸发器压力自上而下由低到高。冷却水或热水3自上而下流经吸收器,冷水或热源水2自下而上流经蒸发器;
五、多级发生时,发生器浓度自上而下,由低到高,冷凝器压力自上而下由高到低。驱动热源1自上而下流经发生器,冷却水或热水3自下而上流经冷凝器;
六、多级发生时,发生器浓度自上而下,由低到高,冷凝器压力自上而下压力相等。驱动热源1自上而下流经发生器,冷却水或热水3自下而上流经冷凝器;
这些改进也视为本发明的保护范围。
本发明所述竖管降膜多级吸收式换热机组的驱动热源1可以是蒸汽,热水,导热油,烟气,天然气,人工煤气,轻油和重油等,凡是可以将稀溶液加热浓缩的介质都可以视为驱动热源1。
本发明上述所述流经吸收器的冷却水和流经冷凝器的冷却水,其连接形式可以是串联,也可以是并联。流动方向也可以根据实际使用情况组合决定,均视为本发明的保护范围。
本发明上述所述流经蒸发器的冷水或热源水2和流经发生器的驱动热源1,其连接形式可以是串联,也可以是并联或其他形式,流动方向也可以根据实际使用情况组合决定,均视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种吸收式换热机组用容器,其特征在于,所述容器包括水平并排布置的第一容腔(100)和第二容腔(200);所述第一容腔(100)底部设有第一出液口(101),所述第二容腔(200)底部设有第二出液口(201),所述第一容腔(100)和/或第二容腔(200)上部设有进液口;
所述第一容腔(100)内竖向布置有第一换热管(102);
所述第二容腔(200)内竖向布置有第二换热管(202);
所述第一容腔(100)内设有n个隔离布液装置(20),用于在第一换热管(102)表面形成液膜,并将所述第一容腔(100)在竖向方向上分割为若干个相对应的第一子容腔;
所述第二容腔(200)内设有n个隔离布液装置(20),用于在第二换热管(202)表面形成液膜,并将所述第二容腔(200)在竖向方向上分割为若干个相对应的第二子容腔;
位于相近或相同高度的第一子容腔与第二子容腔之间设有供气态物质自由出入的气相通道(30);
所述第一容腔(100)与第二容腔(200)之间设有隔离板(31),所述隔离板(31)用于隔离第一容腔(100)内的液态物质与第二容腔(200)内的液态物质。
2.根据权利要求1所述的吸收式换热机组用容器,其特征在于,所述隔离布液装置(20)包括从上向下依次设置的缓冲层(21)、积液层(22)和布液器(23),缓冲层(21)上设有若干筛孔(24),用于隔离缓冲层(21)上方波动的气流,降低积液层(22)气流波动幅度;积液层(22)用于积累液态物质,使液态物质能够积聚一定的深度,在相邻的第一子容腔或第二子容腔之间形成液封效果;所述布液器(23)用于将积液层(22)积聚的液体均匀的布置于第一换热管(102)或第二换热管(202)的表面。
3.一种竖管降膜吸收式换热机组,其特征在于,包括如权利要求1或2所述的吸收式换热机组用容器。
4.根据权利要求3所述的竖管降膜吸收式换热机组,其特征在于,包括两个所述吸收式换热机组用容器,第一个所述的吸收式换热机组用容器用作蒸发器和吸收器;第二个所述的吸收式换热机组用容器用作发生器和冷凝器。
5.根据权利要求4所述的竖管降膜吸收式换热机组,其特征在于,第一个所述的吸收式换热机组用容器的第一容腔(100)用作蒸发器,第二容腔(200)用作吸收器,第一容腔(100)的上部和第二容腔(200)的上部分别设有进液口;
第二个所述的吸收式换热机组用容器的第一容腔(100)用作冷凝器,第二容腔(200)用作发生器,用作发生器的第二容腔(200)的上部设有进液口。
6.根据权利要求4所述的竖管降膜吸收式换热机组,其特征在于,用作蒸发器的所述吸收式换热机组用容器的第一容腔(100)内的第一子容腔,由上到下压力由低到高;
所述蒸发器内的第一换热管(102)内的介质由下而上流动;
所述吸收器内的第二换热管(202)内的介质由上向下流动;
所述发生器内的第二换热管(202)内的介质由上向下流动;
所述冷凝器内的第一换热管(102)内的介质由下而上流动。
7.根据权利要求4所述的竖管降膜吸收式换热机组,其特征在于,用作蒸发器的所述吸收式换热机组用容器的第一容腔(100)内的第一子容腔,由上到下压力由高到低;
所述蒸发器内的第一换热管(102)内的介质由上而下流动;
所述吸收器内的第二换热管(202)内的介质由下向上流动;
所述发生器内的第二换热管(202)内的介质由上向下流动;
所述冷凝器内的第一换热管(102)内的介质由下而上流动。
8.根据权利要求6或7所述的竖管降膜吸收式换热机组,其特征在于,所述发生器内的第二换热管(202)内的介质为驱动热源(1),所述驱动热源(1)包括蒸汽、热水、导热油、烟气、天然气、人工煤气、轻油、重油中的一种。
9.根据权利要求6或7所述的竖管降膜吸收式换热机组,其特征在于,流经所述吸收器内换热管内的介质和流经所述冷凝器内换热管的介质为同一介质。
10.根据权利要求6或7所述的竖管降膜吸收式换热机组,其特征在于,流经所述蒸发器内换热管内的介质和流经所述发生器内换热管的介质为同一介质。
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