CN101078576A - 两端与多端供热的第二类吸收式热泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了两端与多端供热的第二类吸收式热泵，属于余热利用热泵技术领域。本发明针对一端供热的两级与多级第二类吸收式热泵，主要增加吸收器或/和变吸收－蒸发器为复合式吸收－蒸发器，实现由增加的吸收器或/和复合式吸收－蒸发器连同原热泵吸收器对外进行两端或多端供热。在主要增加吸收器的基本方式中，来自吸收器的浓溶液或来自发生器经减压阀减压的浓溶液进入新吸收器内，吸收来自蒸发器或吸收－蒸发器的冷剂蒸汽并向外供热；在变吸收－蒸发器为复合式吸收－蒸发器的基本方式中，进入其内的浓溶液吸收来自蒸发器或下一级吸收－蒸发器的冷剂蒸汽并向外供热。本发明提供的热泵可替代由不同级数的同类热泵所组成的联合系统。

Description

两端与多端供热的第二类吸收式热泵

技术领域：

本发明属于低温余热利用热泵技术领域。

背景技术：

采用吸收式热泵技术进行余热利用是行之有效的手段，具有比较好的节能、环保和经济效益。在实际应用中，首先要求热泵应实现将热量自余热温度提升到用户需求的水平以上，其次要求热泵应尽可能具有简单的流程和构造，第三要求具有较高的余热利用效率。概括地说，应使热泵这种节能装置具有造价低、运行简单可靠、性能指数高和经济效益好等综合优势，从而扩展热泵应用的范围。

在余热温度较高、余热量较为丰富时，采用第二类吸收式热泵技术可以实现高效节能。传统的各级第二类吸收式热泵只从一个吸收器(供热端)向外供热，其级数要视被加热流体的最高需求温度来定；这样，当需要将被加热流体从较低的温度加热到较高的温度时，受到余热资源的温度、数量以及冷却介质条件的限制，单一级数热泵的使用往往无法得到满意的效果。这是因为：为了实现高温供热，热泵级数要高，但此时其余热利用率相对较低，余热不能得到有效利用甚至使节能效果大打折扣；若采用低级数的热泵，比如单级第二类吸收式热泵，则热泵的性能指数相对较高，但其供热温度低，无法满足用户的全部热需求，同样无法实现满意的节能效益。不同级数的热泵组成联合供热系统可以在满足用户较宽温度区间的用热需求，并可同时实现余热较高程度的应用，但这必然使得整个节能供热系统的造价大大提高和系统运行的复杂化，经济效益大大降低低，甚至于无法满足经济方面的要求。

发明内容：

本发明的主要目的是要提供两端与多端供热的第二类吸收式热泵，它主要由发生器(或精馏塔)、冷凝器、蒸发器、复合式吸收-蒸发器、吸收器、减压阀、节流阀、冷剂液泵、溶液泵和溶液热交换器等所组成，其中双发生器型的第二类吸收式热泵另有中间热交换器。它针对一端供热的两级与多级第二类吸收式热泵，主要增加吸收器和/或在吸收-蒸发器内增加热交换装置使之成为复合式吸收-蒸发器；新加的吸收器和/或复合式吸收-蒸发器借助于原热泵中的发生器(或精馏塔)、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵及相应其它辅助设备，构成单级第二类吸收式热泵流程，借助于原热泵中的发生器(或精馏塔)、冷凝器、蒸发器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵及相应其它辅助设备，可构成两级或多级第二类吸收式热泵流程，从而得到了可同时运行包含两个及两个以上流程的第二类吸收式热泵；被加热流体在增加的吸收器和/或复合式吸收-蒸发器中得到较低温度区间的供热，又在原吸收器中得到较高温度区间的供热，打破了单一级数的第二类吸收式热泵只从一个吸收器供热端向外供热的模式，以单一装置实现了不同级数的热泵组成联合装置的效果。

实现本发明的方式有三，一是在两级或多级第二类吸收式热泵中主要增加吸收器；二是变原两级或多级第二类吸收式热泵中的吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器，三是同时采用增加吸收器和变吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器。

