一種整體型吸收式換熱機組

《一種整體型吸收式換熱機組》是北京環能瑞通科技發展有限公司於2008年7月23日申請的發明專利，該專利申請號為2008101170409，公布號為CN101329117，專利公布日為2008年12月24日，發明人是張世鋼、任佐民、肖常磊、郝永剛。

《一種整體型吸收式換熱機組》公開了屬於採暖、供熱水的設備範圍的涉及一種整體型吸收式換熱機組。該機組由熱水型吸收式換熱器和常規水－水換熱器相組合構成，其中熱水型吸收式換熱器採用了兩級蒸發和兩級吸收的方式。

2017年12月，《一種整體型吸收式換熱機組》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種整體型吸收式換熱機組》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種整體型吸收式換熱機組
• 申請公布號： CN101329117
• 申請公布日：2008年12月24日
• 申請號： 2008101170409
• 申請日： 2008年7月23日
• 申請人：北京環能瑞通科技發展有限公司
• 地址：北京市朝陽區安翔北里甲11號創業大廈C座505室
• 發明人： 張世鋼、任佐民、肖常磊、郝永剛
• Int. Cl.：F25B15/06(2006.01)、F25B30/04(2006.01)
• 專利代理機構：北京國林貿智慧財產權代理有限公司
• 代理人：李桂玲；李富華
• 類別：發明專利

專利背景

隨著城市集中供熱規模的不斷增加，集中熱源產生的高溫熱水往往需要經過較長距離的輸送才能到達熱用戶處，在供熱負荷相同的情況下，增大熱水的供、回水溫差可以減少輸送的熱水流量，從而可以降低輸配管道的初投資，並減少系統運行過程中水泵的耗電量，因此，能夠節約供熱能耗，降低供熱成本。截止到2008年，集中供熱一次網熱水的供、回水溫度一般為130/60攝氏度左右，其中，回水溫度受到用戶用熱要求的限制，利用常規的換熱器已經無法再降低了。因此，如何進一步降低高溫熱水的回水溫度以進一步增大其供、回水溫差，將對擴大集中熱源的供熱半徑，節約供熱能耗，降低供熱成本產生深遠的意義。

發明內容

專利目的

《一種整體型吸收式換熱機組》的目的是提供一種整體型吸收式換熱機組。

技術方案

《一種整體型吸收式換熱機組》所述整體型吸收式換熱機組採用熱水型吸收式換熱器和常規水-水換熱器相結合組成，該吸收式換熱機組的發生器1和冷凝器2同安裝在一個半圓容器內並由隔板分開；低壓吸收器3a、高壓吸收器3b、低壓蒸發器4a和高壓蒸發器4b同安裝在一個長圓容器內，溶液熱交換器5內部的熱交換管的兩端分別和發生器1、溶液泵7連線；溶液熱交換器5的內腔分別連線發生器1邊半圓容器底部和低壓吸收器3a上方的噴淋器；節流裝置6兩端分別和冷凝器2邊半圓容器底部和低壓蒸發器4a，上方的噴淋器及冷劑泵8連線，一次網熱水通過發生器1連線水-水換熱器9內部的熱交換管的上端，水-水換熱器9內部的熱交換管的下端先後經過高壓蒸發器4b、低壓蒸發器4a連線一次網回水；所述熱水型吸收式換熱器由溶液循環迴路、冷劑循環迴路構成：溶液循環迴路由發生器1、溶液熱交換器5、低壓吸收器3a、高壓吸收器3b和溶液泵7通過管路連線構成；冷劑循環迴路由冷凝器2、節流裝置6、低壓蒸發器4a、高壓蒸發器4b和冷劑泵8通過管路連線構成；從而作為高溫的一次網供水的一次網熱水首先作為驅動熱源進入發生器1中，與溴化鋰稀溶液換熱，使其蒸發濃縮，熱水降溫後流出發生器1，進入水-水換熱器9的高溫側作為熱源加熱二次網熱水，降溫後流出水-水換熱器9，再作為低位熱源依次流經高壓蒸發器4b和低壓蒸發器4a，放熱降溫後，作為低溫的一次網回水流出機組；對於二次網熱水，二次網回水進入機組後分為兩路，一路經過水-水換熱器9被一次網熱水加熱，另一路依次流經低壓吸收器3a、高壓吸收器3b和冷凝器2被逐級加熱，兩路回水被分別加熱後匯合在一起，作為二次網供水流出機組。

