CN101140112A - 异类复合吸收式热泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了异类复合吸收式热泵,属于余热利用热泵技术领域。为了降低机组与系统造价,充分利用余热、充分利用余热与环境间温差并为热用户提供高品质热能,或者在第二类吸收式热泵机组的基础上增加发生器、冷凝器、节流阀等部件并借助于二类热泵的部件组成一类吸收式热泵流程,或者通过共用吸收器或共用吸收-蒸发器,或者通过共用蒸发器,构成三种同时具有一类、二类两种吸收式热泵流程的异类复合式一体机组;余热介质流经蒸发器、二类发生器放热,冷却介质流经二类冷凝器吸热,被加热介质依次或分别在一类和二类热泵流程得热;机组结构与流程简单,供热温度、性能指数高,两热泵流程的负荷分配比例可根据参数变化进行调节以得到较大节能效益。
Description
技术领域:
本发明属于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具有比较好的节能、环保和经济效益。吸收式热泵技术有两种类型的机组——第一类和第二类吸收式热泵,从供热和余热两方面参数看,第一类吸收式热泵以较高的热能作驱动力,可以利用较低的余热、向用户提供较高温度的热能,第二类吸收式热泵以余热和环境间温差为驱动力,其供热温度受到余热参数和环境参数的影响较大;从节能效益看,在能够满足热需求的前提下,二类热泵节能率大大超过一类热泵。这样,在实际应用中,当余热资源的温度相对较高、数量相对较为丰富时,单独地利用第一或第二类吸收式热泵将存在不足——单独采用第一类吸收式热泵时,可以提供较高温度的供热但不能利用余热和环境间温差,节能效益受到限制;单独采用第二类吸收式热泵时,供热温度可能无法满足热需求;采用两种热泵组成联合供热系统可以解决上述矛盾,但这会导致节能供热系统的复杂化、系统造价高、经济效益降低甚至于无法满足经济方面的要求。
为充分利用余热资源——既要利用余热自身的温度与数量,又要利用余热与环境间的温差以实现其数量和品质的有效利用,实现技术方案的简单化和降低系统造价、以低的代价实现对余热资源的深度利用是问题的关键,也是本发明所要解决的核心技术所在。
发明内容:
本发明的主要目的是要提供同时具有一类和二类吸收式热泵功能的一体式异类复合吸收式热泵,它主要针对单一类型的吸收式热泵面对较为丰富的余热资源不能够实现节能效益最大化的问题,本着结构简单、运行方便灵活和降低装置成本的原则,主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵、冷剂液泵和溶液热交换器等组成,可实现三种基本功能的复合流程——二类热泵流程或只作为一类热泵流程的余热源、或只向被加热介质提供部分热量或兼而有之,从而实现余热的深度利用。
实现本发明的技术方案有三个:一是在第二类吸收式热泵机组的基础上增加发生器、冷凝器、节流阀或再加上溶液泵,二是一类热泵与二类热泵通过共用复合吸收-蒸发器,三是一类热泵与二类热泵通过共用蒸发器,分别构成具有一类、二类两种吸收式热泵流程的异类复合式一体机组。
实现本发明的第一种技术方案是这样的:针对各种第二类吸收式热泵为基础,主要增加发生器、冷凝器、节流阀或再加上溶液泵,新增冷凝器通过冷剂介质通道经新增节流阀或与蒸发器连通、或连通二类热泵流程中的吸收-蒸发器与吸收器,新增发生器有溶液通道经溶液热交换器与二类热泵的吸收器连通和有溶液通道或通过新增溶液泵与二类热泵的吸收器连通、或通过二类热泵的溶液泵连通二类热泵的发生器,新增发生器还有冷剂蒸汽通道与新增冷凝器连通和有通道连通驱动热介质,新增发生器、冷凝器、节流阀或再加上溶液泵与二类热泵结构中的相关部件构成一类热泵结构与流程;余热介质分别在二类热泵流程的发生器、蒸发器内放热,冷却介质在二类热泵流程的冷凝器内吸热,驱动热介质在新增发生器内放热,被加热介质分别或依次在原二类热泵流程的吸收器、一类热泵流程的冷凝器内或在原二类热泵流程的吸收器、一类热泵流程的吸收器与冷凝器得到热量。
以在单发生器型两级第二类吸收式热泵基础上增加发生器、冷凝器、节流阀与溶液泵所构成的、具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵为例,如图1所示,本发明的目的是这样实现的:①结构上,二类发生器、二类冷凝器、二类蒸发器、二类吸收-蒸发器、二类吸收器、二类溶液泵、二类冷剂液泵、二类节流阀和二类溶液热交换器组成单发生器型二类吸收式热泵结构与流程,增加的一类发生器、一类冷凝器、一类节流阀、一类溶液泵与一类溶液热交换器结合部分二类热泵部件组成一类吸收式热泵结构与流程;一类冷凝器有冷剂介质通道经一类节流阀连通二类蒸发器,一类发生器分别有稀溶液通道经一类溶液热交换器、一类溶液泵连通和有浓溶液通道经一类溶液热交换器连通二类吸收器,一类发生器还有通道连通驱动热介质和有冷剂蒸汽通道连通一类冷凝器,二类吸收器和一类冷凝器分别有通道连通被加热介质和彼此间经被加热介质通道连通,二类热泵部件彼此间按照二类热泵流程要求进行相应的连接并有通道连通余热介质和冷却介质;②流程上,二类热泵流程——二类冷凝器的冷剂液经二类冷剂液泵加压分别经二类节流阀节流进入二类蒸发器和直接进入二类吸收-蒸发器,进入二类蒸发器的冷剂介质吸收余热成蒸汽并进入二类吸收-蒸发器、被来自二类吸收器的溶液吸收并放热于进入二类吸收-蒸发器的另一路冷剂介质,进入二类吸收-蒸发器的冷剂介质吸热成冷剂蒸汽向二类吸收器提供、被来自二类发生器的溶液吸收并放热于被加热介质、稀溶液进入二类吸收-蒸发器,进入二类吸收-蒸发器的稀溶液吸收冷剂蒸汽浓度进一步降低后进入二类发生器,稀溶液在二类发生器内受余热的作用释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器放热于冷却介质成冷剂液;一类热泵流程——一类热泵流程的冷剂液自一类冷凝器经一类节流阀节流进入二类蒸发器、吸收余热成为冷剂蒸汽进入二类吸收-蒸发器、被来自二类吸收器的溶液吸收并放热,该部分冷剂介质随二类吸收-蒸发器的稀溶液经二类溶液热交换器进入二类发生器、再经二类溶液泵与二类溶液热交换器进入二类吸收器、再经一类溶液泵与一类溶液热交换器进入一类发生器,在驱动热作用下被重新释放出来进入一类冷凝器并放热于被加热介质;复合热泵流程——冷剂介质分别自一类冷凝器经一类节流阀和自二类冷凝器经二类冷剂液泵、二类节流阀进入二类蒸发器吸收余热成冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入二类吸收-蒸发器被来自二类吸收器的溶液吸收并加热来自二类冷凝器的另一部分冷剂介质使之成为冷剂蒸汽进入二类吸收器、被来自一类发生器和二类发生器的溶液吸收并放热,浓度降低后的溶液一部分经二类溶液热交换器进入吸收-蒸发器、吸收来自二类蒸发器的冷剂蒸汽并放热、稀溶液再经另一溶液热交换器后进入二类发生器、在余热作用下释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器被冷却介质冷凝成冷剂液,另一部分浓度降低后的溶液经一类溶液泵打入一类发生器、在驱动热作用下释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器并放热于被加热介质后成冷剂液,余热介质分别流经二类发生器和二类蒸发器放热,冷却介质流经二类冷凝器吸热,驱动热介质流经一类发生器放热,被加热介质依次在二类吸收器和一类冷凝器中吸热,其特征在于:一类冷凝器经一类节流阀连通二类蒸发器,一类发生器分别有浓溶液管道连通和稀溶液管道通过一类溶液泵、一类溶液热交换器连通二类吸收器,被加热介质管道依次连通二类吸收器和一类冷凝器;一类冷凝器的冷剂介质和二类冷凝器的部分冷剂介质进入二类蒸发器吸收余热成冷剂蒸汽一同进入二类吸收-蒸发器从而直接进入两热泵流程;二类发生器和一类发生器的浓溶液进入二类吸收器、吸收来自二类吸收-蒸发器的冷剂蒸汽并放热,浓度降低后的溶液一部分进入二类吸收-蒸发器继续进行溶液的二类热泵流程、另一部分进入一类发生器继续进行溶液的一类热泵流程;被加热介质依次流经二类吸收器和一类冷凝器吸热。当一类热泵为两级或多级时,需在一类冷凝器与二类吸收器之间增加一节流阀并有冷剂介质管道依次连通二类吸收器和两级或多级的一类吸收器,此时二类吸收器成复合二类吸收-蒸发器——既作为二类热泵流程的吸收器,又作为一类热泵流程的吸收-蒸发器。
