多能源利用型溴化鋰吸收式冷溫水機的開發(fā)應(yīng)用_secret

1、多能源利用型溴化鋰吸收式冷溫水機的開發(fā)應(yīng)用摘 要：為推廣節(jié)能產(chǎn)品的實際應(yīng)用，本文介紹了一種多能源綜合利用型溴化鋰吸收式冷溫水機,此產(chǎn)品集合了低溫水單效機和直燃雙效機的優(yōu)勢，可實現(xiàn)太陽能、內(nèi)燃機缸套冷卻水、熱電廠及工藝廢熱水、天然氣、輕柴油、地下井水等多種能源的綜合利用，并且運行經(jīng)濟(jì)，節(jié)能環(huán)保。對其工作原理和性能特點進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹說明，并給出了一具體工程應(yīng)用實例說明。關(guān)鍵詞：溴化鋰吸收式冷溫水機 太陽能 熱泵 1 引言能源是人類生存的基本條件和社會發(fā)展的原動力，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，能源問題已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點問題之一。我國是世界上最大的發(fā)展中國家，煤炭產(chǎn)量居世界前列，發(fā)

2、電設(shè)備總?cè)萘繛槭澜绲谒模丝谄骄茉凑加辛績H及發(fā)達(dá)國家的120。此外，能源利用率低，一次能源利用率為30，僅為日本的12，比世界平均水平還要低3個百分點。能源是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個主要因素，在這種情況下，節(jié)能已成為解決能源問題的一個公認(rèn)的重要途徑，被比作開發(fā)“第五大能源”，與煤炭、石油及天然氣、水力和核能相提并論，這是毫不夸張的。因此我國的能源政策被定位為：開發(fā)與節(jié)約并重。太陽能是一種能量巨大而清潔的能源，且我國的太陽能資源十分豐富，但是由于其能量密度偏小，且不穩(wěn)定，很難保證能源穩(wěn)定持續(xù)的供給，因此發(fā)展受到了極大的限制。另外，地源熱泵的興起也是我國能源政策實施的一大表現(xiàn)之一，地源具有能量輸

3、入穩(wěn)定、清潔等很多優(yōu)點，受到了眾多相關(guān)業(yè)界的青睞。除可開發(fā)新能源之外，工業(yè)余熱和電廠廢熱的回收利用也受到了相當(dāng)?shù)闹匾?，工業(yè)余熱資源的量很大，分布面廣，溫度范圍也很寬。但根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計，我國工業(yè)余熱的資源回收率僅為33.5%，即2/3的余熱資源尚未被利用。在電力方面，在各種形式的發(fā)電過程中都會產(chǎn)生不同形式的余熱能源，包括蒸汽、熱水和高溫?zé)煔?，這些余熱如果能夠加以回收利用，將會大大提高能源利用率及當(dāng)量熱力系數(shù)。而多能源綜合利用型溴化鋰吸收式冷溫水機則極好的響應(yīng)了能源政策，它可以集利用太陽能，地源等新興能源或回收工業(yè)余熱、發(fā)電機廢熱于一體為消費者提供所需熱量與冷量，具有良好的使用價值及發(fā)展前景。2

4、 多能源綜合利用型溴化鋰吸收式冷溫水機的開發(fā)背景溴化鋰吸收式制冷機與傳統(tǒng)的壓縮式制冷機不同之處在于它使用熱能作為驅(qū)動能源，而非電能。它以溴化鋰溶液為吸收劑，以蒸汽、熱水、燃油/燃?xì)庵苯尤紵a(chǎn)生的熱量或其它廢熱作為熱源，利用蒸發(fā)、吸收的原理來實現(xiàn)制冷目的。在當(dāng)今用電緊張的時代，具有很高的推廣價值。目前所采用的溴化鋰吸收式制冷機按能量利用的程度可分為單效、雙效、三效或多效型吸收式制冷機。單效吸收式制冷機循環(huán)原理如圖1所示使用熱水或蒸汽（壓力12.5kg/cm2.G）作為熱源，實現(xiàn)供冷功能，分為熱水單效型和蒸汽單效型兩種。雙效吸收式制冷機的循環(huán)原理如圖2所示：使用蒸汽（壓力2.58kg/cm2.G）