所述發生器與冷凝器相互連通。

所述低壓吸收器與低壓蒸發器相互連通。

所述高壓吸收器與高壓蒸發器相互連通。

所述熱水型吸收式換熱器至少包括兩級蒸發器、兩級吸收器。一次網熱水依次通過至少兩級蒸發器依次放熱降溫，二次網熱水依次通過至少兩級吸收器吸熱升溫，可充分利用水的溫差變化，提高機組性能。

改善效果

《一種整體型吸收式換熱機組》的主要特徵體現在兩個方面：一是採用熱水型吸收式換熱器和常規水-水換熱器相組合的換熱方式，其最大的優點是大幅度地增大了集中供熱系統一次網熱水的供、回水溫差，並大幅度降低熱網回水溫度，甚至顯著低於二次網的回水溫度，從而可以減少管路系統的初投資和水泵運行電耗，並為利用低品位熱能甚至廢熱餘熱等創造了條件，從而提高系統綜合能源利用效率，降低供熱成本；二是熱水吸收式換熱器採用了兩級蒸發和兩級吸收的方式，能夠充分利用一次網高溫熱水的能量，使一次網熱水在蒸發器中實現大幅降溫，並梯級加熱了二次網熱水，這會使整個機組實現一次網熱水大幅降溫的特徵優勢更加明顯。

附圖說明

圖1為《一種整體型吸收式換熱機組》第一種連線方式的流程示意圖；

圖2為該發明第二種連線方式的流程示意圖；

圖3為該發明的一種典型流程示意圖。

圖4為該發明的另一種典型流程參數示意圖。

圖中符號：1—發生器；2—冷凝器；3a—低壓吸收器；3b—高壓吸收器；4a—低壓蒸發器；4b—高壓蒸發器；5—溶液熱交換器；6—節流裝置；7—溶液泵；8—冷劑泵；9—水-水換熱器；10—溶液噴淋泵；11—混和器（或引射器）

技術領域

《一種整體型吸收式換熱機組》屬於採暖、供熱水的設備範圍，特別涉及能夠使集中供熱系統的一次網熱水供、回水溫差大幅增大、高效換熱的一種整體型吸收式換熱機組。

權利要求

1.《一種整體型吸收式換熱機組》其特徵在於，所述整體型吸收式換熱機組採用熱水型吸收式換熱器和常規水-水換熱器相結合組成，該吸收式換熱機組的發生器（1）和冷凝器。

（2）同安裝在一個半圓容器內並由隔板分開；低壓吸收器（3a）、高壓吸收器（3b）、低壓蒸發器（4a）和高壓蒸發器（4b）同安裝在一個長圓容器內，溶液熱交換器（5）內部的熱交換管的兩端分別和發生器（1）、溶液泵（7）連線；溶液熱交換器（5的內腔分別連線發生器（1）邊半圓容器底部和低壓吸收器（3a）上方的噴淋器；節流裝置（6）兩端分別和冷凝器（2）邊半圓容器底部和低壓蒸發器（4a）上方的噴淋器及冷劑泵（8）連線，一次網熱水通過發生器。

（1）連線水-水換熱器（9）內部的熱交換管的上端，水-水換熱器（9）內部的熱交換管的下端先後經過高壓蒸發器（4b）、低壓蒸發器（4a）連線一次網回水；所述熱水型吸收式換熱器由溶液循環迴路、冷劑循環迴路構成：溶液循環迴路由發生器（1）、溶液熱交換器（5）、低壓吸收器（3a）、高壓吸收器（3b）和溶液泵（7）通過管路連線構成；冷劑循環迴路由冷凝器（2）、節流裝置（6）、低壓蒸發器（4a）、高壓蒸發器（4b）和冷劑泵（8）通過管路連線構成；從而作為高溫的一次網供水的一次網熱水首先作為驅動熱源進入發生器（1）中，與溴化鋰稀溶液換熱，使其蒸發濃縮，熱水降溫後流出發生器（1），進入水-水換熱器（9）的高溫側作為熱源加熱二次網熱水，降溫後流出水-水換熱器（9），再作為低位熱源依次流經高壓蒸發器（4b）和低壓蒸發器（4a），放熱降溫後，作為低溫的一次網回水流出機組；所述二次網熱水進入機組後分為兩路，一路經過水-水換熱器（9）被一次網熱水加熱，另一路依次流經低壓吸收器（3a）、高壓吸收器（3b）和冷凝器（2）被逐級加熱，兩路回水被分別加熱後匯合在一起，作為二次網供水流出機組。