需要指出的是,本发明中二类吸收-蒸发器既要承担其在二类热泵中的作用,同时也直接先将一类热泵流程所用余热提升一个台阶。因此,本发明中的一类热泵流程已不是单一的一类热泵所具有的单级特点,而是具有驱动热介质直接作用和冷却介质部分间接作用的更为广泛意义上的“两级”特点。不过,考虑到传统习惯,在这里一类发生器的数量为1,故仍称单级一类热泵流程。
实现本发明的第二种技术方案是这样的:一类热泵与二类热泵通过共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器构成具有一类、二类吸收式热泵流程的异类复合式一体机组,共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器与相应一类热泵部件组成一类热泵结构与流程,共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器与相应二类热泵部件组成二类热泵结构与流程,一类冷凝器通过冷剂介质通道经一类节流阀连通共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器后再连通一类吸收器,余热介质分别在二类热泵流程的发生器、蒸发器内放热,冷却介质在二类热泵流程的冷凝器内吸热,驱动热介质在一类发生器内放热,有共用吸收-蒸发器时一类吸收器和一类冷凝器分别有通道连通被加热介质,有共用复合吸收-蒸发器时共用复合吸收-蒸发器、一类吸收器和一类冷凝器分别有通道连通被加热介质。
以单级一类热泵与单级二类热泵通过共用吸收-蒸发器所组成的、具有单级单效第一类吸收式热泵与单级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵为例,如图15所示,本发明的目的是这样实现的:①结构上,一类发生器、一类冷凝器、一类节流阀、共用吸收-蒸发器、一类吸收器、一类溶液泵和一类溶液热交换器组成一类热泵结构与流程,二类发生器、二类冷凝器、二类蒸发器、共用吸收-蒸发器、二类溶液泵、二类冷剂液泵和二类溶液热交换器组成二类热泵结构与流程;二类热泵部件彼此间按照二类热泵流程要求进行相应的连接并有通道连通余热介质和冷却介质,一类热泵部件彼此间按照一类热泵流程要求进行相应的连接并有通道连通驱动热介质和被加热介质,其中一类冷凝器通过冷剂介质通道经一类节流阀连通共用吸收-蒸发器后再连通一类吸收器;②流程上,二类冷凝器的冷剂液经二类冷剂液泵打入二类蒸发器、吸收余热后成冷剂蒸汽进入共用吸收-蒸发器被来自二类发生器的溶液吸收并放热、稀溶液经二类溶液热交换器进入二类发生器在余热作用下重新释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器、冷剂蒸汽在二类冷凝器内放热后成冷剂液,一类冷凝器的冷剂液经一类节流阀节流进入共用吸收-蒸发器吸热成冷剂蒸汽进入一类吸收器被来自一类发生器的溶液吸收并放热、稀溶液经一类溶液泵和一类溶液热交换器进入一类发生器在驱动热的作用下重新释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器、冷剂蒸汽在一类冷凝器内放热后成冷剂液,余热介质分别流经二类发生器和二类蒸发器放热,冷却介质流经二类冷凝器吸热,驱动热介质流经一类发生器放热,被加热介质依次流经一类吸收器和一类冷凝器吸热,其特征在于:一类冷凝器经一类节流阀连通共用吸收-蒸发器,共用吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽通道连通一类吸收器;二类冷凝器的冷剂介质经二类冷剂液泵打入二类蒸发器吸收余热成冷剂蒸汽后进入共用吸收-蒸发器、被来自二类发生器的浓溶液吸收并放热,一类冷凝器的冷剂介质经一类节流阀节流进入共用吸收-蒸发器吸热成冷剂蒸汽进入一类吸收器、被来自一类发生器的浓溶液吸收并放热;被加热介质依次流经一类吸收器和一类冷凝器吸热。
本技术方案也可看作是在第二类吸收式热泵基础上增加发生器、冷凝器、节流阀、吸收器和溶液泵、并以二类热泵中的吸收器作为一类热泵流程的蒸发器来实现一类与二类热泵流程的结果。
实现本发明的第三种技术方案是这样的:一类热泵与二类热泵通过共用蒸发器构成具有一类、二类吸收式热泵流程的异类复合式一体机组,共用蒸发器与相应一类热泵部件组成一类热泵结构与流程,共用蒸发器与相应二类热泵部件组成二类热泵结构与流程,共用蒸发器分别有冷剂蒸汽直接通道连通一类吸收器和有冷剂介质通道经一类节流阀与一类冷凝器连通,共用蒸发器还有冷剂蒸汽通道连通单级时二类吸收器或两级或多级时二类吸收-蒸发器、还有冷剂介质通道单级时经二类冷剂液泵连通二类冷凝器或两级与多级时经二类节流阀、二类冷剂液泵连通二类冷凝器,余热介质分别在二类发生器、共用蒸发器内放热,冷却介质在二类冷凝器内吸热,驱动热介质在一类发生器内放热,被加热介质分别在一类吸收器、二类吸收器和一类冷凝器内吸热。
以单级一类热泵与单发生器型两级二类热泵通过共用蒸发器所组成的、具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵为例,如图17所示,本发明的目的是这样实现的:①结构上,一类发生器、一类冷凝器、一类节流阀、共用蒸发器、一类吸收器、一类溶液泵和一类溶液热交换器组成一类热泵结构与流程,二类发生器、二类冷凝器、共用蒸发器、二类吸收-蒸发器、二类吸收器、二类溶液泵、二类冷剂液泵和二类溶液热交换器组成二类热泵结构与流程;二类热泵部件彼此间按照二类热泵流程要求进行相应的连接并有通道连通余热介质、冷却介质和被加热介质,一类热泵部件彼此间按照一类热泵流程要求进行相应的连接并有通道连通驱动热介质和被加热介质,二类吸收器、一类吸收器和一类冷凝器之间还经被加热介质管道连通;②流程上,来自一类冷凝器的冷剂液经一类节流阀节流后进入共用蒸发器、吸收余热成冷剂蒸汽进入一类吸收器被来自一类发生器的溶液吸收并放热,稀溶液经一类溶液泵打入一类发生器、在驱动热作用下重新释放成冷剂蒸汽进入一类冷凝器被冷凝成冷剂液、浓溶液经一类溶液热交换器进入一类吸收器;二类冷凝器的冷剂液经二类冷剂液泵加压后分别经二类节流阀节流进入共用蒸发器和直接进入二类吸收-蒸发器,进入共用蒸发器的冷剂介质吸收余热成冷剂蒸汽并进入二类吸收-蒸发器、被来自二类吸收器的溶液吸收并放热于进入二类吸收-蒸发器的另一路冷剂介质,经二类冷剂液泵直接打入二类吸收-蒸发器的冷剂介质吸热成冷剂蒸汽向二类吸收器提供、被来自二类发生器的溶液吸收并放热于被加热介质、稀溶液进入二类吸收-蒸发器,进入二类吸收-蒸发器的稀溶液吸收冷剂蒸汽后浓度进一步降低并经二类溶液热交换器进入二类发生器,稀溶液在二类发生器内受余热作用释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器被冷凝成冷剂液,余热介质分别流经二类发生器和共用蒸发器放热,冷却介质流经二类冷凝器吸热,驱动热介质流经一类发生器放热,被加热介质依次流经二类吸收器、一类吸收器和一类冷凝器吸热,其特征在于:一类冷凝器经一类节流阀连通共用蒸发器,共用蒸发器有冷剂蒸汽通道分别连通一类吸收器和二类吸收-蒸发器;一类冷凝器的冷剂介质和二类冷凝器的部分冷剂介质进入共用蒸发器吸收余热成冷剂蒸汽分别向一类吸收器和二类吸收-蒸发器提供、二类冷凝器的另一部分冷剂介质进入二类吸收-蒸发器吸热成冷剂蒸汽向二类吸收器提供——冷剂介质分别进入一类热泵流程和二类热泵流程,进入两热泵流程的冷剂蒸汽被相应溶液吸收并经相应流程再分别回到一类冷凝器和二类冷凝器,被加热介质依次在二类吸收器、一类吸收器和一类冷凝器吸热。
