冷却器－热泵制造技术

本发明专利技术涉及一种冷却器－热泵，具体公开了一种提供加热和／或制冷效果的装置及其方法，其通过使用双效蒸汽吸收循环或单效蒸汽吸收循环同时提供加热及制冷、仅仅加热或仅仅制冷。本发明专利技术包括给发生器中的吸收剂提供一热量输入以获得浓吸收剂，该浓吸收剂供给与一组蒸发器——所述蒸发器供应以冷凝的制冷剂——配合地设置的一组吸收器，以获得加热和／或制冷效果。在所述过程中使用的热量／能量通过多个热交换器回收，从而使得能量和设施的浪费最小化。本发明专利技术显著地减少了ＣＯ２排放，因此是生态环境友好的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种产生热水的系统。此外，本专利技术还涉及一种获得制冷效果的系统。
技术介绍
许多工业加工需要60_90°C的热水来进行供热，象汽车工业中的喷漆、造纸工业、 食品工业、旅店等。在供热期间消耗大量的能量，这增加了加工的操作成本。通常，用于给 水加热的能量源是化石燃料，包括天然气、液化石油气、石油或者固体燃料。这些燃料可以 直接地消耗或者通过使用源自于上面提到的能量源的电来消耗。可选地，可以使用太阳能、 热泵、热水热回收或地热加热来产生热水。由此产生的热水被送到应用场所，热水在该处失 去热量然后被再循环到热水产生系统。这些工业通常还需要用于各种加工应用的冷却水/ 制冷。制冷通常用于工业中以液化诸如氧气、氮气、丙烷和甲烷之类的气体；用于压缩空 气净化中以从压缩空气中冷凝水蒸汽来降低其水分含量；用于炼油厂、化工厂和石化厂中 以保持低的加工温度；以及用于冶金工业中以回火钢和刀具。热泵对既需要加热水又需要 冷却水的工业应用是理想的，其中可以使用同一机械制冷系统来获得这两种效果。由于严 格的污染控制规定，热泵在工业中的应用已经变得很重要，因为这种技术有助于减少排放、 提高效率并限制使用地下水来冷却。还有，热泵是有效的加热和冷却系统，其显著地降低了 能耗。工业操作中通常使用的热泵基于蒸汽压缩或者蒸汽吸收循环。吸收热泵是热驱动 的，这意味着通过供应热量而不是机械能来驱动所述循环。此外，用于空间的空气调节的吸 收热泵通常是烧煤气的，而工业上的设备通常是由高压蒸汽或废热驱动的。吸收系统利用 液体或盐的吸收工作流体蒸汽的能力来获得加热和冷却效果。蒸汽压缩循环利用来自于机械输入的高等级能量，而蒸汽吸收循环利用的能量输 入来自于废热或源于太阳能集热器的热量。因此，蒸汽吸收热泵极大地降低了操作成本，因 为它们使用的是低等级的废热。还有，相比于蒸汽压缩系统，蒸汽吸收系统使用不破坏臭氧 层的制冷剂(水)且需要的电要少得多。对于其中废热可用于产生蒸汽/热水的工业应用， 这些系统是更为有益的。出于对环境的考虑，对节约能源的需要已经很突出，这导致节能的加热和冷却系 统的发展。越来越多地关注成本节约并有效的热泵的发展——所述热泵可以提供加热和冷 却、因此降低能耗。因此，在工业应用中，蒸汽吸收系统相比于传统的蒸汽压缩热泵获得更 多的关注，因为它们使用很少的能量并且对环境有利。基本的蒸汽吸收循环利用两种流体，制冷剂和吸收剂。锂-溴(Li-Br)-水是最常 用的成对吸收剂-制冷剂。在吸收循环中，低压的制冷剂蒸汽被吸入吸收剂中，释放出大量 的热量。液态的制冷剂/吸收剂溶液被泵送到一高操作压力的发生器中，在发生器中由煤 气燃烧器、蒸汽、热水或高温气体提供热量。热量使得制冷剂从吸收剂中释放出来并蒸发。这些蒸汽流到冷凝器，在冷凝器中释放热量，制冷剂被冷凝成高压液体。此液态制冷剂然后 被送到低压蒸发器中，在蒸发器中其通过吸收热量而蒸发并提供冷却效果。然后，发生器中 浓的吸收剂被送到吸收器，在吸收器中其与从蒸发器返回的低压制冷剂蒸汽重新结合，重 复上述循环。蒸汽吸收机可通过使热的制冷剂(水)蒸汽从高温发生器直接通往蒸发器而 用于供热应用。