氨水吸收式制冷与热泵两用系统及供冷与供热方法技术方案

氨水吸收式制冷与热泵两用系统及供冷与供热方法涉及以氨水为工质，利用低品位热能的制冷和热泵系统及采用该系统的供冷与供热方法，该系统包括发生器、精馏器、分凝器、溶液节流阀、吸收器、第一溶液换热器、第一溶液泵、贮液槽、过冷器、氨节流阀，该系统还包括再吸器、解析器、平衡液管、第二溶液换热器和第二溶液泵，其中，发生器、精馏器和分凝器串连连接，分凝器的氨气输出端通过氨气管线与再吸器的氨气输入端相连，使该装置在保证供热温度的前提下，系统内最高压力参数与制冷模式基本相同，从而在同一套氨水吸收式系统上，根据不同的季节，可以安全地实现制冷或热泵两用功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸收式制冷与热泵两用系统及采用该系统的供冷与供热方法，尤其涉及以氨水为工质，利用低品位热能的制冷和热泵系统及采用该系统的供冷与供热方法。
技术介绍
氨水吸收式制冷循环是一种以热能为驱动的逆向循环，其特点是直接以热能为动力，只需消耗少量的辅助电能，便可以实现制冷逆向循环。吸收式制冷逆向循环与第一类(增量型)吸收式热泵逆向循环流程基本是相同的，只是使用的目的有所不同。前者着眼于获得冷量，而后者则在于获得较高温度的热量。如果我们在研究吸收式制冷逆向循环中，注意到这一逆向循环的双重作用，自然会想到，是否可以像压缩式制冷机一样，在同一套吸收式制冷逆向循环装置上，根据需求，使其在不同的工作条件下产生不同的效果，即制冷与供热。不论是氨水吸收式制冷逆向循环原理，还是其实际工业应用，都很成熟。现有技术中的单级氨水吸收式制冷装置由发生器、精馏器、分凝器、溶液节流阀、吸收器、溶液换热器、溶液泵、贮液槽、冷凝器、过冷器、蒸发器组成。在热源的温度为150℃，冷却水为32℃，单级氨水吸收式制冷系统可以在蒸发器向外界提供-30～5℃品位的冷量，这是制冷循环模式。如果保持热源温度不变，蒸发温度为0℃，蒸发器从环境介质中(如空气、工业废水或循环水)吸取热量，将冷凝温度由37℃提高到供热温度65℃，那么制冷模式将改变为制热模式，在该模式下，蒸发器从环境中吸取热量，提高温度品位后由吸收器、分凝器、吸收器供出热水，即为第一类吸收式热泵。从理论上讲，上述分析是正确的，但在实施时会遇到不少问题，其中最为突出的就是在循环系统内高压部分的压力随着供热温度的提高而上升，当冷凝温度达到供热温度65℃时，冷凝器压力近似为3MPa。如果两种运行模式在设计时仅满足制冷工况条件下的高压部件强度要求，那么受压力的限制，供热时的最高温度不能超过40℃。如果设计压力满足供热条件，势必要提高系统高压部件的耐压强度，无疑会使设备投资增加，带来诸多不安全因素。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种氨水吸收式制冷与热泵两用系统及采用该系统的供冷与供热方法，使该装置在保证供热温度的前提下，系统内最高压力参数与制冷模式基本相同，从而在同一套氨水吸收式系统上，根据不同的季节，可以安全地实现制冷或热泵两用功能。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术的氨水吸收式制冷与热泵两用系统包括发生器、精馏器、分凝器、溶液节流阀、吸收器、第一溶液换热器、第一溶液泵、贮液槽、过冷器、氨节流阀，该系统还包括再吸器、解析器、平衡液管、第二溶液换热器和第二溶液泵，其中，发生器、精馏器和分凝器串连连接，分凝器的氨气输出端通过氨气管线与再吸器的氨气输入端相连，再吸器的出液管口通过氨液管线与第二溶液换热器氨液入口相连，第二溶液