一种冷热联供装置的制作方法

1.本发明涉及热泵及制冷技术领域，尤其涉及一种冷热联供装置。


背景技术：

2.为实现减碳目标，我国必须调整目前以化石能源为主的能源结构，建设清洁低碳的能源体系，充分利用清洁资源，开发新的能源利用形式。目前，制冷装置和制冷装置是两种普遍应用的供能装置。
3.制冷装置是一种在驱动热源带动下，通过热力学逆循环连续地将热量从低位热源转移到高温物体或者介质，并用于制热的装置。制冷装置在冷链行业中得到普遍应用。
4.能源服务项目中普遍存在需要同时提供热能和冷能两种能源的状况，现有技术中普遍针对两种能源单独设计并单独运行两个装置，而热泵和制冷装置在运行时都需要耗费大量的循环介质，因此，同时运行热泵和制冷装置会耗费大量的能源，不利于节能减排，也不利于环保。
5.因此，目前亟需一种能够同时实现制热和制冷的装置，以循环利用循环介质。


技术实现要素：

6.(一)要解决的技术问题
7.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种冷热联供装置，其解决了现有技术中普遍针对两种供热和制冷单独设计并单独运行两个装置，耗费大量的能源，不利于节能减排，也不利于环保的技术问题。
8.(二)技术方案
9.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
10.第一方面，本发明实施例提供一种冷热联供装置，包括制热组件、制冷组件、循环介质管道、低热源循环介质管道、循环介质排出支路和循环介质补充支路；
11.所述制热组件的出口和所述循环介质管道的进口连通，所述循环介质管道的出口和所述制冷组件的进口连通，所述制冷组件的出口和所述低热源循环介质管道的进口连通，所述低热源循环介质管道的出口和所述制热组件的进口连通；
12.所述循环介质管道用于输送循环介质，所述低热源循环介质管道用于输送循环介质换热形成的低热源循环介质；
13.所述循环介质排出支路的进口和所述循环介质管道的出口连通，所述循环介质补充支路的出口和所述低热源循环介质管道的进口连通。
14.根据本发明，所述制热组件包括发生器、制热冷凝器、制热节流阀、制热蒸发器、吸收器和溶液泵；
15.所述发生器的出口分别连通所述吸收器的进口和所述制热冷凝器的进口；
16.所述制热冷凝器的出口和所述制热节流阀的进口连通；
17.所述制热节流阀的出口和所述制热蒸发器的进口连通；
18.所述制热蒸发器的进口和所述低热源循环介质管道的出口连通，所述制热蒸发器的出口分别连通所述循环介质管道的进口和所述吸收器的进口；
19.所述吸收器的出口和所述制热冷凝器的进口连通，所述吸收器的出口和所述溶液泵的进口连通；
20.所述溶液泵的出口和所述发生器的进口连通；
21.所述发生器用于盛放并加热溴化锂溶液，并将浓缩后的溴化锂浓溶液排入至所述吸收器，以及将溴化锂溶液蒸发形成的高压水蒸气排入至所述制热冷凝器；
22.所述吸收器用于稀释溴化锂浓溶液以一次加热供热热网水，并将稀释后的溴化锂溶液排入至所述发生器，以及将加热后的供热热网水排入至所述制热冷凝器；
23.所述制热冷凝器通过高压水蒸气二次加热供热热网水，并将高压水蒸气放热形成的凝结水排入至所述制热节流阀；
24.所述制热节流阀用于降低凝结水的压力，并将低压凝结水排入至所述制热蒸发器；
25.所述制热蒸发器通过低压凝结水吸收低热源循环介质的热量，并将降温后的循环介质排入至所述制冷组件，以及将低压凝结水蒸发形成的水蒸气排入至所述吸收器以稀释所述溴化锂浓溶液。
26.根据本发明，所述制热组件还包括驱动热源循环管道；
27.所述驱动热源循环管道与所述发生器连通，用于向所述发生器排入驱动热源并回收换热后的驱动热源，所述驱动热源用于加热所述发生器内的溴化锂浓溶液。
