CN101373112A - 一种由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵 - Google Patents

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Abstract

一种由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,属于热泵/制冷技术领域。在由一级发生器、冷凝器、蒸发器、吸收-蒸发器、二级发生器、吸收器、第一节流阀/第二节流阀或节流阀/冷剂液泵、第一溶液泵、第二溶液泵和溶液热交换器所组成、由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级热泵上增加新冷凝器和新节流阀,吸收-蒸发器与一级发生器有冷剂蒸汽通道连通新增冷凝器,新增冷凝器经新增节流阀连通蒸发器、有管道连通被加热介质以及其它必要改动;一级发生器、新增冷凝器、新增节流阀、蒸发器、吸收-蒸发器和第一溶液泵等构成单级流程,与两级流程组成复合流程。它提高热泵在宽温度范围高温供热时的性能指数,制冷时可深度利用余热。

Description

一种由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵
技术领域:
本发明属于低温余热利用与热泵/制冷技术领域。
背景技术:
采用吸收式热泵/制冷技术进行余热利用是行之有效的手段。结构简单、性能指数高和能够满足需求是吸收式供热/制冷技术发展的方向和最根本的要求。进行余热的热利用时,为了得到更高的供热温度或能够利用更低温度的余热资源,往往需要两级或两级以上的热泵流程与结构。但是,机组的工作参数与其性能指数之间有着相互制约关系——级数低的机组供热温度低而性能指数高,级数高的机组供热温度高但性能指数低。这样,当被加热介质需要由相对低一些的温度加热到较高的温度时,采用单一级数的热泵流程往往无法兼顾高供热温度和高性能指数的双重要求。
同样地,对于制冷机组来说,在确定的冷却条件下,级数低时性能指数高但同时要求的驱动热的温度也高,级数高的机组性能指数低但要求的驱动热的温度也低。当采用余热制冷时,当制冷要求和驱动热的初始参数确定时,采用单一级数的机组往往不能充分利用驱动热来获得更多的制冷量,尤其在利用余热制冷时更是如此——即单一级数的机组无法对余热实现充分、有效的利用。
为了在满足用户需求的同时实现机组性能指数的尽可能最大化,同时考虑到热泵/制冷系统的简单化,在同一机组中实现热泵/制冷流程有效、合理的复合,实现复合吸收式热泵/制冷流程是很有意义的。
发明内容:
本发明的主要目的是要提供一种由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,是在由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级热泵中增加冷凝器和节流阀,新增冷凝器和新增节流阀借助于原两级热泵结构的部分部件构成单级热泵流程完成对被加热介质低温段的供热,原两级热泵流程的吸收器和冷凝器完成对被加热介质高温段的供热,从而形成一种含有单级与两级流程的复合吸收式热泵流程。
本发明的目的是这样实现的:由二级发生器、冷凝器、蒸发器、吸收-蒸发器、一级发生器、吸收器、第一节流阀/第二节流阀或节流阀/冷剂液泵、第一溶液泵、第二溶液泵和相应溶液热交换器组成的、由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级热泵中,增加冷凝器和节流阀;吸收-蒸发器与一级发生器共同有冷剂蒸汽通道直接或通过集汽-分汽包连通新增冷凝器,新增冷凝器有冷剂液管线经新增节流阀连通蒸发器和有管线连通被加热介质;在采用两个节流阀的两级结构中,或保持冷凝器经第一节