上述三种基本技术方案中,当采用精馏塔替代发生器时,适用于以氨水溶液作工质为代表的机组;一类热泵流程包括不同级数与不同效数组成的多种结构,二类热泵流程也类似有不同级数的各种结构。
附图说明:
图1是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合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,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;图2与图1所示的不同之处在于——图2中一类冷凝器通过一类节流阀依次连通二类吸收-蒸发器和二类吸收器,一类发生器通过一类溶液泵连通二类发生器;图1中一类冷凝器通过一类节流阀连通蒸发器,一类发生器通过一类溶液泵连通二类吸收器。
图3是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;与图1所示的不同之处在于,图3中一类发生器通过二类溶液泵连通二类发生器,图1中一类发生器通过一类溶液泵连通二类吸收器。
图4是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与双发生器型两级二类热泵功能的异类复合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,可实现单级单效一类与单发生器型三级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图6是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图7是依据本发明所提供的,可实现单级双效一类与单级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图8是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;与图6所示的不同之处在于,它除了一类发生器通过二类溶液泵连通二类吸收器外,还以精馏塔取代了发生器,图6所示用于以溴化锂水溶液为工质作代表的机组,图8所示用于以氨水溶液为工质作代表的机组。
图9是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵混合供热系统的结构和流程示意图。
图10是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵混合供热系统的结构和流程示意图;与图9所示的不同之处在于,图10中采用两个不同的供热回路。
图11是依据本发明所提供的,可实现单发生器型两级一类与单级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图12是依据本发明所提供的,可实现单发生器型两级一类与单级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;与图11所示的相比,图12中一类发生器有溶液管道经二类溶液泵连通二类发生器。
图13是依据本发明所提供的,可实现单发生器型两级一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图14也是依据本发明所提供的,可实现单发生器型两级一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
比较图13所示机组二者不同之处在于,一是图14中一类发生器经二类溶液泵与二类发生器连通,而图13中一类发生器经一类溶液泵与二类复合吸收-蒸发器连通;二是图14中被加热介质在一类热泵流程中的取热顺序为先冷凝器后吸收器,而图13中被加热介质在一类热泵流程中的取热顺序为先吸收器后冷凝器。
图15是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;与前述相近机组不同的是,它的二类热泵流程只为一类热泵流程提供余热。
图16是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图17是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图18是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图17和图18的区别之处在于,被加热介质得到热量的顺序不同——图17中被加热介质依次在二类吸收器、一类吸收器和一类冷凝器内被加热,而图18中被加热介质依次在一类吸收器、二类吸收器和一类冷凝器内被加热。
图19是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单级二类热泵功能的异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图20是依据本发明所提供的,可实现单级单效一类与单发生器型两级二类热泵功能的开式异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;与图1所示的相比,它没有了二类蒸发器、二类节流阀和一类节流阀。
图21是依据本发明所提供的,可实现具有单发生器型两级一类与单级二类热泵功能的开式异类复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;与图11所示的相比,它没有了二类蒸发器和一类节流阀。
上述各图中,图1~图14是第一种基本技术方案的代表,图15、图16为第二种基本技术方案的代表,图17~图19是第三种基本技术方案的代表;图1~图18所示的是闭式异类复合吸收式热泵的实例和代表,图20、图21是开式异类复合吸收式热泵的实例和代表;它们分别主要展现了异类复合吸收式热泵的多个方面:一是一类热泵流程可以为单效、双效或多效,二是二类热泵流程可以是单级、两级或多级,三是二类热泵流程的主要作用可以分为只用于向被加热介质提供热量、只用于向一类热泵流程提供余热和二者兼之,四是不同的一类热泵流程与二类热泵流程具体的复合结构等。
图中,1、16-二类发生器/二类精馏塔,2-二类冷凝器,3-二类蒸发器/共用蒸发器,4-二类吸收-蒸发器/二类复合吸收-蒸发器,5-二类吸收器/二类复合吸收-蒸发器,6、18-二类溶液泵,7-二类冷剂液泵,8、21-二类节流阀,9、10、19-二类溶液热交换器,11、22-一类发生器/一类精馏塔,12-一类冷凝器,13、23、30-一类节流阀,14-一类溶液泵,15、24、31-一类溶液热交换器,17-中间热交换器,20-二类吸收-蒸发器,25、28-相变热交换器,26-中间介质循环泵,27-非相变热交换器,29-两级一类吸收器,32-共用吸收-蒸发器/共用复合吸收-蒸发器,33-一类吸收器。