以两端供热的闭式第二类吸收式热泵为例，在主要增加低温吸收器的第一种方式中，本发明的目的又有两种不同方案：

1.第一种方案，进入低温吸收器的浓溶液来自发生器：增加低温吸收器和减压阀，发生器分别有稀溶液管道直接连通和浓溶液管道经溶液泵、减压阀连通低温吸收器，低温吸收器有蒸汽通道与蒸发器连通；在保持热泵原流程的前提下，低温吸收器、减压阀借助于热泵中原有的发生器、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵和冷剂液泵等形成单级第二类吸收式热泵流程，具体的单级流程是这样的：发生器(或精馏塔)出口浓溶液中的一部分经溶液泵经减压阀降压向低温吸收器提供；蒸发器产生的冷剂蒸汽中的一部分进入低温吸收器被浓溶液吸收并放出热量；浓度降低后的稀溶液再回到发生器(或精馏塔)，与两级热泵流程中的稀溶液一道在余热作用下释放出冷剂蒸汽进入冷凝器，形成的浓溶液经溶液泵直接向吸收器和经减压阀向低温吸收器提供；进入冷凝器的冷剂蒸汽在冷却介质作用下冷凝成液态，经冷剂液泵加压后向下一阶段的流程提供，其中经节流阀进入蒸发器的部分在余热作用下形成冷剂蒸汽，冷剂蒸汽的一部分满足热泵原流程，一部分进入低温吸收器被浓溶液吸收并放热；被加热流体进、出低温吸收器得到热泵较低温度区间的供热，在吸收器内得到较高温度区间的供热，其特征在于：①来自发生器的浓溶液经溶液泵、减压阀进入低温吸收器，吸收来自蒸发器的一部分冷剂蒸汽，向被加热流体放出热量，实现热泵的又一放热端；浓度变稀后的溶液直接或经溶液热交换器回到发生器；②吸收器的数目有两个，低温吸收器对外提供较低温度区间的热，吸收器向外提供较高温度区间的热。

2.第二种方案，进入低温吸收器的浓溶液来自于吸收器：与第一种方案的区别在于，后者只在原热泵中增加低温吸收器，低温吸收器有溶液管道连通吸收器，浓度相对低一些的浓溶液自吸收器进入低温吸收器，其它与第一种方案相同；其特征在于：①来自吸收器的浓溶液进入低温吸收器，吸收来自蒸发器的一部分冷剂蒸汽，向被加热流体放出热量，形成热泵的又一放热端；浓度变稀后的溶液直接或经溶液热交换器回到发生器；②吸收器的数目有两个，低温吸收器对外提供较低温度区间的热，吸收器向外提供较高温度区间的热。

以带有吸收-蒸发器、两端供热的闭式第二类吸收式热泵为例，按照第二种方式，本发明的目的是这样实现的：在原热泵装置中的吸收-蒸发器内增加热交换装置(换热管束)，变吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器，使其在保持原吸收-蒸发器作用的同时增加了常规吸收器的作用；比较原热泵流程，复合式吸收-蒸发器在保持原吸收-蒸发器流程的前提下，只是又有管道连通被加热流体；复合式吸收-蒸发器中浓溶液吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽释放出的热，除满足原两级热泵流程中冷剂液的用热需求外，还要向被加热流体提供较低温度区间的热。如同第一种方式一样，复合式吸收-蒸发器中的吸收器功能，借助于热泵中原有的发生器、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵和冷剂液泵等形成单级第二类吸收式热泵流程，虽然只是变吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器，但这一改变同样打破了单一级数热泵只有一个供热端的限制，使其具有单级与两级第二类吸收式热泵联合装置的功能。

第三种方式是在三级及其以上热泵中实现本发明的：在原热泵装置中增加吸收器和减压阀，变吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器，由增加的吸收器结合原热泵中的发生器、冷凝器、蒸发器和相应其它部件，构成一个或数个低级数的热泵流程；由吸收-蒸发器连同增加的热交换装置结合原热泵中的发生器、冷凝器、蒸发器和相应其它部件，构成另外一个或数个低级数的热泵流程；热泵分别在增加的吸收器、复合式吸收-蒸发器和原热泵中的吸收器内向被加热流体提供不同温度区间的热能。

本发明中，尽管只是在两级或多级第二类吸收式热泵中主要增加了吸收器或/和变吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器，但这使得热泵在结构和流程变化不大的情况下，同时实现了两个或两个以上的第二类吸收式热泵流程的运行，其效果带有本质上的改进；被加热介质从本发明所提供的热泵中获取两个或两个以上的被加热区段，增大了余热利用率或大大降低了余热利用所需要付出的代价。从设备来看，发生器(或主精馏塔)、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵和冷剂液泵为热泵原流程和形成的单级热泵流程所共用，使新热泵以简单的整体结构实现了联合热泵系统的作用。

根据不同的结构和流程，本发明可提供闭式、开式两端或多端供热第二类吸收热泵，两端或多端相变式热泵供热系统或相变供热与非相变供热共有的混合式热泵供热系统等。

附图说明：

图1是依据本发明所提供的，由两个吸收器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。

图2是依据本发明所提供的，由吸收器和复合式吸收-蒸发器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。

