CN219868597U - 一种多热源第二类吸收式热泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多热源第二类吸收式热泵，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器和溶液换热器；发生器和/或蒸发器内设有两路或多路换热管，分别独立连通不同的热源物料，在空间布局上换热管道可左右、上下、交替布置等；热源物料间互不接触，分别进入蒸发器和发生器的传热管内，与溶液和溶剂进行换热。本实用新型可以根据需要制取不同产量的蒸汽或热水，增加热泵机组的操作灵活性，节省设备安装空间，节省设备投入及运行费用。

Description

一种多热源第二类吸收式热泵

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，具体涉及一种多热源第二类吸收式热泵。

背景技术

第二类吸收式热泵为升温型热泵，其利用大量中间品位的废热和低温冷却水的热势差制取热量少、但温度高于中间品位废热的热量，从而满足用户高品位的用热需求。

现有第二类吸收式热泵的结构及工作原理是：参阅图1，蒸发器4和发生器1以低品位废热为驱动热源，吸收器3内的溴化锂稀溶液流经热交换器5时，与热交换器内的溴化锂浓溶液换热，稀溶液温度降低进入发生器1，在负压下被热物料加热至沸腾产生冷剂蒸汽，稀溶液被浓缩成浓溶液。该浓溶液被溶液泵6带动，流经热交换器5后温度上升进入吸收器3，吸收从蒸发器4来的冷剂蒸汽而放出大量热量加热铜管。发生器1在负压下产生的冷剂蒸汽进入冷凝器2，被冷凝器内流动的冷却水冷凝变成低温冷剂。冷剂通过冷剂泵7进入蒸发器4，吸收热物料的热量而蒸发，变成冷剂蒸汽进入吸收器3。冷剂蒸汽在吸收器1内被浓溶液吸收变成稀溶液而释放出热量，加热吸收器内热水铜管，继续进行新的循环而持续产生热量加热热水。

现有第二类吸收式热泵存在以下问题：

1、其设计负荷是一定的，操作弹性小，在实际运行过程中，随着长周期运行，热源物料的物性会发生变化，如流量降低或升高、温度的降低或升高、热源物料中断等，无法满足设计负荷或者超出原设计范围时，会造成热泵的余热回收利用率降低。

2、溴化锂利用的余热一般是某个装置中的，如加氢装置，假如加氢装置还有一股余热，也想通过溴化锂的方式进行利用，可能就要重新设计，根据实际情况和要求，再上一台溴化锂热泵。

3、此外，当装置需要更大流量的蒸汽或热水时，该热泵受限于设计负荷无法达到要求；购买蒸汽或通过其他途径产蒸汽，成本较高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多热源第二类吸收式热泵。

本实用新型采用的技术方案是：

一种多热源第二类吸收式热泵，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器和溶液换热器；吸收器底部的溶液出口通过第一溶液管连接溶液换热器的热介质进口，溶液换热器的热介质出口通过第二溶液管连接发生器的溶液喷淋管，发生器顶部的蒸汽出口通过第一蒸汽管连接冷凝器的蒸汽进口，冷凝器底部的冷剂出口通过冷剂泵及冷剂管连接蒸发器的冷剂喷淋管，蒸发器顶部的蒸汽出口通过第二蒸汽管连接吸收器顶部的蒸汽进口；发生器底部的溶液出口通过溶液泵及第三溶液管连接溶液换热器的冷介质进口，溶液换热器的冷介质出口通过第四溶液管连接吸收器的溶液喷淋管；吸收器内设有第一换热管，第一换热管具有一热水入口和一热水/蒸汽出口；发生器内设有两根以上第二换热管，每根第二换热管都具有一热源入口和一热源出口；冷凝器内设有第三换热管，第三换热管具有一冷却水进口和一冷却水出口；蒸发器内设有第四换热管，第四换热管具有一热源入口和一热源出口。

