CN101694331A - 单级基础上的复合第二类吸收式热泵 - Google Patents
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Abstract
单级基础上的复合第二类吸收式热泵,属于热泵技术领域。在由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、冷剂液泵和溶液热交换器组成的单级热泵中,新增加发生器、吸收器、吸收-蒸发器、溶液泵、冷剂液泵或节流阀、溶液热交换器和第二溶液热交换器,蒸发器有冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器,新增发生器有冷剂蒸汽管路连通冷凝器、有余热介质管路与外部连通和经新增溶液泵、两个新增溶液热交换器连通新增吸收器,新增吸收器还经新增第二溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器还经新增溶液热交换器连通新增发生器,自冷凝器经新增冷剂液泵连通新增吸收-蒸发器后新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,新增吸收器还有被加热介质管路与外部连通,得到单级基础上的复合第二类吸收式热泵。
Description
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:
在热泵应用中,最关键的问题是如何提高余热的利用率——对第一类吸收式热泵来说,提高余热利用率意味着在满足热用户需求的前提下投入的驱动热负荷的降低,对第二类吸收式热泵来说,提高余热利用率意味着一定量的余热资源能够提供热用户更多有效热负荷。
对第二类吸收式热泵来说,单级机组与单发生器两级机组相比,单级机组供热温度较低但性能指数高,用于热用户需求温度相对较低的场合可以提高余热利用率;单发生器两级机组供热温度高但性能指数低,适合于热用户需求温度相对较高的场合;同时二者在工作参数上又是相邻的。
从余热资源的角度看,较高温度的余热介质用于级数低的流程,较低温度的余热介质用于级数高的流程,这使得在被加热介质的温度要求确定的情况下能够更深度地利用余热资源。而从性能指数的角度看,单级与单发生器两级虽然工作参数相邻,但二者之间的性能指数差别较大。因此,当热用户——被加热介质——的温度区间较宽、初始阶段适宜采用单级机组而后续阶段适宜采用单发生器两级机组时,采用单级与单发生器两级相结合而构成的复合第二类吸收式热泵机组可以在满足热用户需求的前提下提高余热资源的利用率。特别是在余热资源数量相对较少的情况下,采用复合热泵机组能够实现余热资源的有效利用和实现更好的节能效益。
发明内容:
本发明的目的是要提供单级基础上的复合第二类吸收式热泵,分为单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵、单级基础上附加回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵、回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵和回热式单级基础上附加回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵。
本发明中的单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵是这样实现的:在由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、冷剂液泵、溶液热交换器组成的单级第二类吸收式热泵中,增加新增发生器、新增吸收器、新增吸收-蒸发器、新增溶液泵、新增冷剂液泵或新增节流阀、新增溶液热交换器和新增第二溶液热交换器,新增发生器有冷剂蒸汽管路连通冷凝器,由蒸发器增设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器,新增发生器还有浓溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器连通新增吸收器,新增吸收器再有稀溶液管路经新增第二溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器还有稀溶液管路经新增溶液热交换器连通新增发生器,或自冷凝器增设冷剂液管路经新增冷剂液泵连通新增吸收-蒸发器后新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器、或将冷剂液泵连通蒸发器改为冷剂液泵经新增节流阀连通蒸发器和同时自冷剂液泵增设冷剂液管路连通新增吸收-蒸发器后新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,新增发生器还有余热介质管路与外部连通,新增吸收器还有被加热介质管路与外部连通,单级流程的吸收器和单发生器两级流程的新增吸收器分别向被加热介质供热,得到单级基础上附加单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
