專利名稱：兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)，將制冷排出的熱量用于加熱環(huán)境水，實現(xiàn)同時供冷和供熱。
背景技術(shù)：
目前溴化鋰吸收式制冷機被廣泛應(yīng)用在制冷行業(yè)，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(yè)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(huán)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(huán)境水，不僅能減少制冷對環(huán)境的“熱污染”，而且節(jié)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(yè)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(tǒng)，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(shè)備投資，組成設(shè)備有冗余，結(jié)構(gòu)復雜，占地面積大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)，可將制冷排出的熱量用于加熱環(huán)境水至65°C以上的較高溫度，解決了現(xiàn)有技術(shù)中溴化鋰吸收式制冷機產(chǎn)生的廢熱沒有被充分利用的問題。本發(fā)明在不增加蒸發(fā)器和冷凝器的基礎(chǔ)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(yè)用水，有效減少了制冷對環(huán)境的“熱污染”，結(jié)構(gòu)簡單且節(jié)約能源。一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)，包括一雙效LiBr制冷系統(tǒng)和一單效 LiBr制冷系統(tǒng)，其特征在于所述的雙效LiBr制冷系統(tǒng)和單效LiBr制冷系統(tǒng)共用一臺冷凝器和一臺蒸發(fā)器，具體結(jié)構(gòu)如下A)雙效LiBr制冷系統(tǒng)的發(fā)生器二的冷劑蒸汽出口與單效LiBr制冷系統(tǒng)的吸收器二的冷劑蒸汽進口相連，單效LiBr制冷系統(tǒng)的發(fā)生器三的冷劑蒸汽出口與冷凝器的冷劑蒸汽進口相連，發(fā)生器二與冷凝器的冷劑水出口分別通過各自設(shè)置的節(jié)流裝置與蒸發(fā)器的冷劑水進口并聯(lián)連接，蒸發(fā)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(tǒng)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(jīng)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(huán)系統(tǒng)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(jīng)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(fā)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(fā)明提出了一種新的兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)，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(yè)用水。這樣既減少制冷對環(huán)境的 “熱污染”，又節(jié)約大量能源。


圖1為本發(fā)明兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)h_ ξ圖；圖3為現(xiàn)有雙效LiBr制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有單效LiBr制冷系統(tǒng)示意圖。h =LiBr溶液的焓，ξ =LiBr溶液的濃度，pi 蒸發(fā)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(fā)生器三中的壓力，p5 發(fā)生器一中的壓力，1、狀態(tài)一， 2、狀態(tài)二，4、狀態(tài)四，4’、稀溶液在發(fā)生器一的壓力下的飽和狀態(tài)，5、狀態(tài)五，6、狀態(tài)六，7、 狀態(tài)七，8、狀態(tài)八，9、狀態(tài)九，10、狀態(tài)十，11、狀態(tài)i^一，13、狀態(tài)十三，14、狀態(tài)十四，14’、稀溶液在發(fā)生器三的壓力下的飽和狀態(tài)，15、狀態(tài)十五，16、狀態(tài)十六，17、狀態(tài)十七，18、狀態(tài)十八，19、節(jié)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(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)，包括一雙效LiBr制冷系統(tǒng)，和一單效 LiBr制冷系統(tǒng)，雙效LiBr制冷系統(tǒng)如圖3所示，由吸收器一、換熱器一、換熱器二、發(fā)生器一、發(fā)生器二、冷凝器和蒸發(fā)器組成；單效LiBr制冷系統(tǒng)如圖4所示，由吸收器二、換熱器四、發(fā)生器三、冷凝器和蒸發(fā)器組成，特點是所述的雙效LiBr制冷系統(tǒng)和單效LiBr制冷系統(tǒng)共用一臺冷凝器和一臺蒸發(fā)器，如圖1所示。