具体实施方式:
下面结合附图和实例来详细描述本发明。
以具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵为例,如图1所示,本发明的目的是这样实现的:
1.结构上,二类发生器1、二类冷凝器2、二类蒸发器3、二类吸收-蒸发器4、二类吸收器5、二类溶液泵6、二类冷剂液泵7、二类节流阀8和二类溶液热交换器9、10组成单发生器型二类吸收式热泵结构与流程,增加的一类发生器11、一类冷凝器12、一类节流阀13、一类溶液泵14与一类溶液热交换器15结合二类热泵部件组成一类吸收式热泵结构与流程;一类冷凝器12有冷剂介质通道经一类节流阀13连通二类蒸发器3,一类发生器11分别有稀溶液通道经一类溶液热交换器15、一类溶液泵14和有浓溶液通道经一类溶液热交换器15连通二类吸收器5,一类发生器11还有通道连通驱动热介质和有冷剂蒸汽通道连通一类冷凝器12,二类吸收器5和一类冷凝器12分别有通道连通被加热介质和彼此间经被加热介质通道连通,二类热泵部件彼此间按照二类热泵流程要求进行相应的连接并有通道连通余热介质和冷却介质。
2.流程上,二类热泵流程——二类冷凝器2的冷剂液经二类冷剂液泵7加压分别经二类节流阀8节流进入二类蒸发器3和直接进入二类吸收-蒸发器4,进入二类蒸发器3的冷剂介质吸收余热成蒸汽并进入二类吸收-蒸发器4、被来自二类吸收器5的溶液吸收并放热于进入二类吸收-蒸发器4的另一路冷剂介质,进入二类吸收-蒸发器4的冷剂介质吸热成冷剂蒸汽向二类吸收器4提供、被来自二类发生器1的溶液吸收并放热于被加热介质、稀溶液进入二类吸收-蒸发器4,进入二类吸收-蒸发器4的稀溶液吸收冷剂蒸汽浓度进一步降低后进入二类发生器1,稀溶液在二类发生器1内受余热的作用释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2放热于冷却介质成冷剂液;一类热泵流程——冷剂液自一类冷凝器12经一类节流阀13节流进入二类蒸发器3、吸收余热后变为冷剂蒸汽进入二类吸收-蒸发器4、被来自二类吸收器5的溶液吸收并放热,稀溶液进入二类发生器1、通过二类溶液液泵7经二类溶液热交换器10与9进入二类吸收器5、再经一类溶液泵14打入一类发生器11受驱动热作用释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器12、冷剂蒸汽放热于被加热介质后冷凝;复合热泵流程——冷剂介质分别自一类冷凝器12经一类节流阀13和自二类冷凝器2经二类冷剂液泵7、二类节流阀8进入二类蒸发器3吸收余热成冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入二类吸收-蒸发器4被来自二类吸收器5的溶液吸收并加热来自二类冷凝器2的另一部分冷剂介质使之成为蒸汽进入二类吸收器5、被来自一类发生器11和二类发生器1的溶液吸收并放热,浓度降低后的溶液一部分经二类溶液热交换器9进入吸收-蒸发器4吸收来自二类蒸发器3的冷剂蒸汽并放热、稀溶液再经另一二类溶液热交换器10后进入二类发生器1、在余热作用下重新释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷却介质冷凝成冷剂液,另一部分浓度降低后的溶液经一类溶液泵14打入一类发生器11、受热释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器12并放热于被加热介质后成冷剂液,余热介质分别流经二类发生器1和二类蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类发生器11放热,被加热介质依次在二类吸收器5和一类冷凝器12中吸热。
图2所示的也是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵;与图1所示的区别之处在于:①结构上,图2所示复合热泵中的一类冷凝器12有冷剂介质管道经一类节流阀13依次连通二类吸收-蒸发器4与二类吸收器5,一类发生器分别有浓溶液管道经溶液热交换器15、9与10、二类溶液泵6连通二类发生器1和有稀溶液管道经溶液热交换器15连通二类吸收器5;②流程上,一是一类热泵流程的冷剂介质流向不同:图2中,来自一类冷凝器12并经一类节流阀13节流后的冷剂介质流经二类吸收-蒸发器4、吸热成冷剂蒸汽进入二类吸收器5被来自一类发生器11的溶液吸收并放热,而图1中的一类热泵流程的冷剂介质进入二类蒸发器3、进入二类吸收-蒸发器4被来自二类吸收器5的溶液吸收并放热;二是溶液流向有区别:图2中二类吸收-蒸发器5的稀溶液全部依次流经二类吸收-蒸发器4吸收冷剂蒸汽浓度进一步降低后再进入二类发生器1,进入二类发生器1的稀溶液在余热作用下释放出冷剂蒸汽后成浓溶液、再经二类溶液泵6打入一类发生器11,而图1中二类吸收-蒸发器5的稀溶液一部分进入二类吸收-蒸发器4吸收冷剂蒸汽浓度进一步降低后再进入二类发生器1、在余热作用下释放出冷剂蒸汽后成浓溶液、再经二类溶液泵6打入二类吸收-蒸发器4,另一部分经一类溶液泵14打入一类发生器11;其它环节与图1中一致。
图2中,来自一类冷凝器12的冷剂介质也可直接与来自二类冷凝器2的部分冷剂介质汇合流经二类吸收-蒸发器4吸热成冷剂蒸汽进入二类吸收器5,二者无本质上的区别。
图3所示的也是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵;与图1、图2所示的相比,其溶液流向与图2所示相同,其一类热泵流程用冷剂介质流向与图1所示相同。
图4所示的是具有单级单效第一类吸收式热泵与双发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:二类发生器1与16、二类冷凝器2、二类蒸发器3、二类复合吸收-蒸发器4、二类吸收器5、二类溶液泵6与18、二类冷剂液泵7、二类节流阀8和二类溶液热交换器9与10组成双发生器型两级二类吸收式热泵结构与流程,一类发生器11、一类冷凝器12、一类节流阀13、一类溶液热交换器15结合二类热泵部件组成一类吸收式热泵结构与流程;冷剂介质分别自一类冷凝器12经一类节流阀13和自二类冷凝器2经二类冷剂液泵7、二类节流阀8一同进入二类蒸发器3吸收余热成冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入二类复合吸收-蒸发器4被来自二类吸收器5的溶液吸收并加热来自二类冷凝器2的另一部分冷剂介质使之成为蒸汽进入二类吸收器5、被来自一类发生器11的溶液吸收并放热,二类复合吸收-蒸发器4内浓度降低后的溶液经二类溶液热交换器19进入二类发生器1、在余热作用下释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷却介质冷凝成冷剂液,二类发生器1的浓溶液经二类溶液泵6打入二类发生器16、在来自中间热交换器的热的作用下再进一步释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷凝,浓度进一步增大后的溶液经二类溶液泵18打入一类发生器11受驱动热作用释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器12被冷凝,一类发生器11的浓溶液经一类溶液热交换器15进入二类吸收器5、吸收来自二类复合吸收-蒸发器4的冷剂蒸汽并放热,余热介质分别流经二类发生器1和二类蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类发生器11放热,被加热介质依次在二类吸收器5和一类冷凝器12中吸热。