在上述单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵中,或增加新增闪蒸器、新增第二吸收器、新增第二溶液泵、新增第三溶液泵和新增第三溶液热交换器,将新增发生器有浓溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器连通新增吸收器改为新增发生器有浓溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器依次连通新增吸收器和新增闪蒸器后新增闪蒸器再有浓溶液管路经新增第二溶液泵与新增第三溶液热交换器连通新增第二吸收器、新增第二吸收器还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器与新增第三溶液泵连通新增吸收器,新增闪蒸器还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器,由新增吸收-蒸发器增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器,新增第二吸收器还有被加热介质管路与外部连通;或增加新增闪蒸器、新增第二吸收器、新增第二溶液泵和新增第三溶液热交换器,新增闪蒸器有浓溶液管路经新增第二溶液泵、新增第三溶液热交换器连通新增第二吸收器,新增第二吸收器还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器依次连通新增吸收器和新增闪蒸器,新增闪蒸器还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器,由新增吸收-蒸发器增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器,新增第二吸收器还有被加热介质管路与外部连通;单级流程的吸收器和单发生器两级流程的新增吸收器、新增第二吸收器分别向被加热介质供热,得到单级基础上附加回热式单发生器两级流程并具有三个供热端的复合第二类吸收式热泵;当新增吸收器无被加热介质管路与外部连通——热负荷仅用于加热流经的溶液——时,吸收器和新增第二吸收器分别向被加热介质供热,得到单级基础上附加回热式单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
本发明中的回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵是这样实现的:在由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、冷剂液泵、溶液热交换器、第二吸收器、闪蒸器、第二溶液泵和第二溶液热交换器或再加上第三溶液泵组成的回热式单级第二类吸收式热泵,增加新增发生器、新增吸收器、新增吸收-蒸发器、新增溶液泵、新增冷剂液泵或新增节流阀、新增溶液热交换器和新增第二溶液热交换器,新增发生器有冷剂蒸汽管路连通冷凝器,由蒸发器增设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器,新增发生器还有浓溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器连通新增吸收器,新增吸收器再有稀溶液管路经新增第二溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器还有稀溶液管路经新增溶液热交换器连通新增发生器,或自冷凝器增设冷剂液管路经新增冷剂液泵连通新增吸收-蒸发器后新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器、或将冷剂液泵连通蒸发器改为冷剂液泵经新增节流阀连通蒸发器和同时自冷剂液泵增设冷剂液管路连通新增吸收-蒸发器后新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,新增发生器还有余热介质管路与外部连通,新增吸收器还有被加热介质管路与外部连通,回热式单级流程的吸收器、第二吸收器和单发生器两级流程的新增吸收器分别向被加热介质供热,得到回热式单级基础上附加单发生器两级流程并具有三个供热端的复合第二类吸收式热泵;当吸收器无被加热介质管路与外部连通——热负荷仅用于加热流经的溶液——时,回热式单级流程的第二吸收器和单发生器两级流程的新增吸收器分别向被加热介质供热,得到回热式单级基础上附加单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
在上述回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵中,或增加新增闪蒸器、新增第二吸收器、新增第二溶液泵、新增第三溶液泵和新增第三溶液热交换器,将新增发生器有浓溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器连通新增吸收器改为新增发生器有浓溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器依次连通新增吸收器和新增闪蒸器后新增闪蒸器再有浓溶液管路经新增第二溶液泵与新增第三溶液热交换器连通新增第二吸收器、新增第二吸收器还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器与新增第三溶液泵连通新增吸收器,新增闪蒸器还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器,由新增吸收-蒸发器增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器,新增第二吸收器还有被加热介质管路与外部连通