流阀连接蒸发器或改为冷凝器经第一节流阀连通新增冷凝器,或改冷凝器经第二节流阀有冷剂液管线连通吸收-蒸发器为由新增冷凝器直接有冷剂液管线连通吸收-蒸发器或保持原连接方式;在采用节流阀和冷剂液泵的两级结构中,或保持冷凝器经节流阀连接蒸发器或改为冷凝器经节流阀连通新增冷凝器;一级发生器、新增冷凝器、新增节流阀、蒸发器、吸收-蒸发器、第一溶液泵和第一溶液热交换器构成新的单级热泵流程,与原热泵流程构成含有单级与两级流程的复合吸收式热泵,新增冷凝器为复合机组的低温供热端;复合热泵较原两级热泵在主要部件上只是增加了一个冷凝器和一个节流阀,仍为一体式结构,却含有单级流程的一个供热端和两级流程的两个供热端,用于初始温度相对较低而终了温度要求高的被加热介质时能够相应提高性能指数。
本复合吸收式机组用作制冷机时,对于初始温度相对较高的余热介质,可使其首先流经一级发生器用于单级制冷流程后再流经二级发生器,同样的余热利用程度时可获得比原两级制冷流程更多的制冷量。
下面结合附图来进一步说明本发明的目的是如何实现的。
如图1所示,在采用两个节流阀的两级吸收式热泵中增加低温供热端形成复合吸收式热泵的目的是这样实现的:在如图7所示的、由二级发生器、冷凝器、蒸发器、吸收-蒸发器、一级发生器、吸收器、第一节流阀、第二节流阀、第一溶液泵、第二溶液泵、第一溶液热交换器、第二溶液热交换器、集汽-分汽包(可选项)和冷剂液再循环泵(可选)组成的、由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵中,新增加一个冷凝器和一个节流阀;吸收-蒸发器与一级发生器共同有冷剂蒸汽通道通过集汽-分汽包连通新增冷凝器,新增冷凝器有冷剂液管线经新增节流阀连通蒸发器和有管线连通被加热介质,改冷凝器有冷剂液管线经节流阀连接蒸发器为冷凝器有冷剂液管线经节流阀连通新增冷凝器,改冷凝器经第二节流阀有冷剂液管线连通吸收-蒸发器为由新增冷凝器直接有冷剂液管线连通吸收-蒸发器;一级发生器、新增冷凝器、新增节流阀、蒸发器、吸收-蒸发器、第一溶液泵和第一溶液热交换器构成新的单级热泵流程——由吸收-蒸发器经第一溶液泵打入一级发生器内的溶液在外部驱动热的作用下释放出的冷剂蒸汽和冷剂液流经吸收-蒸发器吸热形成的冷剂蒸汽,除一部分向吸收器提供以进行原两级流程之外,另一部分进入新增冷凝器放热于流经其内的被加热介质成冷剂液,该部分冷剂液又分为两部分——一部分经新增节流阀节流降压降温后进入蒸发器吸收余热成冷剂蒸汽向吸收-蒸发器提供、被来自一级发生器的浓溶液吸收并放热于经连接管线直接流经吸收-蒸发器的另一部分冷剂液成冷剂蒸汽,在吸收-蒸发器内被溶液吸收的冷剂介质成为稀溶液的组成部分、经第一溶液泵打入一级发生器并在外部驱动热的作用下重新成为冷剂蒸汽;该单级流程与原两级流程组成复合流程,复合热泵流程对被加热介质的低温段供热由新增冷凝器完成,复合热泵流程对被加热介质的高温段供热由吸收器和冷凝器完成。
图2所示的、在采用节流阀和冷剂液泵的两级吸收式热泵中增加低温供热端形成复合吸收式热泵的目的是这样实现的:在如图8所示的、由二级发生器、冷凝器、蒸发器、吸收-蒸发器、一级发生器、吸收器、节流阀、冷剂液泵、第一溶液泵、第二溶液泵、第一溶液热交换器、第二溶液热交换器、集汽-分汽包(可选项)和冷剂液再循环泵(可选)组成的、由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵中,新增加一个冷凝器和一个节流阀;吸收-蒸发器与一级发生器共同有冷剂蒸汽通道通过集汽-分汽包连通新增冷凝器,新增冷凝器有冷剂液管线经新增节流阀连通蒸发器和有管线连通被加热介质,改冷凝器有冷剂液管线经节流阀连接蒸发器为冷凝器有冷剂液管线经节流阀连通新增冷凝器;一级发生器、新增冷凝器、新增节流阀、蒸发器、吸收-蒸发器、第一溶液泵和第一溶液热交换器构成单级热泵流程——由吸收-蒸发