該循環(huán)系統(tǒng)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(jié)構(gòu)見圖1 制冷劑回路發(fā)生器一的冷劑蒸汽出口與發(fā)生器二的冷劑蒸汽進口相連，發(fā)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(fā)生器三的冷劑蒸汽出口與冷凝器的冷劑蒸汽進口相連，發(fā)生器二與冷凝器的冷劑水出口分別通過各自的節(jié)流裝置19與蒸發(fā)器的冷劑水進口相連，蒸發(fā)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(jīng)管路依次通過換熱器一、換熱器二和發(fā)生器一，發(fā)生器一的中間溶液經(jīng)管路依次通過換熱器二和發(fā)生器二，發(fā)生器二的濃溶液出口依次經(jīng)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(jīng)管路依次通過換熱器四和發(fā)生器三，發(fā)生器三的濃溶液經(jīng)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(fā)明兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)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(tài)二幻經(jīng)換熱器一、換熱器二被加熱，達到圖2 中的狀態(tài)四4的高溫稀溶液，后進入發(fā)生器一，在熱源一蒸汽由熱源一進口 27進入發(fā)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(fā)生器一壓力對應(yīng)的飽和狀態(tài)即狀態(tài)4’后，蒸發(fā)產(chǎn)生冷劑蒸氣(圖2中為狀態(tài)九9)后稀溶液濃度增大成為圖2中狀態(tài)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(tài)六6，后進入發(fā)生器二。在發(fā)生器二中被發(fā)生器一中產(chǎn)生的冷劑蒸氣(圖2中的狀態(tài)九9)進一步加熱變?yōu)闈舛雀叩臐馊芤?圖2中為狀態(tài)七7)，同時產(chǎn)生冷劑蒸氣(圖2中狀態(tài)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(tài)十三13的稀溶液，這部分稀溶液經(jīng)換熱器四加熱，溫度升高至圖2中的狀態(tài)十四14， 后進入發(fā)生器三，在熱源二 蒸汽蒸汽由熱源二進口四進入發(fā)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(fā)生器三壓力對應(yīng)的飽和狀態(tài)即狀態(tài)14’后，蒸發(fā)產(chǎn)生冷劑蒸氣(圖2中的狀態(tài)十七17)后濃度增大至圖2中狀態(tài)十五15的濃溶液，該濃溶液經(jīng)過換熱器四放熱溫度下降至狀態(tài)16，然后流進吸收器二。發(fā)生器一產(chǎn)生的冷劑蒸氣(圖2中的狀態(tài)九9)在發(fā)生器二放熱后，凝結(jié)成水，焓值降至圖2中的狀態(tài)十10，經(jīng)節(jié)流后進入蒸發(fā)器，吸收冷媒水熱量后蒸發(fā)制冷，到達圖2中的狀態(tài)一 1。發(fā)生器三產(chǎn)生的冷劑蒸氣(圖2中的狀態(tài)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(tài)十八18，經(jīng)節(jié)流后進入蒸發(fā)器，吸收冷媒水熱量后蒸發(fā)制冷，到達圖2中的狀態(tài)一 1。冷媒水由冷媒水進口 25進入蒸發(fā)器放熱，溫度下降后由冷媒水出口沈輸送給冷用戶。蒸發(fā)器的出口的冷劑蒸氣(圖2中的狀態(tài)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(tài)二 2。
權(quán)利要求
1. 一種兩級雙效溴化鋰制冷-熱泵循環(huán)系統(tǒng)，包括一雙效LiBr制冷系統(tǒng)和一單效 LiBr制冷系統(tǒng)，其特征在于所述的雙效LiBr制冷系統(tǒng)和單效LiBr制冷系統(tǒng)共用一臺冷凝器和一臺蒸發(fā)器，具體結(jié)構(gòu)如下A)雙效LiBr制冷系統(tǒng)的發(fā)生器二的冷劑蒸汽出口與單效LiBr制冷系統(tǒng)的吸收器二的冷劑蒸汽進口相連，單效LiBr制冷系統(tǒng)的發(fā)生器三的冷劑蒸汽出口與冷凝器的冷劑蒸汽進口相連，發(fā)生器二與冷凝器的冷劑水出口分別通過各自設(shè)置的節(jié)流裝置(19)與蒸發(fā)器的冷劑水進口并聯(lián)連接，蒸發(fā)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(tǒng)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(huán)系統(tǒng)，包括雙效LiBr制冷系統(tǒng)和單效LiBr制冷系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)共用一臺冷凝器和一臺蒸發(fā)器，發(fā)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(fā)生器三的冷劑蒸汽出口與冷凝器的冷劑蒸汽進口相連，發(fā)生器二與冷凝器的冷劑水出口分別通過節(jié)流裝置與蒸發(fā)器的冷劑水進口并聯(lián)連接，蒸發(fā)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(fā)明可實現(xiàn)同時供冷和供熱，既減少“熱污染”，又節(jié)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(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者盧玫, 朱家賢, 李凌, 楊茉, 黃少君 申請人:上海理工大學