;或增加新增闪蒸器、新增第二吸收器、新增第二溶液泵和新增第三溶液热交换器,新增闪蒸器有浓溶液管路经新增第二溶液泵、新增第三溶液热交换器连通新增第二吸收器,新增第二吸收器还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器依次连通新增吸收器和新增闪蒸器,新增闪蒸器还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器,由新增吸收-蒸发器增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器,新增第二吸收器还有被加热介质管路与外部连通;回热式单级流程的吸收器、第二吸收器和回热式单发生器两级流程的新增吸收器、新增第二吸收器分别向被加热介质供热,得到回热式单级基础上附加回热式单发生器两级流程并具有四个供热端的复合第二类吸收式热泵;当吸收器无被加热介质管路与外部连通——热负荷仅用于加热流经的溶液——时,得到回热式单级基础上附加单发生器两级流程并具有三个供热端的复合第二类吸收式热泵。
需要说明一点的是,回热式单级第二类吸收式热泵是单级第二类吸收式热泵采用了回热流程的结果,仍属于单级第二类吸收式热泵之列。
附图说明:
图1是依据本发明所提供的,单级基础上附加单发生器两级流程所形成的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图2也是依据本发明所提供的,单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图2所示的与图1所示的相比,二者的区别在于——图1中采用了新增冷剂液泵,冷凝器有冷剂液管路经新增冷剂液泵连通新增吸收-蒸发器后新增吸收-蒸发再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,图2中采用了新增节流阀,将冷剂液泵连通蒸发器改为冷剂液泵经新增节流阀连通蒸发器和同时自冷剂液泵增设冷剂液管路连通新增吸收-蒸发器后新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通蒸发器。
图3是依据本发明所提供的,单级基础上附加溶液串联循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图4是依据本发明所提供的,单级基础上附加溶液独立循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图5是依据本发明所提供的,溶液串联循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图6是依据本发明所提供的,溶液独立循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图7也是依据本发明所提供的,溶液独立循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图7所示的与图6所示相比,二者的区别在于——①图6中采用了新增节流阀,图7中采用了新增冷剂液泵;②图7中的吸收器4无被加热介质管路与外部连通,它只用于加热进行闪蒸前的溶液。
图8也是依据本发明所提供的,溶液串联循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。与图5所示比较,二者的差别在于——图8中的吸收器4无被加热介质管路与外部连通,它只用于加热进行闪蒸前的溶液。
图9是依据本发明所提供的,溶液串联循环回热式单级基础上附加溶液串联循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图10是依据本发明所提供的,溶液独立循环回热式单级基础上附加溶液独立循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。
图11也是依据本发明所提供的,溶液独立循环回热式单级基础上附加溶液独立循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵结构和流程示意图。与图10所示相比,二者的区别在于——图11中的吸收器4无被加热介质管路与外部连通,它只用于加热进行闪蒸前的溶液。
图中,1-发生器,2-冷凝器,3-蒸发器,4-吸收器,5-溶液泵,6-冷剂液泵,7-溶液热交换器,8-第二吸收器,9-闪蒸器,10-第二溶液泵,11-第三溶液泵,12-第二溶液热交换器;a-新增发生器,b-新增吸收器,c-新增吸收-蒸发器,d-新增溶液泵,e-新增冷剂液泵,f-新增溶液热交换器,g-新增第二溶液热交换器,h-新增节流阀,i-新增闪蒸器,j-新增第二吸收器,k-新增第二溶液泵,m-新增第三溶液泵,n-新增第三溶液热交换器。
具体实施方式:
下面结合附图和实例来详细描述本发明。
首先需要说明的是,单级与回热式单级第二类吸收式热泵为已有热泵机组,其结构和流程为本领域的公开技术,因此在下面的实例中不对其结构和流程作描述,而只针对新增加部件后所形成的单发生器两级和回热式单发生器两级第二类吸收式热泵的结构和流程进行详细描述。
图1所示,单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵是这样实现的:
