单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷热泵机组的制作方法

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1.本发明涉及一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组。属于空调设备技术领域。

背景技术：

2.现有的复叠式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组（以下简称复叠式单效机组，或机组）如图1所示，由发生器1、冷凝器2、高温热交换器3、低温热交换器4、第一吸收器5、第一蒸发器6、第二蒸发器7、第二吸收器8、冷剂泵9、冷剂连通管10、第一溶液泵11、第二溶液泵12、循环水水泵13和控制系统（图中未示出）及连接各部件的管路、阀所构成。低温水（制冷机组的冷水或热泵机组的余热水，下同）流经第一蒸发器6降温；中温水（制冷机组的冷却水或热泵机组的热水，下同）流经第二吸收器8和冷凝器2升温；高温驱动热源流经发生器1，释放热量驱动整个机组运行；另外还有一路内部循环水由循环水水泵13驱动，在第一吸收器5和第二蒸发器7之间闭式循环。机组运行时，被冷剂泵9抽出从第一蒸发器6顶部喷下的冷剂水吸收流经第一蒸发器6传热管中低温水的热量，汽化后进入第一吸收器5，被其中的溴化锂浓溶液吸收，并释放热量加热流经第一吸收器5传热管中的循环水；温度升高后的循环水被循环水水泵13送入第二蒸发器7的传热管中，被由冷剂泵9抽出后从顶部喷下的冷剂水换热降温，温度降低后再重新回到第一吸收器5中吸收溶液释放的热量，而第二蒸发器7中的冷剂水吸收热量后汽化并进入第二吸收器8；第一吸收器5中溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，被第一溶液泵11抽出并经低温热交换器4换热升温后进入第二吸收器8中，吸收第二蒸发器7产生的冷剂蒸汽后浓度再次降低（同时释放热量加热流经第二吸收器8传热管中的中温水），最后再被第二溶液泵12抽出并经高温热交换器3换热升温后进入发生器1中由高温热源加热浓缩，浓缩后的浓溶液再经高温热交换器3和低温热交换器4换热降温后重新回到第一吸收器5中吸收冷剂蒸汽。而浓缩出来的冷剂蒸汽则进入冷凝器2中，被中温水降温冷凝，冷凝成的冷剂水返回到第二蒸发器7并通过连通管11回到第一蒸发器6中。
3.在复叠式单效机组中，从流经第一蒸发器6的低温水中提取出的热量先进入流经第一吸收器5的闭式循环水中，然后在第二蒸发器7中再将该闭式循环水中的热量提取出来后才能进入流经第二吸收器8的中温水中。也就是说，复叠式单效机组为了将低温水中的热量提取出来进入中温水中，除了需要消耗高温驱动热源、利用溴化锂吸收式单效制冷原理对流经第一蒸发器6的低温水制冷（即提取出其中的热量，下同）外，还同样需要消耗高温驱动热源、利用溴化锂吸收式单效制冷原理对流经第二蒸发器7的闭式循环水制冷。闭式循环水在第二蒸发器7中释放的热量（也称制冷量）就是其在第一吸收器5中吸收的热量，对于溴化锂吸收式机组来说，吸收器中的换热量大约是对应蒸发器制冷量的1.2倍。因此，复叠式单效机组为了将低温水中的热量提取出来进入中温水中，需要消耗高温驱动热源、利用溴化锂吸收式单效制冷原理同时对低温水和循环水进行制冷，制冷量约是低温水热量的2.2倍，假设溴化锂吸收式单效制冷循环的cop是0.8，则复叠式单效机组的cop约是0.8
÷
2.2=0.364。如果要提高复叠式单效机组的cop，一种途径是尽可能提升单效制冷循环的效率（即
cop），如增大换热面积来降低热交换器的换热端差等，还有一种途径就是减少第二蒸发器7的制冷需求。

