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一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组

阅读：874发布：2024-02-28

专利汇可以提供一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组，所述机组包括：发生器、冷凝器、第一节流阀、第二节流阀、双相变换热器、蒸发器、吸收器、氟利昂压缩机、蒸气压缩机、溶液换热器和循环泵；本发明采用双介质压缩机，并将吸收式热泵的蒸发器与电动热泵的冷凝器耦合为一体，实现该换热器双侧相变的换热过程，显著的降低了电动热泵的冷凝温度。，下面是一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于，所述机组包括：发生器、冷凝器、第一节流阀、第二节流阀、双相变换热器、蒸发器和吸收器；发生器加热溴化锂稀溶液产生的水蒸气从发生器上端部出口经冷凝器的上端部入口，并在冷凝器的传热管外表面释放热量，水蒸气被冷凝变成液态水，液态水从冷凝器的下端部出口经第二节流阀减温减压后进入设置在双相变换热器的传热管外表面的喷嘴，液态水经双相变换热器的喷嘴喷洒在传热管外表面被加热变成水蒸气，水蒸气从双相变换热器的上端部的出口进入吸收器的上端部入口，水蒸气在吸收器内被溴化锂浓溶液吸收；
发生器产生的溴化锂浓溶液从发生器的下端出口进入设置在所述吸收器的传热管外表面的喷嘴，溴化锂浓溶液吸收经压缩的水蒸气形成溴化锂稀溶液，并在吸收器的传热管外表面释放热量，溴化锂稀溶液通过吸收器的下端部出口流入发生器顶端的喷嘴入口；
氟利昂蒸汽在双相变换热器的传热管内部放热被冷却为液态氟利昂，液态氟利昂经第一节流阀减温减压后进入蒸发器的左端入口，在蒸发器内吸收冷水热量形成氟利昂蒸气，氟利昂蒸气从蒸发器的左端出口释放，经所述双相变换热器的右端入口进入所述双相变换热器的传热管内部。
2.根据权利要求1所述的高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于：所述机组还包括氟利昂压缩机和蒸气压缩机，氟利昂蒸气从所述蒸发器的左端出口进入氟利昂压缩机进行压缩，经压缩的高温高压氟利昂压缩机进入所述双相变换热器；水蒸气从所述双相变换热器的顶部出口进入蒸气压缩机，经压缩的水蒸气进入吸收器稀释溴化锂浓溶液。
3.根据权利要求1所述的高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于：所述机组还进一步包括：溶液换热器和循环泵，溴化锂浓溶液从所述发生器的下端出口经溶液换热器降温后进入所述吸收器进行溴化锂溶液稀释，溴化锂稀溶液通过吸收器的下端部出口经过循环泵流入发生器。
4.根据权利要求1所述的高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于：所述冷凝器内部装置有传热管，并且所述冷凝器左右两端分别设置有第一热水入口和第一热水出口；热水由第一热水入口进入，在所述冷凝器的传热管内部由左往右流动，被加热后从第一热水出口流出，所述冷凝器实现水蒸气冷凝释放冷凝潜热加热热水的效果，水蒸气在传热管外部冷凝，热水由第一热水入口进入，在传热管内部由左往右流动，被加热后从第一热水出口流出。
5.根据权利要求1所述的高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于：所述吸收器内部装置有传热管，并且所述吸收器左右两端分别设置有第二热水入口和第二热水出口；热水由第二热水入口进入，在所述吸收器的传热管内部由左往右流动，被加热后从第二热水出口流出。
6.根据权利要求1所述的高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于：所述发生器内部装置有传热管，并且所述发生器左右两端分别设置有驱动热源入口和驱动热源出口；所述发生器实现驱动热源加热将溴化锂稀溶液煮沸变成溴化锂浓溶液的过程，溴化锂稀溶液从发生器上部经喷嘴喷洒在传热管外表面，驱动热源由驱动热源入口进入发生器，在传热管内部由左往右流动，加热传热管外部的溴化锂溶液，驱动热源流体再由驱动热源出口离开发生器驱动蒸汽由驱动热源入口进入发生器，在发生器传热管内部由左往右流动，驱动蒸汽释放热量后变成液态水再由驱动热源出口离开发生器。
7.根据权利要求1所述的高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于：所述蒸发器上下端分别设置有冷水入口和冷水出口；冷水由冷水入口进入所述蒸发器从冷水出口流出。
8.根据权利要求1所述的高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于：所述液态的氟利昂采用纯工质或者非共沸介质。

