專利名稱：兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統，將制冷排出的熱量用于加熱環境水，實現同時供冷和供熱。
背景技術：
目前溴化鋰吸收式制冷機被廣泛應用在制冷行業，溴化鋰吸收式制冷機制冷過程中通過冷卻水排出大量的廢熱，由于冷卻水的溫度一般在36-38°C左右，這些低溫廢熱難以得到很好的利用，造成能源的嚴重浪費。另一方面，工業中需要65°C以上溫度較高的熱水， 一般這部分熱水是由熱電廠的熱蒸汽加熱環境水得到的，這樣就消耗大量較高品位的熱能。若能將制冷與加熱水綜合起來考慮，在制取冷量的同時利用制冷排出的熱量加熱環境水，不僅能減少制冷對環境的“熱污染”，而且節約能源。若是在溴化鋰制冷機組后再加一臺熱泵，讓溴化鋰吸收式制冷機冷卻水進入吸收式熱泵加熱工業用水，雖然利用了制冷排出的廢熱，但溴冷機加熱泵的這樣一套系統，消耗較多的高品位熱能，且整體的能源利用效率及火用效率不理想，同時增加設備投資，組成設備有冗余，結構復雜，占地面積大。
發明內容
本發明公開了一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統，可將制冷排出的熱量用于加熱環境水至65°C以上的較高溫度，解決了現有技術中溴化鋰吸收式制冷機產生的廢熱沒有被充分利用的問題。本發明在不增加蒸發器和冷凝器的基礎上，能在制冷的同時提高冷卻水的出口溫度，從而使冷卻水可以直接成為工業用水，有效減少了制冷對環境的“熱污染”，結構簡單且節約能源。一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統，包括一雙效LiBr制冷系統和一單效 LiBr制冷系統，其特征在于所述的雙效LiBr制冷系統和單效LiBr制冷系統共用一臺冷凝器和一臺蒸發器，具體結構如下A)雙效LiBr制冷系統的發生器二的冷劑蒸汽出口與單效LiBr制冷系統的吸收器二的冷劑蒸汽進口相連，單效LiBr制冷系統的發生器三的冷劑蒸汽出口與冷凝器的冷劑蒸汽進口相連，發生器二與冷凝器的冷劑水出口分別通過各自設置的節流裝置與蒸發器的冷劑水進口并聯連接，蒸發器的冷劑蒸汽出口與吸收器一的冷劑蒸汽進口相連；B)雙效LiBr制冷系統的換熱器一的濃溶液出口與換熱器三的濃溶液進口連接， 換熱器三的濃溶液出口與吸收器一的濃溶液進口連接；C)進入吸收器一的冷卻水21從吸收器一的冷卻水進口端流入，吸收器一的冷卻水出口與換熱器三的冷卻水進口相連，經換熱器三出口的冷卻水分三路，其中一路冷卻水一直接進入用戶端；第二路進入吸收器二吸熱后流出的冷卻水二，接用戶端；第三路進入冷凝器吸熱后流出的冷卻水三接用戶端。兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統的換熱器三、吸收器二和冷凝器同時排出冷卻水，但換熱器三的溫度較低，吸收器二與冷凝器的溫度較高，所以冷卻水先經過吸收器
3一，換熱器三再分兩路分別進入吸收器二與冷凝器，可以制取較高溫度的熱水，以滿足不同用戶的需要。由于吸收器一中溫度不可太高，太高使制冷效率降低，所以本發明加一臺換熱器三，換熱器三的濃溶液進口與換熱器一的濃溶液出口相連，換熱器三的濃溶液出口與吸收器一的濃溶液進口相連；換熱器三的冷卻水進口與吸收器一的冷卻水出口相連。這樣將濃溶液原本要進入吸收器一的熱量移出到換熱器三加熱冷卻水，可進一步在提高進入吸收器二與冷凝器冷卻水溫度的同時，使吸收器一維持在較低溫度。本發明提出了一種新的兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統，它能在制冷的同時提高冷卻水的出口溫度，從而使冷卻水可以直接成為工業用水。這樣既減少制冷對環境的 “熱污染”，又節約大量能源。
