一种冷热联供系统
阅读：344发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种冷热联供系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种冷热联供系统，其包括第二类吸收式 热 泵 和 吸收式制冷机 ，第二类吸收式热泵的热泵 冷凝器 的冷却介质出口、冷却介质进口分别连通吸收式制冷机的制冷发生器的驱动余热进口、驱动余热出口，以形成第一循环回路；第二类吸收式热泵的热泵冷凝器中的余热被回收用作吸收式制冷机的驱动热源，这样既可以实现第二类吸收式热泵中热泵冷凝器 能量 最大化的 回收利用 ，同时吸收式制冷机的制冷发生器换热后的驱动热源重新作为热泵冷凝器的进口冷 水 ，二者配合实现了 梯级 利用，大大提高了制冷机系统的热利用率，并且该系统能同时供给热源和冷量，可适用于多种场合，使用灵活性比较高。，下面是一种冷热联供系统专利的具体信息内容。
1.一种冷热联供系统，其特征在于，包括第二类吸收式热泵和吸收式制冷机，所述第二类吸收式热泵的热泵冷凝器的冷却介质出口、冷却介质进口分别连通所述吸收式制冷机的制冷发生器的驱动余热进口、驱动余热出口，以形成第一循环回路。
3.如权利要求2所述的冷热联供系统，其特征在于，所述吸收式制冷机包括制冷发生器、制冷冷凝器、制冷吸收器、制冷蒸发器和冷却塔，所述冷却塔用于冷却所述制冷冷凝器和制冷吸收器流出的冷却水，所述制冷冷凝器的冷却水换热管路、所述制冷吸收器的冷却水换热管路串联或者并联连接至所述冷却塔。
6.如权利要求1至5任一项所述的冷热联供系统，其特征在于，还包括换热器，所述换热器包括用于两种流体进行热量交换的第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道的介质进口、介质出口分别连通所述第二类吸收式热泵的冷却介质出口和冷却介质进口，所述第一换热通道与所述吸收式制冷机的驱动余热管路串联或者并联。
7.如权利要求6所述的冷热联供系统，其特征在于，所述第一换热通道与所述吸收式制冷机的驱动余热管路并联后连接至所述第二类吸收式热泵的冷却介质出口和冷却介质进口，所述第一换热通道与所述第二类吸收式热泵形成第二循环回路；当系统处于制热模式，所述第一循环回路断开，所述第二循环回路连通；当系统处于制冷模式时，所述第一循环回路连通，所述第二循环回路断开。
8.如权利要求6所述的冷热联供系统，其特征在于，所述换热器的第一换热通道的介质进口管路、介质出口管路至少一者设置有第二开关阀，用于连通或者断开相应管路段。
技术领域
本实用新型涉及热量回收技术领域，特别涉及一种冷热联供系统。
背景技术
第二类吸收式热泵是一种升温型热泵，其利用大量的中温热源产生少量的高温有用热能。即利用中低温热能驱动，用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量，将部分中低热能转移到更高温位，从而提高了热源的利用品位。
第二类吸收式热泵包括发生器、冷凝器、吸收器和蒸发器，其中发生器和吸收器形成溴化锂溶液回路，发生器中的浓溶液在吸收器内部被吸收放热，从而将流过吸收器内部换热管中的被加热介质加热，被加热介质被加热后温度升高成为高温液体或者高温气体，高温液体或者高温气体流出吸收器以满足外界使用需求。
如何在获取高品位热源的同时，尽量降低能量的损失，进而提高经济效益，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种冷热联供系统，包括第二类吸收式热泵和吸收式制冷机，所述第二类吸收式热泵的热泵冷凝器的冷却介质出口、冷却介质进口分别连通所述吸收式制冷机的制冷发生器的驱动余热进口、驱动余热出口，以形成第一循环回路。