技术实现要素：

4.本发明的目的就是提供一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，该机组可减少第二蒸发器的制冷需求，提高复叠式单效机组的cop。
5.本发明的目的是这样实现的：一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，包括：发生器、冷凝器、高温热交换器、第一吸收器、第一蒸发器、第二蒸发器、第二吸收器、循环水水泵、单效吸收器和单效蒸发器；所述第一蒸发器和第一吸收器处于一个腔体内，并配备第一溶液泵，第二蒸发器和第二吸收器处于另一个腔体内，第一蒸发器和第二蒸发器的冷剂水由冷剂水连通管连通；循环水水泵、第一吸收器和第二蒸发器构成一个闭式循环；单效蒸发器和单效吸收器处于一个腔体内；单效蒸发器和第一蒸发器串联设置；溴化锂溶液串并联或串联流经发生器、单效吸收器、第二吸收器和第一吸收器；发生器中溶液浓缩产生的冷剂蒸汽进入冷凝器，冷凝后再回到第二蒸发器和第一蒸发器中。高温热源流经发生器；低温水（制冷机组的冷水或热泵机组的余热水，下同）串联流经单效蒸发器和第一蒸发器；中温水（制冷机组的冷却水或热泵机组的热水，下同）流经单效吸收器、第二吸收器和冷凝器。
6.进一步的，中温水流经单效吸收器后，串联先流经第二吸收器，再流经冷凝器。或者，中温水流经单效吸收器后，先流经冷凝器，再串联流经第二吸收器；或者，中温水流经单效吸收器后，分两路并联流经第二吸收器和冷凝器。
7.第一溶液泵将第一吸收器和第二吸收器（第一吸收器和第二吸收器的溶液连通）中的稀溶液抽出，经高温热交换器送往发生器，浓溶液再经高温热交换器并联进入单效吸收器和第一吸收器，其中单效吸收器的溶液再进入第二吸收器。
8.或者，第一溶液泵将第一吸收器和第二吸收器（第一吸收器和第二吸收器的溶液连通）中的稀溶液抽出，经高温热交换器送往发生器，浓溶液再经高温热交换器并联进入单效吸收器和第二吸收器，其中单效吸收器的溶液再进入第一吸收器。
9.或者，所述机组的第二吸收器配备有第二溶液泵（第一吸收器和第二吸收器的溶液不连通），第一溶液泵将第一吸收器中的稀溶液抽出，经高温热交换器送往发生器，浓溶液再经高温热交换器先进入单效吸收器，再进入第二吸收器，第二溶液泵再将第二吸收器的稀溶液抽出，回到第一吸收器。
10.或者，所述机组除第二吸收器配备有第二溶液泵（第一吸收器和第二吸收器的溶液不连通）外，机组还包括低温热交换器，第二溶液泵将第二吸收器中的稀溶液抽出，经高温热交换器送往发生器，浓溶液再经高温热交换器和低温热交换器先进入单效吸收器，再进入第一吸收器，第一溶液泵再将第一吸收器的稀溶液抽出，经低温热交换器回到第二吸收器。
11.本发明的有益效果是：与现有的复叠式单效机组相比，本发明增加了单效蒸发器和单效吸收器，低温水在进入第一蒸发器之前先在单效蒸发器中降温，中温水在进入第二吸收器之前先流经单效吸收器，也即本发明在用复叠式制冷流程给低温水降温之前，串联了一个利用低温水的高
温段和中温水的低温段的单效制冷，从而减少了低温水需要利用复叠式来制冷降温的区间，低温水在第一蒸发器中的制冷负荷减小，会降低第二蒸发器的负荷，因而可以提高整个机组的cop。
12.以低温水进出口温度12/7℃、中温水进出口温度45/51℃为例，当采用现有复叠式单效机组时，其cop约只有0.364。当采用本发明机组以后，可以通过单效蒸发器、单效吸收器先将低温水降温至10℃（进出单效吸收器中温水约45/46℃），再通过复叠式在第一蒸发器中将低温水降温至7℃。也即低温水的12/10℃降温是单效制冷，其cop约0.8，而低温水的10/7℃降温是复叠式制冷，其cop约0.364，因而其综合cop约0.465，即：cop提高了约27.7%。
附图说明
13.图1为以往复叠式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组的工作原理图。
14.图2为本发明单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组的实例1的工作原理图。
15.图3为本发明实例2的工作原理图。
16.图4为本发明实例3的工作原理图。
17.图5为本发明实例4的工作原理图。
