一種高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組制造技術

技術編號:20934504 閱讀:45 留言:0更新日期:2019-04-20 15:04
本發明專利技術公開了一種高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組,所述機組包括:發生器、冷凝器、第一節流閥、第二節流閥、雙相變換熱器、蒸發器、吸收器、氟利昂壓縮機、蒸氣壓縮機、溶液換熱器和循環泵;本發明專利技術采用雙介質壓縮機,并將吸收式熱泵的蒸發器與電動熱泵的冷凝器耦合為一體,實現該換熱器雙側相變的換熱過程,顯著的降低了電動熱泵的冷凝溫度。

A High Efficiency Industrial Waste Heat Recovery Variable Load Chiller and Hot Water Unit

The invention discloses an efficient industrial waste heat recovery variable load chiller and hot water unit, which comprises a generator, a condenser, a first throttle valve, a second throttle valve, a dual-phase heat exchanger, an evaporator, an absorber, a Freon compressor, a steam compressor, a solution heat exchanger and a circulating pump; the invention adopts a dual-medium compressor, and an evaporator of an absorption heat pump and an electric pump. The condenser of the heat pump is coupled as a whole, which realizes the heat transfer process of phase change on both sides of the heat exchanger, and significantly reduces the condensation temperature of the electric heat pump.