器经溶液泵打入一级发生器内的溶液在外部驱动热的作用下释放出的冷剂蒸汽和冷剂液流经吸收-蒸发器吸热形成的冷剂蒸汽,除一部分向吸收器提供以完成原两级流程之外,另一部分进入新增冷凝器放热于流经其内的被加热介质成冷剂液,该部分冷剂液经新增节流阀节流降压降温后进入蒸发器后分又为两部分——一部分吸收余热成冷剂蒸汽,另一部分进入冷剂液泵——冷剂蒸汽进入吸收-蒸发器、被来自一级发生器的浓溶液吸收并放热于经冷剂液泵打入吸收-蒸发器的另一部分冷剂液重新成为冷剂蒸汽;该单级流程与原两级流程组成复合流程,复合热泵流程对被加热介质的低温段供热由新增冷凝器完成,复合热泵流程对被加热介质的高温段供热由吸收器和冷凝器完成。
图3所示的由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,它不同于图1的地方在于,它通过第一溶液泵和第二溶液泵使溶液在吸收-蒸发器、二级发生器、吸收器、一级发生器之间形成串联循环;其它方面二者是一致的。
图4所示的由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,它与图1所示的相比,二者都是在如图7所示的两级吸收式热泵中增加冷凝器和节流阀后所形成的复合机组;不同之处在于图4中保持了冷凝器有冷剂液管线经第二节流阀连通吸收-蒸发器这一方式。在形成的新复合热泵流程中,一级发生器产生的冷剂蒸汽一部分提供给吸收器,另一部分进入新增冷凝器放热于被加热介质后成冷剂液,该部分冷剂液和参与原热泵流程、来自冷凝器的冷剂液进入蒸发器吸收余热成冷剂蒸汽进入吸收-蒸发器、被来自一级发生器的浓溶液吸收放出热量,该热量加热参与原热泵流程、流经吸收-蒸发器的冷剂液成冷剂蒸汽向吸收器提供。
图5所示的由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,与图4所示相比,图5中冷凝器与蒸发器和吸收-蒸发器之间的连接保持了原两级热泵的方式,增加冷凝器和节流阀之后形成的单级热泵流程与图4所示的一致。
图6所示的是由增加低温供热端而形成的复合吸收式制冷机,它与图1所示的区别在于,较高温度的驱动热介质首先流经一级发生器用于单级制冷流程后再流经二级发生器用于二级制冷流程的后段部分。
不难理解,图1~图5所示的各中具体结构与流程的吸收式热泵均可用作制冷机。
图7和图8所示的都是由吸收-蒸发器和一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵;其中,图7所示的为采用两个节流阀、两路溶液各自独立循环,图8所示的为采用节流阀和冷剂液泵、两路溶液各自独立循环;它们也有对应的溶液串联循环的相应结构,本领域技术人员对此不难理解。
图9所示的不是新的复合吸收式热泵,它是图1所示的热泵标上了关键点的热力学参数。图中表明,对于将被加热介质由78℃加热到124℃的情况,采用本发明的方案后,低温供热端的供热范围占机组整个供热区间的20%以上。
上述结构与流程中,集汽-分汽包(M)属于可选项,其存在与否对热泵具体流程没有实质性的影响;在实际机组中可根据具体情况来确定是否采用此部件。
附图说明:
图1是依据本发明所提供的具有一级与二级复合热泵流程的复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;它在图7所示的两级热泵中增加新增冷凝器和新增节流阀的同时,改原来由冷凝器经第一节流阀连通蒸发器为冷凝器经第一节流阀连通新增冷凝器,改冷凝器经第二节流阀有冷剂液管线连通吸收-蒸发器为由新增冷凝器直接有冷剂液管线连通吸收-蒸发器。
图2也是依据本发明所提供的具有一级与二级复合热泵流程的复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;它在图8所示的两级热泵中增加新增冷凝器和新增节流阀的同时,改原来由冷凝器经第一节流阀连通蒸发器为冷凝器经第一节流阀连通新增冷凝器。