18.图中附图标记：发生器1、冷凝器2、高温热交换器3、低温热交换器4、第一吸收器5、第一蒸发器6、第二蒸发器7、第二吸收器8、冷剂泵9、冷剂连通管10、第一溶液泵11、第二溶液泵12、循环水水泵13、单效吸收器14、单效蒸发器15。
19.低温水进a1，低温水出a2，中温水进b1，中温水出b2，热源进c1，热源出c2。
具体实施方式
20.为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
21.实施例1本发明所涉及的单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，参见图2，该机组由发生器1、冷凝器2、高温热交换器3、第一吸收器5、第一蒸发器6、第二蒸发器7、第二吸收器8、冷剂泵9、冷剂连通管10、第一溶液泵11、循环水水泵13、单效吸收器14、单效蒸发器15、以及控制系统和连接各部件的管路、阀等构成。单效蒸发器15和单效吸收器14处于一个腔体内，第一蒸发器6和第一吸收器5处于一个腔体内，第二蒸发器7和第二吸收器8处于另一个腔体内，第一蒸发器6和第二蒸发器7的冷剂水由冷剂水连通管10连通。低温水串联流经单效蒸发器15和第一蒸发器6降温；由循环水水泵13驱动的循环水在第一吸收器5（升温）和第二蒸发器7（降温）中闭式循环；中温水串联流经单效吸收器14、第二吸收器8和冷凝器2升温；高温驱动热源流经发生器1，释放热量驱动整个机组运行。机组运行时，发生器1中的溴化锂溶液被高温驱动热源加热浓缩，浓缩后的溴化锂浓溶液经高温热交换器3换热降温后并联进入单效吸收器14和第一吸收器5中从顶部淋下，而浓缩出来的冷剂蒸汽在冷凝器2中被中温水降温冷凝后进入第二蒸发器7，并经冷剂连通管10进入第一蒸发器6。第一蒸发器6中的冷剂水被冷剂泵9抽出并从单效蒸发器15、第一蒸发器6和第二蒸发器7顶部淋下，分别与流经其传热管中的低温水或闭式循环水换热，将其温度降低，本身则汽化成冷剂
蒸汽后分别进入处于同一腔体中的单效吸收器14、第一吸收器5或第二吸收器8。从单效吸收器14顶部淋下的溴化锂浓溶液，在吸收其中的冷剂蒸汽、浓度变稀的同时释放热量加热流经其传热管中的中温水，溶液浓度降低后再进入第二吸收器8中继续吸收其中的冷剂蒸汽，浓度变稀的同时释放热量加热流经其中的中温水；从第一吸收器5顶部淋下的溴化锂浓溶液，在吸收其中的冷剂蒸汽、浓度变稀的同时释放热量加热流经其中的闭式循环水；第一吸收器5和第二吸收器8中的稀溶液再被第一溶液泵11抽出，经高温热交换器3换热升温后进入发生器1中再次被高温热源加热浓缩。
22.图2所示的单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组中，中温水是先流经单效吸收器14，再串联先流经第二吸收器8，最后再流经冷凝器2；其也可以是先流经单效吸收器14，再串联先流经冷凝器2，最后再流经第二吸收器8；或者是先串联流经单效吸收器14，再分两路并联流经单效吸收器8和冷凝器2。
23.实施例2参见图3，本实施例与实施例1的区别在于：溴化锂浓溶液分两路，一路先在单效吸收器14中吸收冷剂蒸汽并浓度变稀后进入第一吸收器5中，再在第一吸收器5中再次吸收冷剂蒸汽并浓度变稀，另一路进入第二吸收器8中吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，两路溶液合并后再被第一溶液泵11抽出。
24.实施例3本发明所涉及的单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，参见图4，该机组由发生器1、冷凝器2、高温热交换器3、第一吸收器5、第一蒸发器6、第二蒸发器7、第二吸收器8、冷剂泵9、冷剂连通管10、第一溶液泵11、第二溶液泵12、循环水水泵13、单效吸收器14、单效蒸发器15、以及控制系统和连接各部件的管路、阀等构成。单效蒸发器15和单效吸收器14处于一个腔体内，第一蒸发器6和第一吸收器5处于一个腔体内，第二蒸发器7和第二吸收器8处于另一个腔体内，第一蒸发器6和第二蒸发器7的冷剂水由冷剂水连通管10连通。低温水串联流经单效蒸发器15和第一蒸发器6降温；由循环水水泵13驱动的循环水在第一吸收器5（升温）和第二蒸发器7（降温）中闭式循环；中温水串联流经单效吸收器14、第二吸收器8和冷凝器2升温；高温驱动热源流经发生器1，释放热量驱动整个机组运行。