①结构上,在由发生器1、冷凝器2、蒸发器3、吸收器4、溶液泵5、冷剂液泵6、溶液热交换器7组成的单级第二类吸收式热泵中,增加新增发生器a、新增吸收器b、新增吸收-蒸发器c、新增溶液泵d、新增冷剂液泵e、新增溶液热交换器f和新增第二溶液热交换器g,新增发生器a有冷剂蒸汽管路连通冷凝器2,由蒸发器3增设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器c,新增发生器a还有浓溶液管路经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f和新增第二溶液热交换器g连通新增吸收器b,新增吸收器b再有稀溶液管路经新增第二溶液热交换器g连通新增吸收-蒸发器c,新增吸收-蒸发器c还有稀溶液管路经新增溶液热交换器f连通新增发生器a,自冷凝器2增设冷剂液管路经新增冷剂液泵e连通新增吸收-蒸发器c后新增吸收-蒸发器c再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器b,新增发生器a还有余热介质管路与外部连通,新增吸收器b还有被加热介质管路与外部连通。
②流程上,新增发生器a、新增吸收器b、新增吸收-蒸发器c、新增溶液泵d、新增冷剂液泵e、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g、冷凝器2、蒸发器3和冷剂液泵6构成由新增吸收-蒸发器向新增吸收器提供冷剂蒸汽的单发生器两级第二类吸收式热泵结构与流程——余热介质加热由新增吸收-蒸发器c经新增溶液热交换器f进入新增发生器a的溶液、释放冷剂蒸汽进入冷凝器2并放热于冷却介质后成冷剂液,冷凝器2内的该部分冷剂液中的一部分经冷剂液泵6加压进入蒸发器3受热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器c提供,另一部分经新增冷剂液泵e加压流经新增吸收-蒸发器c吸热成冷剂蒸汽向新增吸收器b提供;新增发生器a的浓溶液经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f和新增第二溶液热交换器g进入新增吸收器b,进入新增吸收器b的溶液吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并放热于被加热介质,新增吸收器b的稀溶液再经新增第二溶液热交换器g进入新增吸收-蒸发器c、吸收来自蒸发器3的冷剂蒸汽并加热流经其内的冷剂液成冷剂蒸汽,新增吸收-蒸发器c的稀溶液经新增溶液热交换器f进入新增发生器a。
单级流程和单发生器两级流程通过共用冷凝器2和蒸发器3而形成复合第二类吸收式热泵,单级流程的吸收器4和单发生器两级流程的新增吸收器b分别向被加热介质供热,得到单级基础上附加单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
图2所示的单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,与图1所示的不同在于——图2所示机组中采用了新增节流阀h代替了图1中的新增冷剂液泵e,将冷剂液泵6连通蒸发器3改为冷剂液泵6经新增节流阀h连通蒸发器3和同时自冷剂液泵6增设冷剂液管路连通新增吸收-蒸发器c后新增吸收-蒸发器c再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器b;其它方面二者是一致的。
上述两个具体实例中,单级流程的吸收器4供热温度低而对应的性能指数高——将余热资源转化为有用热负荷比例大,单发生器两级流程的新增吸收器b的供热温度高但对应的性能指数低,这样在用于被加热介质的温度变化范围较宽而适合于采用本发明技术方案时,可提高余热资源的利用率。
图3所示,单级基础上附加溶液串联循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵是这样实现的:
①结构上,在图1所述的单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵中,增加新增闪蒸器i、新增第二吸收器j、新增第二溶液泵k、新增第三溶液泵m和新增第三溶液热交换器n,将新增发生器a有浓溶液管路经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g连通新增吸收器b改为新增发生器a有浓溶液管路经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g依次连通新增吸收器b和新增闪蒸器i后新增闪蒸器i再有浓溶液管路经新增第二溶液泵k与新增第三溶液热交换器n连通新增第二吸收器j、新增第二吸收器j还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器n与新增第三溶液泵m连通新增吸收器b,新增闪蒸器i还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器2,由新增吸收-蒸发器c增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器j,新增第二吸收器j还有被加热介质管路与外部连通。
