本發(fā)明涉及一種第一類溴化鋰吸收式熱泵機組。屬制冷設備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前我國在油田、化工、冶金、焦化等行業(yè)存在大量的如采油分離水、工藝廢水、低溫廢熱水等低品位熱源，同時我們在生產(chǎn)工藝和生活中又需要大量的中溫熱源，在既有低品位余熱又需要中溫熱源的場合，采用第一類溴化鋰吸收式熱泵機組提取低溫余熱水的熱量，制取出比低溫熱源高40℃以上的中溫熱源，可節(jié)省大量40%以上的燃料，實現(xiàn)了能源的綜合利用，取得了較好的經(jīng)濟效益。標準的直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組（如圖1）由直燃發(fā)生器1、冷凝器2、蒸發(fā)器4、吸收器5、溶液熱交換器3、溶液泵8、冷劑泵10、抽真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)（圖中未示出）及連接各部件的管路、閥門等構(gòu)成。制熱流程是低溫余熱水進入蒸發(fā)器4傳熱管內(nèi)，冷劑泵10將冷劑水液囊9中的冷劑水抽出并噴淋在蒸發(fā)器4內(nèi)的傳熱管表面，吸收流經(jīng)傳熱管內(nèi)余熱水的熱量，汽化成冷劑蒸汽，余熱水在放出熱量后溫度降低流出機組；吸收余熱水熱量后產(chǎn)生的冷劑蒸汽流入吸收器5，被吸收器頂部淋下的溴化鋰濃溶液吸收。溴化鋰濃溶液在吸收冷劑蒸汽時放出冷劑蒸汽的凝結(jié)熱，加熱流經(jīng)吸收器傳熱管內(nèi)的熱水，使其溫度升高后流出吸收器；溴化鋰濃溶液在吸收冷劑蒸汽后濃度越來越低，匯集在吸收器底部，被溶液泵8抽出，經(jīng)熱交換器升溫后進入直燃發(fā)生器1，在直燃發(fā)生器中被加熱濃縮，分離出冷劑蒸汽。濃溶液經(jīng)熱交換器傳熱管間與溴化鋰稀溶液進行熱量交換后流回吸收器4，繼續(xù)吸收蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽；而直燃發(fā)生器中產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽流入冷凝器2內(nèi)，加熱流經(jīng)冷凝器2傳熱管內(nèi)的熱水，使其溫度繼續(xù)升高后流出機組供用戶使用，同時冷劑蒸汽放出熱量后冷凝成冷劑水，進入蒸發(fā)器。因蒸發(fā)器中壓力較低，進入蒸發(fā)器的冷劑水一部分閃發(fā)成冷劑蒸汽，另一部分冷劑水則因熱量被閃發(fā)的那一部分帶走而降溫成飽和溫度的冷劑水，流入蒸發(fā)器底部液囊。上述過程不斷循環(huán)進行，即可不斷地回收余熱水熱量制取所需的中溫熱源。但是，在生產(chǎn)工藝檢修期間或其他原因，發(fā)生余熱水斷水情況，沒有余熱熱量加入，熱泵機組就只能停機，無法制取出所需的中溫熱源。如何才能解決在發(fā)生余熱水斷水情況，沒有余熱熱量加入的條件下，直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組不需停機仍能為用戶制取出所需的中溫熱源，成為目前研究的重要課題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種在余熱水發(fā)生斷水情況，沒有余熱熱量加入的條件下，機組不需停機仍能為用戶制取出所需的中溫熱源的帶直接供熱的直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組。

本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的：一種帶直接供熱的直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組，包括直燃發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器、溶液泵和冷劑泵，其特征在于：在溶液泵出口管與冷劑水液囊之間增設一稀溶液旁通管，并在其上設置一稀溶液旁通閥；在冷凝器冷劑水進蒸發(fā)器的U型管上增設一冷凝器冷劑水切換球閥，同時在該冷凝器冷劑水切換球閥前的冷凝器冷劑水進蒸發(fā)器的U型管與吸收器筒體底部之間增設一冷凝器冷劑水旁通管，并在其上設置一冷凝器冷劑水旁通閥。

熱泵機組外部條件（指燃料、余熱水、熱水條件）正常情況下，稀溶液旁通閥、冷凝器冷劑水旁通閥處于關(guān)閉狀態(tài)，冷凝器冷劑水切換球閥處于開啟狀態(tài)，熱泵機組仍然按以往的供熱流程運行。