【技術實現步驟摘要】
一種高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組
本專利技術涉及能源利用
,特別是涉及工業余熱回收制取冷熱水的機組。
技術介紹
常規的工業余熱回收技術往往采用溴化鋰吸收式熱泵或者電動熱泵來制取冷水,如果采用溴化鋰吸收式熱泵技術由于用水作為冷媒,由于臨近零度會結冰不能制取零度以下的冷量;如果采用電動熱泵回收則需要消耗大量的電力,運行成本很高。因此希望有一種能將吸收式熱泵與電動熱泵合二為一,同時制取零度以下的冷量,消耗比較少的電量,以有效解決現有技術中存在的問題。
技術實現思路
本專利技術公開了一種高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組,其特征在于,所述機組包括:發生器、冷凝器、第一節流閥、第二節流閥、雙相變換熱器、蒸發器和吸收器;發生器加熱溴化鋰稀溶液產生的水蒸氣從發生器上端部出口經冷凝器的上端部入口,并在冷凝器的傳熱管外表面釋放熱量,水蒸氣被冷凝變成液態水,液態水從冷凝器的下端部出口經第二節流閥減溫減壓后進入設置在雙相變換熱器的傳熱管外表面的噴嘴,液態水經雙相變換熱器的噴嘴噴灑在傳熱管外表面被加熱變成水蒸氣,水蒸氣從雙相變換熱器的上端部的出口進入吸收器的上端部入口,水蒸氣在吸收器內被溴化鋰濃溶液吸收;發生器產生的溴化鋰濃溶液從發生器的下端出口進入設置在所述吸收器的傳熱管外表面的噴嘴,溴化鋰濃溶液吸收經壓縮的水蒸氣形成溴化鋰稀溶液,并在吸收器的傳熱管外表面釋放熱量,溴化鋰稀溶液通過吸收器的下端部出口流入發生器頂端的噴嘴入口;氟利昂蒸汽在雙相變換熱器的傳熱管內部放熱被冷卻為液態氟利昂,液態氟利昂經第一節流閥減溫減壓后進入蒸發器的左端入口,在蒸發器內吸收冷水熱量形成氟利昂蒸氣,氟利昂蒸氣從蒸發器的左端出口釋放,經所述雙相變換熱器的右端入口進入所述雙相變換熱器的傳熱管內部。優選地,所述機組還包括氟利昂壓縮機和蒸氣壓縮機,氟利昂蒸氣從所述蒸發器的左端出口進入氟利昂壓縮機進行壓縮,經壓縮的高溫高壓氟利昂壓縮機進入所述雙相變換熱器;水蒸氣從所述雙相變換熱器的頂部出口進入蒸氣壓縮機,經壓縮的水蒸氣進入吸收器稀釋溴化鋰濃溶液。優選地,所述機組還進一步包括:溶液換熱器和循環泵,溴化鋰濃溶液從所述發生器的下端出口經溶液換熱器降溫后進入所述吸收器進行溴化鋰溶液稀釋,溴化鋰稀溶液通過吸收器的下端部出口經過循環泵流入發生器。優選地,所述冷凝器內部裝置有傳熱管,并且所述冷凝器左右兩端分別設置有第一熱水入口和第一熱水出口;熱水由第一熱水入口進入,在所述冷凝器的傳熱管內部由左往右流動,被加熱后從第一熱水出口流出,所述冷凝器實現水蒸氣冷凝釋放冷凝潛熱加熱熱水的效果,水蒸氣在傳熱管外部冷凝,熱水由第一熱水入口進入,在傳熱管內部由左往右流動,被加熱后從第一熱水出口流出。優選地,所述吸收器內部裝置有傳熱管,并且所述吸收器左右兩端分別設置有第二熱水入口和第二熱水出口;熱水由第二熱水入口進入,在所述吸收器的傳熱管內部由左往右流動,被加熱后從第二熱水出口流出。優選地,所述發生器內部裝置有傳熱管,并且所述發生器左右兩端分別設置有驅動熱源入口和驅動熱源出口;所述發生器實現驅動熱源加熱將溴化鋰稀溶液煮沸變成溴化鋰濃溶液的過程,溴化鋰稀溶液從發生器上部經噴嘴噴灑在傳熱管外表面,驅動熱源由驅動熱源入口進入發生器,在傳熱管內部由左往右流動,加熱傳熱管外部的溴化鋰溶液,驅動熱源流體再由驅動熱源出口離開發生器驅動蒸汽由驅動熱源入口進入發生器,在發生器傳熱管內部由左往右流動,驅動蒸汽釋放熱量后變成液態水再由驅動熱源出口離開發生器。優選地,所述蒸發器上下端分別設置有冷水入口和冷水出口;冷水由冷水入口進入所述蒸發器從冷水出口流出。優選地所述液態的氟利昂采用純工質或者非共沸介質。為了回收工業余熱(廢棄的低品位蒸汽或者水),同時制取熱水,并同時制取低溫水(零度以上或者零度以下均可用同一個機組實現),本專利技術提出了一種耦合吸收式熱泵與電動熱泵的復合機組,該機組可以采用低品位的熱水或者蒸氣驅動,同時制取熱水和冷水,并可以切換制取零度以上或者零度以下的冷水,本專利技術高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組的有益效果包括:1.本專利技術采用雙介質壓縮機,并將吸收式熱泵的蒸發器與電動熱泵的冷凝器耦合為一體,實現該換熱器雙側相變的換熱過程,顯著的降低了電動熱泵的冷凝溫度,相比吸收式熱泵與電動熱泵外部水路相連的方式,顯著的提升了電動熱泵的性能系數(COP),在制取相同參數的熱水和冷水時顯著的減少電動熱泵的耗電量,同時減小設備體積和投資;2.本專利技術可以同時制取兩種不同溫度的兩股熱水或者制取同樣溫度的一股熱水。附圖說明圖1是一種高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組示意圖。具體實施方式為使本專利技術實施的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本專利技術實施例中的附圖,對本專利技術實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中,自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本專利技術一部分實施例,而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本專利技術,而不能理解為對本專利技術的限制。基于本專利技術中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組采用溴化鋰水溶液和R404A介質,如圖1所示,發生器1采用驅動蒸汽加熱將溴化鋰稀溶液煮沸變成溴化鋰濃溶液的過程,溴化鋰稀溶液從上部經噴嘴噴灑在傳熱管外表面,驅動蒸汽由驅動熱源入口11進入發生器1,在傳熱管內部由左往右流動,加熱傳熱管外部的溴化鋰溶液,驅動蒸汽釋放熱量后變成液態水再由驅動熱源出口12離開發生器1,沸騰的溴化鋰溶液產生水蒸氣經管道進入冷凝器5,產生的溴化鋰濃溶液從發生器1底部離開發生器1。冷凝器5實現水蒸氣冷凝釋放冷凝潛熱加熱熱水A的效果,水蒸氣在傳熱管外部冷凝,熱水A由第一熱水入口13進入,在傳熱管內部由左往右流動,被加熱后從第一熱水出口14流出。吸收器3實現水蒸氣被來自發生器1的溴化鋰濃溶液吸收釋放吸收熱并加熱熱水B的功能,溴化鋰濃溶液從吸收器3頂部進入經噴嘴噴灑在傳熱管外表面,流動的過程中吸收來自蒸氣壓縮機4的水蒸氣,吸收的過程釋放熱量加熱傳熱管中的熱水B,熱水B由第二熱水入口進入吸收器3,在傳熱管內部由左向右流動被加熱后從第二熱水出口流出。所述雙相變換熱器6實現水蒸氣蒸發和R404A冷凝的雙相變過程,來自冷凝器5的液態水經過第二節流閥8減溫減壓后經過噴嘴噴灑在傳熱管外表面,流動的過程中被傳熱管加熱變成水蒸氣從頂部離開進入蒸氣壓縮機4,經過氟利昂壓縮機9壓縮后的高溫高壓的R404A蒸氣進入雙相變換熱器6,在傳熱管內部由右向左流動過程中變成液態R404A后離開雙相變換熱器6。蒸發器10實現液態R404A蒸發變成氣態R404A吸收熱量,實現對冷水降溫的效果,來自雙相變換熱器6的液態R404A由第一節流閥7減溫減壓后進入蒸發器10,變成氣態R404A后進入氟利昂壓縮機9,冷水由冷水入口18進入蒸發器10,被降溫后從冷水出口17流出。溶液換熱器2實現溴化鋰濃溶液和溴化鋰稀溶液的換熱過程,溴化鋰濃溶液被降溫,溴化鋰稀溶液被加熱。本專利技術高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組包含三個完整循環:1.溴化鋰溶液循環,溴化鋰稀溶液在發生器1中被驅動熱源加熱沸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組,其特征在于,所述機組包括:發生器、冷凝器、第一節流閥、第二節流閥、雙相變換熱器、蒸發器和吸收器;發生器加熱溴化鋰稀溶液產生的水蒸氣從發生器上端部出口經冷凝器的上端部入口,并在冷凝器的傳熱管外表面釋放熱量,水蒸氣被冷凝變成液態水,液態水從冷凝器的下端部出口經第二節流閥減溫減壓后進入設置在雙相變換熱器的傳熱管外表面的噴嘴,液態水經雙相變換熱器的噴嘴噴灑在傳熱管外表面被加熱變成水蒸氣,水蒸氣從雙相變換熱器的上端部的出口進入吸收器的上端部入口,水蒸氣在吸收器內被溴化鋰濃溶液吸收;發生器產生的溴化鋰濃溶液從發生器的下端出口進入設置在所述吸收器的傳熱管外表面的噴嘴,溴化鋰濃溶液吸收經壓縮的水蒸氣形成溴化鋰稀溶液,并在吸收器的傳熱管外表面釋放熱量,溴化鋰稀溶液通過吸收器的下端部出口流入發生器頂端的噴嘴入口;氟利昂蒸汽在雙相變換熱器的傳熱管內部放熱被冷卻為液態氟利昂,液態氟利昂經第一節流閥減溫減壓后進入蒸發器的左端入口,在蒸發器內吸收冷水熱量形成氟利昂蒸氣,氟利昂蒸氣從蒸發器的左端出口釋放,經所述雙相變換熱器的右端入口進入所述雙相變換熱器的傳熱管內部。