②流程上,新增发生器a、新增吸收器b、新增吸收-蒸发器c、新增溶液泵d、新增冷剂液泵e、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g、新增闪蒸器i、新增第二吸收器j、新增第二溶液泵k、新增第三溶液泵m、新增第三溶液热交换器n、冷凝器2、蒸发器3和冷剂液泵6,构成溶液串联循环回热式单发生器两级第二类吸收式热泵结构与流程——余热介质加热由新增吸收-蒸发器c经新增溶液热交换器f进入新增发生器a的溶液、释放冷剂蒸汽进入冷凝器2,自新增发生器a经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g流经新增吸收器b的溶液吸热部分汽化后进入新增闪蒸器i释放冷剂蒸汽进入冷凝器2,进入冷凝器2的两部分冷剂蒸汽放热于冷却介质后成冷剂液,冷凝器2内的该部分冷剂液中的一部分经冷剂液泵6加压进入蒸发器3、受热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器c提供,冷凝器2内的该部分冷剂液中的另一部分经新增冷剂液泵e加压流经新增吸收-蒸发器c吸热成冷剂蒸汽分别向新增吸收器b和新增第二吸收器j提供;新增发生器a的浓溶液经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g流经新增吸收器b吸热后进入新增闪蒸器i释放冷剂蒸汽浓度进一步增大后再经新增第二溶液泵k、新增第三溶液热交换器n进入新增第二吸收器j、吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并放热于被加热介质,第二吸收器j的稀溶液经新增第三溶液热交换器n、新增第三溶液泵m进入新增吸收器b、吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并分别放热于被加热介质和流经新增吸收器b的溶液,浓度进一步降低的溶液再经新增第二溶液热交换器g进入新增吸收-蒸发器c、吸收来自蒸发器3的冷剂蒸汽并加热流经其内的冷剂液成冷剂蒸汽,新增吸收-蒸发器c的稀溶液再经新增溶液热交换器f进入发生器a。
单级流程和回热式单发生器两级流程通过共用冷凝器2和蒸发器3而形成复合第二类吸收式热泵,单级流程的吸收器4向被加热介质提供低温热负荷,回热式单发生器两级流程的新增吸收器b和新增第二吸收器j分别向被加热介质提供中温热负荷和高温热负荷,从而得到单级基础上附加回热式单发生器两级流程并具有三个供热端的复合第二类吸收式热泵。
图4所示,单级基础上附加溶液独立循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵是这样实现的:
①结构上,在图1所述的单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵中,增加新增闪蒸器i、新增第二吸收器j、新增第二溶液泵k和新增第三溶液热交换器n,新增闪蒸器i有浓溶液管路经新增第二溶液泵k、新增第三溶液热交换器n连通新增第二吸收器j,新增第二吸收器j还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器n依次连通新增吸收器b和新增闪蒸器i,新增闪蒸器i还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器2,由新增吸收-蒸发器c增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器j,新增第二吸收器j还有被加热介质管路与外部连通。
②流程上,新增发生器a、新增吸收器b、新增吸收-蒸发器c、新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g、新增冷剂液泵e、新增第二吸收器j、新增第二溶液泵k、新增第三溶液热交换器n、冷凝器2、蒸发器3和冷剂液泵6构成回热式单发生器两级第二类吸收式热泵结构与流程——余热介质加热由新增吸收-蒸发器c经新增溶液热交换器f进入新增发生器a的溶液、释放冷剂蒸汽进入冷凝器2,自新增第二吸收器j经新增第三溶液热交换器n流经新增吸收器b的溶液吸热部分汽化后进入新增闪蒸器i释放冷剂蒸汽进入冷凝器2,进入冷凝器2的两部分冷剂蒸汽放热于冷却介质后成冷剂液,冷凝器2内的该部分冷剂液中的一部分经冷剂液泵6加压进入蒸发器3、受热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器c提供,冷凝器2内的该部分冷剂液中的另一部分经新增冷剂液泵e加压流经新增吸收-蒸发器c吸热成冷剂蒸汽分别向新增吸收器b和新增第二吸收器j提供;新增发生器a的浓溶液经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g进入新增吸收器b、吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并分别放热于被加热介质和流经新增吸收器b的溶液,新增吸收器b的稀溶液经新增第二溶液热交换器g进入吸收-蒸发器c、吸收来自蒸发器3的冷剂蒸汽并加热流经其内的冷剂液成冷剂蒸汽,新增吸收-蒸发器c的稀溶液再经新增溶液热交换器f进入发生器a;新增第二吸收器j的稀溶液经新增第三溶液热交换器n、再流经新增吸收器b吸热部分汽化后进入新增闪蒸器i释放冷剂蒸汽,新增闪蒸器i的浓溶液经新增第二溶液泵k与新增第三溶液热交换器n进入新增第二吸收器j、吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并放热于被加热介质。
单级流程和回热式单发生器两级流程通过共用冷凝器2和蒸发器3而形成复合第二类吸收式热泵,单级流程的吸收器4向被加热介质提供低温热负荷,回热式单发生器两级流程的新增吸收器b和新增第二吸收器j分别向被加热介质提供中温热负荷和高温热负荷,从而得到单级基础上附加回热式单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