當外部條件發(fā)生余熱水斷水非正常情況下，稀溶液旁通閥、冷凝器冷劑水旁通閥處于開啟狀態(tài)，冷凝器冷劑水切換球閥處于關(guān)閉狀態(tài)，熱泵機組按本發(fā)明的直接供熱流程運行。 此時，直燃發(fā)生器通過燃料燃燒加熱溶液使稀溶液濃縮成濃溶液并分離出冷劑蒸汽，熱水仍然先進入吸收器再進入冷凝器，熱水在冷凝器中吸收來自直燃發(fā)生器冷劑蒸汽的凝結(jié)熱量而升溫，凝結(jié)后的冷劑水經(jīng)冷凝器冷劑水旁通管直接進入吸收器筒體底部，與吸收器內(nèi)淋下的濃溶液混合成為稀溶液，稀溶液由溶液泵送入直燃發(fā)生器內(nèi)濃縮，上述過程不斷循環(huán)進行，在沒有余熱熱量加入的條件下，用燃料燃燒直接供熱方式制取出所需的中溫熱源。由于余熱水斷水，沒有余熱熱量加入，蒸發(fā)器內(nèi)就蒸發(fā)不出冷劑蒸汽供吸收器濃溶液吸收，但吸收器傳熱管內(nèi)有比濃溶液溫度低的熱水流過，淋在吸收器傳熱管外的濃溶液濃度不變而溫度會降低，使吸收壓力降低，蒸發(fā)壓力也就降低，蒸發(fā)器傳熱管內(nèi)存的未放空的余熱水的熱量就會被吸走而溫度降低，為防止蒸發(fā)器傳熱管凍管，經(jīng)稀溶液旁通管將部分稀溶液旁通入冷劑水液囊中冷劑水溫度就會提升，由冷劑泵將混入溶液的冷劑水送入蒸發(fā)器傳熱管表面，蒸發(fā)器傳熱管表面溫度升高，此循環(huán)也同時在不斷的進行，這樣就杜絕了蒸發(fā)器凍管的潛在因素，保證了在余熱水斷水非正常情況下，帶直接供熱的直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組能夠安全穩(wěn)定運行。

當外部條件恢復正常時，即有余熱水流過蒸發(fā)器傳熱管內(nèi)時，帶直接供熱的直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組只需將上述中的閥門進行切換，就可按以往熱泵供熱流程運行，繼續(xù)回收余熱水的余熱，制取所需的中溫熱源。在直接供熱流程轉(zhuǎn)入熱泵供熱流程的初期，由于蒸發(fā)器冷劑水中混入了稀溶液，所以需要打開蒸發(fā)器冷劑水旁通閥，進行冷劑水再生處理，直到冷劑水比重合格。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過在以往直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組基礎上，在溶液泵出口管與冷劑水液囊之間增設一稀溶液旁通管，并在其上設置一稀溶液旁通閥；在冷凝器冷劑水進蒸發(fā)器的U型管上增設一冷凝器冷劑水切換球閥，同時在該冷凝器冷劑水切換球閥前的冷凝器冷劑水進蒸發(fā)器的U型管與吸收器筒體底部之間增設一冷凝器冷劑水旁通管，并在其上設置一冷凝器冷劑水旁通閥。可實現(xiàn)兩種功能：一種在外部條件正常情況下提取余熱水熱量制取所需的中溫熱源；另一種在外部條件發(fā)生余熱水斷水非正常情況下，只需通過機組本身的閥門切換，熱泵機組就可從原來的供熱流程轉(zhuǎn)換到直接供熱流程，在沒有余熱熱量加入情況下，制取出所需的中溫熱源。操作非常簡便，解決了以往余熱水斷水情況下，熱泵機組只能停機無法制取所需中溫熱源的重大問題，避免了對生產(chǎn)工藝或生活造成的不利影響。由于熱泵自身實現(xiàn)了余熱水斷水情況時仍能制取中溫熱源，系統(tǒng)就不需設置備用的換熱器，也就減小了系統(tǒng)投資成本。所以，本發(fā)明還具有非常好的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為以往直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組流程示意圖。