机组运行时，发生器1中的溴化锂溶液被高温驱动热源加热浓缩，浓缩后的溴化锂浓溶液经高温热交换器3换热降温后进入单效吸收器14中从顶部淋下，而浓缩出来的冷剂蒸汽在冷凝器2中被中温水降温冷凝后进入第二蒸发器7，并经冷剂连通管10进入第一蒸发器6。第一蒸发器6中的冷剂水被冷剂泵9抽出并从单效蒸发器15、第一蒸发器6和第二蒸发器7顶部淋下，分别与流经其传热管中的低温水或闭式循环水换热，将其温度降低，本身则汽化成冷剂蒸汽后分别进入处于同一腔体中的单效吸收器14、第一吸收器5或第二吸收器8。从单效吸收器14顶部淋下的溴化锂浓溶液，在吸收其中的冷剂蒸汽、浓度变稀的同时释放热量加热流经其传热管中的中温水；溶液浓度降低后再进入第二吸收器8中继续吸收其中的冷剂蒸汽，同时释放热量加热流经其中的中温水；溶液在第二吸收器8中吸收冷剂蒸汽并浓度再次变稀后，被第二溶液泵12抽出并送入第一吸收器5中，再次吸收冷剂蒸汽及释放热量加热流经其中的闭式循环水，溶液浓度进一步变稀后再被第一溶液泵11抽出，经高温热交换器3换热升温后进入发生器1中再次被高温热源加热浓缩。
25.图4所示的单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组中，中温水是先流经
单效吸收器14，再串联先流经第二吸收器8，最后再流经冷凝器2；其也可以是先流经单效吸收器14，再串联先流经冷凝器2，最后再流经第二吸收器8；或者是先串联流经单效吸收器14，再分两路并联流经单效吸收器8和冷凝器2。
26.实施例4参见图5，本发明所涉及的单级串联复叠式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，该机组由发生器1、冷凝器2、高温热交换器3、低温热交换器4、第一吸收器5、第一蒸发器6、第二蒸发器7、第二吸收器8、冷剂泵9、冷剂连通管10、第一溶液泵11、第二溶液泵12、循环水水泵13、单效吸收器14、单效蒸发器15、以及控制系统和连接各部件的管路、阀等构成。单效蒸发器15和单效吸收器14处于一个腔体内，第一蒸发器6和第一吸收器5处于一个腔体内，第二蒸发器7和第二吸收器8处于另一个腔体内，第一蒸发器6和第二蒸发器7的冷剂水由冷剂水连通管10连通。低温水串联流经单效蒸发器15和第一蒸发器6降温；由循环水水泵13驱动的循环水在第一吸收器5（升温）和第二蒸发器7（降温）中闭式循环；中温水串联流经单效吸收器14、第二吸收器8和冷凝器2升温；高温驱动热源流经发生器1，释放热量驱动整个机组运行。机组运行时，发生器1中的溴化锂溶液被高温驱动热源加热浓缩，浓缩后的溴化锂浓溶液经高温热交换器3和低温热交换器4换热降温后进入单效吸收器14中从顶部淋下，而浓缩出来的冷剂蒸汽在冷凝器2中被中温水降温冷凝后进入第二蒸发器7，并经冷剂连通管10进入第一蒸发器6。第一蒸发器6中的冷剂水被冷剂泵9抽出并从单效蒸发器15、第一蒸发器6和第二蒸发器7顶部淋下，分别与流经其传热管中的低温水或闭式循环水换热，将其温度降低，本身则汽化成冷剂蒸汽后分别进入处于同一腔体中的单效吸收器14、第一吸收器5或第二吸收器8。从单效吸收器14顶部淋下的溴化锂浓溶液，在吸收其中的冷剂蒸汽、浓度变稀的同时释放热量加热流经其传热管中的中温水；溶液浓度降低后再进入第一吸收器5中继续吸收其中的冷剂蒸汽，同时释放热量加热流经其中的闭式循环水；溶液在第一吸收器5中吸收冷剂蒸汽并浓度再次变稀后，被第一溶液泵11抽出，经低温热交换器4换热升温后进入第二吸收器8中，再次吸收冷剂蒸汽及释放热量加热流经其中的中温水，溶液浓度进一步变稀后再被第二溶液泵12抽出，经高温热交换器3换热升温后进入发生器1中再次被高温热源加热浓缩。
27.图5所示的单级串联复叠式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组中，中温水是先流经单效吸收器14，再串联先流经第二吸收器8，最后再流经冷凝器2；其也可以是先流经单效吸收器14，再串联先流经冷凝器2，最后再流经第二吸收器8；或者是先串联流经单效吸收器14，再分两路并联流经单效吸收器8和冷凝器2。

