一种双热源余热回收型热泵及换热机组制造技术

本发明专利技术公开一种双热源余热回收型热泵及换热机组，包括蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器、水水板式换热器、溶液换热器、冷剂泵、溶液泵；在发生器内设有发生器余热水管束、发生器蒸汽管束，余热水依次经过发生器、水水板式换热器、蒸发器，余热水的高温段作为发生器的驱动热源；采暖水采用两路并联方式，一路依次经过吸收器、冷凝器，一路经过水水板式换热器与余热水直接换热后两路混合形成采暖水供水。发生器中通入余热水和低压蒸汽两种热源，当余热水进口温度较高时电动调节阀关闭，仅使用余热水高温段作为发生器驱动热源；当余热水进口温度较低时开启电动调节阀，补充低压蒸汽和余热水共同作为驱动热源，通过改变电动调节阀开度调节蒸汽流量。调节蒸汽流量。调节蒸汽流量。

A double heat source waste heat recovery heat pump and heat exchange unit

【技术实现步骤摘要】
一种双热源余热回收型热泵及换热机组


[0001]本专利技术涉及工业余热回收、余热供暖
，具体的说是一种双热源余热回收型热泵及换热机组。

技术介绍

[0002]随着城市集中供热规模的不断扩大，供热负荷逐年增加，却面临供热能力严重不足的现状；然而，在炼油、化工、冶金等工业生产工艺过程中产生大量的低品位余热，由于温度低而不再作为工艺热媒。低温余热一般指冷却水、冷却空气、排烟等温度低于130℃的物流所带走的热量，这部分热量具有巨大的回收潜力和回收价值。采用余热回收技术回收可利用的余热资源，成为扩大供热热负荷、节能减排的一种新途径。同时，炼油、化工、冶金等生产工艺伴随着较多的放热过程，过程中产生大量的低压蒸汽，富余的低压蒸汽可作为供热热源的补充。
[0003]对于80℃以下的低温余热，可采用板式换热器或管壳式换热器直接加热采暖水；对于80~130℃的低温余热，采用吸收式热泵余热回收技术，可大幅降低低温余热的出口温度、提升低温余热的利用空间，同时降低冷却系统负荷，提高系统的综合热效率。如图1所示，采用常规单热源余热回收型热泵及换热机组，余热水依次经过发生器、水水板式换热器、蒸发器，余热水的高温段作为发生器的驱动热源，当余热水进口温度达到120~130℃时，可以将采暖水出口温度加热至60℃，同时余热水出口温度降低至20℃及以下。当余热水进口温度降低，余热水出口温度将会升高，在余热水流量一定的情况下，余热回收量随之减少，如图2所示，采用常规单热源余热回收型热泵及换热机组，当余热水进口温度降低至80~90℃时，余热水出口温度将升高至38℃及以上，相较图1所示工况，余热水降温幅度减小18℃以上，系统供热负荷下降，有可能导致供热能力不足、无法将采暖水出口温度加热至规定温度。
[0004]由于气温变化及生产工艺参数波动的影响，通常情况下，低温余热的温度在一定范围内不断变化，当余热水进口温度降低较多时，余热水出口温度将升高，不仅造成余热回收量减少，还可能导致机组供热能力不足甚至无法运行，此时可补充一部分低压蒸汽作为加热热源，常规方法采用低压蒸汽通过换热器直接对采暖水进行加热。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决上述问题，提供了一种双热源余热回收型热泵及换热机组，解决现有余热回收型热泵及换热机组在余热水进口温度降低时余热水出口温度升高、余热回收量减少、采暖水出口温度和供热负荷无法保证、机组无法运行等问题。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现：一种双热源余热回收型热泵及换热机组，包括吸收式热泵、水水板式换热器、溶液换热器、冷剂泵、溶液泵，所述吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器；在发生器内设置有发生器余热水管束、发生器蒸汽管束，所述发生器余热水管束