图5所示的是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型三级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:二类发生器1、二类冷凝器2、二类蒸发器3、二类吸收-蒸发器20与4、二类吸收器5、二类溶液泵6、二类冷剂液泵7、二类节流阀8与21和二类溶液热交换器9、10与19组成单发生器型三级二类吸收式热泵结构与流程,一类发生器11、一类冷凝器12、一类节流阀13、一类溶液热交换器15结合二类热泵部件组成一类吸收式热泵结构与流程;冷剂介质分别自一类冷凝器12经一类节流阀13和自二类冷凝器2经二类冷剂液泵7、二类节流阀8一同进入二类蒸发器3吸收余热成冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入二类吸收-蒸发器20、被来自二类吸收-蒸发器4的溶液吸收并加热来自二类冷凝器2并经二类节流阀21节流的另一部分冷剂介质使之成为蒸汽进入二类吸收-蒸发器4、被来自二类吸收器5的溶液吸收并加热来自二类冷凝器2的再一部分冷剂介质使之成为蒸汽进入二类吸收器5、被来自一类发生器11的溶液吸收并放热,二类吸收-蒸发器20中浓度降低后的溶液经二类溶液热交换器19进入二类发生器1在余热作用下释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷却介质冷凝,浓溶液经二类溶液泵6打入一类发生器11在驱动热作用下释放冷剂蒸汽进入一类冷凝器12被冷凝,浓度进一步提高后的溶液依次流经二类吸收器5、二类吸收-蒸发器4和20、逐次吸收冷剂蒸汽后放热于被加热介质和另两路冷剂介质,余热介质分别流经二类发生器1和二类蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类发生器11放热,被加热介质依次在二类吸收器5和一类冷凝器12中得热。
图6是具有单级单效第一类吸收式热泵与单级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:二类发生器1、二类冷凝器2、二类蒸发器3、二类吸收器5、二类溶液泵6、二类冷剂液泵7和二类溶液热交换器9组成单级二类吸收式热泵结构与流程,一类发生器11、一类冷凝器12、一类节流阀13、一类溶液热交换器15结合二类热泵部件组成一类吸收式热泵结构与流程;经一类节流阀13、来自一类冷凝器12和经二类冷剂液泵7、来自二类冷凝器的冷剂介质一同进入二类蒸发器3吸热成冷剂蒸汽向二类吸收器5提供被来自一类发生器11的溶液吸收并放热,稀溶液经二类溶液热交换器9进入二类发生器1受余热作用释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷凝,浓溶液经二类溶液泵6、溶液热交换器9与15进入一类发生器11受驱动热作用释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器12被冷凝,浓度进一步提高后的溶液进入二类吸收器5吸收冷剂蒸汽并放热,余热介质分别流经二类发生器1和二类蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类发生器11放热,被加热介质依次在二类吸收器5和一类冷凝器12中吸热。
图7是具有单级双效第一类吸收式热泵与单级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:二类发生器1、二类冷凝器2、二类蒸发器3、二类吸收器5、二类溶液泵6、二类冷剂液泵7和二类溶液热交换器9组成单级二类吸收式热泵结构与流程,一类发生器11与22、一类冷凝器12、一类节流阀13与23、一类溶液热交换器15与24、一类溶液泵14结合二类蒸发器3、二类吸收器5组成一类吸收式热泵结构与流程;经一类节流阀13、来自一类冷凝器12和经二类冷剂液泵7、来自二类冷凝器的冷剂介质一同进入二类蒸发器3吸热成冷剂蒸汽向二类吸收器5提供被来自一类发生器11、12和二类发生器1的溶液吸收并放热,稀溶液一部分经一类溶液泵、一类溶液热交换器15与24向一类吸收器11与22提供受各自驱动热作用释放出冷剂介质并汇集到二类冷凝器12被冷凝、浓溶液均回到二类吸收器5,另一部分稀溶液经二类溶液热交换器9进入二类发生器1受余热作用释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷凝、浓溶液经二类溶液泵6和溶液热交换器9进入二类吸收器5吸收冷剂蒸汽并放热,余热介质分别流经二类发生器1和二类蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类发生器11放热,被加热介质依次在二类吸收器5和一类冷凝器12中吸热。
图8是具有单级单效第一类吸收式热泵与单级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:二类精馏塔1、二类冷凝器2、二类蒸发器3、二类吸收器5、二类溶液泵6、二类冷剂液泵7和二类溶液热交换器9组成单级二类吸收式热泵结构与流程,一类精馏塔11、一类冷凝器12、一类节流阀13、一类溶液热交换器15结合二类蒸发器3、二类吸收器5组成一类吸收式热泵结构与流程;经一类节流阀13、来自一类冷凝器12和经二类冷剂液泵7、来自二类冷凝器的冷剂介质一同进入二类蒸发器3吸热成冷剂蒸汽进入二类吸收器5被来自一类精馏塔11和二类精馏塔1的溶液吸收并放热,稀溶液一部分经一类溶液泵14、一类溶液热交换器15向一类精馏塔11提供受驱动热作用下释放出冷剂介质进入二类冷凝器12被冷凝、浓溶液回到二类吸收器5,另一部分稀溶液经二类溶液热交换器9进入二类精馏塔1受余热作用下释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷凝、浓溶液经二类溶液泵6、溶液热交换器9进入二类吸收器5吸收冷剂蒸汽并放热,余热介质分别流经二类精馏塔1和二类蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类精馏塔11放热,被加热介质依次在二类吸收器5和一类冷凝器12中得热。
图9是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵混合供热系统,它是在图3所示的异类复合吸收式热泵的基础上增加一相变热交换器25、中间工作介质循环泵26的结果;它是这样实现本发明的:中间工作介质循环泵26、相变热交换器25与一类冷凝器12通过管道形成密闭式结构,相变热交换器25还有管道连通被加热介质;中间工作介质在中间工作介质循环泵26作用下以液态进入一类冷凝器12、吸热后成为气态进入相变热交换器25、加热流经其内的被加热介质后成为液态再进入一类冷凝器12;另一路被加热介质流经二类吸收器5吸热。