圖2為本發(fā)明帶直接供熱的直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組流程示意圖。

圖中：

直燃發(fā)生器1

冷凝器2

溶液熱交換器3

蒸發(fā)器4

吸收器5

稀溶液液囊6

溶液泵出口管7

溶液泵8

冷劑水液囊9

冷劑泵10

冷劑水取樣閥11

蒸發(fā)器冷劑水旁通閥12

蒸發(fā)器冷劑水調(diào)節(jié)閥13

U型管14、稀溶液旁通管15

稀溶液旁通閥16

冷凝器冷劑水旁通管17

冷凝器冷劑水旁通閥18

冷凝器冷劑水切換球閥19。

具體實施方式

如圖2所示，本發(fā)明是在以往直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組基礎上，在溶液泵出口管7與冷劑水液囊9之間增設一稀溶液旁通管15，并在其上設置一稀溶液旁通閥16；在冷凝器冷劑水進蒸發(fā)器的U型管14上增設一冷凝器冷劑水切換球閥19，同時在該冷凝器冷劑水切換球閥前的冷凝器冷劑水進蒸發(fā)器的U型管14與吸收器5筒體底部之間增設一冷凝器冷劑水旁通管17，并在其上設置一冷凝器冷劑水旁通閥18。

熱泵機組外部條件（指燃料、余熱水、熱水條件）正常情況下，稀溶液旁通閥16、冷凝器冷劑水旁通閥18處于關(guān)閉狀態(tài)，冷凝器冷劑水切換球閥19處于開啟狀態(tài)，熱泵機組仍然按以往的供熱流程運行。

當外部條件發(fā)生余熱水斷水非正常情況下，稀溶液旁通閥16、冷凝器冷劑水旁通閥18處于開啟狀態(tài)，冷凝器冷劑水切換球閥19處于關(guān)閉狀態(tài)，熱泵機組按本發(fā)明的直接供熱流程運行。 此時，直燃發(fā)生器通過燃料燃燒加熱溶液使稀溶液濃縮成濃溶液并分離出冷劑蒸汽，熱水仍然先進入吸收器5再進入冷凝器2，熱水在冷凝器2中吸收來自蒸汽發(fā)生器1冷劑蒸汽的凝結(jié)熱量而升溫，凝結(jié)后的冷劑水經(jīng)冷凝器冷劑水旁通管17直接進入吸收器筒體底部，與吸收器5內(nèi)淋下的濃溶液混合成為稀溶液，稀溶液由溶液泵8送入直燃發(fā)生器1內(nèi)濃縮，直燃發(fā)生器1發(fā)生出來的冷劑蒸汽進入冷凝器2凝結(jié)，上述過程不斷循環(huán)進行，在沒有余熱熱量加入的條件下， 用直接供熱方式制取出所需的中溫熱源。由于余熱水斷水，沒有余熱熱量加入，蒸發(fā)器4內(nèi)就蒸發(fā)不出冷劑蒸汽供吸收器5濃溶液吸收，但吸收器傳熱管內(nèi)有比濃溶液溫度低的熱水流過，所以，淋在吸收器5傳熱管外的濃溶液濃度不變而溫度會降低，使吸收壓力降低，蒸發(fā)壓力也就降低，蒸發(fā)器4傳熱管內(nèi)存的未放空的余熱水的熱量就會被吸走而溫度降低，為防止蒸發(fā)器傳熱管凍管，通過稀溶液旁通管15將部分稀溶液旁通入冷劑水液囊9中，冷劑水溫度就會提升，由冷劑泵10將混入溶液的冷劑水送入蒸發(fā)器傳熱管表面，蒸發(fā)器傳熱管表面溫度升高，此循環(huán)與溶液循環(huán)同時在不斷的進行，這樣就杜絕了蒸發(fā)器凍管的潛在因素，保證了在余熱水斷水非正常情況下，帶直接供熱的直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組能夠安全穩(wěn)定運行。

當外部條件恢復正常時，即有余熱水流過蒸發(fā)器傳熱管內(nèi)時，帶直接供熱的直燃型第一類溴化鋰吸收式熱泵機組只需將上述中的閥門進行切換，就可按以往熱泵供熱流程運行，繼續(xù)回收余熱水的余熱，制取所需的中溫熱源。在直接供熱流程轉(zhuǎn)入熱泵供熱流程的初期，由于蒸發(fā)器冷劑水中混入了稀溶液，所以需要打開蒸發(fā)器冷劑水旁通閥，進行冷劑水再生處理，直到冷劑水比重合格。

以上方案適用于所述熱泵機組可以是帶冷劑熱回收器的機組（圖中所示）、也可以是二段或二段以上機組（圖中所示）。