位于发生器蒸汽管束的正上方，在发生器蒸汽管束的蒸汽进口管道上设置有电动调节阀，通过电动调节阀来控制通入发生器蒸汽管束的低压蒸汽开关以及调节蒸汽流量；余热水依次经过发生器、水水板式换热器、蒸发器，余热水的高温段作为发生器的驱动热源；采暖水采用两路并联方式，一路依次经过吸收器、冷凝器，一路经过水水板式换热器与余热水直接换热后，两路混合形成采暖水供水。
[0007]进一步的，所述发生器余热水管束、发生器蒸汽管束均包括若干个水平放置的换热管，所述发生器余热水管束与发生器蒸汽管束具有各自独立的管箱且共用一个壳体，其中发生器余热水管束的管内通入余热水，其管外采用水平管降膜式换热方式，发生器蒸汽管束的换热管完全浸没在溴化锂溶液中，管内通入低压蒸汽，其管外采用池沸腾换热方式。
[0008]进一步的，所述蒸发器、吸收器均采用2级或3级换热，同一级的蒸发器和吸收器左右相邻设置且壳程相连通，同级的蒸发器和吸收器壳体中间安装EA挡液板，不同级的蒸发器和吸收器均上下设置且壳程之间不连通，不同级的蒸发器、吸收器分别由设置在其底部的蒸发器冷剂盘和吸收器溶液盘分隔成独立的空间，所述蒸发器冷剂盘用于收集蒸发器换热管外未蒸发的冷剂水，所述吸收器溶液盘用于收集吸收器换热管外滴淋下落的溴化锂溶液。
[0009]进一步的，所述发生器和冷凝器为单级换热，所述发生器和冷凝器左右相邻设置且壳程相连通，发生器和冷凝器壳体中间安装GC挡液板；所述发生器设置在位于上部的蒸发器的上方，冷凝器设置在位于上部的吸收器的上方，位于发生器和冷凝器的底部分别设置有发生器溶液盘和冷凝器冷剂盘，所述冷凝器冷剂盘用于收集冷凝器管外二次蒸汽凝结后的冷剂水，所述发生器溶液盘用于收集经过发生器余热水管束滴淋下落的溴化锂溶液。
[0010]进一步的，溶液换热器的热侧介质为从发生器溶液盘流出的温度较高的溴化锂浓溶液，冷侧介质为从吸收器溶液盘流出的温度较低的溴化锂稀溶液，溴化锂浓溶液对进入发生器的溴化锂稀溶液进行预热；所述溶液泵将吸收器溶液盘的溴化锂稀溶液经过溶液换热器输送至发生器。
[0011]进一步的，在蒸发器、吸收器、发生器的顶部分别设置有蒸发器布液装置、吸收器布液装置、发生器布液装置，所述蒸发器布液装置对进入蒸发器的冷剂水进行均匀布液；所述吸收器布液装置对进入吸收器的溴化锂浓溶液进行均匀布液；所述发生器布液装置对进入发生器的溴化锂稀溶液进行均匀布液。
[0012]进一步的，在冷凝器冷剂盘与位于上部的蒸发器壳体之间安装有冷剂水回流管道，冷剂水回流管道上安装冷剂水节流装置，各级蒸发器之间也设置有冷剂水回流管道。
[0013]进一步的，所述冷剂泵用于将位于底部蒸发器的蒸发器冷剂盘中的冷剂水输送至位于蒸发器顶部的蒸发器布液装置，冷剂泵出口的冷剂水可顺序从上部蒸发器依次流入下部蒸发器，或者冷剂泵出口的冷剂水并联进入各级蒸发器。
[0014]进一步的，余热水在发生器和水水板式换热器中换热后，依次从位于底部的蒸发器进入位于上部的蒸发器加热管外的冷剂水，位于底部的蒸发器管外的蒸发压力依次大于位于上部的蒸发器管外的蒸发压力。
[0015]进一步的，余热水在发生器和水水板式换热器中换热后，依次从位于上部的蒸发器进入位于底部的蒸发器加热管外的冷剂水，位于底部的蒸发器管外的蒸发压力依次小于位于上部的蒸发器管外的蒸发压力。