图3所示和图4所示的两个实例中,吸收器4供热温度最低但对应的性能指数最大,新增第二吸收器j的供热温度最高但对应的性能指数最低,新增吸收器b供热温度和对应的性能指数则居中。采用这样的方案,适合于被加热介质温度相对较高的场合。
图5所示,溶液串联循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵是这样实现的:
①结构上,在由发生器1、冷凝器2、蒸发器3、吸收器4、溶液泵5、冷剂液泵6、溶液热交换器7、第二吸收器8、闪蒸器9、第二溶液泵10、第三溶液泵11和第二溶液热交换器12组成的溶液串联循环回热式单级第二类吸收式热泵中,增加新增发生器a、新增吸收器b、新增吸收-蒸发器c、新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g和新增节流阀h,将冷凝器2有冷剂液管路经冷剂液泵6连通蒸发器3改为将冷凝器2有冷剂液管路经冷剂液泵6、新增节流阀h连通蒸发器3,自冷剂液泵6增设冷剂液管路经新增冷剂液泵e连通新增吸收-蒸发器c后新增吸收-蒸发器c再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器b,由蒸发器3增设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器c,新增发生器a有冷剂蒸汽管路连通冷凝器2,新增发生器a还有浓溶液管路经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f和新增第二溶液热交换器g连通新增吸收器b,新增吸收器b再有稀溶液管路经新增第二溶液热交换器g连通新增吸收-蒸发器c,新增吸收-蒸发器c还有稀溶液管路经新增溶液热交换器f连通新增发生器a,新增发生器a还有余热介质管路与外部连通,新增吸收器b还有被加热介质管路与外部连通。
②流程上,新增发生器a、新增吸收器b、新增吸收-蒸发器c、新增溶液泵d、新增节流阀h、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g、冷凝器2、蒸发器3和冷剂液泵6构成由新增吸收-蒸发器向新增吸收器提供冷剂蒸汽的单发生器两级第二类吸收式热泵结构与流程——余热介质加热由新增吸收-蒸发器c经新增溶液热交换器f进入新增发生器a的溶液、释放冷剂蒸汽进入冷凝器2并放热于冷却介质后成冷剂液,冷凝器2内的该部分冷剂液中经冷剂液泵6加压后一部分经新增节流阀h进入蒸发器3受热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器c提供、另一部分流经新增吸收-蒸发器c吸热成冷剂蒸汽向新增吸收器b提供;新增发生器a的浓溶液经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f和新增第二溶液热交换器g进入新增吸收器b,进入新增吸收器b的溶液吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并放热于被加热介质,新增吸收器b的稀溶液再经新增第二溶液热交换器g进入新增吸收-蒸发器c、吸收来自蒸发器3的冷剂蒸汽并加热流经其内的冷剂液成冷剂蒸汽,新增吸收-蒸发器c的稀溶液经新增溶液热交换器f进入新增发生器a。
回热式单级流程和单发生器两级流程通过共用冷凝器2和蒸发器3而形成复合第二类吸收式热泵,回热式单级流程的吸收器4、第二吸收器8和单发生器两级流程的新增吸收器b分别向被加热介质供热,得到回热式单级基础上附加单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
图6所示的溶液独立循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,其附加单发生器两级流程的过程与图5所示的相同;二者之间的区别在于实现回热所采用的溶液循环不同:图5所示的采用溶液串联循环回热方式——溶液在发生器、吸收器、闪蒸器和第二吸收器之间串联流动;而图6所示的采用溶液独立循环回热方式——无回热时溶液在发生器和吸收器之间循环流动,而回热流程的溶液在吸收器、闪蒸器和第二吸收器之间循环流动。
图5所示与图6所示的两个实例中,吸收器4供热温度最低但对应性能指数最高;第二吸收器8属于回热式单级流程的高温供热端,其供热温度比吸收器4的供热温度高但对应的性能指数较低;新增吸收器b的供热温度最高但对应的性能指数最低。采用这样的方案,适合于被加热介质初始温度相对较高的场合;在余热资源和被加热介质的热力学参数相同的情况下,比图1、图2所示的具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵,采用吸收器4、第二吸收器8和新增吸收器b供热可进一步提高余热资源利用率。
图7所示的溶液独立循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,与图6所示的不同在于—①图7所示机组中采用了新增冷剂液泵e代替了图6中的新增节流阀h,自冷凝器2增设冷剂液管路经新增冷剂液泵e连通新增吸收-蒸发器c后新增吸收-蒸发器c再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器b;②图7中的吸收器4无被加热介质管路与外部连通,吸收器4的热负荷只用于加热进入闪蒸器9进行闪蒸的溶液。