一种多热源第二类吸收式热泵，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器和溶液换热器；吸收器底部的溶液出口通过第一溶液管连接溶液换热器的热介质进口，溶液换热器的热介质出口通过第二溶液管连接发生器的溶液喷淋管，发生器顶部的蒸汽出口通过第一蒸汽管连接冷凝器的蒸汽进口，冷凝器底部的冷剂出口通过冷剂泵及冷剂管连接蒸发器的冷剂喷淋管，蒸发器顶部的蒸汽出口通过第二蒸汽管连接吸收器顶部的蒸汽进口；发生器底部的溶液出口通过溶液泵及第三溶液管连接溶液换热器的冷介质进口，溶液换热器的冷介质出口通过第四溶液管连接吸收器的溶液喷淋管；吸收器内设有第一换热管，第一换热管具有一热水入口和一热水/蒸汽出口；发生器内设有第二换热管，第二换热管具有一热源入口和一热源出口；冷凝器内设有第三换热管，第三换热管具有一冷却水进口和一冷却水出口；蒸发器内设有两根以上第四换热管，每根第四换热管都具有一热源入口和一热源出口。

一种多热源第二类吸收式热泵，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器和溶液换热器；吸收器底部的溶液出口通过第一溶液管连接溶液换热器的热介质进口，溶液换热器的热介质出口通过第二溶液管连接发生器的溶液喷淋管，发生器顶部的蒸汽出口通过第一蒸汽管连接冷凝器的蒸汽进口，冷凝器底部的冷剂出口通过冷剂泵及冷剂管连接蒸发器的冷剂喷淋管，蒸发器顶部的蒸汽出口通过第二蒸汽管连接吸收器顶部的蒸汽进口；发生器底部的溶液出口通过溶液泵及第三溶液管连接溶液换热器的冷介质进口，溶液换热器的冷介质出口通过第四溶液管连接吸收器的溶液喷淋管；吸收器内设有第一换热管，第一换热管具有一热水入口和一热水/蒸汽出口；发生器内设有两根以上第二换热管，每根第二换热管都具有一热源入口和一热源出口；冷凝器内设有第三换热管，第三换热管具有一冷却水进口和一冷却水出口；蒸发器内设有两根以上第四换热管，每根第四换热管都具有一热源入口和一热源出口。

进一步地，发生器或/和蒸发器内的两根以上换热管左右设置。

进一步地，发生器或/和蒸发器内的两根以上换热管上下设置。

进一步地，发生器或/和蒸发器内的两根以上换热管交错设置。

本实用新型的有益效果：本申请所提供的第二类热泵，可使多股热源物料同时进入一个热泵机组进行换热，有效应对单股热源物性变化带来的机组低负荷运转的问题；回收更多装置余热，节能降碳；并且可以制取不同产量的蒸汽或热水，增加热泵机组的操作灵活性，节省设备安装空间，节省设备投入及运行费用。

附图说明

图1是现有第二类吸收式热泵的结构示意图。

图2是本实用新型的一种多热源第二类吸收式热泵的结构示意图。

图3是本实用新型的发生器的第一结构示意图。

图4是本实用新型的发生器的第二结构示意图。

图5是本实用新型的发生器的第三结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

参阅图2，一种多热源第二类吸收式热泵，包括发生器10、吸收器30、蒸发器40、冷凝器20和溶液换热器50；吸收器30底部的溶液出口通过第一溶液管1连接溶液换热器50的热介质进口，溶液换热器50的热介质出口通过第二溶液管2连接发生器10的溶液喷淋管，发生器10顶部的蒸汽出口通过第一蒸汽管3连接冷凝器20的蒸汽进口，冷凝器20底部的冷剂出口通过冷剂泵70及冷剂管4连接蒸发器40的冷剂喷淋管，蒸发器40顶部的蒸汽出口通过第二蒸汽管5连接吸收器30顶部的蒸汽进口；发生器10底部的溶液出口通过溶液泵60及第三溶液管6连接溶液换热器50的冷介质进口，溶液换热器50的热介质出口通过第四溶液管7连接吸收器的溶液喷淋管；

