可变效的两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组的制作方法

1.本发明涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种可变效的两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组。


背景技术：

2.在生产工艺和生活中需要中温热水，同时又有高温热源和低温余热热源的区域，常采用两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组回收低温余热热量，制取中温热水，如图1所示。图1所示为两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组，该机组设备主要包括冷凝器1、二级发生器2、二级吸收器3、蒸发器4、一级吸收器5、一级发生器6、一级发生泵7、冷剂水循环泵8、二级发生泵9、二级吸收泵10、一级热交换器11、二级热交换器12及连接各部件之间的管路、阀门和控制系统。整个机组的溶液流程由两个溶液循环组成。一级发生器6、二级吸收器3、一级热交换器11组成一个溶液循环；一级吸收器5、二级发生器2与二级热交换器12组成另一个溶液循环。第一路溶液循环中，二级吸收器3底部的稀溶液由一级发生泵7提升经过一级热交换器11换热升温后进入一级发生器6，由管内高温热源加热产生冷剂蒸汽，变为浓溶液后依靠二级吸收泵10输送经一级热交换器11换热降温后进入二级吸收器3，吸收由蒸发器4产生的冷剂蒸汽后变为稀溶液，吸收过程产生的吸收热则加热管内中温热水。一级发生器6产生的冷剂蒸汽则由一级吸收器5吸收。在另一个溶液循环内，浓溶液在一级吸收器5内吸收一级发生器6产生的冷剂蒸汽后变成稀溶液，吸收过程产生的吸收热则加热管内中温热水。稀溶液由二级发生泵9提升经过二级热交换器12换热升温后进入二级发生器2，由管内高温热源加热产生冷剂蒸汽，变为浓溶液后靠压差与高差流入二级热交换器12，换热降温进入一级吸收器5，继续吸收一级发生器6产生的冷剂蒸汽变为稀溶液。二级发生器2产生的冷剂蒸汽进入冷凝器1凝结为冷剂水，凝结过程产生的冷凝热则加热管内中温热水。冷剂水经过节流后也进入蒸发器4，由冷剂水循环泵8喷淋在蒸发器4管表面，被管内低温热源加热蒸发，产生的冷剂蒸汽供二级吸收器3吸收。
3.上面所述的两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组的cop可达1.4左右，大约可节省40%能源的消耗，实现能源的综合利用，近年来得到了大量的应用，取得较好的经济和社会效益。
4.但在实际应用中，当用户外围参数条件变好时，如高温热源和低温余热源的温度升高、所需的中温热水温度降低，由于机组结构已固定，余热转换效率无法相应提高。如何解决上述问题，即能够随着外围条件变好时，热泵机组的cop也能相应得到显著提高，最大可能提高节能效率，多回收余热，节省能源，成为目前研究的重要课题之一。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种可变效的两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组，它能在外部工况参数条件变化时，实现热能在两级利用与单效利用之间的自动变效，最大可能的提升余热的利用率、节省能源。
6.本发明的目的是这样实现的：一种可变效的两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组，它包括冷凝器、二级发生器、二级吸收器、蒸发器、一级吸收器、一级发生器、一级发生泵、冷剂水循环泵、二级发生泵、二级吸收泵、一级低温热交换器、二级热交换器及连接各部件之间的管路、阀门和控制系统，还包括一级高温热交换器、单效冷凝器和单效发生器，整个机组的溶液流程由两个溶液循环组成；单效发生器、一级发生器、二级吸收器、一级低温热交换器和一级高温热交换器组成一个溶液循环，在该溶液循环中，稀溶液先进入单效发生器发生，部分能源进行单效型利用，再进入一级发生器，进行能源的两级型利用；一级吸收器、二级发生器和二级热交换器组成另一个溶液循环。
7.优选的，在一个溶液循环内，二级吸收器底部的稀溶液由一级发生泵提升经过一级低温热交换器、一级高温热交换器换热升温后先进入单效发生器发生产生冷剂蒸汽，变为中间溶液，然后靠压差与高差流入一级高温热交换器，换热降温后进入一级发生器再次发生产生冷剂蒸汽，变为浓溶液后依靠二级吸收泵输送经一级低温热交换器换热降温后进入二级吸收器，吸收由蒸发器管外产生的冷剂蒸汽后变为稀溶液，吸收过程产生的吸收热则加热管内中温热水。
8.优选的，单效发生器产生的冷剂蒸汽在单效冷凝器中凝结成冷剂水，凝结过程产生的冷凝热则加热管内中温热水，冷剂水经节流回到蒸发器。
9.优选的，在另一个溶液循环内，浓溶液在一级吸收器内吸收一级发生器产生的冷剂蒸汽后变成稀溶液，吸收过程产生的吸收热则加热管内中温热水，稀溶液由二级发生泵提升经过二级热交换器换热升温后进入二级发生器发生产生冷剂蒸汽，变为浓溶液后靠压差与高差流入二级热交换器，换热降温进入一级吸收器，继续吸收一级发生器产生的冷剂蒸汽变为稀溶液。
10.优选的，二级发生器产生的冷剂蒸汽进入冷凝器凝结为冷剂水，凝结过程产生的冷凝热则加热管内中温热水，冷剂水经过节流后也进入蒸发器。