图10也是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵混合供热系统,与图9所示不同的是,二类吸收器5、非相变热交换器27与中间工作介质循环泵26通过管道连通形成循环系统,一类冷凝器12与相变热交换器28通过管道连通形成密闭式结构,非相变热交换器27、相变热交换器28还分别有管道连通被加热介质;一路中间工作介质在中间工作介质循环泵26作用下进入二类吸收器5、吸热后再进入非相变热交换器27、加热流经相非变热交换器27的被加热介质后再回到二类吸收器5,另一路中间工作介质采用自然对流方式、以液态进入一类冷凝器12、吸热后成为气态进入相变热交换器28、加热流经相变热交换器28的被加热介质后成为液体再回到一类冷凝器12。
图11是具有单发生器型两级第一类吸收式热泵与单级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:二类发生器1、二类冷凝器2、二类蒸发器3、二类复合吸收-蒸发器5、二类溶液泵6、二类冷剂液泵7和二类溶液热交换器9组成单级二类吸收式热泵结构与流程,一类发生器11、一类冷凝器12、两级一类吸收器29、一类节流阀13与30和一类溶液热交换器15并借助于二类热泵部件组成一类吸收式热泵结构与流程;来自一类冷凝器12的部分冷剂介质和二类冷凝器7的冷剂介质一同进入二类蒸发器3吸热成冷剂蒸汽向二类复合吸收-蒸发器5提供、冷剂蒸汽在二类复合吸收-蒸发器5内被来自二类发生器1和两级一类吸收器29的溶液吸收并放热,二类复合吸收-蒸发器5的稀溶液一部分经二类溶液热交换器9进入二类发生器1受余热作用释放冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷凝,二类复合吸收-蒸发器5的另一部分稀溶液经一类溶液泵14、一类溶液热交换器31与15进入一类发生器11受驱动热作用释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器12被冷凝;一类冷凝器12的另一部分冷剂介质经一类节流阀30节流后流经二类复合吸收-蒸发器5吸热成冷剂蒸汽向两级一类吸收器29提供、被来自一类发生器11的浓溶液吸收并放热,两级一类吸收器29的稀溶液经一类溶液热交换器31进入二类复合吸收-蒸发器5,余热介质分别流经二类发生器1和二类蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类发生器11放热,被加热介质依次在二类复合吸收-蒸发器5、两级一类吸收器29和一类冷凝器12中吸热。
图12也是具有单发生器型两级第一类吸收式热泵与单级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,与图11所示的不同之处在于,图12中的溶液通过二类溶液泵6在二类发生器1、一类发生器11、两级一类吸收器29和二类复合吸收-蒸发器5之间形成一路溶液循环。
图13是具有单发生器型两级第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵;与图11进行比较,图11中二类热泵流程为单级,而图13中二类热泵流程为单发生器型两级,两图中两热泵流程的复合没有本质的区别。
图14也是具有单发生器型两级第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵;与图13进行比较,图13中两热泵流程的溶液循环分别依靠各自的溶液泵来进行,而图14中的溶液循环仅依靠二类溶液泵来完成;另外,图14中被加热介质在一类热泵流程的吸热顺序为先一类冷凝器12、后两级一类吸收器29。
图15是具有单级单效第一类吸收式热泵与单级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:二类发生器1、二类冷凝器2、二类蒸发器3、共用吸收-蒸发器32、二类溶液泵6、二类冷剂液泵7和二类溶液热交换器9组成单级二类吸收式热泵结构与流程,一类发生器11、一类冷凝器12、一类吸收器33、一类节流阀13、共用吸收-蒸发器32和一类溶液热交换器15组成一类吸收式热泵结构与流程;经二类冷剂液泵7、来自二类冷凝器的冷剂介质进入二类蒸发器3吸热成冷剂蒸汽进入共用吸收-蒸发器32、被来自二类发生器1的浓溶液吸收并放热于来自一类冷凝器12并经一类节流阀13节流的冷剂介质、使之成为冷剂蒸汽进入一类吸收器31被来自一类发生器11的溶液吸收并放热,一类吸收器33的稀溶液经一类溶液泵14、一类溶液热交换器15进入一类发生器11受驱动热的作用释放出冷剂介质进入二类冷凝器12被冷凝、浓溶液回到一类吸收器33,共用吸收-蒸发器32的稀溶液经二类溶液热交换器9进入二类发生器1受余热作用释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷凝、浓溶液经二类溶液泵6、溶液热交换器9再回到共用吸收-蒸发器32吸收冷剂蒸汽并放热,余热介质分别流经二类发生器1和二类蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类发生器11放热,被加热介质依次在一类吸收器33和一类冷凝器12中得到热量。
图16是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,与图15所示不同之处在于:一是二类热泵结构与流程有区别:图15中二类热泵为单级,而图16中二类热泵为单发生器型两级;二是图16中的共用吸收-蒸发器32既作为一类热泵流程的蒸发器使用,又作为二类热泵流程的吸收器、并向被加热介质放热。
图17是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:
1.结构上,一类发生器11、一类冷凝器12、一类节流阀13、共用蒸发器3、一类吸收器33、一类溶液泵14和一类溶液热交换器15组成一类热泵结构与流程,二类发生器1、二类冷凝器2、共用蒸发器3、二类吸收-蒸发器4、二类吸收器5、二类溶液泵6、二类冷剂液泵7和二类溶液热交换器9与10组成二类热泵结构与流程;二类热泵部件彼此间按照二类热泵流程要求进行相应的连接并有通道连通余热介质、冷却介质和被加热介质,一类热泵部件彼此间按照一类热泵流程要求进行相应的连接并有通道连通驱动热介质和被加热介质,二类吸收器5、一类吸收器33和一类冷凝器12之间经被加热介质管道连通。
2.流程上,来自一类冷凝器12的冷剂液经一类节流阀13节流后进入共用蒸发器3、吸收余热成冷剂蒸汽进入一类吸收器33被来自一类发生器11的溶液吸收并放热,稀溶液经一类溶液泵14打入一类发生器11、在驱动热作用下释放成冷剂蒸汽进入一类冷凝器12被冷凝成冷剂液、浓溶液经一类溶液热交换器15进入一类吸收器33;二类冷凝器2的冷剂液经二类冷剂液泵7加压后分别经二类节流阀8节流进入共用蒸发器3和直接进入二类吸收-蒸发器4,进入共用蒸发器3的冷剂介质吸收余热成冷剂蒸汽并进入二类吸收-蒸发器4、被来自二类吸收器5的溶液吸收并放热于进入二类吸收-蒸发器4的另一路冷剂介质、使之成为冷剂蒸汽向二类吸收器5提供、被来自二类发生器1的溶液吸收并放热于被加热介质、稀溶液进入二类吸收-蒸发器4,进入二类吸收-蒸发器4的稀溶液吸收冷剂蒸汽后浓度再降低进入二类发生器1,进入二类发生器1内的稀溶液在余热作用下释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器2被冷凝成冷剂液,余热介质分别流经二类发生器1和共用蒸发器3放热,冷却介质流经二类冷凝器2吸热,驱动热介质流经一类发生器11放热,被加热介质依次流经二类吸收器5、一类吸收器33和一类冷凝器12吸热。