这些系统使用诸如水蒸汽、热水或离开锅炉、涡轮机或发动机驱动型发电机 的高温气体之类的热源。商业上，吸收热泵可以是单效的或多效的。上面所讨论的过程披露了单效蒸汽吸 收系统的工作。在单效吸收系统中，在将制冷剂蒸汽吸收到富含吸收剂的液流内的化学过 程中所释放的热量被排到环境中。在多效吸收系统中，此能量中的一些被用作驱动力以产 生更多的制冷剂蒸汽。每单位热量输入产生的蒸汽越多，冷却能力就越强，总的操作效率就 越高。双效吸收系统使用两个发生器——包括一高温发生器和一低温发生器，与单个冷凝 器、吸收器和蒸发器配对。传统的蒸汽吸收系统仅能产生高达40-43°C的热水，因此限制了这些系统在工业 中的应用。还有，这些系统仅能通过使热的制冷剂(水)蒸汽从高温发生器直接通往蒸发 器来用于供热。在此操作期间，蒸汽吸收系统仅能起到热水产生器的作用，不能同时获得制 冷效果。在传统类型的加热-冷却系统中，冷却操作与加热操作之间的切换是复杂的，可能 需要象发生器、泵和冷却器之类的附加构件。这增加了在热电输入和设备方面的最初资本 投资和操作及维修成本。因此，需要一种合适的系统来同时提供加热和制冷效果但没有任 何附加的构件和成本。已经做了一些尝试来提供一种同时提供加热和冷却效果的蒸汽吸收热泵，其中一 些列在了下面引用的现有技术中。US 6，405，551B1披露了一种设有制冷循环的加热装置，其能够用于加热、冷却并 供应热水。us 6，405，551中披露的装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及第一和第二热交 换器。第一热交换器始终用作进水或浴水的加热介质，而第二热交换器用于通过选择性地 将该热交换器作为冷凝器或蒸发器来操作、通过适当地切换制冷管来提供加热或冷却。US 6,405, 551中披露的装置主要用于提供温度高达60°的热水，适合于家庭使用。W02009/063494A2披露了一种用于提供制冷效果的锂-溴蒸汽吸收机。 W02009/063494中披露的机器包括一高温发生器，其连接到锅炉以接收固体燃料燃烧的直 接热量输入。W02009/063494中披露的机器仅用于提供制冷效果。大量的能耗和较高的C02 排放是W02009/063494披露的机器的一些缺点。因此，存在对同时提供加热和冷却效果、使用较少的能量、减少C02排放、减少操作 成本并适合于各种应用的系统的需要。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种用于加热和制冷的双重目的应用的装置。本专利技术的另一个目的是提供一种装置，该装置显著地减少了同时实现加热和制冷 所使用的能量。本专利技术的再另一个目的是提供一种系统，该系统相比于传统的热水发生器显著地 减少了产生热水所需的燃料量。本专利技术的又另一个目的是提供一种用于实现制冷的装置，该装置不使用氯氟烃，从而减少了 二氧化碳的排放。 本专利技术的还一个目的是提供一种不需要额外的电能或热量输入来提供制冷的装置。 本专利技术的再还一个目的是提供一种实现加热和制冷的装置，该装置减少了总的初始投资成本。本专利技术的又还一个目的是提供一种实现加热和制冷的装置，该装置减少了日常操 作中的设施使用范围，从而降低了操作成本。本专利技术另外一个目的是提供一种可仅用于提供加热或可仅用于提供制冷的装置。