阅读说明：本技术 一种基于开式吸收循环的冷热联供系统 (A kind of cold-hot combined supply system based on open type absorbent circulation ) 是由 宣永梅 陈光明 高能 于 2019-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种基于开式吸收循环的冷热联供系统,包括开式吸收单元、湿空气处理单元和供热单元；所述开式吸收单元包括开式吸收器、溶液-水换热器、再生器、冷凝器和过冷器；所述湿空气处理单元包括通过风管依次连接的开式吸收器和露点蒸发冷却器；所述再生器产生的水蒸汽依次经冷凝器、过冷器后进入露点蒸发冷却器；所述供热单元包括通过水管连接的开式吸收器、溶液-水换热器、过冷器和冷凝器,其中,冷水经开式吸收器升温后分别经溶液-水换热器和过冷器进入冷凝器,经冷凝器升温后的热水送入供热空间。本发明所述系统可以在低能耗条件下,充分利用高湿气体能量,同时提供冷风和热水,实现能量回用。(The present invention discloses a kind of cold-hot combined supply system based on open type absorbent circulation, including open type absorbent unit, humid air processing unit and heating unit；The open type absorbent unit includes open type absorbent device, solution-water- to-water heat exchanger, regenerator, condenser and subcooler；The humid air processing unit includes passing through the sequentially connected open type absorbent device of air hose and dew point evaporative cooler；The water vapour that the regenerator generates successively enters dew point evaporative cooler after condenser, subcooler；The heating unit includes open type absorbent device, solution-water- to-water heat exchanger, subcooler and the condenser connected by water pipe, wherein, cold water enters condenser through solution-water- to-water heat exchanger and subcooler respectively after the heating of open type absorbent device, and the hot water after condenser heats up is sent into for heat space.System of the present invention can make full use of high humidity gas energy, while providing cold wind and hot water under the conditions of low energy consumption, realize energy reuse.)

一种基于开式吸收循环的冷热联供系统

技术领域

本实用发明属于能源利用技术领域，具体涉及一种基于开式吸收循环的冷热联供系统。

背景技术

我国能源总量位居世界首位，即使平均到人均值，我国人均能源消费量也已经超过世界人均水平。然而我国能源利用率仅为33％，比发达国家低约10％。据统计，在我国，占总能耗70％以上的工业能耗中，至少50％在生产过程中转化为载体不同、温度不同的工业余热，未能得到充分利用。如能有效回收利用这部分工业余热，则可提高能源利用效率。

以溴化锂水溶液等为工质对的开式吸收式热泵是一种回收工业余热的有效方法，该装置不需要传统吸收系统的蒸发器，开式吸收器工作在大气压下，降低了主要部件对真空度的要求，结构更加简单紧凑，热湿气体与吸收剂直接接触，强化了传热传质过程，用于含湿气体潜热回收时有显著的性能优势，在回收烟气余热的同时，还可实现废气除尘与脱硫。现有专利，如公开号CN102287957A的发明专利“一种开式吸收式热泵”利用吸收剂(如溴化锂)吸收外部低压水蒸气，来自外界的低压水蒸气可直接进入吸收式热泵的吸收器被溶液吸收，实现余热回收；公开号CN207019338U的实用新型专利“热湿废气余热高效回收与利用的双效开式吸收式热泵装置”通过溶液与烟气直接接触，达到回收烟气中的水蒸气和余热，实现对烟气的余热回收利用；公开号CN104089430A的发明专利“一种回收含湿气流余热的喷淋式开式吸收式热泵系统”使高温含湿气流进入发生器中直接与喷淋装置喷射的雾化工质直接接触传热传质，回收含湿气流中的热量和水蒸气。开式吸收循环与溶液除湿有相似之处，也可利用溶液除湿直接处理空气，同时结合其他方式联合处理空气，达到空调送风要求，如公开号CN104807116A的专利“一种溶液全热回收和冷凝除湿复合新风处理装置”，公开号CN102997343A的专利“溶液式恒温除湿机及其控制方法”，等。