图3也是依据本发明所提供的具有一级与二级复合热泵流程的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1中分别由两个溶液泵完成各自独立的并联溶液循环,图3中由两个溶液泵共同完成溶液的串联循环。
图4也是依据本发明所提供的具有一级与二级复合热泵流程的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,它在增加低温供热端时保持了由冷凝器经第二节流阀连通吸收-蒸发器的连接方式。
图5也是依据本发明所提供的具有一级与二级复合热泵流程的复合吸收式热泵的系统结构和流程示意图;它增加冷凝器和节流阀后保持了原两级热泵的流程。
图6也是依据本发明所提供的具有一级与二级复合制冷流程的复合吸收式制冷机的系统结构和流程示意图。
图7是由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵的系统结构和流程示意图。
图8也是由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵的系统结构和流程示意图;与图7所示的不同之处在于,图7采用第一节流阀/第二节流阀由冷凝器向蒸发器/吸收-蒸发器提供冷剂液,图8采用节流阀由冷凝器向蒸发器提供冷剂液和采用冷剂液泵由蒸发器向吸收-蒸发器提供冷剂液。
图9是标有关键点热力学参数的图1,它标明复合吸收式热泵机组低温供热端(新增冷凝器)和高温供热端(吸收器和冷凝器)的供热区间,体现出单级供热流程与两级供热流程在供热上的分配与衔接。
图中,A—二级发生器,B—冷凝器,C—蒸发器,D—吸收-蒸发器,E—一级发生器,F—吸收器,G—第一节流阀/节流阀,H—第二节流阀,I—第一溶液泵,J—第二溶液泵,K—第一溶液热交换器,L—第二溶液热交换器,M—集汽-分汽包(可选项),N—冷剂液再循环泵(可选项),O—冷剂液泵。
具体实施方式:
下面结合附图和实例来详细描述本发明。
以依据本发明所提供的具有一级与二级复合流程的复合吸收式热泵的系统为例,如图1(结合图7)所示,本发明的目的是这样实现的:
①结构上,在如图7所示的、由二级发生器(A)、冷凝器(B)、蒸发器(C)、吸收-蒸发器(D)、一级发生器(E)、吸收器(F)、第一节流阀(G)、第二节流阀(H)、第一溶液泵(I)、第二溶液泵(J)、第一溶液热交换器(K)、第二溶液热交换器(L)、集汽-分汽包(M)和冷剂液再循环泵(N)组成的、由吸收-蒸发器(D)与一级发生器(E)共同向吸收器(F)提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵中,新增加冷凝器(1)和节流阀(2);吸收-蒸发器(D)与一级发生器(E)共同有冷剂蒸汽通道经集汽-分汽包(M)连通新增冷凝器(1),新增冷凝器(1)有冷剂液管线经新增节流阀(2)连通蒸发器(C)和有管线连通被加热介质,将冷凝器(B)有冷剂液管线经第一节流阀(G)连接蒸发器(C)改为冷凝器(B)有冷剂液管线经第一节流阀(G)连通新增冷凝器(1),改冷凝器(B)经第二节流阀(H)有冷剂液管线连通吸收-蒸发器(D)为由新增冷凝器(1)直接有冷剂液管线连通吸收-蒸发器(D);一级发生器(E)、新增冷凝器(1)、新增节流阀(2)、蒸发器(C)、吸收-蒸发器(D)、第一溶液泵(I)和第一溶液热交换器(K)构成新的单级热泵结构,与原两级结构组成复合热泵结构;复合热泵对被加热介质的低温段供热由新增冷凝器(1)完成,复合热泵对被加热介质的高温段供热由吸收器(F)和冷凝器(B)完成。