28.根据本发明，所述驱动热源为低压水蒸汽。
29.根据本发明，所述制热组件还包括：
30.供热热网水循环管道，所述供热热网水循环管道的出口和所述吸收器的进口连通，用于向所述吸收器排入供热热网水；
31.一次加热供热热网水管道，所述一次加热供热热网水管道的进口和所述吸收器的出口连通，所述一次加热供热热网水管道的出口和所述制热冷凝器的进口连通，用于将所述吸收器一次加热后的供热热网水排入至所述制热冷凝器。
32.根据本发明，所述制热组件还包括：
33.二次加热供热热网水管道，所述二次加热供热热网水管道的进口和所述制热冷凝器的出口连通，用于排出所述制热冷凝器二次加热后的供热热网水。
34.根据本发明，所述制冷组件包括制冷冷凝器、制冷节流阀、制冷蒸发器和压缩机；
35.所述循环介质管道的出口和所述制冷冷凝器的进口连通，所述低热源循环介质管道的进口和所述制冷冷凝器的出口连通；
36.所述制冷冷凝器的出口和所述制冷节流阀的进口连通，所述制冷节流阀的出口和所述制冷蒸发器的进口连通，所述制冷蒸发器的出口和压缩机的进口连通，所述压缩机的出口和所述制冷冷凝器的进口连通；
37.所述循环介质管道能够将循环介质排入至所述制冷冷凝器，所述制冷冷凝器能够通过循环介质冷却高温高压制冷剂蒸汽，并将循环介质吸热形成的低热源循环介质排入所述低热源循环介质管道，且所述制冷冷凝器能够将冷却后的低温高压液态制冷剂排入至所述制冷节流阀；
38.所述制冷节流阀能够将低温高压液态制冷剂节流为低温低压液态制冷剂，并将低温低压液态制冷剂排入至所述制冷蒸发器；
39.所述制冷蒸发器能够通过低温低压液态制冷剂冷却待冷却物质，并将低温低压液态制冷剂吸热形成的低温低压制冷剂蒸汽排入至所述压缩机；
40.所述压缩机能够将所述低温低压制冷剂蒸汽压缩为高温高压制冷剂蒸汽并排入至所述制冷冷凝器。
41.根据本发明，低温高压液态制冷剂或低温低压液态制冷剂为r507或 r22。
42.根据本发明，所述循环介质管道输送的循环介质的温度为7-12℃；所述低热源循环介质管道输送的低热源循环介质的温度为30-40℃。
43.根据本发明，循环介质为水。
44.(三)有益效果
45.本发明的有益效果是：本发明的冷热联供装置，制热组件用于将循环介质通过循环介质管道排入至制冷组件，制冷组件用于将循环介质吸热形成的低热源循环介质通过低热源循环介质管道排入至制热组件。由此，低热源循环介质在制热组件中放热转化为循环介质后排入制冷组件，循环介质在制冷组件中吸热转化为低热源循环介质后排入制热组件，以在制热组件和制冷组件之间循环利用循环介质，实现能量互补和循环利用，进而实现节能减碳，并打破了不同能源单独设计和单独运行的模式。
46.循环介质管道连通循环介质排出支路，循环介质排出支路能够排出多余的循环介质，以适应制冷组件的工况。低热源循环介质管道连通循环介质补充支路，循环介质补充支路能够补充低热源循环介质，以适应制热组件的工况。
附图说明
47.图1为本发明的冷热联供装置的示意图。
48.【附图标记说明】
49.1：制热组件；11：发生器；111：第一进口；112：第二进口；113：第一出口；114：第二出口；115：第三出口；12：制热冷凝器；121：第一进口；122：第二进口；123：第一出口；124：第二出口；13：制冷节流阀；131：进口；132：出口；14：制热蒸发器；141：第一进口；142：第二进口；143：第一出口；144：第二出口；15：吸收器；151：第一进口；152：第二进口；153：第三进口；154：第一出口；155：第二出口； 16：溶液泵；161：进口；162：出口；
50.2：制冷组件；21：制冷冷凝器；211：第一进口；212：第二进口； 213：第一出口；214：第二出口；22：制冷节流阀；23：制冷蒸发器； 24：压缩机；