图3是依据本发明所提供的，由两个吸收器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。与图1所示的主要不同在于，进入低温吸收器的浓溶液来自于吸收器。

图4是依据本发明所提供的，由三个吸收器完成三端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。

图5是依据本发明所提供的，由吸收器和两个复合式吸收-蒸发器完成三端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。

图4和图5所示的热泵，也是多端供热第二类吸收式热泵的代表。

图6是依据本发明所提供的，由两个吸收器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。它与图4所示的区别在于，它没有一级低温吸收器向外提供低温段供热。

图7是依据本发明所提供的，由吸收器和复合式吸收-蒸发器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。它与图6所示的区别在于，后者的两端供热是吸收器和复合式吸收-蒸发器来完成。

图8是依据本发明所提供的，由吸收器和复合式吸收-蒸发器完成两端相变供热的闭式第二类吸收式热泵供热系统的系统结构和流程示意图。它是两端与多端第二类吸收式热泵相变供热系统的代表。

图9是依据本发明所提供的，由吸收器进行相变供热、复合式吸收-蒸发器进行非相变供热的闭式第二类吸收式热泵供热系统的系统结构和流程示意图。

图10是依据本发明所提供的，由两个吸收器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。它与图1所示的区别在于，后者以精馏塔替代了发生器；前者采用以溴化锂水溶液为代表的工质，后者采用以氨水溶液为代表的工质。

图11是依据本发明所提供的，由两个吸收器完成两端供热的开式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。它不同于前述各热泵的最为明显之处在于，余热介质(余热蒸汽)直接充当了余热介质、一部分工作介质和被加热介质三个角色；它是两端与多端供热的开式第二类吸收式热泵的代表。

图12是依据本发明所提供的，由吸收器和带有中间热交换器的复合式吸收-蒸发器来完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。它不同于前述各热泵的最为明显之处在于，它具有两个发生器；它是两个及两个以上发生器的两端与多端供热的闭式第二类吸收式热泵的代表。

图13是依据本发明所提供的，由两个吸收器和一个一级复合式吸收-蒸发器来完成三端供热的闭式第二类吸收式热泵的系统结构和流程示意图。它是实现本发明所采用的第三种方式的代表。

图14所示为复合式吸收-蒸发器示意性结构与流程简图。在复合式吸收-蒸发器内，来自于吸收器或上一级吸收-蒸发器的浓溶液，吸收来自于蒸发器或下一级吸收-蒸发器产出的冷剂蒸汽并放出热量，浓度变稀后的稀溶液进入发生器或下一级吸收-蒸发器；来自冷剂泵或经节流减压后的冷剂液进入吸收-蒸发器内的换热管束中被加热气化，成为冷剂蒸汽进入吸收器或上一级吸收-蒸发器；被加热介质进、出吸收-蒸发器内的另一路换热管束中得到浓溶液吸收冷剂蒸汽过程中放出的另一部分热而升温。

图中，1-吸收器/二级吸收器，2-发生器/一级发生器，2A-精馏塔，3-冷凝器，4A-蒸发器，4B-蒸发器，5-一级吸收-蒸发器，5A-一级复合式吸收-蒸发器，5B-带有中间热交换器的一级复合式吸收-蒸发器，6、27-溶液泵，7-冷剂泵，8、16-节流阀，9、10、14、19-溶液热交换器，11-冷剂液再循环泵，12-低温吸收器/一级吸收器，13、18、20-减压阀，15-二级吸收-蒸发器，15A-二级复合式吸收-蒸发器，17-二级吸收器，21-高温段相变换热器，22-低温段相变换热器，23-减压阀，24-凝水汇合容器，25-凝水泵，26-二级发生器，28-中间热交换器。

具体实施方式：

下面结合附图和实例来详细描述本发明。

以本发明所提供的由两个吸收器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵为例，如图1所示，本发明的目的是这样实现的：

1.结构上，该热泵主要由吸收器1、发生器2、冷凝器3、蒸发器4A、吸收-蒸发器5、溶液泵6、冷剂液泵7、节流阀8、溶液热交换器9与10、冷剂液再循环泵11、低温吸收器12、减压阀13和溶液热交换器14所组成；发生器2有浓溶液管道经溶液泵6、溶液热交换器10、14连通吸收器1，有浓溶液管道经溶液泵6、溶液热交换器14、减压阀13连通低温吸收器12，有冷剂蒸汽管道连通冷凝器3，有稀溶液管道分别经溶液热交换器10和14连通吸收-蒸发器5和低温吸收器12，有管道连通余热介质；冷凝器3还有冷剂液管线经冷剂液泵7分别与吸收-蒸发器5和通过节流阀8与蒸发器4A相连，有管道连通冷却介质；蒸发器4A还有冷剂蒸汽通道分别与低温吸收器12和吸收-蒸发器5相连，有管道连通余热介质；吸收-蒸发器5还有溶液管道分别经溶液热交换器9与10与吸收器1和发生器2相连，有冷剂蒸汽管道与吸收器1连通；吸收器1和低温吸收器12之间还有管道连通被加热介质。