说明书全文

一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组

技术领域

[0001] 本发明涉及能源利用技术领域，特别是涉及工业余热回收制取冷热水的机组。

背景技术

[0002] 常规的工业余热回收技术往往采用溴化锂吸收式热泵或者电动热泵来制取冷水，如果采用溴化锂吸收式热泵技术由于用水作为冷媒，由于临近零度会结冰不能制取零度以下的冷量；如果采用电动热泵回收则需要消耗大量的电力，运行成本很高。

[0003] 因此希望有一种能将吸收式热泵与电动热泵合二为一，同时制取零度以下的冷量，消耗比较少的电量，以有效解决现有技术中存在的问题。

发明内容

[0004] 本发明公开了一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组，其特征在于，所述机组包括：发生器、冷凝器、第一节流阀、第二节流阀、双相变换热器、蒸发器和吸收器；发生器加热溴化锂稀溶液产生的水蒸气从发生器上端部出口经冷凝器的上端部入口，并在冷凝器的传热管外表面释放热量，水蒸气被冷凝变成液态水，液态水从冷凝器的下端部出口经第二节流阀减温减压后进入设置在双相变换热器的传热管外表面的喷嘴，液态水经双相变换热器的喷嘴喷洒在传热管外表面被加热变成水蒸气，水蒸气从双相变换热器的上端部的出口进入吸收器的上端部入口，水蒸气在吸收器内被溴化锂浓溶液吸收；

[0005] 发生器产生的溴化锂浓溶液从发生器的下端出口进入设置在所述吸收器的传热管外表面的喷嘴，溴化锂浓溶液吸收经压缩的水蒸气形成溴化锂稀溶液，并在吸收器的传热管外表面释放热量，溴化锂稀溶液通过吸收器的下端部出口流入发生器顶端的喷嘴入口；

[0006] 氟利昂蒸汽在双相变换热器的传热管内部放热被冷却为液态氟利昂，液态氟利昂经第一节流阀减温减压后进入蒸发器的左端入口，在蒸发器内吸收冷水热量形成氟利昂蒸气，氟利昂蒸气从蒸发器的左端出口释放，经所述双相变换热器的右端入口进入所述双相变换热器的传热管内部。

[0007] 优选地,所述机组还包括氟利昂压缩机和蒸气压缩机，氟利昂蒸气从所述蒸发器的左端出口进入氟利昂压缩机进行压缩，经压缩的高温高压氟利昂压缩机进入所述双相变换热器；水蒸气从所述双相变换热器的顶部出口进入蒸气压缩机，经压缩的水蒸气进入吸收器稀释溴化锂浓溶液。

[0008] 优选地,所述机组还进一步包括：溶液换热器和循环泵，溴化锂浓溶液从所述发生器的下端出口经溶液换热器降温后进入所述吸收器进行溴化锂溶液稀释，溴化锂稀溶液通过吸收器的下端部出口经过循环泵流入发生器。

[0009] 优选地,所述冷凝器内部装置有传热管，并且所述冷凝器左右两端分别设置有第一热水入口和第一热水出口；热水由第一热水入口进入，在所述冷凝器的传热管内部由左往右流动，被加热后从第一热水出口流出，所述冷凝器实现水蒸气冷凝释放冷凝潜热加热热水的效果，水蒸气在传热管外部冷凝，热水由第一热水入口进入，在传热管内部由左往右流动，被加热后从第一热水出口流出。

[0010] 优选地，所述吸收器内部装置有传热管，并且所述吸收器左右两端分别设置有第二热水入口和第二热水出口；热水由第二热水入口进入，在所述吸收器的传热管内部由左往右流动，被加热后从第二热水出口流出。

[0011] 优选地,所述发生器内部装置有传热管，并且所述发生器左右两端分别设置有驱动热源入口和驱动热源出口；所述发生器实现驱动热源加热将溴化锂稀溶液煮沸变成溴化锂浓溶液的过程，溴化锂稀溶液从发生器上部经喷嘴喷洒在传热管外表面，驱动热源由驱动热源入口进入发生器，在传热管内部由左往右流动，加热传热管外部的溴化锂溶液，驱动热源流体再由驱动热源出口离开发生器驱动蒸汽由驱动热源入口进入发生器，在发生器传热管内部由左往右流动，驱动蒸汽释放热量后变成液态水再由驱动热源出口离开发生器。

[0012] 优选地,所述蒸发器上下端分别设置有冷水入口和冷水出口；冷水由冷水入口进入所述蒸发器从冷水出口流出。

[0013] 优选地所述液态的氟利昂采用纯工质或者非共沸介质。

[0014] 为了回收工业余热(废弃的低品位蒸汽或者水)，同时制取热水，并同时制取低温水(零度以上或者零度以下均可用同一个机组实现)，本发明提出了一种耦合吸收式热泵与电动热泵的复合机组，该机组可以采用低品位的热水或者蒸气驱动，同时制取热水和冷水，并可以切换制取零度以上或者零度以下的冷水，本发明高效工业余热回收变负荷冷热水机组的有益效果包括：