2.根據權利要求1所述整體型吸收式換熱機組，其特徵在於，所述發生器與冷凝器相互連通。

3.根據權利要求1所述整體型吸收式換熱機組，其特徵在於，所述低壓吸收器與低壓蒸發器相互連通。

4.根據權利要求1所述整體型吸收式換熱機組，其特徵在於，所述高壓吸收器與高壓蒸發器相互連通。

5.根據權利要求1所述整體型吸收式換熱機組，其特徵在於，所述發生器中溴化鋰稀溶液在發生器中被高溫熱水加熱至沸騰，產生蒸汽後變成濃溶液，通過溶液熱交換器降溫後進入低壓吸收器，吸收低壓蒸發器中產生的冷劑蒸汽，放出吸收熱，濃溶液被稀釋，再進入高壓吸收器，吸收高壓蒸發器中產生的冷劑蒸汽，放出吸收熱，溶液被進一步稀釋，濃溶液變成了稀溶液，再在溶液泵的驅動下通過溶液熱交換器升溫後進入發生器中，再被加熱濃縮，完成溶液循環。

6.根據權利要求1所述整體型吸收式換熱機組，其特徵在於，所述發生器中溶液沸騰產生的冷劑蒸汽進入冷凝器中凝結，放出凝結熱，冷劑液通過節流裝置進入低壓蒸發器和高壓蒸發器中吸熱蒸發，產生出的水蒸氣分別進入低壓吸收器和高壓吸收器中被溴化鋰溶液吸收，完成了冷劑循環。

7.根據權利要求1所述整體型吸收式換熱機組，其特徵在於，所述整體型吸收式換熱機組至少包括兩級蒸發器、兩級吸收器；一次網熱水依次通過至少兩級蒸發器依次逐級放熱降溫，二次網熱水依次通過至少兩級吸收器逐級吸熱升溫，可充分利用水的溫差變化，提高機組性能。

實施方式

操作內容

《一種整體型吸收式換熱機組》的技術方案是採用熱水型吸收式換熱器和常規水-水換熱器相組合的換熱模式，其中熱水型吸收式換熱器採用了兩級蒸發和兩級吸收的方式。如圖1所示，機組由發生器1、冷凝器2、低壓吸收器3a、高壓吸收器3b、低壓蒸發器4a、高壓蒸發器4b、溶液熱交換器5、節流裝置6、溶液泵7、冷劑泵8、水-水換熱器9以及各類連線管路和附屬檔案組成。對於吸收式換熱器，漠化鋰稀溶液在發生器1中被高溫熱水加熱至沸騰，產生蒸汽後變成濃溶液，通過溶液熱交換器5降溫後進入低壓吸收器3a，吸收低壓蒸發器4a中產生的冷劑蒸汽，放出吸收熱，濃溶液被稀釋，再進入高壓吸收器3b，吸收高壓蒸發器4b中產生的冷劑蒸汽，放出吸收熱，溶液被進一步稀釋，濃溶液變成了稀溶液，再在溶液泵7的驅動下通過溶液熱交換器5升溫後進入發生器1中，再被加熱濃縮，完成溶液循環；發生器1中溶液沸騰產生的冷劑蒸汽進入冷凝器2中凝結，放出凝結熱，冷劑液通過節流裝置6依次進入低壓蒸發器4a和高壓蒸發器4b中吸熱蒸發，產生出的水蒸氣分別進入低壓吸收器3a和高壓吸收器3b中被漠化鋰溶液吸收，完成了冷劑循環。對於一次網熱水，高溫的一次網供水首先作為驅動熱源進入發生器1中，與漠化鋰稀溶液換熱，使其蒸發濃縮，熱水降溫後流出發生器1，進入水-水換熱器9的高溫側作為熱源加熱二次網熱水，降溫後流出水-水換熱器9，再作為低位熱源依次流經高壓蒸發器4b和低壓蒸發器4a，放熱降溫後，作為低溫的一次網回水流出機組。對於二次網熱水，二次網回水進入機組後分為兩路，一路經過水-水換熱器9被一次網熱水加熱，另一路依次流經低壓吸收器3a、高壓吸收器3b和冷凝器2被逐級加熱，兩路回水被分別加熱後匯合在一起，作為二次網供水流出機組。