2.流程上，①稀溶液在发生器2中在余热加热下释放出的冷剂蒸汽进入冷凝器3，在冷凝器3内被冷却介质冷凝成液态；冷剂液经冷剂液泵7加压后，一路经节流阀8进入蒸发器4A吸收余热后成为冷剂蒸汽，分别向低温吸收器12和吸收-蒸发器5提供，另一路进入吸收-蒸发器5，吸热后成为较高温度的冷剂蒸汽进入吸收器1；②发生器2内稀溶液浓度变大后经溶液泵6加压，一路经溶液热交换器10、14和9进入吸收器1，吸收来自吸收-蒸发器5的较高温度的冷剂蒸汽并放出高温热、实现热泵的高温区间供热，溶液浓度降低后再经溶液热交换器9进入吸收-蒸发器5吸收来自蒸发器4A的一部分较低温度的冷剂蒸汽并放热，加热流经其内的另一路冷剂介质使之成为较高温度的冷剂蒸汽向吸收器1提供，溶液浓度进一步降低后经溶液热交换器10进入发生器2；另一路浓溶液经减压阀13减压后进入低温吸收器12，吸收来自蒸发器4A的冷剂蒸汽并放热，加热流经其内的被加热介质、实现热泵的低温区间供热，溶液浓度降低后经溶液热交换器14进入发生器2。

图2所示的由吸收器和复合式吸收-蒸发器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵，它是这样实现本发明的：

1.结构上：它主要由吸收器1、发生器2、冷凝器3、蒸发器4A、复合式吸收-蒸发器5A、溶液泵6、冷剂液泵7、节流阀8、溶液热交换器9、10和冷剂液再循环泵11所组成；发生器2有浓溶液管道经溶液泵6、溶液热交换器10、9连通吸收器1，有稀溶液管道经溶液热交换器10连通复合式吸收-蒸发器5A，有冷剂蒸汽管道连通冷凝器3，有管道连通余热介质；冷凝器3还有冷剂液管线经冷剂液泵7分别与复合式吸收-蒸发器5A和通过节流阀8与蒸发器4A相连，有管道连通冷却介质；蒸发器4A还有冷剂蒸汽通道与复合式吸收-蒸发器5A相连，有管道连通余热介质；复合式吸收-蒸发器5A还有溶液管道经溶液热交换器9与吸收器1相连，有冷剂蒸汽管道与吸收器1连通，有管道连通被加热介质；吸收器1和复合式吸收-蒸发器5A之间还有管道连通被加热介质。

2.流程上，①稀溶液在发生器2中在余热加热下释放出冷剂蒸汽进入冷凝器3，在冷凝器3内被冷却介质冷凝成液态；冷剂液经冷剂液泵7加压后，一路经节流阀8进入蒸发器4A吸收余热后成为冷剂蒸汽后向复合式吸收-蒸发器5A提供，另一路进入复合式吸收-蒸发器5A，吸热后成为较高温度的冷剂蒸汽进入吸收器1；②发生器2内稀溶液浓度变大后经溶液泵6加压，经溶液热交换器10和9进入吸收器1，吸收来自复合式吸收-蒸发器5A的较高温度的冷剂蒸汽并放出高温热、实现热泵的高温区间供热；溶液浓度降低后再经溶液热交换器9进入复合式吸收-蒸发器5吸收来自蒸发器4A的一部分较低温度的冷剂蒸汽并放热，一部分用于加热流经其内的另一路冷剂介质使之成为较高温度的冷剂蒸汽向吸收器1提供，另一部分用于加热流经其内的被加热介质，实现热泵的低温区间供热；在复合式吸收-蒸发器5A内浓度进一步降低后的溶液经溶液热交换器10进入发生器2。

图3所示的由两个吸收器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵，它与图1所示的主要区别在于，进入低温吸收器12的浓溶液来自吸收器1，不再需要减压阀对溶液减压；另一点区别在于低温吸收器12出口的稀溶液与来自吸收-蒸发器5的稀溶液一道经溶液热交换器10进入发生器2。