技术特征：

1.一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，包括：发生器（1）、冷凝器（2）、高温热交换器（3）、第一吸收器（5）、第一蒸发器（6）、第二蒸发器（7）、第二吸收器（8）和循环水水泵（13）；其特征在于：循环水水泵（13）、第一吸收器（5）和第二蒸发器（7）构成一个闭式循环；该机组还包括单效吸收器（14）和单效蒸发器（15），单效蒸发器（15）和单效吸收器（14）处于一个腔体内；单效蒸发器（15）和第一蒸发器（6）串联设置；溴化锂溶液流经发生器（1）、单效吸收器（14）、第二吸收器（8）和第一吸收器（5）；高温热源流经发生器（1）；低温水串联流经单效蒸发器（15）和第一蒸发器（6）；中温水流经单效吸收器（14）、第二吸收器（8）和冷凝器（2）。2.根据权利要求1所述的一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：中温水流经单效吸收器（14）后，串联先流经第二吸收器（8），再流经冷凝器（2）；或者中温水流经单效吸收器（14）后，先流经冷凝器（2），再串联流经第二吸收器（8）；或者中温水流经单效吸收器（14）后，分两路并联流经第二吸收器（8）和冷凝器（2）。3.根据权利要求1或2所述的一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：所述第一吸收器（5）和第二吸收器（8）的溶液连通，第一溶液泵（11）将第一吸收器（5）和第二吸收器（8）中的稀溶液抽出，经高温热交换器（3）送往发生器（1），浓溶液再经高温热交换器（3）并联进入单效吸收器（14）和第一吸收器（5），其中单效吸收器（14）的溶液再进入第二吸收器（8）；或者，浓溶液再经高温热交换器（3）并联进入单效吸收器（14）和第二吸收器（8），其中单效吸收器（14）的溶液再进入第一吸收器（5）。4.根据权利要求1或2所述的一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：所述机组还包括第二溶液泵（12），第一溶液泵（11）将第一吸收器（5）中的稀溶液抽出，经高温热交换器（3）送往发生器（1），浓溶液再经高温热交换器（3）先进入单效吸收器（14），再进入第二吸收器（8），第二溶液泵（12）再将第二吸收器（8）的稀溶液抽出，回到第一吸收器（5）。5.根据权利要求1或2所述的一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：所述机组还包括第二溶液泵（12）和低温热交换器（4），第二溶液泵（12）将第二吸收器（8）中的稀溶液抽出，经高温热交换器（3）送往发生器（1），浓溶液再经高温热交换器（3）和低温热交换器（4）先进入单效吸收器（14），再进入第一吸收器（5），第一溶液泵（11）再将第一吸收器（5）的稀溶液抽出，经低温热交换器（4）回到第二吸收器（8）。6.根据权利要求1所述的一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：所述低温水为制冷机组的冷水或热泵机组的余热水。7.根据权利要求1所述的一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，其特征在于：所述中温水为制冷机组的冷却水或热泵机组的热水。

技术总结

本发明涉及一种单级复叠串联式单效溴化锂吸收式制冷/热泵机组，属于空调设备技术领域。包括：循环水水泵（13）、第一吸收器（5）和第二蒸发器（7）构成一个闭式循环；溴化锂溶液流经发生器（1）、单效吸收器（14）、第二吸收器（8）和第一吸收器（5）；高温热源流经发生器（1）；低温水串联流经单效蒸发器（15）和第一蒸发器（6）；中温水流经单效吸收器（14）、第二吸收器（8）和冷凝器（2）。本机组在用复叠式制冷流程给低温水降温之前，串联了一个利用低温水的高温段和中温水的低温段的单效制冷，从而减少了低温水需要利用复叠式来制冷降温的区间，从而提高整个机组的COP。高整个机组的COP。高整个机组的COP。