图18是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵,与图17所示的不同之处在于:在图18所示机组中,被加热介质依次流经一类吸收器33、二类吸收器5和一类冷凝器12得到热量。
图19是具有单级单效第一类吸收式热泵与单级第二类吸收式热泵功能的异类复合吸收式热泵。在本实例中,共用蒸发器(3)分别有冷剂蒸汽通道连通一类吸收器(33)和二类吸收器(5)。
图20是具有单级单效第一类吸收式热泵与单发生器型两级第二类吸收式热泵功能的开式异类复合吸收式热泵。比较图1所示,图20所示机组省去了二类蒸发器3、二类节流阀8和一类节流阀13,二类吸收-蒸发器4有通道直接连接余热蒸汽,一类冷凝器12有凝水管道与外部连通,二类冷凝器2经二类冷剂液泵7有凝水管道与外部连通;余热蒸汽直接进入二类吸收-蒸发器4被来自二类吸收器5的溶液吸收、完成其工作流程后以凝水状态自一类冷凝器2和二类冷凝器12、冷剂液泵7排出。
图21是具有具有单发生器型两级一类与单级二类热泵功能的开式异类复合吸收式热泵相变供热系统的结构和流程示意图;与图11所示的相比,它没有了二类蒸发器3和一类节流阀13,二类复合吸收-蒸发器5有通道直接连接余热蒸汽,一类冷凝器12有凝水管道与外部连通,二类冷凝器2有凝水管道经二类冷剂液泵7与外部连通;余热蒸汽直接进入二类复合吸收-蒸发器5被来自二类发生器1和两级一类吸收器29的溶液吸收、完成其工作流程后以凝水状态自一类冷凝器2和二类冷凝器12、冷剂液泵7排出。
上述本发明各实例主要分别体现了三种不同的基本技术方案,同时也体现了一些具体的技术细节——各种具体的复合方式,被加热介质取热的顺序,溶液的一路循环和两路循环,不同的热泵相变供热系统,对应的开式热泵,以精馏塔替代发生器等,这些具体内容的不同组合可构成更多异类复合第二类吸收式热泵和基于它的其它供热系统。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的异类复合吸收式热泵具有如下的效果和优势:
①以简单的流程和结构实现了一体式异类复合吸收式热泵,具有比相对应的热泵所组成的联合供热系统的更好的热力学效果。
②传热环节少,余热温度提升高,可以利用更低温度的余热资源,同时充分利用余热与环境间温差,机组性能指数高。
③机组适应性强,可根据环境变化调整机组负荷分配,在满足用户热需求的同时实现节能效益的最大化。
④机组结构简单,控制系统简化,系统造价降低,技术经济性高。
⑤具有高的供热温度的同时实现较高的节能效益,具有余热利用率较高、供热温度高、设备和系统造价低等多方面的综合优势。
Claims (3)
1.异类复合吸收式热泵,主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵、冷剂液泵和溶液热交换器等组成,分为三种基本类型——一是在第二类吸收式热泵机组的基础上增加发生器、冷凝器、节流阀或再加上溶液泵,二是两类吸收式热泵通过共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器,三是两类吸收式热泵通过共用蒸发器,分别构成同时具有一类、二类吸收式热泵流程的复合式一体机组;机组省略蒸发器等时为开式异类复合吸收式热泵,结合相变热交换器时组成对应的异类复合吸收式热泵混合供热系统;①第一种基本类型——在第二类吸收式热泵基础上主要增加发生器、冷凝器、节流阀或再增加溶液泵,新增冷凝器通过冷剂介质通道经新增节流阀或与蒸发器连通、或依次连通二类热泵流程的吸收-蒸发器与吸收器,新增发生器有浓溶液通道经溶液热交换器与二类热泵的吸收器连通和有稀溶液通道或通过新增溶液泵与二类热泵的吸收器连通、或通过二类热泵的溶液泵连通二类热泵的发生器,新增发生器还有冷剂蒸汽通道与新增冷凝器连通和有通道连通驱动热介质,二类热泵的吸收器和新增冷凝器还分别有管道连通被加热介质——二类热泵为两级或多级时,一类冷凝器(12)有冷剂介质通道经一类节流阀(13)连通二类蒸发器(3)或依次连通二类吸收-蒸发器(4)与二类吸收器(5),一类发生器(11)分别有溶液通道经一类溶液热交换器(15)连通二类吸收器(5)和有溶液通道经一类溶液热交换器(15)、一类溶液泵(14)连通二类吸收器(5)或经溶液热交换器、二类溶液泵(6)连通二类发生器(1),一类发生器(11)还有冷剂蒸汽通道与一类冷凝器(12)连通和有通道连通驱动热介质,二类吸收器(5)和一类冷凝器(12)分别有通道连通被加热介质,二类热泵部件彼此间按照二类热泵流程要求进行相应的连接并有通道分别连通余热介质和冷却介质;一类冷凝器(12)有冷剂介质通道经一类节流阀(13)连通二类蒸发器(3)时、冷剂介质分别自一类冷凝器(12)经一类节流阀(13)和自二类冷凝器(2)经二类冷剂液泵(7)、二类节流阀(8)进入二类蒸发器(3)吸收余热成冷剂蒸汽,一类冷凝器(12)有冷剂介质通道经一类节流阀(13)依次连通二类吸收-蒸发器(4)与二类吸收器(5)时、冷剂液自二类冷凝器(2)经二类冷剂液泵(7)、二类节流阀(8)进入二类蒸发器(3)吸收余热成冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入二类吸收-蒸发器(4)被来自二类吸收器(5)的溶液吸收并加热流经二类吸收-蒸发器(4)的冷剂介质使之成为蒸汽进入二类吸收器(5)、被来自一类发生器(11)或一类发生器(11)和二类发生器(2)的溶液吸收并放热,二类吸收器(5)内浓度降低后的溶液或全部经二类溶液热交换器(9)进入吸收-蒸发器(4)吸收来自二类蒸发器(3)的冷剂蒸汽并放热、浓度再降低的稀溶液再经二类溶液热交换器(10)后进入二类发生器(1)、在余热作用下释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器(2)被冷却介质冷凝成冷剂液、浓度增大后再经二类溶液泵(6)打入一类发生器(11)或一部分经二类溶液热交换器(9)进入吸收-蒸发器(4)吸收来自二类蒸发器(3)的冷剂蒸汽并放热、浓度再降低的稀溶液再经二类溶液热交换器(10)后进入二类发生器(1)、在余热作用下释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器(2)被冷却介质冷凝成冷剂液、浓度增大后再经二类溶液泵(6)打入二类吸收器(5)而另一部分经一类溶液泵(14)打入一类发生器(11),进入一类发生器(11)的溶液在驱动热作用下释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器(12)被冷凝,余热介质分别流经二类发生器(1)和二类蒸发器(3)放热,冷却介质流经二类冷凝器(2)吸热,驱动热介质流经一类发生器(11)放热,被加热介质依次或分别在二类吸收器(5)和一类冷凝器(12)中吸热,其特征在于:一类冷凝器(12)有冷剂介质通道经一类节流阀(13)连通二类蒸发器(3)或依次连通二类吸收-蒸发器(4)与二类吸收器(5),一类发生器(11)分别有溶液通道经一类溶液热交换器(15)连通二类吸收器(5)和有溶液通道经一类溶液热交换器(15)、一类溶液泵(14)连通二类吸收器(5)或经溶液热交换器、二类溶液泵(6)连通二类发生器(1),被加热介质管道分别或依次连通二类吸收器(5)和一类冷凝器(12),来自一类冷凝器(12)和/或二类冷凝器(2)