11.优选的，两路冷剂水汇集在蒸发器底部，由冷剂水循环泵喷淋在蒸发器管表面，被管内低温热源加热蒸发，产生的冷剂蒸汽供二级吸收器吸收。
12.优选的，高温热源进入单效发生器、一级发生器与二级发生器，加热管外溶液使之浓缩并产生冷剂蒸汽；低温热源在蒸发器管内流动，加热管外冷剂水使之蒸发；中温热水在一级吸收器、二级吸收器、单效冷凝器与冷凝器管内流动，吸收管外溶液的吸收热与冷凝热。
13.优选的，高温热源任意顺序串联或并联或串并联或并串联进入单效发生器、一级发生器和二级发生器。
14.优选的，中温热水任意顺序串联或并联或串并联或并串联进入二级吸收器、一级吸收器、单效冷凝器和冷凝器。
15.优选的，高温热源与低温热源为水或导热油或蒸汽或其他导热介质。
16.本发明的有益效果是：本发明可实现变效运行：运行过程中，当外围工况条件较差时，机组能源利用是两级型热泵型式，当外围工况条件变好时，机组能源利用可以部分实现单效型热泵型式运行，
相比较而言，单效方式的效率比两级方式的效率高25%；因此该发明可使中温热水得到更大温度提升的同时，还可以通过自动变效最大限度的提升机组效率及能源综合利用率。
附图说明
17.图1为以往的一种两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组的结构示意图。
18.图2为本发明的一种可变效的两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组的结构示意图。
19.其中：冷凝器1、二级发生器2、二级吸收器3、蒸发器4、一级吸收器5、一级发生器6、一级发生泵7、冷剂水循环泵8、二级发生泵9、二级吸收泵10、一级低温热交换器11、二级热交换器12、一级高温热交换器13、单效冷凝器14、单效发生器15、高温热源进a1、高温热源出a2、低温热源进b1、低温热源出b2、中温热水进c1、中温热水出c2。
具体实施方式
20.参见图2，本发明涉及一种可变效的两级型第一类溴化锂吸收式热泵机组，包括冷凝器1、二级发生器2、二级吸收器3、蒸发器4、一级吸收器5、一级发生器6、一级发生泵7、冷剂水循环泵8、二级发生泵9、二级吸收泵10、一级低温热交换器11、二级热交换器12、一级高温热交换器13、单效冷凝器14、单效发生器15，及连接各部件之间的管路、阀门和控制系统，整个机组的溶液流程由两个溶液循环组成。单效发生器15、一级发生器6、二级吸收器3、一级低温热交换器11、一级高温热交换器13组成一个溶液循环；一级吸收器5、二级发生器2与二级热交换器12组成另一个溶液循环。第一个溶液循环中，稀溶液先进入单效发生器15发生，实现部分能源的单效型利用，再进入一级发生器6，实现能源的两级型利用。由于增加了单效发生器15、单效冷凝器14，当外围工况变好时，实现单效一类热泵运行的能源的比重会增加，从而提高能源利用效率；当工况变差时，实现单效一类热泵运行的能源的比重会变小，实现两级型一类热泵运行的能源的比重会增加，从而实现了变效。
21.高温热源进入单效发生器15、一级发生器6与二级发生器2，加热管外溶液使之浓缩并产生冷剂蒸汽；低温热源在蒸发器4管内流动，加热管外冷剂水使之蒸发；中温热水在一级吸收器5、二级吸收器3、单效冷凝器14与冷凝器1管内流动，吸收管外溶液的吸收热与冷凝热，使自身温度得到提升。
22.在第一个溶液循环内，二级吸收器3底部的稀溶液由一级发生泵7提升经过一级低温热交换器11、一级高温热交换器13换热升温后先进入单效发生器15发生产生冷剂蒸汽，变为中间溶液，然后靠压差与高差流入一级高温热交换器13，换热降温后进入一级发生器6再次发生产生冷剂蒸汽，变为浓溶液后依靠二级吸收泵10输送经一级低温热交换器11换热降温后进入二级吸收器3，吸收由蒸发器4管外产生的冷剂蒸汽后变为稀溶液，吸收过程产生的吸收热则加热管内中温热水。单效发生器15产生的冷剂蒸汽在单效冷凝器14中凝结成冷剂水，凝结过程产生的冷凝热则加热管内中温热水，冷剂水经节流回到蒸发器4。一级发生器6产生的冷剂蒸汽则由一级吸收器5吸收。
23.在另一个溶液循环内，浓溶液在一级吸收器5内吸收一级发生器6产生的冷剂蒸汽后变成稀溶液，吸收过程产生的吸收热则加热管内中温热水。稀溶液由二级发生泵9提升经过二级热交换器12换热升温后进入二级发生器2发生产生冷剂蒸汽，变为浓溶液后靠压差
与高差流入二级热交换器12，换热降温进入一级吸收器5，继续吸收一级发生器6产生的冷剂蒸汽变为稀溶液。二级发生器2产生的冷剂蒸汽进入冷凝器1凝结为冷剂水，凝结过程产生的冷凝热则加热管内中温热水。冷剂水经过节流后也进入蒸发器4，两路冷剂水汇集在蒸发器4底部，由冷剂水循环泵8喷淋在蒸发器4管表面，被管内低温热源加热蒸发，产生的冷剂蒸汽供二级吸收器3吸收。
24.高温热源进入单效发生器15、一级发生器6、二级发生器2（3个部件不分先后顺序），可采用串联、并联、串并联、并串联等方式；中温热水进入二级吸收器3、一级吸收器5、单效冷凝器14、冷凝器1（4个部件不分先后顺序），可采用串联、并联、串并联、并串联等方式。可根据上述各种高温热源流程方式与各种中温热水流程方式形成多种组合。
25.高温热源与低温热源可以是水、导热油、蒸汽或其他热源。
26.输出给用户的中温热水可以是水，也可以是其他介质。
27.除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。