图4所示的由三个吸收器完成三端供热的闭式第二类吸收式热泵，它是这样实现本发明的：

1.结构上，它主要是在由吸收器1、发生器2、冷凝器3、蒸发器4A、一级吸收-蒸发器5、二级吸收-蒸发器15、溶液泵6、冷剂液泵7、节流阀8和16、冷剂液再循环泵11、溶液热交换器9、10、19，以及一级低温吸收器12、二级低温吸收器17和减压阀13与18等所组成；发生器2有浓溶液管道经溶液泵6、溶液热交换器10、19、9连通吸收器1，有浓溶液管道经溶液泵6、溶液热交换器10、减压阀13与18分别连通一级低温吸收器12和二级低温吸收器17，有冷剂蒸汽管道连通冷凝器3，有稀溶液管道经溶液热交换器10连通一级低温吸收器12和一级吸收-蒸发器5，经溶液热交换器10、19连通二级低温吸收器17，有管道连通余热介质；冷凝器3还有冷剂液管线经冷剂液泵7与二级吸收-蒸发器15相连，经冷剂液泵和分别通过节流阀8、16与蒸发器4A、一级吸收蒸发器5相连，有管道连通冷却介质；蒸发器4A还有冷剂蒸汽通道分别与一级低温吸收器12和一级吸收-蒸发器5相连，有管道连通余热介质；一级吸收-蒸发器5还有溶液管道和二级吸收-蒸发器15相连，有冷剂蒸汽通道与二级低温吸收器17连通；吸收器1、二级低温吸收器17和一级低温吸收器12之间还有管道连通被加热介质；

2.流程上，①稀溶液在发生器2中在余热加热下释放出冷剂蒸汽进入冷凝器3，在冷凝器3内被冷却介质冷凝成液态；冷剂液经冷剂液泵7加压后分成3路：一路经节流阀8进入蒸发器4A吸收余热成为冷剂蒸汽后分别向一级吸收-蒸发器5和一级低温吸收器12提供，一路经节流阀16进入一级吸收-蒸发器5吸热后成为较高温度的冷剂蒸汽进入二级吸收-蒸发器15，再一路直接进入二级吸收-蒸发器15吸热后成为更高温度的冷剂蒸汽向吸收器1提供；②发生器2内稀溶液在余热介质加热下浓度变大，经溶液泵6加压分成3路：一路经溶液热交换器10、19、9进入吸收器1，吸收来自二级吸收-蒸发器15的冷剂蒸汽并放出高温热、实现热泵的高温区间供热；一路经减压阀18减压后进入二级低温吸收器17，吸收来自一级吸收-蒸发器5的冷剂蒸汽并放出较高温度的热、实现热泵的次高温区间供热；再一路经减压阀13减压后进入一级低温吸收器12，吸收来自蒸发器4A的冷剂蒸汽并放出低温度的热、实现热泵的低温区间供热；③吸收器1内溶液浓度降低后再经溶液热交换器9进入二级吸收-蒸发器15吸收来自一级吸收-蒸发器5的冷剂蒸汽并放热，加热流经其内的另一路冷剂介质使之成为较高温度的冷剂蒸汽向吸收器15提供，溶液浓度进一步降低后进入一级吸收-蒸发器5，吸收来自蒸发器5的冷剂蒸汽，加热流经其内的冷剂介质使之成为冷剂蒸汽，分别向二级低温吸收器17和二级吸收-蒸发器15提供；一级低温吸收器12、二级低温吸收器17和一级吸收-蒸发器5的稀溶液经溶液热交换器19和/或10进入发生器2。

图5所示的由吸收器和两个复合式吸收-蒸发器完成三端供热的闭式第二类吸收式热泵，它是这样实现本发明的：

1.结构上，它主要是在由吸收器1、发生器2、冷凝器3、蒸发器4A、一级复合式吸收-蒸发器5A、二级复合式吸收-蒸发器15A、溶液泵6、冷剂液泵7、节流阀8、16、溶液热交换器9、10、冷剂液再循环泵11和减压阀20所组成；发生器2有浓溶液管道经溶液泵6、溶液热交换器10、9连通吸收器1，有稀溶液管道经溶液热交换器10连通一级复合式吸收-蒸发器5A，有冷剂蒸汽管道连通冷凝器3，有管道连通余热介质；冷凝器3还有冷剂液管线经冷剂液泵7与二级复合式吸收-蒸发器15A相连，经冷剂液泵7和分别通过节流阀8和16与蒸发器4A和一级复合式吸收-蒸发器5A相连，有管道连通冷却介质；蒸发器4A还有冷剂蒸汽通道与一级复合式吸收-蒸发器5A相连，有管道连通余热介质；一级复合式吸收-蒸发器5A还有溶液管道与二级复合式吸收-蒸发器15A相连；二级复合式吸收-蒸发器15A还有冷剂蒸汽管道与吸收器1连通；一级复合式吸收-蒸发器5A、二级复合式吸收-蒸发器15A与吸收器1之间通过管道被加热介质相连通。