[0015] 1.本发明采用双介质压缩机，并将吸收式热泵的蒸发器与电动热泵的冷凝器耦合为一体，实现该换热器双侧相变的换热过程，显著的降低了电动热泵的冷凝温度，相比吸收式热泵与电动热泵外部水路相连的方式，显著的提升了电动热泵的性能系数(COP)，在制取相同参数的热水和冷水时显著的减少电动热泵的耗电量，同时减小设备体积和投资；

[0016] 2.本发明可以同时制取两种不同温度的两股热水或者制取同样温度的一股热水。附图说明

[0017] 图1是一种高效工业余热回收变负荷冷热水机组示意图。

具体实施方式

[0018] 为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0019] 本发明高效工业余热回收变负荷冷热水机组采用溴化锂水溶液和R404A介质，[0020] 如图1所示，发生器1采用驱动蒸汽加热将溴化锂稀溶液煮沸变成溴化锂浓溶液的过程，溴化锂稀溶液从上部经喷嘴喷洒在传热管外表面，驱动蒸汽由驱动热源入口11进入发生器1，在传热管内部由左往右流动，加热传热管外部的溴化锂溶液，驱动蒸汽释放热量后变成液态水再由驱动热源出口12离开发生器1，沸腾的溴化锂溶液产生水蒸气经管道进入冷凝器5，产生的溴化锂浓溶液从发生器1底部离开发生器1。冷凝器5实现水蒸气冷凝释放冷凝潜热加热热水A的效果，水蒸气在传热管外部冷凝，热水A由第一热水入口13进入，在传热管内部由左往右流动，被加热后从第一热水出口14流出。吸收器3实现水蒸气被来自发生器1的溴化锂浓溶液吸收释放吸收热并加热热水B的功能，溴化锂浓溶液从吸收器3顶部进入经喷嘴喷洒在传热管外表面，流动的过程中吸收来自蒸气压缩机4的水蒸气，吸收的过程释放热量加热传热管中的热水B，热水B由第二热水入口进入吸收器3，在传热管内部由左向右流动被加热后从第二热水出口流出。所述双相变换热器6实现水蒸气蒸发和R404A冷凝的双相变过程，来自冷凝器5的液态水经过第二节流阀8减温减压后经过喷嘴喷洒在传热管外表面，流动的过程中被传热管加热变成水蒸气从顶部离开进入蒸气压缩机4，经过氟利昂压缩机9压缩后的高温高压的R404A蒸气进入双相变换热器6，在传热管内部由右向左流动过程中变成液态R404A后离开双相变换热器6。蒸发器10实现液态R404A蒸发变成气态R404A吸收热量，实现对冷水降温的效果，来自双相变换热器6的液态R404A由第一节流阀7减温减压后进入蒸发器10，变成气态R404A后进入氟利昂压缩机9，冷水由冷水入口18进入蒸发器10，被降温后从冷水出口17流出。溶液换热器2实现溴化锂浓溶液和溴化锂稀溶液的换热过程，溴化锂浓溶液被降温，溴化锂稀溶液被加热。

[0021] 本发明高效工业余热回收变负荷冷热水机组包含三个完整循环：

[0022] 1.溴化锂溶液循环，溴化锂稀溶液在发生器1中被驱动热源加热沸腾变成浓溶液同时产生水蒸气，浓溶液离开发生器1后经溶液换热器2降温后进入吸收器3，浓溶液经喷嘴在吸收器3的传热管外表面流动吸收水蒸气变成稀溶液后离开吸收器3，再经过循环泵19流动到发生器1往复循环。

[0023] 2.水循环，发生器1产生的水蒸气进入冷凝器5，在冷凝器5的传热管外表面被冷凝变成液态水，离开冷凝器5后经第二节流阀8减温减压后进入双相变换热器6，液态水经喷嘴喷洒在传热管外表面被加热变成水蒸气后进入蒸气压缩机，被压缩的水蒸气进入吸收器3被吸收，以此往复循环。

[0024] 3.氟利昂循环，液态的氟利昂在蒸发器10中被冷水加热变成氟利昂蒸气，因此冷水被降温，氟利昂蒸气进入氟利昂压缩机9被压缩后进入双相变换热器6的传热管内部被冷却，由气态变成液态后离开双相变换热器6，液态的氟利昂经过第一节流阀7减温减压后再次进入蒸发器10，被冷水加热变成气态，如此往复循环。

[0025] 最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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