5、或燃油/燃?xì)庵苯尤紵a(chǎn)生的熱量作為熱源，實現(xiàn)供冷、供熱功能，可分為蒸汽雙效型和直燃雙效型兩大類。如果采用傳統(tǒng)的單臺溴化鋰吸收式制冷機無法實現(xiàn)多能源的同時綜合利用，下面介紹一種新型產(chǎn)品-多能源綜合利用型溴化鋰吸收式冷溫水機，可以單獨或同時利用太陽能、地下水源、天然氣、輕柴油等滿足功能要求。圖1 單效吸收式制冷機循環(huán)原理圖圖 雙效吸收式制冷機循環(huán)原理圖3 產(chǎn)品介紹圖 新產(chǎn)品循環(huán)原理圖圖 單效機單獨運轉(zhuǎn)示意圖3.1新產(chǎn)品循環(huán)原理見圖3多能源綜合利用型溴化鋰吸收式冷溫水機由蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、低溫?zé)嵩从美淠?、低溫再生器、低溫?zé)嵩从迷偕?、高溫再生器、低溫?zé)峤粨Q器、高溫?zé)峤粨Q器、冷劑泵、溶液泵及連

6、接配管組成。低溫?zé)嵩从美淠魍ㄟ^冷劑管連通冷凝器，低溫?zé)嵩从美淠骼鋮s水管與冷凝器冷卻水管相連通，低溫?zé)嵩从迷偕髦型ㄈ虢橘|(zhì)為熱水的熱源，熱源管上裝置電動三通閥用于負(fù)荷的調(diào)節(jié)。高溫再生器設(shè)置煙氣管路，燃料可以以油或氣為能源。3.2夏季制冷運轉(zhuǎn)時的三種運行模式：3.2.1外界熱源充足時，低溫水單效機單獨運轉(zhuǎn)循環(huán)原理如圖所示： 吸收器內(nèi)的稀溶液經(jīng)溶液泵、低溫?zé)峤粨Q器流入低溫?zé)嵩从迷偕?，被單效熱源（太陽能熱水或余熱熱水）加熱濃縮，再由低溫?zé)嵩从迷偕鞒鰜砗蠼?jīng)低溫?zé)峤粨Q器，進(jìn)入吸收器，滴淋在傳熱管上，吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽，成為稀溶液；另一方面，低溫?zé)嵩从迷偕鳟a(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入低溫?zé)嵩从美淠鞅?/p>

7、冷卻，然后由低溫?zé)嵩从美淠鬟M(jìn)入冷凝器，經(jīng)過減壓節(jié)流，變成低溫冷劑水進(jìn)入蒸發(fā)器，噴淋在傳熱管上，蒸發(fā)冷卻進(jìn)入蒸發(fā)器的冷水。以上循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，達(dá)到制取低溫冷水的目的。3.2.2無外界熱源時，直燃雙效機單獨運轉(zhuǎn)循環(huán)原理如圖所示：吸收器內(nèi)的稀溶液經(jīng)溶液泵、低溫?zé)峤粨Q器流經(jīng)低溫?zé)嵩从迷偕?，再?jīng)由溶液泵進(jìn)入直燃高溫再生器。經(jīng)過直燃高溫再生器的加熱濃縮成為中間濃度溶液再經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器，進(jìn)入低溫再生器，由來自直燃高溫再生器的冷劑蒸汽進(jìn)一步加熱濃縮成為最終濃溶液流經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器后進(jìn)入吸收器，滴淋在傳熱管上，吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽，成為稀溶液；另一方面，高溫再生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入低溫再生器加熱該部位的溶液