2.流程上，①稀溶液在发生器2中在余热加热下释放出冷剂蒸汽进入冷凝器3，在冷凝器3内被冷却介质冷凝成液态；冷剂液经冷剂液泵7加压后分成3路：一路经节流阀8进入蒸发器4A吸收余热成为冷剂蒸汽后向一级复合式吸收-蒸发器5A提供，一路经节流阀16进入一级复合式吸收-蒸发器5A吸热后成为较高温度的冷剂蒸汽进入二级复合式吸收-蒸发器15A，再一路直接进入二级复合式吸收-蒸发器15A吸热后成为更高温度的冷剂蒸汽向吸收器1提供；②发生器2内稀溶液在余热介质加热下浓度变大，经溶液泵6加压后经溶液热交换器10、9进入吸收器1，吸收来自复合式吸收-蒸发器15A的冷剂蒸汽并放出高温热、实现热泵的高温区间供热；③吸收器1内溶液浓度降低后再经溶液热交换器9进入二级复合式吸收-蒸发器15吸收来自一级复合式吸收-蒸发器5的冷剂蒸汽并放热，一部分放热用于加热流经其内的另一路冷剂介质使之成为较高温度的冷剂蒸汽向吸收器1提供，另一部分放热用于加热流经其内的被加热流体，实现实现热泵的次高温区间供热；溶液浓度再降低后经减压阀20进入一级复合式吸收-蒸发器5吸收来自蒸发器4A的冷剂蒸汽并放热，一部分放热用于加热流经其内的另一路冷剂介质使之成为冷剂蒸汽向二级复合式吸收-蒸发器15A提供，另一部分放热用于加热流经其内的被加热流体，实现热泵的低温区间供热。

图6所示的由两个吸收器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵，它与图4所示的区别主要在于，后者没有一级低温吸收器，而是由吸收器1和二级低温吸收器17向被加热介质放热。

图7所示的由吸收器和复合式吸收-蒸发器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵，它与图6所示的区别在于，后者的两端供热是吸收器1和复合式吸收-蒸发器15A来完成。

图8所示的由吸收器和复合式吸收-蒸发器完成两端相变供热的闭式第二类吸收式热泵供热系统，与图2所示的由吸收器1和复合式吸收-蒸发器5A完成两端供热的第二类吸收式热泵相比的区别有：一是热泵分别通过复合式吸收-蒸发器5A和吸收器1、通过中间介质以相变方式在热泵和对应的相变热交换器22和21之间进行循环实现热量传递——中间介质自热泵吸热后成为蒸汽分别进入对应的相变换热器22和21，放热凝结成液体后通过自然对流或强制对流方式回到热泵供热端；二是它增加了两个相变热交换器22和21，被加热介质依次进、出两相变热交换器21和22得到加热。

图9所示的由吸收器和复合式吸收-蒸发器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵供热系统，它与图8所示的不同之处在于，后者没有相变换热器22，复合式吸收-蒸发器5A对外提供非相变热介质。

图10所示的由两个吸收器完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵，它与图1所示的区别在于，后者以精馏塔2A替代了发生器2，冷却介质自精馏塔2A和冷凝器3中带走相应的热；它代表以氨水溶液为工质的该类热泵。

图11所示的由两个吸收器完成两端供热的开式第二类吸收式热泵，它主要由吸收器1、发生器2、冷凝器3、吸收-蒸发器5、溶液泵6、冷剂液泵7、低温吸收器12、减压阀13、溶液热交换器9和10、减压阀23和凝水汇合容器24所组成；①发生器2分别有浓溶液管道经溶液泵6、溶液热交换器10、9连通吸收器1和经溶液泵6、溶液热交换器10、减压阀13连通低温吸收器12，有稀溶液管道经溶液热交换器10连通吸收-蒸发器5，有冷剂蒸汽管道连通冷凝器3，有管道连通余热蒸汽，有凝水管道连通凝水汇合容器24；冷凝器3还有冷剂液管线经冷剂液泵7与吸收-蒸发器5相连和经减压阀23与凝水汇合容器24相连，有管道连通冷却介质；吸收-蒸发器5还有溶液管道经溶液热交换器9与吸收器1相连，有冷剂蒸汽管道与吸收器1连通，有管道连通余热蒸汽；低温吸收器12还有蒸汽通道连通余热蒸汽，有稀溶液管道经溶液热交换器10连通发生器2；有管道连通被加热介质；凝水汇合容器24通过凝水泵25连通低温吸收器12和吸收器1；②余热蒸汽分3路分别进入发生器2、低温吸收器12和吸收-蒸发器5；进入发生器2的余热蒸汽起余热作用，进入低温吸收器12和吸收-蒸发器5的起到冷剂蒸汽作用；③余热蒸汽在热泵中完成余热和冷剂蒸汽作用后成为凝水汇合到凝水汇合容器24内，再经凝水泵25加压后依次进、出低温吸收器12和吸收器1被加热升温。