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种在高温热量输入和低温热量输入的条件下实现加热及制 冷、仅仅制冷和仅仅加热的装置，所述装置包括冷凝器、蒸汽发生器、低压蒸发器、低压吸收 器、高压蒸发器、高压吸收器、快速热交换器、第一低温热交换器、第二低温热交换器和热回 收单元，可选地包括低温发生器、废热交换器和高温热交换器；其特征在于所述冷凝器选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上(i)高压 吸收器、快速热交换器和废热交换器；(ii)高压吸收器、热回收单元、快速热交换器和废热 交换器；(iii)高压吸收器；(iv)高压吸收器和快速热交换器；(ν)高压吸收器、热回收单 元和快速热交换器；所述蒸汽发生器选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上(i) 低温发生器、高温热交换器和热回收单元；(ii本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在高温热量输入和低温热量输入的条件下实现加热及制冷、仅仅制冷和仅仅加热的装置，所述装置包括冷凝器、蒸汽发生器、低压蒸发器、低压吸收器、高压蒸发器、高压吸收器、快速热交换器、第一低温热交换器、第二低温热交换器和热回收单元，可选地包括低温发生器、废热交换器和高温热交换器；　　其特征在于：　　所述冷凝器选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上：（ｉ）高压吸收器、快速热交换器和废热交换器；（ｉｉ）高压吸收器、热回收单元、快速热交换器和废热交换器；（ｉｉｉ）高压吸收器；（）低压吸收器、高压吸收器和第二低温热交换器；（ｉｉ）低压吸收器和第二低温热交换器；（ｉｉｉ）高压吸收器和蒸汽发生器；（ｉｖ）低压吸收器、高压吸收器和蒸汽发生器；　　所述第二低温热交换器选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上：（ｉ）高压吸收器、第一低温热交换器、高温热交换器和低温发生器；（ｉｉ）第一低温热交换器和高温热交换器；（ｉｉｉ）低压吸收器、快速热交换器和蒸汽发生器；　　所述热回收单元选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上：（ｉ）高压吸收器和蒸汽发生器；（ｉｉ）冷凝器和蒸汽发生器；（ｉｉｉ）蒸汽发生器；　　所述低温发生器选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上：（ｉ）蒸汽发生器、高温热交换器、废热交换器和第二低温热交换器；（ｉｉ）蒸汽发生器、废热交换器和第二低温热交换器；所述废热交换器选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上：（ｉ）低温发生器、冷凝器、高温热交换器和快速热交换器；（ｉｉ）低温发生器、冷凝器和快速热交换器；（ｉｉｉ）快速热交换器和高温热交换器；　　所述高温热交换器选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上：（ｉ）蒸汽发生器、低温发生器、第二低温热交换器和废热交换器；（ｉｉ）蒸汽发生器、低温发生器和第二低温热交换器；（ｉｉｉ）蒸汽发生器、第二低温热交换器和废热交换器；（ｉｖ）蒸汽发生器、第二低温热交换器、低压吸收器和高压吸收器；（ｖ）蒸汽发生器、低压吸收器、第二低温热交换器和废热交换器。ｉｖ）高压吸收器和快速热交换器；（ｖ）高压吸收器、热回收单元和快速热交换器；　　所述蒸汽发生器选择性地连接到从包括如下组的系列中选出的一组设备上：（ｉ）低温发生器、高温热交换器和热回收单元；（ｉｉ）低温发生器、低压蒸发器、高温热交换器和热回收单元；（ｉｉｉ）热回收单元、第一低温热交换器和第二...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R巴卢，P巴布，K斯瓦普纳，
申请(专利权)人：萨曼斯有限公司，
类型：发明
国别省市：IN[印度]