本实用新型中第二类吸收式热泵的热泵冷凝器的冷却介质出口、冷却介质进口分别连通吸收式制冷机的制冷发生器的驱动余热进口、驱动余热出口，以形成第一循环回路。也就是说，第二类吸收式热泵中的热泵冷凝器中换热升温后的高温冷却介质经管路流入制冷发生器，加热制冷发生器内部的稀溶液，以蒸发出制冷发生器稀溶液内部的部分水，在该换热过程中，高温冷却介质温度降低变成低温冷却介质流出制冷发生器后，再次返回第二类吸收式热泵的热泵冷凝器，在热泵冷凝器内部冷却热泵发生器产生的蒸汽为液态水，在该换热过程中，低温冷却介质再次升温变为高温冷却介质，依次循环流动。
本实用新型上述技术方案的有益效果如下：
第二类吸收式热泵的热泵冷凝器中的余热被回收用作吸收式制冷机的驱动热源，这样既可以实现第二类吸收式热泵中热泵冷凝器能量最大化的回收利用，同时吸收式制冷机的制冷发生器换热后的驱动热源重新作为热泵冷凝器的进口冷水，二者配合实现了梯级利用，大大提高了制冷机系统的热利用率。再者，该冷热联供系统的吸收式制冷机可以对外界提供冷量，第二类吸收式热泵对外提供高温品质热源，从而本实用新型中所提供的系统实现同时供给热源和冷量，可适用于多种场合，使用灵活性比较高。
可选的，所述吸收式制冷机包括制冷发生器、制冷冷凝器、制冷吸收器、制冷蒸发器和冷却塔，所述冷却塔用于冷却所述制冷冷凝器和制冷吸收器流出的冷却水，所述制冷冷凝器的冷却水换热管路、所述制冷吸收器的冷却水换热管路串联或者并联连接至所述冷却塔。
可选的，还包括换热器，所述换热器包括用于两种流体进行热量交换的第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道的介质进口、介质出口分别连通所述第二类吸收式热泵的冷却介质出口和冷却介质进口，所述第一换热通道与所述吸收式制冷机的驱动余热管路串联或者并联。
可选的，所述第一换热通道与所述吸收式制冷机的驱动余热管路并联后连接至所述第二类吸收式热泵的冷却介质出口和冷却介质进口，所述第一换热通道与所述第二类吸收式热泵形成第二循环回路；当系统处于制热模式，所述第一循环回路断开，所述第二循环回路连通；当系统处于制冷模式时，所述第一循环回路连通，所述第二循环回路断开。
可选的，所述换热器的第一换热通道的介质进口管路、介质出口管路至少一者设置有第二开关阀，用于连通或者断开相应管路段。
图2为本实用新型另一种实施例中冷热联供系统的结构原理图。
其中，图1和图2中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：
2-吸收式制冷机；21-制冷发生器；22-制冷冷凝器；23-制冷吸收器；24-制冷蒸发器；25-冷却塔；26-开关阀a；27-开关阀b；28-溶液泵；
3-换热器；31-开关阀c；32-开关阀d。
具体实施方式
在背景技术所描述第二类吸收式热泵存在能量损耗的技术问题的基础上，本文以一种具体的第二类吸收式热泵的具体工况进行了详细研究，具体地，在一种具体工况中流入第二类吸收式热泵的热泵冷凝器的水温为55摄氏度，冷却换热后，冷却水的温度升高至85摄氏度，升温后的冷却水需要经冷却塔进行降温再次将至55摄氏度，然后再返回至热泵冷凝器中进行换热。
而，对于吸收式制冷机而言，其所需的驱动热源的温度大致为85 摄氏度左右，通过控制换热量，显然可以将换热后驱动热源的温度控制在55摄氏度。本文以吸收式制冷机输出空调所需冷水为例继续介绍技术方案和技术效果。
在上述发现的基础上，本文提出了一种冷热联供系统，其能够尽量降低第二类吸收式热泵能量损耗且同时供给高品位热源和冷量，满足多种需求工况。
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本实用新型一种实施例中冷热联供系统的结构原理图；图2为本实用新型另一种实施例中冷热联供系统的结构原理图。