8、后，自身凝結(jié)成冷劑水，和低溫再生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽一起進(jìn)入冷凝器被冷卻，再經(jīng)過減壓節(jié)流，變成低溫冷劑水進(jìn)入蒸發(fā)器，噴淋在蒸發(fā)器內(nèi)的傳熱管上，蒸發(fā)冷卻傳熱管內(nèi)的冷水。以上循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，達(dá)到制取低溫冷水的目的。圖5 直燃雙效機單獨運轉(zhuǎn)循環(huán)原理圖3.2.3外界熱源不足時，直燃雙效機與低溫水單效機同時運轉(zhuǎn)循環(huán)原理如圖6所示：圖6 同時運轉(zhuǎn)循環(huán)原理圖吸收器內(nèi)的稀溶液經(jīng)溶液泵經(jīng)過低溫?zé)峤粨Q器進(jìn)入低溫?zé)嵩从迷偕?，被單效熱源（太陽能加熱熱水或余熱加熱熱水）加熱濃縮為一次中間濃度溶液，再經(jīng)由溶液泵，將此溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器泵入直燃高溫再生器進(jìn)一步加熱濃縮，成為二次中間濃度溶液后再經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器進(jìn)入低溫再生器，被來

9、自高溫再生器的冷劑蒸汽進(jìn)行最后的加熱濃縮，成為最終濃溶液，然后經(jīng)過低溫?zé)峤粨Q器，最后進(jìn)入吸收器，滴淋在傳熱管上，吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽，成為稀溶液；另一方面，高溫再生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽先進(jìn)入低溫再生器，加熱該部位的溶液后，經(jīng)減壓節(jié)流自身凝結(jié)成冷劑水后，和低溫再生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽一起進(jìn)入冷凝器被冷卻，同時低溫?zé)嵩从迷偕鳟a(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入低溫?zé)嵩从美淠鞅焕鋮s，然后由低溫?zé)嵩从美淠鬟M(jìn)入冷凝器，與來自低溫再生器的冷劑混合后，經(jīng)過減壓節(jié)流，變成低溫冷劑水進(jìn)入蒸發(fā)器，噴淋在冷水管上，冷卻進(jìn)入蒸發(fā)器的冷水，以上循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，達(dá)到制取低溫冷水的目的。3.3冬季供暖運轉(zhuǎn)與直燃雙效型溴化鋰吸收式冷溫水機的功

10、能原理相同，通過直燃機高溫再生器輸入熱量，實現(xiàn)供暖輸出。3.4多能源綜合利用型溴化鋰吸收式冷溫水機的主要特點3.4.1可實現(xiàn)多種能源的綜合利用，適應(yīng)性強（包括太陽能、內(nèi)燃機缸套冷卻水、熱電廠及工藝廢熱水、天然氣、輕柴油、地下井水等）3.4.2用途廣泛：可用于工廠、賓館、醫(yī)院、學(xué)校、寫字樓等多種場所3.4.3智能化控制(1)具有自我診斷功能(2)吸收液泵變頻控制(3)冷卻水溫度安全保護(hù)控制(4)熱源溫水防逆放熱控制(5)雙重?zé)嵩垂?yīng)及控制，保證系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、高效運行(6)可根據(jù)外界熱源條件，智能選擇節(jié)能運行模式3.4.4設(shè)計施工簡易化節(jié)省空間，更經(jīng)濟(jì)，更便捷，常規(guī)需要兩臺制冷機組（一臺單效機，

11、一臺雙效機）及兩套系統(tǒng)設(shè)備配置，而現(xiàn)在只需一臺機組及一套系統(tǒng)設(shè)備配置即可實現(xiàn)兩臺機組的功能。3.4.5節(jié)省投資及運行費用溶液泵、冷卻塔、水泵配置數(shù)量的減少可以大大降低設(shè)備投資及運行費用。3.4.6環(huán)保、健康，符合當(dāng)今可持續(xù)性發(fā)展能源戰(zhàn)略，受國家政策支持和鼓勵3.5實際應(yīng)用系統(tǒng)介紹3.5.1工程概況該工程為辦公樓，建有地下井水源，地下井水的溫度為：夏季2325，冬季1012，且配置太陽能集熱系統(tǒng)，具有天然氣管網(wǎng)。3.5.2實現(xiàn)的功能要求夏季利用太陽能集熱系統(tǒng)、地溫?zé)嵩?、天然氣實現(xiàn)空調(diào)制冷節(jié)能運轉(zhuǎn)。冬季利用太陽能集熱系統(tǒng)、地溫?zé)嵩?、天然氣實現(xiàn)地板采暖節(jié)能運轉(zhuǎn)。3.5.3 配置多能源綜合利用型溴化鋰