换热器氨液出口通过氨液管线与过冷器氨液入口相连，过冷器氨液出口通过氨液管线与氨节流阀氨液入口相连，氨节流阀氨液出口通过氨液管线与解析器氨液入口相连；解析器稀氨液出口通过稀氨液管线与第二溶液泵稀氨液入口相连，第二溶液泵稀氨液出口通过稀氨水管线与第二溶液换热器稀氨水入口相连，第二溶液换热器稀氨水出口通过稀氨水管线与再吸器稀氨水入口相连；解析器稀氨液出口与第二溶液泵稀氨液入口之间通过稀氨液管线串接有第一截止阀；在贮液槽浓氨水的出口与第二溶液泵稀氨液出口之间串接有一平衡液管和第三截止阀；贮液槽浓氨水的出口与第二溶液泵稀氨液入口之间在相连的管线上串接有第二截止阀；吸收器的第一平衡管口与贮液槽的第二平衡管口之间在相连的平衡管线上串接有第六截止阀，吸收器的第一平衡管口与解析器的第三平衡管口在相连的平衡管线上串接有第六截止阀和第五截止阀，贮液槽的第二平衡管口与解析器的第三平衡管口在相连的辅助管线上串联有第五截止阀；发生器稀氨水输出端与第一溶液换热器稀氨水输入端相连，第一溶液换热器稀氨水输出端通过溶液节流阀与吸收器稀氨水输入端相连，吸收器氨气进口与过冷器氨气出口相连，过冷器氨气进口与解析器氨气出口相连，贮液槽浓氨水进口与吸收器浓氨水出口相连，贮液槽浓氨水出口通过第四截止阀和第一溶液泵与第一溶液换热器的浓氨水进口相连，第一溶液换热器浓氨水出口与精馏器的中部相连，加热蒸汽管线由发生器蒸汽进口引入，从发生器凝结水出口引出；冷却水管线从吸收器的冷却水进口引入，从吸收器冷却水出口引出后引入分凝器冷却水进口，从分凝器冷却水出口引出后引入再吸器冷却水进口，从再吸器冷却水出口引出；载冷剂管线由解析器载冷剂进口引入，从解析器载冷剂出口引出。其中，再吸器为筛板喷淋式结构；解析器为满液煮沸式结构。本专利技术还提供了氨水吸收式制冷与热泵两用系统的制冷与供热方法，供热方法是第一截止阀、第四截止阀和第六截止阀开启，第三截止阀、第二截止阀、第五截止阀关闭，浓氨水溶液由贮液槽通过第四截止阀、第一溶液泵、第一溶液换热器后送入精馏器，在发生器、精馏器和分凝器中产生高纯度的氨蒸汽以及氨水稀溶液；氨气进入再吸器，被从解析器出来并经第一截止阀、第二溶液泵、第二溶液换热器至再吸器的氨水所吸收，吸收后的高浓度的氨水经第二溶液换热器、过冷器及氨节流阀进入解析器，在解析器中吸收冷源热载体的热量而被解析汽化，解析汽化后的氨气由经过冷器进入吸收器，被来自发生器并经第一溶液换热器和溶液节流阀进入吸收器的稀氨水溶液所吸收；出解析器的氨水溶液经第一截止阀、第二溶液泵，第二溶液换热器送入再吸器，供热热水串联通过吸收器、分凝器、再吸器得到升温，实现供热功能，环境水通过解析器而降温，加热蒸汽在发生器内放出热量而凝结排出；制冷方法是关闭第四截止阀和第二截止阀，开启第三截止阀和第五截止阀，将解析器中的溶液通过第二溶液泵送入贮液槽，然后关闭第一截止阀、第三截止阀和第五截止阀，开启第四截止阀，溶液处理过程结束；浓氨水溶液由贮液槽通过第四截止阀、第一溶液泵、第一溶液换热器后送入精馏器，在发生器、精馏器和分凝器中产生高纯度的氨蒸汽以及氨水稀溶液；氨气进入再吸器(在制冷模式下再吸器当作冷凝器使用)被冷却水冷凝，冷凝的氨液经第二溶液换热器(在制冷模式下此换热器不起作用，仅作为流体通道使用)、过冷器及氨节流阀进入解析器，在解析器中吸收被冷却物体(如冷媒水)的热量而汽化，汽化后的氨气由经过冷器进入吸收器，被来自发生器并经第一溶液换热器和溶液节流阀进入吸收器的稀氨水溶液所吸收；冷却水串联通过吸收器、分凝器、再吸器，冷媒水通过解析器而降温实现制冷功能，加热蒸汽在发生器内放出热量而凝结排出。