圖1為本發明兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統結構示意圖；圖2為本發明兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統h_ ξ圖；圖3為現有雙效LiBr制冷系統結構示意圖；圖4為現有單效LiBr制冷系統示意圖。h =LiBr溶液的焓，ξ =LiBr溶液的濃度，pi 蒸發器中的壓力，p2 吸收器一中的壓力，P3 吸收器二中的壓力，p4 發生器三中的壓力，p5 發生器一中的壓力，1、狀態一， 2、狀態二，4、狀態四，4’、稀溶液在發生器一的壓力下的飽和狀態，5、狀態五，6、狀態六，7、 狀態七，8、狀態八，9、狀態九，10、狀態十，11、狀態i^一，13、狀態十三，14、狀態十四，14’、稀溶液在發生器三的壓力下的飽和狀態，15、狀態十五，16、狀態十六，17、狀態十七，18、狀態十八，19、節流裝置，21、進入吸收器一的冷卻水，22、冷卻水一，23、冷卻水二，24,冷卻水三， 25、冷媒水進口，沈、冷媒水出口，27、熱源一進口，觀、熱源一出口，四、熱源二進口，30、熱源二出口。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統，包括一雙效LiBr制冷系統，和一單效 LiBr制冷系統，雙效LiBr制冷系統如圖3所示，由吸收器一、換熱器一、換熱器二、發生器一、發生器二、冷凝器和蒸發器組成；單效LiBr制冷系統如圖4所示，由吸收器二、換熱器四、發生器三、冷凝器和蒸發器組成，特點是所述的雙效LiBr制冷系統和單效LiBr制冷系統共用一臺冷凝器和一臺蒸發器，如圖1所示。該循環系統有一個制冷劑回路圖1中用細實線表示；兩個溶液回路圖1中用粗實線表示；冷卻水流向圖1中用虛線表示。其具體結構見圖1 制冷劑回路發生器一的冷劑蒸汽出口與發生器二的冷劑蒸汽進口相連，發生器二的冷劑蒸汽出口與吸收器二的冷劑蒸汽進口相連，發生器三的冷劑蒸汽出口與冷凝器的冷劑蒸汽進口相連，發生器二與冷凝器的冷劑水出口分別通過各自的節流裝置19與蒸發器的冷劑水進口相連，蒸發器的冷劑蒸汽出口與吸收器一的冷劑蒸汽進口相連。兩個溶液回路
吸收器一的稀溶液經管路依次通過換熱器一、換熱器二和發生器一，發生器一的中間溶液經管路依次通過換熱器二和發生器二，發生器二的濃溶液出口依次經過換熱器一、換熱器三后進入吸收器一的濃溶液進口端；吸收器二的稀溶液經管路依次通過換熱器四和發生器三，發生器三的濃溶液經管路通過換熱器四后進入吸收器二。冷卻水流向進入吸收器一的冷卻水21從吸收器一的冷卻水進口端流入，吸收器一的冷卻水出口與換熱器三的冷卻水進口相連，換熱器三的冷卻水出口分三路，其中第一路低溫冷卻水一 22，第二路進入吸收器二后流出的冷卻水二 23，第三路進入冷凝器后流出的冷卻水三 M分別直接進用戶端。圖2為本發明兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統h_ ξ圖。從圖1和圖2可以看出，吸收器一出口的稀溶液(圖2中為狀態二幻經換熱器一、換熱器二被加熱，達到圖2 中的狀態四4的高溫稀溶液，后進入發生器一，在熱源一蒸汽由熱源一進口 27進入發生器一放熱后由熱源一出口觀流出，加熱下這部分稀溶液先達到發生器一壓力對應的飽和狀態即狀態4’后，蒸發產生冷劑蒸氣(圖2中為狀態九9)后稀溶液濃度增大成為圖2中狀態五5的中間溶液。該中間溶液在換熱器二中放熱后溫度下降至圖2中的狀態六6，后進入發生器二。