上述专利可利用开式吸收循环回收工业生产中的余热或废热，或者提供冷风，但均不能实现同时冷热联供。现有专利中可以实现冷热联供的专利有些采用吸附技术，如公开号CN101556093的发明专利“利用余热实现冷热联供的装置及其冷热联供方法”提出了一种化学吸附技术领域利用余热实现冷热联供的装置及其冷热联供方法；有些采用常规电驱动技术，如公开号CN108317582A的发明专利“数据中心冷热联供余热大温差集中供热系统”采用常规冷水机组和压缩式热泵，通过蒸发器侧的冷冻循环水提取数据中心的余热。

发明内容

针对现有系统存在的不足，本发明提供一种基于开式吸收循环的冷热联供系统，构建能源综合利用循环，一方面回收余热，另一方面提供冷风，实现能源有效综合利用。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于开式吸收循环的冷热联供系统，包括开式吸收单元、湿空气处理单元和供热单元；所述开式吸收单元包括开式吸收器、溶液-水换热器、再生器、冷凝器和过冷器；所述湿空气处理单元包括通过风管依次连接的开式吸收器和露点蒸发冷却器；所述再生器产生的水蒸汽依次经冷凝器、过冷器后进入露点蒸发冷却器；所述供热单元包括通过水管连接的开式吸收器、溶液-水换热器、过冷器和冷凝器，其中，冷水经开式吸收器升温后分别经溶液-水换热器和过冷器进入冷凝器，经冷凝器升温后的热水送入供热空间。

作为本发明的优选方案之一，所述露点蒸发冷却器包括干通道和湿通道，部分一次空气穿过干通道进入相邻的湿通道形成二次空气，二次空气在湿通道内被喷淋降温；湿空气经干式吸收器处理后形成一次空气，一次空气进入露点蒸发冷却器中的干通道与湿通道内的二次空气换热后，送入空调房间。

作为本发明的优选方案之一，所述露点蒸发冷却器采用交叉流、逆流或直流的结构形式。

作为本发明的优选方案之一，所述再生器的热源为太阳能、地热能、废热或余热中的任一种或多种的组合。

作为本发明的优选方案之一，所述开式吸收循环中的工作流体为溴化锂水溶液、氯化锂溶液或氨水溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)冷热联供。通过合理构建，该系统可在低能耗条件下，充分利用高湿气体能量，实现两个目的，一是提供冷风，二是提供热水，实现能量回用。

(2)节能环保。开式吸收部分使用自然工质对作为溶液，再生器可以采用低品位热能(如太阳能或废热)驱动；露点蒸发冷却子系统采用水为制冷剂，由空气干湿球温差(干空气能)驱动，同时有效回收冷凝水用于露点蒸发冷却，降低蒸发冷却过程水消耗量。系统对大气臭氧层无破坏作用，环保性能良好，整个系统除必要的风机水泵外，无其他耗电部件，能耗低，可降低用电高峰负荷。

(3)开式吸收过程取消了传统闭式吸收系统的蒸发器，开式吸收器工作在大气压下，降低了主要部件对真空度的要求，结构更加简单紧凑；热湿气体与吸收剂直接接触，强化了传热传质过程，用于含湿气体潜热回收时有显著的性能优势；在回收烟气余热的同时，还可实现废气除尘与脱硫。

附图说明

图1是本发明所述基于开式吸收循环的冷热联供系统的流程示意图；

图中，1.开式吸收器，2.溶液-水换热器，3.再生器，4.冷凝器，5.过冷器，6.露点蒸发冷却器，7-溶液泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明所述基于开式吸收循环的冷热联供系统，包括开式吸收单元、湿空气处理单元和供热单元；所述开式吸收单元包括开式吸收器1、溶液-水换热器2、再生器3、冷凝器4和过冷器5；所述湿空气处理单元包括通过风管依次连接的开式吸收器1和露点蒸发冷却器6；所述再生器3产生的水蒸汽依次经冷凝器4、过冷器5后进入露点蒸发冷却器6，对空气进行喷淋降温；