本实用新型提供了一种冷热联供系统，包括第二类吸收式热泵和吸收式制冷机2。
第二类吸收式热泵1的工作原理与现有技术基本相同，其利用大量的中温余热产生少量能被利用的高温热能。即利用高低温热能驱动，在采用低温冷却水的条件下，制取热量少于但是温度高于中低温热源的热量，将部分中低品位热能转移到高品位，从而提高了热能的利用率。
具体地，第二类吸收式热泵1包括热泵发生器11、热泵冷凝器12、热泵吸收器13和热泵蒸发器14，关于以上各部件的具体结构本文不做详细介绍，可以参考现有技术。其中，热泵发生器11内部的加热能量来自外部中温余热，即外部中温余热作为热泵发生器11的驱动热源，在某些实施例中，中温余热可以为工业废热水。热泵发生器11 中蒸发的水蒸气进入热泵冷凝器12，与通入热泵冷凝器12的冷却水换热，形成液态水。
热泵蒸发器14主要为热泵吸收器13提供水蒸气，其中热泵蒸发器14内部也通入中温余热作为驱动热源，中温余热将热泵蒸发器14 内部的水加热形成蒸汽，蒸汽通入热泵吸收器13以稀释流入热泵吸收器13内部的浓溶液。热泵蒸发器14中形成水蒸气的介质来源于热泵冷凝器12中形成的液态水，即热泵冷凝器12中的冷凝水经冷剂泵泵送至热泵蒸发器14内部，被中温余热加热蒸发形成蒸汽。
其中热泵蒸发器14和热泵发生器11中的驱动热源可以为同一外界中温余热热源，该热源可以依次流过二者，即热泵蒸发器14和热泵发生器11中的热源换热管串联，当然，二者中的热源换热管也可以并联。如图1所示的中温余热即为驱动热源，给出了热泵蒸发器14和热泵发生器11中的热源换热管串联的实施方式。
如图1和图2所示，第二类吸收式热泵1除了溶液循环流路外，还包括驱动热源、被加热介质、冷却介质三条流路。
吸收式制冷机2包括制冷发生器21、制冷冷凝器22、制冷吸收器23和制冷蒸发器24。吸收式制冷机2主要是获得外界空调所需的冷水，该冷水的获取是通过制冷蒸发器24，通入12摄氏度的水，降温至7摄氏度流出。吸收式制冷机2的制冷蒸发器24的冷水换热管的两端分别通过管接头用于与外界空调的冷却水管路形成循环回路。吸收式制冷机2工作原理描述如下：冷剂水在制冷蒸发器24内蒸发从而制出冷水，蒸发了的冷剂水蒸气被制冷吸收器23内的浓溶液所吸收，吸收了冷剂水蒸气而变稀的溶液(稀溶液)由溶液泵28经过热交换器送入制冷发生器21。稀溶液在制冷发生器21内部被加热变为浓溶液。浓溶液经过热交换器与稀溶液进行热交换后进入制冷吸收器 23，吸收在制冷蒸发器24中蒸发产生的冷剂水蒸气。制冷发生器21 产生的冷剂蒸汽被制冷冷凝器22中的冷却水冷却形成冷凝水返回制冷蒸发器。
其中，第二类吸收式热泵1和吸收式制冷机2中的溶液可以为溴化锂溶液，也可以为其他冷媒介质溶液。
本实用新型中第二类吸收式热泵1的热泵冷凝器12的冷却介质出口、冷却介质进口分别连通吸收式制冷机2的制冷发生器21的驱动余热进口、驱动余热出口，以形成第一循环回路。也就是说，第二类吸收式热泵1中的热泵冷凝器12中换热升温后的高温冷却介质经管路流入制冷发生器21，加热制冷发生器21内部的稀溶液，以蒸发出制冷发生器21稀溶液内部的部分水，在该换热过程中，高温冷却介质温度降低变成低温冷却介质流出制冷发生器21后，再次返回第二类吸收式热泵1的热泵冷凝器12，在热泵冷凝器12内部冷却热泵发生器11 产生的蒸汽为液态水，在该换热过程中，低温冷却介质再次升温变为高温冷却介质，依次循环流动。
第二类吸收式热泵1的热泵冷凝器12中的余热被回收用作吸收式制冷机2的驱动热源，这样既可以实现第二类吸收式热泵1中热泵冷凝器12最大化的回收利用，同时吸收式制冷机2的制冷发生器21 换热后的驱动热源重新作为热泵冷凝器12的进口冷却水，二者配合实现了梯级利用，大大提高了制冷机系统的热利用率。再者，该冷热联供系统的吸收式制冷机2可以对外界提供冷量，第二类吸收式热泵1 提供高温品质热源，从而本实用新型中提供的系统可以实现同时供给热源和冷量，可适用于多种场合，使用灵活性比较高。