有益效果由于本专利技术提供的氨水吸收式制冷与热泵两用系统在现有技术单级氨水吸收式制冷装置的基础上增加了一溶液换热器和一溶液泵及相应管路，并将单级氨水吸收式制冷装置中的冷凝器改为筛板喷淋式结构作再吸器使用，制冷时作冷凝器使用，供热时作再吸器使用；将单级氨水吸收式制冷装置中的蒸发器当作解析器使用。在热泵模式下，通过调整再吸器与解析器之间循环的氨水浓度，使得该系统在满足供热温度的条件下能够不超过制冷模式下系统的最高压力，从而在同一套氨水吸收式系统上，根据不同的季节，可以实现制冷或热泵供热两用功能。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明；图1是氨水吸收式制冷与热泵两用系统示意图。图中有发生器1、精馏器2、分凝器3、溶液节流阀4、吸收器5、第一溶液换热器6、第一溶液泵7、贮液槽8、再吸器9、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨水吸收式制冷与热泵两用系统，包括发生器（１）、精馏器（２）、分凝器（３）、溶液节流阀（４）、吸收器（５）、第一溶液换热器（６）、第一溶液泵（７）、贮液槽（８）、过冷器（１０）、氨节流阀（１１），其特征在于，该系统还包括再吸器（９）、解析器（１２）、平衡液管（１５）、第二溶液换热器（１３）和第二溶液泵（１４），其中，发生器（１）、精馏器（２）和分凝器（３）串连连接，分凝器（３）的氨气输出端（３ａ）通过氨气管线与再吸器（９）的氨气输入端（９ｃ）相连，再吸器（９）的出液管口（９ｂ）通过氨液管线与第二溶液换热器氨液入口（１３ａ）相连，第二溶液换热器氨液出口（１３ｂ）通过氨液管线与过冷器氨液入口（１０ａ）相连，过冷器氨液出口（１０ｂ）通过氨液管线与氨节流阀氨液入口（１１ａ）相连，氨节流阀氨液出口（１１ｂ）通过氨液管线与解析器氨液入口（１２ａ）相连；解析器稀氨液出口（１２ｂ）通过稀氨液管线与第二溶液泵稀氨液入口（１４ａ）相连，第二溶液泵稀氨液出口（１４ｂ）通过稀氨水管线与第二溶液换热器稀氨水入口（１３ｃ）相连，第二溶液换热器稀氨水出口（１３ｄ）通过稀氨水管线与再吸器稀氨水入口（９ａ）相连；解析器稀氨液出口（１２ｂ）与第二溶液泵稀氨液入口（１４ａ）之间通过稀氨液管线串接有第一截止阀（ａ）；在贮液槽浓氨水的出口（８ｂ）与第二溶液泵稀氨液出口（１４ｂ）之间串接有一平衡液管（１５）和第三截止阀（ｃ）；贮液槽浓氨水的出口（８ｂ）与第二溶液泵稀氨液入口（１４ａ）之间在相连的管线上串接有第二截止阀（ｂ）；吸收器（５）的第一平衡管口（５ｆ）与贮液槽（８）的第二平衡管口（８ｃ）之间在相连的平衡管线上串接有第六截止阀（ｆ），吸收器（５）的第一平衡管口（５ｆ）与解析器（１２）的第三平衡管口（１２ｃ）在相连的平衡管线上串接有第六截止阀（ｆ）和第五截止阀（ｅ），贮液槽（８）的第二平衡管口（８ｃ）与解析器（１２）的第三平衡管口（１２ｃ）在相连的辅助管线上串联有第五截止阀（ｅ）；发生器稀氨水输出端（１ｂ）与第一溶液换热器稀氨水输入端（６ａ）相连，第一溶液换热器稀氨水输出端（６ｂ）通过溶液节流阀（４）与吸收器稀氨水输入端（５ａ）相连，吸收器氨气进口（５ｂ）与过冷器氨气出口（１０ｄ）相连，过冷器氨气进口（１０ｃ）与解析器氨气出口（１２ｄ）相连，贮液槽浓氨水进口（８ａ）与吸收器浓氨水出口（５ｃ）相连，贮液槽浓氨水出口（８ｂ）通过第四截止阀（ｄ）和第一溶...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜垲，张小松，李舒宏，蔡亮，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]