[发明专利]一种低*损换热器

说明书

本发明提出了一种采用吸收式热泵和电动热泵内部换热过程耦合的换热器，属于广义换热器范畴。该换热器采用同时实现制冷剂冷凝、氟利昂冷凝和制冷剂蒸发的一体化结构的换热器，并采用板式再生器和热管溶液热交换器，可以将热水出口温度降低到远低于冷水入口温度的水平，显著的降低了热水和冷水换热过程的损失并提升换热效率，同时减小热泵设备体积。

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，特别是涉及一种热水与冷水进行深度热量 交换的换热器。

背景技术

在能源利用领域需要大量的热量交换过程，包括常见的煤天然气等一次能 源燃烧后通过锅炉等换热装置制取热水或者蒸汽的过程，各种化工生产场合以 及居民取暖等场合均需要大量的蒸汽-水和水-水的换热过程。由于自发的热量 交换需要高温流体和低温流体存在必要的换热温差，所以常规的换热器的热水 出口温度需要高于冷水的入口温度，如果需要将热水的出口温度降低到比冷水 入口温度更低的水平，则需要借助热泵等设备。在采用热泵后采用热水作为驱 动能源，从而可以产生制冷效应，进而可以继续给热水降温。采用热泵技术后 热水的出口温度可以显著的低于冷水的入口温度，相比常规的换热器而言，热 水与冷水换热过程的不可逆损失显著的减小，因此称之为低损换热器。

公开号CN105276653B公布了一种名为“一种集成吸收式热泵和电动热泵 的换热机组及方法”，一次侧管(热水侧)依次经过吸收式热泵的发生器、水 水换热器、吸收式热泵蒸发器和电动热泵蒸发器，二次侧管(冷水侧)采用并 联或者串联方式进入电动热泵冷凝器、吸收式热泵吸收器和冷凝器以及水水换 热器，该专利中吸收式热泵和电动热泵为两套独立的热泵系统，仅通过热泵外 部的热水和冷水管路进行串联或者并联实现热水和冷水的换热过程。该专利虽 然可以实现热水的出口温度低于冷水入口温度的目的，但是吸收式热泵与电动 热泵内部没有换热过程，由于每次换热过程都存在换热的不可逆损失，所以系统的总损较大。本专利提出了一种吸收式热泵和电动热泵的内部换热器集成 的换热系统，显著的减小了系统的总损。

此外，吸收式热泵各个换热部件内部需要真空环境，吸收式热泵的各个换 热器都是管壳式结构，所以设备的体积较大。该专利将吸收式热泵的吸收器和 发生器由管壳式结构改为板式换热器结构，同时溶液吸收过程采用了传热和传 质分离的方法，相比管壳式结构显著了减小了设备体积。

发明内容

该发明提出了一种低损热水和冷水的换热系统，可以实现热水出口温度 显著低于冷水入口温度，并且通过吸收式热泵和电动热泵的内部换热器耦合的 方式显著的减少了热水和冷水的换热次数，进而减小了换热过程不可逆损失， 提升了换热效率。此外，吸收式热泵的吸收器和发生器为板式换热结构，采用 引射的方式实现浓溶液吸收制冷剂蒸汽的传热和传质分离过程，同时采用热管 换热器进行浓溶液和稀溶液的换热，进一步提升吸收式热泵的性能。

本发明提供一种采用吸收式热泵与电动热泵实现热水和冷水深度换热的 换热器，所述换热器包括板式吸收器1、引射器2、热管溶液换热器3、板式再 生器4、集成换热器5、压缩机6、蒸发器7、板式换热器33和连接管路以及配件 组成。

所述板式吸收器8实现经过引射器2吸收制冷剂蒸汽后的稀溶液与冷水换 热的过程，板式吸收器8通过冷水管路24与板式换热器33相连，板式吸收器8 通过稀溶液管路与引射器2相连。

所述引射器2实现浓溶液吸收制冷剂蒸汽变成稀溶液的过程，其工作原理 为浓溶液管路21内的浓溶液进入引射器2后，由于在引射器2内部流通面积减小 从而流速上升，因此压力下降，所以可以将制冷剂蒸汽管路22内的制冷剂蒸汽 吸入，浓溶液吸收制冷剂蒸汽后浓度下降，同时由于制冷剂蒸汽被吸收由汽态 变为液态释放冷凝热，所以溶液的温度上升。引射器2通过稀溶液管路23与板 式吸收器1相连，引射器2通过浓溶液管路21与增压泵17相连。