在發生器二中被發生器一中產生的冷劑蒸氣(圖2中的狀態九9)進一步加熱變為濃度更高的濃溶液(圖2中為狀態七7)，同時產生冷劑蒸氣(圖2中狀態為十一 11)。 此時的冷劑蒸氣被吸收器二中的濃溶液吸收，使得吸收器二中的濃溶液濃度下降成為圖2 中狀態十三13的稀溶液，這部分稀溶液經換熱器四加熱，溫度升高至圖2中的狀態十四14， 后進入發生器三，在熱源二 蒸汽蒸汽由熱源二進口四進入發生器三放熱后，由熱源二出口 30流出，加熱下這部分稀溶液先達到發生器三壓力對應的飽和狀態即狀態14’后，蒸發產生冷劑蒸氣(圖2中的狀態十七17)后濃度增大至圖2中狀態十五15的濃溶液，該濃溶液經過換熱器四放熱溫度下降至狀態16，然后流進吸收器二。發生器一產生的冷劑蒸氣(圖2中的狀態九9)在發生器二放熱后，凝結成水，焓值降至圖2中的狀態十10，經節流后進入蒸發器，吸收冷媒水熱量后蒸發制冷，到達圖2中的狀態一 1。發生器三產生的冷劑蒸氣(圖2中的狀態十七17)在冷凝器加熱冷卻水后冷凝焓值降至圖2中的狀態十八18，經節流后進入蒸發器，吸收冷媒水熱量后蒸發制冷，到達圖2中的狀態一 1。冷媒水由冷媒水進口 25進入蒸發器放熱，溫度下降后由冷媒水出口沈輸送給冷用戶。蒸發器的出口的冷劑蒸氣(圖2中的狀態一 1)，被吸收器一中的溴化鋰濃溶液吸收，這部分濃溶液濃度下降至圖2的狀態二 2。
權利要求
1. 一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統，包括一雙效LiBr制冷系統和一單效 LiBr制冷系統，其特征在于所述的雙效LiBr制冷系統和單效LiBr制冷系統共用一臺冷凝器和一臺蒸發器，具體結構如下A)雙效LiBr制冷系統的發生器二的冷劑蒸汽出口與單效LiBr制冷系統的吸收器二的冷劑蒸汽進口相連，單效LiBr制冷系統的發生器三的冷劑蒸汽出口與冷凝器的冷劑蒸汽進口相連，發生器二與冷凝器的冷劑水出口分別通過各自設置的節流裝置(19)與蒸發器的冷劑水進口并聯連接，蒸發器的冷劑蒸汽出口與吸收器一的冷劑蒸汽進口相連；B)雙效LiBr制冷系統的換熱器一的濃溶液出口與換熱器三的濃溶液進口連接，換熱器三的濃溶液出口與吸收器一的濃溶液進口連接；C)進入吸收器一的冷卻水21從吸收器一的冷卻水進口端流入，吸收器一的冷卻水出口與換熱器三的冷卻水進口相連，換熱器三出口的冷卻水分三路，其中一路冷卻水一 02) 直接進入用戶端；第二路進入吸收器二吸熱后流出的冷卻水二接用戶端；第三路進入冷凝器吸熱后流出的冷卻水三04)接用戶端。
全文摘要
兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環系統，包括雙效LiBr制冷系統和單效LiBr制冷系統，兩套系統共用一臺冷凝器和一臺蒸發器，發生器二的冷劑蒸汽出口與吸收器二的冷劑蒸汽進口相連，發生器三的冷劑蒸汽出口與冷凝器的冷劑蒸汽進口相連，發生器二與冷凝器的冷劑水出口分別通過節流裝置與蒸發器的冷劑水進口并聯連接，蒸發器的冷劑蒸汽出口與吸收器一的冷劑蒸汽進口相連；換熱器一的濃溶液出口與換熱器三的濃溶液進口連接，換熱器三的濃溶液出口與吸收器一的濃溶液進口連接；吸收器一的冷卻水出口與換熱器三的冷卻水進口相連，換熱器三出口的冷卻水分別進入吸收器二和冷凝器吸熱后接用戶端。本發明可實現同時供冷和供熱，既減少“熱污染”，又節約能源。
文檔編號F25B15/06GK102200358SQ20101021489
公開日2011年9月28日 申請日期2010年6月29日 優先權日2010年6月29日
發明者盧玫, 朱家賢, 李凌, 楊茉, 黃少君 申請人:上海理工大學