图12是依据本发明所提供的，由吸收器1和与中间热交换器相连的复合式吸收-蒸发器5B来完成两端供热的闭式第二类吸收式热泵。它主要由吸收器1、一级发生器2、冷凝器3、蒸发器4B、带有中间热交换器的复合式吸收-蒸发器5B、溶液泵6、冷剂液泵7、节流阀8、溶液热交换器9与10、二级发生器26和中间热交换器28组成。不同于前述各热泵的最为明显之处在于，它具有两个发生器2和26；中间热交换器由复合式吸收-蒸发器5B向二级发生器26供热，复合式吸收-蒸发器5B分别向冷剂液、中间热交换器28和被加热介质提供热量；它是两个及两个以上发生器的两端与多端供热的闭式第二类吸收式热泵的代表。

图13是依据本发明所提供的，由两个吸收器和一个一级复合式吸收-蒸发器来完成三端供热的闭式第二类吸收式热泵，它是实现本发明所采用的第三种方式的代表。

图14所示为复合式吸收-蒸发器示意性结构与流程简图。在复合式吸收-蒸发器内，来自于吸收器或上一级吸收-蒸发器的浓溶液，吸收来自于蒸发器或下一级吸收-蒸发器产出的冷剂蒸汽并放出热量，浓度变稀后的稀溶液进入发生器或下一级吸收-蒸发器；来自冷剂泵或经节流减压后的冷剂液进入吸收-蒸发器内的换热管束中被加热气化，成为冷剂蒸汽进入吸收器或上一级吸收-蒸发器；被加热介质进、出吸收-蒸发器内的另一路换热管束中得到浓溶液吸收冷剂蒸汽过程中放出的另一部分热而升温。

下面采用一组数据来进一步说明本发明：

现有60℃的余热，从中提取1000KW的负荷，其温度降低到50℃；冷却介质的温度为4℃/12℃，被加热流体的温度为60℃/106℃；采用不同第二类吸收式热泵构成供热系统，看其实现的效果并对比热泵供热系统。计算结果表明：

1.采用单级第二类吸收式热泵供热系统，可将被加热介质由60℃加热到约76℃，热泵性能指数为0.46，提供460KW、60℃-76℃温度区间的热负荷。

2.采用两级第二类吸收式热泵供热系统，可将被加热介质由60℃加热到106℃，热泵性能指数为0.3，提供300KW、60℃-106℃温度区间的热负荷。

3.采用单级和两级第二类吸收式热泵组成联合供热系统，可将被加热介质由60℃加热到约106℃，热泵综合性能指数为0.35，提供350KW、60℃-106℃温度区间的热负荷。

4.采用由吸收器和低温吸收器完成两端供热的第二类吸收式热泵供热系统，可将被加热介质由60℃加热到约106℃，热泵综合性能指数为0.35，提供350KW、60℃-106℃温度区间的热负荷。

比较以上不同方案可见：①采用单一级数的热泵不能兼顾供热温度高和供热负荷大两方面的要求；②采用单级和两级第二类吸收式热泵组成联合供热系统与采用由吸收器和低温吸收器完成两端供热的第二类吸收式热泵供热系统相对比，二者的热力学效果一致，但后者在设备制造、占地空间、控制操作和系统造价等方面具有显著的优势，这反映出本发明的主要目的所在。

本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的可实现两端与多端供热的第二类吸收式热泵具有如下的效果和优势：

①以最为简单的流程和结构实现了第二类吸收式热泵的两端与多端供热。

②在实现不同级数的同类热泵联合供热的热力学效果的同时，大大降低了设备和系统造价。

③能够解决单一级数的同类热泵性能指数低或是供热温度低的难题。

④具有余热利用率较高、供热温度区间较宽、设备和系统造价低等多方面的综合优势。

Claims (4)