12、吸收式冷溫水機，其運轉(zhuǎn)原理說明如下：圖8 冬季供暖系統(tǒng)運轉(zhuǎn)示意圖太陽能集熱器95°C88°C45°C40°C地下井水9.5°C12°C地板采暖蓄熱池生活用衛(wèi)生熱水圖7 夏季制冷系統(tǒng)運轉(zhuǎn)示意圖地下井水7°C30°C25°C太陽能集熱器蓄熱器12°C88°C95°C生活用衛(wèi)生熱水夏季制冷運轉(zhuǎn)：太陽能+直燃機補燃實現(xiàn)制冷聯(lián)合運行，運轉(zhuǎn)原理如圖7所示：夏季制冷運轉(zhuǎn)時優(yōu)先利用太陽能集熱器制取的熱水作為熱源，當(dāng)熱水熱源充足時單效機單獨運轉(zhuǎn)，滿足制冷的需求；當(dāng)熱水熱源不足時，自動啟動直燃機

13、高溫再生器以天然氣為熱源進(jìn)行補燃，單效機與雙效機同時運轉(zhuǎn)，滿足制冷需求；當(dāng)沒有熱水熱源時，直燃雙效機以天然氣為熱源單獨運轉(zhuǎn)，滿足制冷需求。地下井水作為冷卻水系統(tǒng)。冬季供暖運轉(zhuǎn)：太陽能+直燃機補燃實現(xiàn)熱泵運行，運轉(zhuǎn)原理如圖8所示：冬季運轉(zhuǎn)時優(yōu)先利用太陽能進(jìn)行熱泵運行，由吸收器和冷凝器制取熱水進(jìn)行地板采暖，當(dāng)太陽能熱水不足時，利用直燃機補燃進(jìn)行熱泵運行，滿足冬季地板采暖的需求。3.5.4系統(tǒng)應(yīng)用主要特點（1） 充分利用太陽能及地下井水清潔能源，并利用天然氣作為輔助能源，提高了能源利用率達(dá)到 最佳節(jié)能的運轉(zhuǎn)目的（2） 由于采用了天然的可再生能源，大大降低了系統(tǒng)的日常運行費用，并實現(xiàn)了系統(tǒng)的無污染運

14、行（3） 供暖方式靈活，冬季也可以通過太陽能熱水供暖或由直燃機暖房運轉(zhuǎn)由蒸發(fā)器制取溫水實現(xiàn)供暖3.6結(jié)束語發(fā)展多能源綜合利用型溴化鋰吸收式制冷機對于改善國家的能源利用狀況具有很重要的實際意義，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：3.6.1充分利用可再生資源，提高能源利用效率3.6.2可利用工廠余熱，在回收能源的同時減少熱污染，改善了環(huán)境質(zhì)量3.6.3緩解電網(wǎng)的供需矛盾，節(jié)約電力工業(yè)基本建設(shè)投資3.6.4減少余熱鍋爐轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，降低熱能損耗，節(jié)約投資和運行維修成本3.6.5配合我國西氣東輸?shù)拇缶謩荩辛己玫陌l(fā)展前景在我國國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人民生活水平提高而能源卻十分短缺的情況下，大力發(fā)展多能源綜合利用系統(tǒng)，將太陽能/地能或余熱資源合理地用于溴化鋰吸收式制冷機必將得到越來越多的關(guān)注，成為解決能源問題過程中的一個亮點。參 考 文 獻(xiàn)1 何梓年等太陽能吸收式空調(diào)及供熱系統(tǒng)的設(shè)計和性能太陽能學(xué)報，2001，(1)：6-112 孟玲燕，徐士鳴太陽能與常規(guī)能源復(fù)合空調(diào)/熱泵系統(tǒng)在別墅中的應(yīng)用研究制冷學(xué)報，2006，(1