的冷剂介质进入二类蒸发器(3)吸收余热成冷剂蒸汽进入二类吸收-蒸发器(4),二类发生器(2)和一类发生器(11)或一类发生器(11)的浓溶液进入二类吸收器(5)、吸收来自二类吸收-蒸发器(4)的冷剂蒸汽并放热,浓度降低后的溶液或一部分进入二类吸收-蒸发器(4)继续进行溶液的后续流程、另一部分经一类溶液泵(14)进入一类发生器(11)继续进行溶液的一类热泵流程或全部依次流经二类吸收-蒸发器(4)、二类发生器(1)、溶液泵(6)与一类发生器(11)进行溶液的工作流程,被加热介质分别或依次在二类吸收器(5)和一类冷凝器(12)吸热;当一类热泵为两级与多级时,有二类复合吸收-蒸发器(5)取代二类吸收器(5),需在一类冷凝器(12)与吸收-蒸发器(5)之间增加一节流阀(30)并有冷剂介质管道依次连通吸收-蒸发器(5)和两级与多级的一类吸收器(29);二类热泵为单级时,与前者所不同的地方在于:一类冷凝器(12)经一类节流阀(13)连通二类蒸发器(3),二类吸收器(5)需要的冷剂蒸汽由二类蒸发器(3)直接提供,二类吸收器(5)的稀溶液直接经二类溶液热交换器(9)进入二类发生器(1);②第二种基本类型——一类热泵与二类热泵通过共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器构成具有一类、二类吸收式热泵流程的异类复合式一体机组:相应的一类热泵部件与共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器组成一类热泵结构与流程,相应的二类热泵部件与共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器组成二类热泵结构与流程,二类热泵流程加热一类热泵流程的冷剂介质成冷剂蒸汽向一类热泵流程提供——一类冷凝器(12)通过冷剂介质通道经一类节流阀(13)依次连通共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器(32)与一类吸收器(33),余热介质分别在二类热泵流程的发生器(1)、蒸发器(3)内放热,冷却介质在二类热泵流程的冷凝器(2)内吸热,驱动热介质在一类发生器(11)内放热,一类吸收器(33)和一类冷凝器(12)分别有通道连通被加热介质或共用复合吸收-蒸发器(32)、一类吸收器(33)和一类冷凝器(12)分别有通道连通被加热介质;二类冷凝器(2)的冷剂液经二类冷剂液泵(7)打入二类蒸发器(3)、吸收余热后成冷剂蒸汽,冷剂蒸汽或进入共用吸收-蒸发器(32)或进入二类吸收-蒸发器(4)被溶液吸收并放热,稀溶液经二类溶液热交换器(9)进入二类发生器(1)或经二类吸收-蒸发器(4)、二类溶液热交换器(10)后进入二类发生器(1)、在余热作用下释放出冷剂蒸汽进入二类冷凝器(2)被冷凝成冷剂液,一类冷凝器(12)的冷剂液经一类节流阀(13)节流进入共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器(32)、吸热成冷剂蒸汽进入一类吸收器(33)被来自一类发生器(11)的溶液吸收并放热,一类吸收器(33)内的稀溶液经一类溶液泵(14)和一类溶液热交换器(15)进入一类发生器(11)在驱动热的作用下释放出冷剂蒸汽进入一类冷凝器(12)被冷凝成冷剂液,余热介质分别流经二类发生器(1)和二类蒸发器(3)放热,冷却介质流经二类冷凝器(2)吸热,驱动热介质流经一类发生器(11)放热,被加热介质在复合共用吸收-蒸发器(32)、一类吸收器(33)和一类冷凝器(12)吸热,其特征在于:一类冷凝器(12)经一类节流阀(13)连通共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器(32),共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器(32)再有冷剂蒸汽通道连通一类热泵流程,二类冷凝器(2)的冷剂介质经二类冷剂液泵(7)打入二类蒸发器(3)吸收余热成冷剂蒸汽后进入二类热泵流程,一类冷凝器(11)的冷剂介质经一类节流阀(13)节流进入共用吸收-蒸发器或复合共用吸收-蒸发器(32)吸热成冷剂蒸汽进入一类热泵流程,一类溶液泵(14)和二类溶液泵(6)各自维持溶液循环,被加热介质在共用复合吸收-蒸发器(32)、一类吸收器(33)和一类冷凝器(12)吸热;③第三种基本类型——一类热泵与二类热泵通过共用蒸发器(3)构成具有一类、二类吸收式热泵流程的异类复合式一体机组,共用蒸发器(3)与相应一类热泵部件组成一类热泵结构,共用蒸发器(3)与相应二类热泵部件组成二类热泵结构——二类热泵为两级或多级时,共用蒸发器(3)分别有冷剂蒸汽直接通道连通一类吸收器(33)和有冷剂介质通道经一类节流阀(13)与一类冷凝器(12)连通,共用蒸发器(3)还有冷剂蒸汽通道连通二类吸收-蒸发器(4)和有冷剂介质通道经二类节流阀(8)、冷剂液泵(7)连通二类冷凝器(2),余热介质在二类发生器(1)、共用蒸发器(3)内放热,冷却介质在二类冷凝器(2)内吸热,驱动热介质在一类发生器(11)内放热,被加热介质分别在二类吸收器(5)、一类吸收器(33)和一类冷凝器(12)吸热,其特征在于:共用蒸发器(3)有冷剂蒸汽通道分别连通一类和二类热泵流程,一类冷凝器(12)经一类节流阀(13)和二类冷凝器(2)经二类冷剂液泵(7)、二类节流阀(8)分别连通共用蒸发器(3),来自一类冷凝器(12)和二类冷凝器(2)的冷剂介质进入共用蒸发器(3)吸收余热成冷剂蒸汽分别向一类和二类热泵流程提供、被相应溶液吸收并经相应流程分别回到一类冷凝器(12)和二类冷凝器(2),一类溶液泵(14)和二类溶液泵(6)各自维持溶液循环,被加热介质依次或分别在二类吸收器(5)、一类吸收器(33)和一类冷凝器(12)吸热;二类热泵为单级时,共用蒸发器(3)分别有冷剂蒸汽通道连通一类吸收器(33)和二类吸收器(5),共用蒸发器(3)还分别有冷剂介质通道经一类节流阀(13)连通一类冷凝器(12)和经二类溶液泵(7)连通二类冷凝器(2)。
2.根据权利要求1所述的异类复合吸收式热泵,其特征是:所说的开式异类复合吸收式热泵,是指二类吸收-蒸发器(4)/吸收器(5)/共用吸收-蒸发器或共用复合吸收-蒸发器(32)/一类吸收器(33)有通道直接连通余热蒸汽,一类冷凝器(11)和二类冷凝器(2)有冷凝水管道与外部连通。
3.根据权利要求1所述的异类复合吸收式热泵,其特征是:所述的异类复合吸收式热泵混合供热系统,是指热泵供热端——二类吸收器/二类复合吸收-蒸发器、共用复合吸收-蒸发器和一类冷凝器,与相变热交换器、非相变热交换器之间有中间工作介质管道直接或通过中间工作介质循环泵连通构成密闭循环流动系统:或如相变热交换器(25)、中间工作介质循环泵(26)与一类冷凝器(12)经管道连通为密闭循环系统、相变热交换器(25)有管道连通被加热介质,二类吸收器5直接连通被加热介质;或如非相变热交换器(27)、中间工作介质循环泵(26)与二类吸收器(5)经管道连通为循环系统、一类冷凝器(12)与相变热交换器(28)经管道连通为密闭式循环系统、非相变热交换器(27)与相变热交换器(28)分别有管道连通被加热介质,中间工作介质以液态进入热泵供热端、吸热成气态进入相变热交换器放热于被加热介质后采用自然或强制对流循环方式回到热泵供热端为相变供热,结合直接由热泵供热端加热被加热介质。
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