【技術特征摘要】
1.一種高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組,其特征在于,所述機組包括:發生器、冷凝器、第一節流閥、第二節流閥、雙相變換熱器、蒸發器和吸收器;發生器加熱溴化鋰稀溶液產生的水蒸氣從發生器上端部出口經冷凝器的上端部入口,并在冷凝器的傳熱管外表面釋放熱量,水蒸氣被冷凝變成液態水,液態水從冷凝器的下端部出口經第二節流閥減溫減壓后進入設置在雙相變換熱器的傳熱管外表面的噴嘴,液態水經雙相變換熱器的噴嘴噴灑在傳熱管外表面被加熱變成水蒸氣,水蒸氣從雙相變換熱器的上端部的出口進入吸收器的上端部入口,水蒸氣在吸收器內被溴化鋰濃溶液吸收;發生器產生的溴化鋰濃溶液從發生器的下端出口進入設置在所述吸收器的傳熱管外表面的噴嘴,溴化鋰濃溶液吸收經壓縮的水蒸氣形成溴化鋰稀溶液,并在吸收器的傳熱管外表面釋放熱量,溴化鋰稀溶液通過吸收器的下端部出口流入發生器頂端的噴嘴入口;氟利昂蒸汽在雙相變換熱器的傳熱管內部放熱被冷卻為液態氟利昂,液態氟利昂經第一節流閥減溫減壓后進入蒸發器的左端入口,在蒸發器內吸收冷水熱量形成氟利昂蒸氣,氟利昂蒸氣從蒸發器的左端出口釋放,經所述雙相變換熱器的右端入口進入所述雙相變換熱器的傳熱管內部。2.根據權利要求1所述的高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組,其特征在于:所述機組還包括氟利昂壓縮機和蒸氣壓縮機,氟利昂蒸氣從所述蒸發器的左端出口進入氟利昂壓縮機進行壓縮,經壓縮的高溫高壓氟利昂壓縮機進入所述雙相變換熱器;水蒸氣從所述雙相變換熱器的頂部出口進入蒸氣壓縮機,經壓縮的水蒸氣進入吸收器稀釋溴化鋰濃溶液。3.根據權利要求1所述的高效工業余熱回收變負荷冷熱水機組,其特征在于:所述機組還進一步包括:溶液換熱器和循環泵,溴化鋰濃溶液從所述發生器的下端出口經溶液換熱器降溫后進入所述吸收器進行溴化鋰溶液稀釋,...

【專利技術屬性】
技術研發人員:孫健戈志華劉靖宇杜小澤楊勇平
申請(專利權)人:華北電力大學
類型:發明
國別省市:北京,11

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