图8所示的溶液串联循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,与图5所示的不同在于——图8中的吸收器4无被加热介质管路与外部连通,吸收器4的热负荷只用于加热进入闪蒸器9进行闪蒸的溶液。
图9所示,溶液串联循环回热式单级基础上附加溶液串联循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵是这样实现的:
①结构上,在如图5所示的溶液串联循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵中,增加新增闪蒸器i、新增第二吸收器j、新增第二溶液泵k、新增第三溶液泵m和新增第三溶液热交换器n,将新增发生器a有浓溶液管路经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g连通新增吸收器b改为新增发生器a有浓溶液管路经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g依次连通新增吸收器b和新增闪蒸器i后新增闪蒸器i再有浓溶液管路经新增第二溶液泵k与新增第三溶液热交换器n连通新增第二吸收器j、新增第二吸收器j还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器n与新增第三溶液泵m连通新增吸收器b,新增闪蒸器i还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器2,由新增吸收-蒸发器c增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器j,新增第二吸收器j还有被加热介质管路与外部连通。
②流程上,新增发生器a、新增吸收器b、新增吸收-蒸发器c、新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g、新增节流阀h、新增闪蒸器i、新增第二吸收器j、新增第二溶液泵k、新增第三溶液泵m、新增第三溶液热交换器n,冷凝器2、蒸发器3和冷剂液泵6构成溶液串联循环回热式单发生器两级第二类吸收式热泵结构与流程——余热介质加热由新增吸收-蒸发器c经新增溶液热交换器f进入新增发生器a的溶液、释放冷剂蒸汽进入冷凝器2,自新增发生器a经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g流经新增吸收器b的溶液吸热部分汽化后进入新增闪蒸器i释放冷剂蒸汽进入冷凝器2,冷凝器2内的该部分冷剂液中经冷剂液泵6加压后一部分经新增节流阀h进入蒸发器3受热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器提供、另一部分流经新增吸收-蒸发器c吸热成冷剂蒸汽分别向新增吸收器b和新增第二吸收器j提供;进入新增闪蒸器i释放冷剂蒸汽后浓度进一步增大的溶液再经新增第二溶液泵k、新增第三溶液热交换器n进入新增第二吸收器j、吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并放热于被加热介质,第二吸收器j的稀溶液经新增第三溶液热交换器n、新增第三溶液泵m进入新增吸收器b、吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并分别放热于被加热介质和流经新增吸收器b的溶液,新增吸收器b的稀溶液再经新增第二溶液热交换器g进入新增吸收-蒸发器c、吸收来自蒸发器3的冷剂蒸汽并加热流经其内的冷剂液成冷剂蒸汽,新增吸收-蒸发器c的稀溶液再经新增溶液热交换器f进入发生器a。
回热式单级流程和回热式单发生器两级流程通过共用冷凝器2和蒸发器3而形成复合第二类吸收式热泵,吸收器4、第二吸收器8、新增吸收器b和新增第二吸收器j分别向被加热介质供热,得到溶液串联循环回热式单级基础上附加溶液串联循环回热式两级流程并具有四个供热端的复合第二类吸收式热泵。
图10所示,溶液独立循环回热式单级基础上附加溶液独立循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵是这样实现的:
①结构上,在如图6所示的溶液独立循环回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵中,增加新增闪蒸器i、新增第二吸收器j、新增第二溶液泵k和新增第三溶液热交换器n,新增闪蒸器i有浓溶液管路经新增第二溶液泵k、新增第三溶液热交换器n连通新增第二吸收器j,新增第二吸收器j还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器n依次连通新增吸收器b和新增闪蒸器i,新增闪蒸器i还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器2,由新增吸收-蒸发器c增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器j,新增第二吸收器(j)还有被加热介质管路与外部连通。