1.两端与多端供热的第二类吸收式热泵，分为开式和闭式两大类，对一端供热的两级或多级第二类吸收式热泵，主要增加低温吸收器结合减压阀或单独增加低温吸收器，或/和变吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器，构成主要由吸收器、发生器或精馏塔、冷凝器、蒸发器、吸收-蒸发器、复合式吸收-蒸发器、溶液泵、冷剂液泵、节流阀、低温吸收器、减压阀和溶液热交换器所组成的两端与多端供热的第二类吸收式热泵，由增加的吸收器或/和复合式吸收-蒸发器连同原热泵中的原有吸收器共同实现热泵的两端或多端供热；在增加低温吸收器构成的两端与多端供热的第二类吸收式热泵中，发生器(2)或精馏塔(2A)有浓溶液管道经溶液泵(6)直接连通吸收器(1)，当进入低温吸收器的浓溶液来自发生器(2)或精馏塔(2A)时发生器(2)或精馏塔(2A)有浓溶液管道经溶液泵(6)还分别经减压阀(13)与(18)连通低温吸收器(12)与(17)，当进入低温吸收器的浓溶液来自吸收器(1)时吸收器(1)有溶液管道直接连通低温吸收器(12)与(17)，发生器(2)或精馏塔(2A)还有稀溶液管道分别连通低温吸收器(12)与(17)和吸收-蒸发器(5)，低温吸收器(12)还有冷剂蒸汽通道与蒸发器(4A)或(4B)相连，低温吸收器(17)还有冷剂蒸汽通道与吸收-蒸发器(5)相连，吸收器(1)、低温吸收器(12)和(17)分别单独有管道连通被加热介质或之间有被加热介质管道相连，其特征在于：由发生器(2)或精馏塔(2A)直接向吸收器(1)和低温吸收器(12)与(17)提供浓溶液或单独向吸收器(1)提供浓溶液、再由吸收器(1)分别向低温吸收器(12)与(17)提供浓溶液，低温吸收器(12)、(17)和吸收器(1)分别吸收来自蒸发器(4A或4B)、一级吸收-蒸发器(5)和吸收-蒸发器(5)或(15)的冷剂蒸汽并向被加热介质释放出不同温度区间的热，构成热泵的两个或多个放热端；在变吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器构成的两端与多端供热的第二类吸收式热泵中，发生器(2)或精馏塔(2A)有浓溶液管道经溶液泵(6)直接连通吸收器(1)，吸收器(1)或有溶液管道连通复合式吸收-蒸发器(15A)或(5A)、或有溶液管道首先连通二级复合式吸收-蒸发器(15A)再由后者连通一级复合式吸收-蒸发器(5A)，复合式吸收-蒸发器(5A)、(15A)和吸收器(1)分别吸收来自蒸发器(4A)或(4B)、复合式吸收-蒸发器(5A)和复合式吸收-蒸发器(15A)的冷剂蒸汽并向被加热介质释放出不同温度区间的热，构成热泵的两个或多个放热端；增加低温吸收器和同时变吸收-蒸发器为复合式吸收-蒸发器构成热泵的供热端；增加相变换热器(21)或/和(22)，与热泵本体构成两端或多端相变供热的第二类吸收式热泵相变供热系统。

2.根据权利要求1所述的两端与多端供热的第二类吸收式热泵，其特征是：在所说的复合式吸收-蒸发器内，分别连有浓溶液管道、稀溶液管道、冷剂蒸汽进入管道、冷剂液进入管道、冷剂液吸热形成的冷剂蒸汽离开管道和被加热介质进、出管道，其内还有冷剂液吸热管束和被加热介质受热管束；来自于吸收器或上一级吸收-蒸发器的浓溶液，吸收来自于蒸发器或下一级吸收-蒸发器产出的冷剂蒸汽并放出热量，该热量一部分用于加热流经其内的冷剂液并使之汽化、完成其吸收-蒸发器的功能；另一部分通过换热管束向流经其内的被加热流体供热，完成其作为热泵一个供热端的功能。

3.根据权利要求1所述的两端与多端供热的第二类吸收式热泵，其特征是：所说的开式热泵中，低温吸收器或一级低温吸收器连通余热蒸汽管道，一部分余热蒸汽直接进入低温吸收器或一级低温吸收器被浓溶液所吸收；余热蒸汽形成的余热凝水自热泵各供热端得热。

4.根据权利要求1所述的两端与多端供热的第二类吸收式热泵，其特征是：所说的相变式两端与多端供热的第二类吸收器热泵供热系统，是指热泵供热端与相变换热器连通成为封闭式系统，在热泵供热端和相变换热器之间有中间介质采用自然或强制对流循环、以相变方式加热流经相变换热器的被加热介质。

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