吸收器30内设有第一换热管31，第一换热管31具有一热水入口和一热水/蒸汽出口；发生器10内设有两根第二换热管，第二换热管A11和第二换热管B12，每根第二换热管都具有一热源入口和一热源出口；冷凝器20内设有第三换热管21，第三换热管21具有一冷却水进口和一冷却水出口；蒸发器40内设有两根第四换热管，第四换热管A41和第四换热管B42，每根第四换热管都具有一热源入口和一热源出口。

在本实施例中，发生器10和蒸发器40内都设有两根换热管，在其他实施例中，发生器和蒸发器内也可以分别设置数量不同的1根及以上换热管。具体数量可根据使用情况灵活调整。

在本实施例中，发生器10和蒸发器40内的两根换热管的设置方式相同，即都可以采用左右并联的方式，或者上下并联的方式，或者交错设置的方式。

如图3所示，发生器10内的两根第二换热管A11和第二换热管B12左右设置，中间通过隔板13分隔，第二换热管A11的上方设置第一喷淋管201，第二换热管B12的上方设置第二喷淋管202，第一喷淋管201和第二喷淋管202分别通过支管连接第二溶液管2。第二换热管A11的下端伸出发生器前侧形成第一热源进口111，上端伸出发生器前侧形成第一热源出口112；第二换热管B12的下端伸出发生器后侧形成第二热源进口121，上端伸出发生器后侧形成第二热源出口122。

左右布置时，用隔板将蒸发器或发生器筒体分成两个独立的空间，单独使用一路装置热源时可缩小汽化空间，增大换热效率；亦可进行低产、高产蒸汽的转换。

如图4所示，发生器10内的两根第二换热管A11和第二换热管B12上下设置，共用一跟喷淋管201；上侧的第二换热管A11的下端伸出发生器左侧形成第一热源进口111，上端伸出发生器左侧形成第一热源出口112；下侧的第二换热管B12的下端伸出发生器右侧形成第二热源进口121，上端伸出发生器右侧形成第二热源出口122。第二换热管B12用于通入高热量热源。

上下布置时，可以根据两股热源的物性进行调整充分利用热源，如放热量高的热源布置在下方，放热量低的布置在上方，形成自下而上逐渐升高的温度梯度；反之，亦可。

如图5所示，发生器10内的两根第二换热管A11和第二换热管B12交错设置，第二换热管A11的下端伸出发生器左侧下端形成第一热源进口111，上端伸出发生器左侧上端形成第一热源出口112；第二换热管B12的下端伸出发生器右侧下端形成第二热源进口121，上端伸出发生器右侧上端形成第二热源出口122。

交错布置时，冷、热物料间可形成共热体系，在一定程度上可消除温差的影响，避免冷物料单独集中布置时汽化不充分的问题，保证整体的蒸发量；只用一路热源时，热源管束同样可以布满整个蒸发器/发生器腔体，不影响换热；亦可进行低产、高产蒸汽的转换。

本实用新型使用时，

以蒸发器/发生器内置两根换热管为例进行说明，生产装置产生的第一种余热，即热源1先进如蒸发器40的第四换热管B42，再进入发生器10的第二换热管B12，生产装置产生的第二种余热，即热源2先进如蒸发器40的第四换热管A41，再进入发生器10的第二换热管A11，热源1为主热源，热源2为副热源，正常情况下，主热源满负荷运行，副热源适当减小流量。当主热源物性变化时，尤其是放出的热量降低时，可以增大副热源进行补充，使热泵机组达到设计负荷运行；并且，当需要高产量蒸汽时，经过计算可适当增大副热源的负荷，生产更多的热源。

以蒸发器/发生器内置三根换热管为例进行说明，正常情况下一股或是两股余热进入换热，当生产装置中多出一股余热时，

可进入第三根换热管进行换热，亦可生产更多的蒸汽。上述设计均可通过相应开关阀连通或断开状态实现。

当然，蒸发器和发生器也可选用不同的热源，即生产装置产生的余热只进蒸发器，不进发生器，在蒸发器中换热后直接排出；也可以是余热只进发生器，不进蒸发器，在发生器中换热后直接排出。