②流程上,完成对被加热介质进行低温段供热的新单级热泵是这样进行的:由吸收-蒸发器(D)经第一溶液泵(I)打入一级发生器(E)内的溶液在外部驱动热的作用下释放出的冷剂蒸汽和冷剂液流经吸收-蒸发器(D)吸热形成的冷剂蒸汽,除一部分向吸收器(F)提供以进行原两级流程之外,另一部分进入新增冷凝器(1)放热于流经其内的被加热介质成冷剂液,该部分冷剂液又分为两部分——一部分经新增节流阀(2)节流降压降温后进入蒸发器(C)吸收余热成冷剂蒸汽向吸收-蒸发器(D)提供、被来自一级发生器(E)的浓溶液吸收并放热于经连接管线直接流经吸收-蒸发器(D)的另一部分冷剂液成冷剂蒸汽,在吸收-蒸发器(D)内被溶液吸收的冷剂介质成为稀溶液的组成部分、经第一溶液泵(I)打入一级发生器(E)并在外部驱动热的作用下重新成为冷剂蒸汽;原两级流程中的单级(一级)流程现在是依靠节流阀(2)、蒸发器(C)、吸收-蒸发器(D)、一级发生器(E)和第一溶液泵(I)来进行的:参与两级流程的冷剂介质借道新增冷凝器(1)后分成两部分,一部分经新增节流阀(2)降压降温进入蒸发器(C)成冷剂蒸汽,另一部分自新增冷凝器(1)经管线直接流经吸收-蒸发器(D);吸收余热形成的冷剂蒸汽进入吸收-蒸发器(D)、被来自一级发生器(E)的浓溶液吸收并放热于流经吸收-蒸发器(D)的另一部分冷剂介质成冷剂蒸汽,在吸收-蒸发器(D)内被溶液吸收的冷剂介质成为稀溶液的组成部分、经第一溶液泵(I)打入一级发生器(E)并在外部驱动热的作用下重新成为冷剂蒸汽,吸收-蒸发器(D)和一级发生器(E)产生的这两部分冷剂蒸汽共同向吸收器(F)提供进行两级热泵流程的后续流程;新单级流程和原单级流程共用了新增节流阀(2)、蒸发器(C)、吸收-蒸发器(D)、一级发生器(E)、第一溶液泵(I)和第一溶液热交换器(K),新单级流程与原两级流程形成复合热泵流程。
图2(结合图8)所示的、在采用节流阀和冷剂液泵的两级吸收式热泵中增加低温供热端形成复合吸收式热泵,它是这样实现本发明的:
①结构上,由二级发生器(A)、冷凝器(B)、蒸发器(C)、吸收-蒸发器(D)、一级发生器(E)、吸收器(F)、节流阀(G)、冷剂液泵(0)、第一溶液泵(I)、第二溶液泵(J)、第一溶液热交换器(K)、第二溶液热交换器(L)、集汽-分汽包(M)和冷剂液再循环泵(N)组成的、由吸收-蒸发器(D)与一级发生器(E)共同向吸收器(F)提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵中,新增加冷凝器(1)和节流阀(2);吸收-蒸发器(D)与一级发生器(E)共同有冷剂蒸汽通道经集汽-分汽包(M)连通新增冷凝器(1);新增冷凝器(1)有冷剂液管线经新增节流阀(2)连通蒸发器(C)和有管线连通被加热介质,将冷凝器(B)有冷剂液管线经节流阀(G)连接蒸发器(C)改为冷凝器(B)有冷剂液管线经节流阀(G)连通新增冷凝器(1),一级发生器(E)、新增冷凝器(1)、新增节流阀(2)、蒸发器(C)、吸收-蒸发器(D)、第一溶液泵(I)和第一溶液热交换器(K)构成新的单级热泵结构,与原两级结构组成复合热泵结构;复合热泵对被加热介质的低温段供热由新增冷凝器(1)完成,复合热泵对被加热介质的高温段供热由吸收器(F)和冷凝器(B)完成。
②流程上,完成对被加热介质进行低温段供热的新单级热泵是这样进行的:由吸收-蒸发器(D)经第一溶液泵(I)打入一级发生器(E)内的溶液在外部驱动热的作用下释放出的冷剂蒸汽和冷剂液流经吸收-蒸发器(D)吸热形成的冷剂蒸汽,除一部分向吸收器(F)提供以进行原两级流程之外,另一部分进入新增冷凝器(1)放热于流经其内的被加热介质成冷剂液,该部分冷剂液经新增节流阀(2)节流降压降温后进入蒸发器(C)后分成两部分,一部分吸收余热成冷剂蒸汽而另一部分进入冷剂液泵(0),冷剂蒸汽部分提供给吸收-蒸发器(D)、被来自一级发生器(E)的浓溶液吸收并放热于另一部分经冷剂液泵(0)打入吸收-蒸发器(D)的冷剂液成冷剂蒸汽,在吸收-蒸发器(D)内被溶液吸收的冷剂介质成