所述供热单元包括通过水管连接的开式吸收器1、溶液-水换热器2、过冷器5和冷凝器4，其中，冷水经开式吸收器1升温后分别经溶液-水换热器2和过冷器5进入冷凝器4，经冷凝器4升温后的热水送入供热空间。

本专利所述系统既可以提供冷风还可以提供热水，实现了开式吸收循环的冷热联供，同时还可充分利用高湿气体能量，露点蒸发冷却器采用冷凝水作为制冷器，可以有效降低空气温度，同时，吸收器产生的热量被冷水吸收，进一步满足了热量的充分利用。

本专利所采用的露点蒸发冷却器6包括干通道和湿通道，部分一次空气穿过干通道进入相邻的湿通道形成二次空气，二次空气在湿通道内被喷淋降温；湿空气经干式吸收器1处理后形成一次空气，一次空气进入露点蒸发冷却器6中的干通道与湿通道内的二次空气换热后，送入空调房间。

露点蒸发冷却器可选用多种结构形式，例如由多片隔板之间形成湿通道、隔板背向干通道的两侧形成干通道，隔板上布置若干小孔，湿通道内布置喷淋降温设备，由此实现干通道内的一次空气与湿通道内的二次空气的间接换热；也可为：由多根管道平行设置于腔体内，管道内为干通道，管道外为湿通道，管壁间隔设有若干小孔，干通道的部分一次空气通过小孔进入湿通道，腔体的顶部设有喷淋降温设备，由此实现一次空气与二次空气的间接换热。露点蒸发冷却器的具体结构形式可根据具体工况而选定，在此不做赘述。

本发明所述系统的流程原理及工作过程如下：

溶液泵7将浓溶液泵入吸收器1中，溶液吸收含湿气体水分后浓度降低，成为稀溶液并进入再生器3，在所述再生器3中，稀溶液由低品位热能(如太阳能、余热等)再生为浓溶液，进入所述溶液-水换热器2，与所述吸收器1出口的冷水进行换热，温度降低，再经由所述溶液泵再次进入所述吸收器1对热湿气体进行除湿，完成一个循环。

温度较低的冷水经由水泵首先进入所述吸收器1中吸收除湿过程产生的热量；在吸收器1的出口分为两路，一路进入溶液-水换热器2与再生器3出口的高温浓溶液换热，另一路进入过冷器5冷却冷凝器4出口的高温冷凝水；溶液-水换热器2与过冷器5出口的冷水合并后进入冷凝器4冷却再生过程产生的水蒸气。冷水经过吸收器1、溶液-水换热器2、过冷器5以及冷凝器4后，水温逐步提高，该环路产生的热水可用作工艺热水或生活热水。再生器3再生过程产生的水蒸气经冷凝器4冷凝后，经过冷器5进一步降温，可作为露点蒸发冷却器6所需的喷淋循环水，降低蒸发冷却过程的水消耗量。

热湿空气由风机吸入，首先经吸收器1除湿后形成一次空气，再进入露点蒸发冷却器6的干通道，部分一次空气分批次从换热板上的小孔中进入相邻的湿通道形成二次空气，与湿通道中经喷淋水泵喷淋的水进行热质交换，温度降低，并逐步通过干湿通道壁面冷却干通道中的一次空气，露点蒸发冷却器6出口的低温送风可供车间通风降温或工艺过程使用。

本发明提出的一种基于开式吸收循环的冷热联供系统通过合理构建循环，可以在低能耗条件下，充分利用高湿气体能量，同时提供冷风和热水，实现能量回用。

需要说明的是，在本实施例中，开式吸收式循环中工作流体可以是溴化锂水溶液、氨水溶液或者其他工质对，再生器可以采用低品位热能驱动，如太阳能、余热、废热等。露点蒸发冷却器可以采用交叉流、逆流或者直流式等结构形式。

以上所述并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。