总之，本申请可以根据用户不同阶段对于蒸汽产量的需求，切换热泵的工作状态，使热泵处于高产或正常的状态，以满足对于蒸汽产量的需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多热源第二类吸收式热泵，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器和溶液换热器；其特征在于，吸收器底部的溶液出口通过第一溶液管连接溶液换热器的热介质进口，溶液换热器的热介质出口通过第二溶液管连接发生器的溶液喷淋管，发生器顶部的蒸汽出口通过第一蒸汽管连接冷凝器的蒸汽进口，冷凝器底部的冷剂出口通过冷剂泵及冷剂管连接蒸发器的冷剂喷淋管，蒸发器顶部的蒸汽出口通过第二蒸汽管连接吸收器顶部的蒸汽进口；发生器底部的溶液出口通过溶液泵及第三溶液管连接溶液换热器的冷介质进口，溶液换热器的冷介质出口通过第四溶液管连接吸收器的溶液喷淋管；

吸收器内设有第一换热管，第一换热管具有一热水入口和一热水/蒸汽出口；发生器内设有两根以上第二换热管，每根第二换热管都具有一热源入口和一热源出口；冷凝器内设有第三换热管，第三换热管具有一冷却水进口和一冷却水出口；蒸发器内设有第四换热管，第四换热管具有一热源入口和一热源出口。

2.一种多热源第二类吸收式热泵，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器和溶液换热器；其特征在于，吸收器底部的溶液出口通过第一溶液管连接溶液换热器的热介质进口，溶液换热器的热介质出口通过第二溶液管连接发生器的溶液喷淋管，发生器顶部的蒸汽出口通过第一蒸汽管连接冷凝器的蒸汽进口，冷凝器底部的冷剂出口通过冷剂泵及冷剂管连接蒸发器的冷剂喷淋管，蒸发器顶部的蒸汽出口通过第二蒸汽管连接吸收器顶部的蒸汽进口；发生器底部的溶液出口通过溶液泵及第三溶液管连接溶液换热器的冷介质进口，溶液换热器的冷介质出口通过第四溶液管连接吸收器的溶液喷淋管；

吸收器内设有第一换热管，第一换热管具有一热水入口和一热水/蒸汽出口；发生器内设有第二换热管，第二换热管具有一热源入口和一热源出口；冷凝器内设有第三换热管，第三换热管具有一冷却水进口和一冷却水出口；蒸发器内设有两根以上第四换热管，每根第四换热管都具有一热源入口和一热源出口。

3.一种多热源第二类吸收式热泵，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器和溶液换热器；其特征在于，吸收器底部的溶液出口通过第一溶液管连接溶液换热器的热介质进口，溶液换热器的热介质出口通过第二溶液管连接发生器的溶液喷淋管，发生器顶部的蒸汽出口通过第一蒸汽管连接冷凝器的蒸汽进口，冷凝器底部的冷剂出口通过冷剂泵及冷剂管连接蒸发器的冷剂喷淋管，蒸发器顶部的蒸汽出口通过第二蒸汽管连接吸收器顶部的蒸汽进口；发生器底部的溶液出口通过溶液泵及第三溶液管连接溶液换热器的冷介质进口，溶液换热器的冷介质出口通过第四溶液管连接吸收器的溶液喷淋管；

吸收器内设有第一换热管，第一换热管具有一热水入口和一热水/蒸汽出口；发生器内设有两根以上第二换热管，每根第二换热管都具有一热源入口和一热源出口；冷凝器内设有第三换热管，第三换热管具有一冷却水进口和一冷却水出口；蒸发器内设有两根以上第四换热管，每根第四换热管都具有一热源入口和一热源出口。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种多热源第二类吸收式热泵，其特征在于，发生器或/和蒸发器内的两根以上换热管左右设置。

5.根据权利要求1～3任意一项所述的一种多热源第二类吸收式热泵，其特征在于，发生器或/和蒸发器内的两根以上换热管上下设置。

6.根据权利要求1～3任意一项所述的一种多热源第二类吸收式热泵，其特征在于，发生器或/和蒸发器内的两根以上换热管交错设置。