根據不同用戶的需要，該發明的二次管網可有兩種連線方式：第一種連線方式如圖1所示，二次管網採用並聯的方式，二次網回水進入機組後分兩路，分別進入吸收式換熱器和水-水換熱器中被加熱升溫後，再匯合在一起，作為二次網供水流出機組；第二種連線方式如圖2所示，二次管網採用串聯的方式，二次網熱水回水進入機組後，依次流經低壓吸收器3a、高壓吸收器3b、冷凝器2和水-水換熱器9被逐級加熱升溫後，作為二次網供水流出機組。

實施案例

• 實施例一

如圖3所示，機組結構與圖1一樣，漠化鋰稀溶液與冷劑循環過程上述原理一樣。在圖3中，130°C的一次網供水首先作為驅動熱源進入發生器1中，與漠化鋰稀溶液逆流換熱，使其蒸發濃縮，降溫到90°C後流出發生器1，進入水-水換熱器9的高溫側作為熱源加熱45°C的二次網回水，降溫到50°C後流岀水-水換熱器9，再作為低位熱源，依次流經高壓蒸發器4b和低壓蒸發器4a，放熱降溫到25°C後作為一次網回水流出機組。45C的二次網回水進入機組後分為兩路，一路經過水-水換熱器9被一次網熱水加熱到85°C，另一路依次流經低壓吸收器3a、高壓吸收器3b和冷凝器2被逐級加熱到55°C，兩路回水被分別加熱後匯合成60°C的二次網供水流出機組。

• 實施例二

如圖4所示，機組由發生器1、冷凝器2、低壓吸收器3a、高壓吸收器3b、低壓蒸發器4a、高壓蒸發器4b、溶液熱交換器5、節流裝置6、溶液泵7、冷劑泵8、水-水換熱器9、溶液噴淋泵10、混和器（或引射器）11以及各類連線管路和附屬檔案組成。漠化鋰稀溶液在發生器1中被130°C的高溫熱水加熱至沸騰，產生蒸汽後變成濃溶液，通過溶液熱交換器5降溫後與稀溶液混合進入低壓吸收器3a，吸收低壓蒸發器4a中產生的冷劑蒸汽，放出吸收熱，濃溶液被稀釋，再在溶液噴淋泵10的驅動下一路與來自溶液熱交換器5的濃溶液經混和器（或引射器）11混合後進入低壓吸收器3a，一路進入高壓吸收器3b，吸收高壓蒸發器4b中產生的冷劑蒸汽，放出吸收熱，溶液被進一步稀釋，濃溶液變成了稀溶液，再在溶液泵7的驅動下通過溶液熱交換器5升溫後進入發生器1中，再被加熱濃縮，完成溶液循環；發生器1中溶液沸騰產生的冷劑蒸汽進入冷凝器2中凝結，放岀凝結熱，冷劑液通過節流裝置6進入高壓蒸發器4b和低壓蒸發器4a中吸熱蒸發，產生出的水蒸氣分別進入高壓吸收器3b和低壓吸收器3a中被漠化鋰溶液吸收，完成了冷劑循環。130°C的一次網供水首先作為驅動熱源進入發生器1中，與漠化鋰稀溶液逆流換熱，使其蒸發濃縮，降溫到90E後流出發生器1，進入水-水換熱器9的高溫側作為熱源加熱45笆的二次網回水，降溫到50C後流出水-水換熱器9，再作為低位熱源，依次流經高壓蒸發器4b和低壓蒸發器4a，放熱降溫到25°C後作為一次網回水流出機組。45°C的二次網回水進入機組後分為兩路，一路經過水-水換熱器9被一次網熱水加熱到85°C，另一路依次流經低壓吸收器3a、高壓吸收器3b和冷凝器2被逐級加熱到55°C，兩路回水被分別加熱後匯合成60°C的二次網供水流出機組。

可以看出，該機組釆用了熱水型吸收式換熱器和常規水-水換熱器相組合的換熱的方式，使一次網熱水實現了105°C的供、回水溫差，並能夠產生出滿足釆暖或生活熱水使用要求的二次網供水。該裝置一般安裝在大型集中供熱系統的各熱力站中。

榮譽表彰

2017年12月，《一種整體型吸收式換熱機組》獲得第十九屆中國專利優秀獎。