[0016]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术中发生器中通入余热水和低压蒸汽两种热源，当余热水进口温度较高时，电动调节阀关闭，仅使用余热水的高温段作为发生器的驱动热源；当余热水进口温度较低时，开启电动调节阀，补充低压蒸汽和余热水共同作为驱动热源，通过改变电动调节阀开度调节蒸汽流量，进而降低余热水出口温度，并将采暖水加热至规定供水温度；实现了当余热水进口温度发生变化时，自动调节蒸汽流量，保证系统供热负荷和采暖水出口温度满足要求，同时根据余热水进口温度情况补充低压蒸汽作为发生器驱动热源，充分体现了能量的梯级利用，提高了系统的综合热效率；（2）本专利技术设置发生器余热水管束和发生器蒸汽管束，发生器余热水管束位于发生器蒸汽管束的正上方，两个换热管束具有各自独立的管箱、共用一个壳体，其中发生器余热水管束的管内通入余热水，其管外采用水平管降膜式换热方式，溴化锂溶液在管外降膜流动的过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双热源余热回收型热泵及换热机组，其特征在于：包括吸收式热泵、水水板式换热器（1）、溶液换热器（2）、冷剂泵（3）、溶液泵（4），所述吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、发生器（G）和冷凝器（C）；在发生器（G）内设置有发生器余热水管束（17）、发生器蒸汽管束（18），所述发生器余热水管束（17）位于发生器蒸汽管束（18）的正上方，在发生器蒸汽管束（18）的蒸汽进口管道上设置有电动调节阀（19），通过电动调节阀（19）来控制通入发生器蒸汽管束（18）的低压蒸汽开关以及调节蒸汽流量；余热水依次经过发生器（G）、水水板式换热器（1）、蒸发器，余热水的高温段作为发生器（G）的驱动热源；采暖水采用两路并联方式，一路依次经过吸收器、冷凝器（C），一路经过水水板式换热器（1）与余热水直接换热后，两路混合形成采暖水供水。2.根据权利要求1所述的一种双热源余热回收型热泵及换热机组，其特征在于：所述发生器余热水管束（17）、发生器蒸汽管束（18）均包括若干个水平放置的换热管，所述发生器余热水管束（17）与发生器蒸汽管束（18）具有各自独立的管箱且共用一个壳体，其中发生器余热水管束（17）的管内通入余热水，其管外采用水平管降膜式换热方式，发生器蒸汽管束（18）的换热管完全浸没在溴化锂溶液中，管内通入低压蒸汽，其管外采用池沸腾换热方式。3.根据权利要求1所述的一种双热源余热回收型热泵及换热机组，其特征在于：所述蒸发器、吸收器均采用2级或3级换热，同一级的蒸发器和吸收器左右相邻设置且壳程相连通，同级的蒸发器和吸收器壳体中间安装EA挡液板（9），不同级的蒸发器和吸收器均上下设置且壳程之间不连通，不同级的蒸发器、吸收器分别由设置在其底部的蒸发器冷剂盘（13）和吸收器溶液盘（14）分隔成独立的空间，所述蒸发器冷剂盘（13）用于收集蒸发器换热管外未蒸发的冷剂水，所述吸收器溶液盘（14）用于收集吸收器换热管外滴淋下落的溴化锂溶液。4.根据权利要求1所述的一种双热源余热回收型热泵及换热机组，其特征在于：所述发生器（G）和冷凝器（C）为单级换热，所述发生器（G）和冷凝器（C）左右相邻设置且壳程相连通，发生器和冷凝器壳体中间安装GC挡液板（8）；所述发生器（G）设置在位于上部的蒸发器的上方，冷凝器（C）设置在位于上部的吸收器的上方，位于发生器（G）和冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓兰，王世伟，李栓柱，杨志敏，
申请(专利权)人：中船双瑞洛阳特种装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：