为稀溶液的组成部分、经第一溶液泵(I)打入一级发生器(E)并在外部驱动热的作用下重新成为冷剂蒸汽;原两级流程中的单级(一级)流程现在是依靠节流阀(2)、蒸发器(C)、冷剂液泵(0)、吸收-蒸发器(D)、一级发生器(E)和第一溶液泵(I)来进行的:参与两级流程的冷剂介质借道新增冷凝器(1)经新增节流阀(2)降压降温进入蒸发器(C)成两部分,一部分吸收余热成冷剂蒸汽,另一部分仍为冷剂液进入冷剂液泵(0);吸收余热形成的冷剂蒸汽进入吸收-蒸发器(D)、被来自一级发生器(E)的浓溶液吸收并放热于由冷剂液泵打入吸收-蒸发器(D)的另一部分冷剂介质成冷剂蒸汽,在吸收-蒸发器(D)内被溶液吸收的冷剂蒸汽成为稀溶液的组成部分、经第一溶液泵(I)打入一级发生器(E)并在外部驱动热的作用下重新成为冷剂蒸汽,吸收-蒸发器(D)和一级发生器(E)产生的这两部分冷剂蒸汽共同向吸收器(F)提供进行两级热泵流程的后续流程;新单级流程和原单级流程共用了新增节流阀(2)、蒸发器(C)、冷剂液泵(0)、吸收-蒸发器(D)、一级发生器(E)、第一溶液泵(I)和第一溶液热交换器(K),新单级流程与原两级流程形成复合热泵流程。
图3所示的由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,它不同于图1的地方在于,它通过第一溶液泵(I)和第二溶液泵(J)使溶液在吸收-蒸发器(D)、二级发生器(A)、吸收器(F)、一级发生器(E)之间形成串联循环,图1中溶液分为两路独立循环;其它方面二者是一致的。
图4所示的由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,它与图1所示的相比,二者都是在如图7所示的两级吸收式热泵中增加冷凝器(1)和节流阀(2)后所形成的复合机组;不同之处在于图4中保持了冷凝器(B)有冷剂液管线经第二节流阀(H)连通吸收-蒸发器(D)这一连接方式。在形成的新复合热泵流程中,一级发生器(E)产生的冷剂蒸汽一部分提供给吸收器(F),另一部分进入新增冷凝器(1)放热于被加热介质后成冷剂液,该部分冷剂液和参与原热泵流程、来自冷凝器(B)的冷剂液进入蒸发器(C)吸收余热成冷剂蒸汽进入吸收-蒸发器(D)、被来自一级发生器(E)的浓溶液吸收放出热量,该热量加热参与原热泵流程、流经吸收-蒸发器(D)的冷剂液成冷剂蒸汽向吸收器(F)提供。
图5所示的由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,与图4所示相比,图5中冷凝器(B)与蒸发器(C)和吸收-蒸发器(D)之间的连接保持了原两级热泵的方式,增加冷凝器(1)和节流阀(2)之后形成的单级热泵流程与图4所示的一致。
图6所示的是由增加低温供热端而形成的复合吸收式制冷机,它与图1所示的区别在于,较高温度的驱动热介质首先流经一级发生器(E)用于单级制冷流程(同时也是两级制冷流程的一级部分)后再流经二级发生器(A)用于二级制冷流程的后续部分。
图7和图8所示的都是由吸收-蒸发器和一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵;其中,图7所示的为采用两个节流阀、两路溶液各自独立循环,图8所示的为采用节流阀和冷剂液泵、两路溶液各自独立循环;它们也有对应的溶液串联循环的相应结构,本领域技术人员对此不难理解。
与本发明是在图7、图8所示的两级机组中增加冷凝器和节流阀并有具体的连接所形成的,它们之间有着较大的差别:
1.两级热泵对外供热环节通过二级流程的吸收器(F)和冷凝器(B)来完成,适合于对外提供高温供热,性能指数相对较低的场合;当机组用于加热初始温度较低、终了温度高的介质时节能效益受到制约。