51.31：循环介质管道；32：低热源循环介质管道；
52.41：循环介质排出支路；42：循环介质补充支路；
53.5：驱动热源循环管道；
54.61：供热热网水循环管道；62：一次加热供热热网水管道；63：二次加热供热热网水管道。
具体实施方式
55.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发
明作详细描述。
56.参见图1，本发明实施例提出的冷热联供装置，包括制热组件1、制冷组件2、循环介质管道31和低热源循环介质管道32。
57.制热组件1的出口和循环介质管道31的进口连通，循环介质管道31 的出口和制冷组件2的进口连通，制冷组件2的出口和低热源循环介质管道32的进口连通，低热源循环介质管道32的出口和制热组件1的进口连通。循环介质管道31用于输送循环介质，低热源循环介质管道32 用于输送循环介质换热形成的低热源循环介质。
58.制热组件1用于将循环介质通过循环介质管道31排入至制冷组件2，制冷组件2用于对循环介质进行换热形成的低热源循环介质6，并通过低热源循环介质管道32将低热源循环介质排入至制热组件1。由此，低热源循环介质6在制热组件1中放热转化为循环介质后排入制冷组件2，循环介质在制冷组件2中吸热转化为低热源循环介质后排入制热组件1，以在制热组件1和制冷组件2之间循环利用循环介质，实现能量互补和循环利用，进而实现节能减碳，并打破了不同能源单独设计和单独运行的模式。
59.具体地，循环介质管道31输送的循环介质的温度为7-12℃，适用于制冷组件2的工况。低热源循环介质管道32输送的低热源循环介质的温度为30-40℃，适用于制冷组件2的工况。
60.更具体地，循环介质为水。
61.进一步，冷热联供装置还包括循环介质排出支路41和循环介质补充支路42。
62.循环介质排出支路41的进口和循环介质管道31的出口连通，循环介质排出支路41能够排出多余的循环介质，以适应制冷组件2的工况。循环介质补充支路42的出口和低热源循环介质管道32的进口连通。循环介质补充支路42能够补充低热源循环介质，以适应制热组件1的工况。
63.进一步，制热组件1包括发生器11、制热冷凝器12、制热节流阀13、制热蒸发器14、吸收器15和溶液泵16。
64.发生器11的出口分别连通吸收器15的进口和制热冷凝器12的进口。制热冷凝器12的出口和制热节流阀13的进口连通。制热节流阀13的出口和制热蒸发器14的进口连通。制热蒸发器14的进口和低热源循环介质管道32的出口连通，制热蒸发器14的出口分别连通循环介质管道31 的进口和吸收器15的进口。吸收器15的出口和制热冷凝器12的进口连通，吸收器15的出口和溶液泵16的进口连通。溶液泵16的出口和发生器11的进口连通。
65.发生器11用于盛放并加热溴化锂溶液，并将浓缩后的溴化锂浓溶液排入至吸收器15，以及将溴化锂溶液蒸发形成的高压水蒸气排入至制热冷凝器12。吸收器15用于稀释溴化锂浓溶液以一次加热供热热网水，并将稀释后的溴化锂溶液排入至发生器11，以及将加热后的供热热网水排入至制热冷凝器12。制热冷凝器12通过高压水蒸气二次加热供热热网水，并将高压水蒸气放热形成的凝结水排入至制热节流阀13。制热节流阀13 用于降低凝结水的压力，并将低压凝结水排入至制热蒸发器14。制热蒸发器14内的低压凝结水的压力接近为真空(约低于0.05mpa)，制热蒸发器14对低压凝结水喷淋。制热蒸发器14通过低压凝结水吸收低热源循环介质的热量，并将降温后的循环介质排入至制冷组件2，以及将低压凝结水蒸发形成的水蒸气排入至吸收器15以稀释溴化锂浓溶液。由此，本实施例的制热组件1能够循环利用循环介质以加热供热热网水。