在一种具体的实施方式中，第一循环回路上还可以安装有至少一个第一开关阀，用于连通或者断开第一循环回路。图2中给了设置两个第一开关阀的具体实施方式，制冷发生器21的进口管路和制冷发生器21的出口管路分别设置有开关阀a26和开关阀b27，通过控制开关阀a26和开关阀b27的开关状态，不仅可以满足机组运行需求，而且可以方便整个系统的维修。
如上所述，吸收式冷却剂包括制冷发生器21、制冷冷凝器22、制冷吸收器23、制冷蒸发器24和冷却塔25，冷却塔25用于冷却制冷冷凝器22和制冷吸收器23流出的冷却水，制冷冷凝器22的冷却水换热管路、制冷吸收器23的冷却水换热管路串联或者并联连接至冷却塔 25。
也就是说，制冷吸收器23的冷却水换热管路、制冷冷凝器22的冷却水换热管路和冷却塔25可以形成串联循环回路；当然制冷吸收器 23的冷却水换热管路和制冷冷凝器22的冷却水换热管路也可以并联。
当吸收式制冷机2无需输出冷量时，为了进一步利用热泵冷凝器 12中的热量，本文还进行了以下设置。
在一种具体实施方式中，冷热联供系统还可以包括换热器3，换热器3包括用于两种流体进行热量交换的第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道的介质进口、介质出口分别连通第二类吸收式热泵 1的冷却介质出口和冷却介质进口，第一换热通道与吸收式制冷机2 的驱动余热管路串联或者并联。
第二换热通道用于与外部供暖管路形成循环流路。即外界供暖热水在流经第二换热通道的过程中与流入第一换热通道的高温冷却水换热，供暖热水被加热升温，流至外界供暖管路。高温冷却水换热后温度降低，再次返回热泵冷凝器12。
对于换热器和吸收式制冷机2而言，第一换热通道与吸收式制冷机2的驱动余热管路可以串联，当制冷时，换热器的第二换热通道不通入介质，即冷却介质仅流过换热器但不换热；同理，当制热时，冷却介质仅流过制冷发生器21内部管路但不换热，仅在换热器内与第二换热通道内部介质进行换热。当然，第一换热通道与吸收式制冷机2 的驱动余热管路可以并联，并联后连接冷却塔25。
上述各实施例中，第一换热通道与吸收式制冷机2的驱动余热管路并联后连接至第二类吸收式热泵1的冷却介质出口和冷却介质进口，第一换热通道与第二类吸收式热泵1形成第二循环回路；当系统处于制热模式，第一循环回路断开，第二循环回路连通；当系统处于制冷模式时，第一循环回路连通，第二循环回路断开。
循环回路的连通和断开可以通过开关阀实现。进一步地，换热器的第一换热通道的介质进口管路、介质出口管路至少一者设置有第二开关阀，用于连通或者断开相应管路段。图2中给出了设置两个第二开关阀的具体实施方式，换热器的进口和出口分别设置有开关阀c31 和开关阀d32。通过控制开关阀a、开关阀b、开关阀c和开关阀d实现第一循环回路和第二循环回路的连通或断开，并且实现不同部件的维修。
上述换热器可以优选板式换热器，板式换热器的第二换热通道用于与外部供暖管路形成循环流路。
上述各实施例中，第二类吸收式热泵1的热泵冷凝器12的冷却介质出口或冷却介质进口安装有泵送部件，用于提供冷却介质循环流动的动力。
另外，第二类吸收式热泵中还可以包括泵送部件和热交换器，泵送部件用于提供溶液循环动力。热交换器可以提高系统换热效率。
以上对本实用新型所提供的一种冷热联供系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
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