2.增加冷凝器(1)和节流阀(2)后,增加了低温供热端——新增冷凝器(1),附加的新单级供热端——新增冷凝器(1)可在满足被加热介质的低温加热需求阶段时具有相对较高的性能指数,这弥补了原两级热泵流程在加热初始温度较低、终了温度高的介质时的缺陷。
可见,低温供热端的引入以较小的程度改变了热泵结构,带来了机组工作参数和性能指数的差别,二者属于不同意义上的机组。
图9所示的不是新的复合吸收式热泵,它是图1所示的热泵标上了关键点的热力学参数。本例中,低温供热端的供热范围占机组整个供热区间的20%以上,由于单级热泵流程的性能指数比两级热泵流程的性能指数要高出20%以上,则增加低温供热端使机组的性能指数提高约5%。吸收式机组一般为大负荷机组,提高5%的节能效益是一个实质性的进步,更何况这是仅仅在原两级机组上增加了一个冷凝器和一个节流阀的结果;本发明不改变原两级热泵,在一定程度上能够克服被加热介质初温变化——尤其是初温增高对机组的影响。这些体现出本发明具有新颖性、创造性和实用性。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵具有如下的效果和优势:
①作为热泵,能够弥补单纯两级吸收式热泵用于较宽供热范围、较低初始温度时性能指数较低的缺陷,从而实现余热的深度利用;作为制冷机,对于初始温度相对较高的余热,可以在相同的温降区间得到更多的制冷效益。
②创造性地仅增加冷凝器和节流阀就形成了一体式复合热泵结构,结构简单,从而较大程度地减少设备造价。
③本发明在保持原有两级热泵机组优点的前提下增加了单级流程的低温供热端,使复合机组在具备了初始温度降低时发挥单级流程性能指数高而初始温度升高时热泵仍可正常运行的特性。
④可在大范围内进行机组负荷与供热参数的调节,应用于负荷、供热温度变化范围较大的场合,可充分发挥两流程各自的优势,提高综合节能效益。

Claims (1)

1.一种由增加低温供热端而形成的复合吸收式热泵,其特征是在由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级热泵中增加冷凝器和节流阀,由吸收-蒸发器与一级发生器在为吸收器提供冷剂蒸汽的同时向新增冷凝器提供冷剂蒸汽形成新的低温供热端;由二级发生器(A)、冷凝器(B)、蒸发器(C)、吸收-蒸发器(D)、一级发生器(E)、吸收器(F)、第一节流阀(G)/第二节流阀(H)或节流阀(G)/冷剂液泵(0)、第一溶液泵(I)、第二溶液泵(J)和相应溶液热交换器组成的、由吸收-蒸发器与一级发生器共同向吸收器提供冷剂蒸汽的两级吸收式热泵上,新增冷凝器(1)和节流阀(2),吸收-蒸发器(D)与一级发生器(E)共同有冷剂蒸汽通道直接或通过集汽-分汽包(M)连通新增冷凝器(1),新增冷凝器(1)有冷剂液管线经新增节流阀(2)连通蒸发器(C)和有管线连通被加热介质;在采用两个节流阀的两级结构中,或保持冷凝器(B)经第一节流阀(G)连接蒸发器(C)或改为冷凝器(B)经第一节流阀(G)连通新增冷凝器(1),或改冷凝器(B)经第二节流阀(H)有冷剂液管线连通吸收-蒸发器(D)为由新增冷凝器(1)直接有冷剂液管线连通吸收-蒸发器(D)或保持原连接方式;在采用节流阀和冷剂液泵的两级结构中,或保持冷凝器(B)经节流阀(G)连接蒸发器(C)或改为冷凝器(B)经节流阀(G)连通新增冷凝器(1);一级发生器(E)、新增冷凝器(1)、新增节流阀(2)、蒸发器(C)、吸收-蒸发器(D)、第一溶液泵(I)和第一溶液热交换器(K)构成新的单级热泵流程,与原两级热泵流程组成复合热泵流程,复合热泵流程对被加热介质的低温段供热由新增冷凝器(1)完成,复合热泵流程对被加热介质的高温段供热由吸收器(F)和冷凝器(B)完成;用作制冷机时,驱动热介质管道依次连通一级发生器(E)和二级发生器(A),驱动热介质依次流经一级发生器(E)和二级发生器(A)放热。
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