66.进一步，制热组件1还包括驱动热源循环管道5。
67.驱动热源循环管道5与发生器11连通，用于向发生器11排入驱动热源并回收换热后的驱动热源，驱动热源用于加热发生器11内的溴化锂浓溶液。
68.具体地，驱动热源为低压水蒸汽。例如，驱动热源7为电厂中排抽出的低压水蒸汽，压力为0.1mpa～0.8mpa。
69.进一步，制热组件1还包括供热热网水循环管道61和一次加热供热热网水管道62。
70.供热热网水循环管道61的出口和吸收器15的进口连通，用于向吸收器15排入供热热网水。一次加热供热热网水管道62的进口和吸收器 15的出口连通，一次加热供热热网水管道62的出口和制热冷凝器12的进口连通，用于将吸收器15一次加热后的供热热网水排入至制热冷凝器 12。
71.进一步，制冷组件2包括制冷冷凝器21、制冷节流阀22、制冷蒸发器23和压缩机24。
72.循环介质管道31的出口和制冷冷凝器21的进口连通，低热源循环介质管道32的进口和制冷冷凝器21的出口连通。制冷冷凝器21的出口和制冷节流阀22的进口连通，制冷节流阀22的出口和制冷蒸发器23的进口连通，制冷蒸发器23的出口和压缩机24的进口连通，压缩机24的出口和制冷冷凝器21的进口连通。
73.循环介质管道31能够将循环介质排入至制冷冷凝器21，制冷冷凝器 21能够通过循环介质冷却高温高压制冷剂蒸汽，并将循环介质吸热形成的低热源循环介质排入低热源循环介质管道32，且制冷冷凝器21能够将冷却后的低温高压液态制冷剂排入至制冷节流阀22。制冷节流阀22能够将低温高压液态制冷剂节流为低温低压液态制冷剂，并将低温低压液态制冷剂排入至制冷蒸发器23。制冷蒸发器23能够通过低温低压液态制冷剂冷却待冷却物质，并将低温低压液态制冷剂吸热形成的低温低压制冷剂蒸汽排入至压缩机24。压缩机24能够将低温低压制冷剂蒸汽压缩为高温高压制冷剂蒸汽并排入至制冷冷凝器21。由此，本制冷组件2能够循环利用循环介质冷却待冷却的物质。
74.具体地，低温高压液态制冷剂或低温低压液态制冷剂为r507或r22， r507或r22为常用的制冷剂，且传热效果较佳。
75.进一步，如下为示例，本实施例的冷热联供装置能够在电厂应用。
76.其中，制热组件1中的驱动热源为电厂中排抽出的低压水蒸汽，压力为0.1mpa～0.8mpa。初次进入制热组件1的制热蒸发器14的低热源循环介质为冷却塔排出的水，温度约为30-40℃。低热源循环介质在处于真空状态(约低于0.05mpa)的制热蒸发器14中放热形成的循环介质的温度约为7-12℃，与制冷组件2中的制冷冷凝器21所需的循环介质的温度相适配。同时，制冷冷凝器21中的高温高压制冷剂蒸汽的温度约35-45℃，或者，超过45℃。进入制冷冷凝器21中的低热源循环介质和高温高压制冷剂蒸汽的温差约30℃左右，其换热温差较大，换热效果较好。同时，电厂中的冷却塔排出水的水量较大，能够满足制热组件1的制热需求和制冷组件2的制冷需求，也能保证制热组件1的制热效果和制冷组件2 的制冷效果。
77.同时，循环介质管道31连通的循环介质排出支路41连通冷却塔的冷水段，以将超过制冷组件2的制冷工况的水排入至冷却塔的冷水段。循环介质补充支路42连通冷却塔的热水段，以向制热组件1的制热蒸发器14补充排入水，以适应制热组件1的制热工况。
78.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具
体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
79.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。