②流程上,新增发生器a、新增吸收器b、新增吸收-蒸发器c、新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g、新增节流阀h,新增闪蒸器i、新增第二吸收器j、新增第二溶液泵k、新增第三溶液泵m、新增第三溶液热交换器n,冷凝器2、蒸发器3和冷剂液泵6构成溶液独立循环回热式单发生器两级第二类吸收式热泵结构与流程——余热介质加热由新增吸收-蒸发器c经新增溶液热交换器f进入新增发生器a的溶液、释放冷剂蒸汽进入冷凝器2,自新增第二吸收器j经新增第三溶液热交换器n流经新增吸收器b的溶液吸热部分汽化后进入新增闪蒸器i释放冷剂蒸汽进入冷凝器2,进入冷凝器2的两部分冷剂蒸汽放热于冷却介质后成冷剂液,冷凝器2内的该部分冷剂液中经冷剂液泵6加压后一部分经新增节流阀h进入蒸发器3受热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器提供、另一部分流经新增吸收-蒸发器c吸热成冷剂蒸汽分别向新增吸收器b和新增第二吸收器j提供;新增发生器a的浓溶液经新增溶液泵d、新增溶液热交换器f、新增第二溶液热交换器g进入新增吸收器b、吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并分别放热于被加热介质和流经新增吸收器b的溶液,新增吸收器b的稀溶液经新增第二溶液热交换器g进入吸收-蒸发器c、吸收来自蒸发器3的冷剂蒸汽并加热流经其内的冷剂液成冷剂蒸汽,新增吸收-蒸发器c的稀溶液再经新增溶液热交换器f进入发生器a;新增第二吸收器j的稀溶液经新增第三溶液热交换器n、再流经新增吸收器b吸热部分汽化后进入新增闪蒸器i释放冷剂蒸汽,新增闪蒸器i的浓溶液经新增第二溶液泵k与新增第三溶液热交换器n进入新增第二吸收器j、吸收来自新增吸收-蒸发器c的冷剂蒸汽并放热于被加热介质。
单级流程和回热式单发生器两级流程通过共用冷凝器2和蒸发器3而形成复合第二类吸收式热泵,吸收器4、第二吸收器8、新增吸收器b和新增第二吸收器j分别向被加热介质提供热负荷,从而得到溶液独立循环回热式单级基础上附加溶液独立循环回热式单发生器两级流程并具有四个供热端的复合第二类吸收式热泵。
上述两个实例中,吸收器4供热温度最低但对应的性能指数最大,第二吸收器8供热温度提高但对应的性能指数降低,新增吸收器b供热温度更高和对应性能指数更低,新增第二吸收器j的供热温度最高但对应的性能指数最低。采用这样的方案,适合于被加热介质温度相对较高、被加热介质温度区间较大的场合。
图11所示的溶液独立循环回热式单级基础上附加溶液独立循环回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,它是图10所示的复合第二类吸收式热泵中吸收器4无被加热介质管路与外部连通的结果。比较图9与图10所示,在同样的余热资源和冷却介质条件下,图11能够提供更高温度的热负荷,但余热利用率相应降低。
要指出的是,图9-图11所示是回热式单级基础上附加回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵中的代表性实例;参照图1-图11所体现的本发明技术方案,将其它具体的回热式单级流程和其它具体的回热式单发生器两级流程相结合,可得到相应具体的回热式单级基础上附加回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的单级基础上的复合第二类吸收式热泵具有如下的效果和优势:
①以合理的流程和结构实现了单级与单发生器两级流程的复合,构成了一体式机组,能够降低设备和系统造价。
②能够在一定程度上解决单一热泵机组性能指数与供热温度高低之间的矛盾,在应用于被加热介质温度区间宽而初始温度相对较低的场合,能够相应提高余热资源利用率。
③本发明进一步丰富了第二类吸收式热泵的类型,扩大了第二类吸收式热泵的应用范围和使用价值。
总之,本发明以提高余热资源的利用率为目标,得到了多种单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,丰富了机组类型,具有创造性、新颖性和实用性。
Claims (4)
1.单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,是在由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、冷剂液泵、溶液热交换器组成的单级第二类吸收式热泵中,增加新增发生器(a)、新增吸收器(b)、新增吸收-蒸发器(c)、新增溶液泵(d)、新增冷剂液泵(e)或新增节流阀(h)、新增溶液热交换器(f)和新增第二溶液热交换器(g),新增发生器(a)有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(2),由蒸发器(3)增设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器(c),新增发生器(a)还有浓溶液管路经新增溶液泵(d)、新增溶液热交换器(f)、新增第二溶液热交换器(g)连通新增吸收器(b),新增吸收器(b)再有稀溶液管路经新增第二溶液热交换器(g)连通新增吸收-蒸发器(c),新增吸收-蒸发器(c)还有稀溶液管路经新增溶液热交换器(f)连通新增发生器(a),或自冷凝器(2)增设冷剂液管路经新增冷剂液泵(e)连通新增吸收-蒸发器(c)后新增吸收-蒸发器(c)再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器(b)、或将冷剂液泵(6)连通蒸发器(3)改为冷剂液泵(6)经新增节流阀(h)连通蒸发器(3)和同时自冷剂液泵(6)增设冷剂液管路连通新增吸收-蒸发器(c)后新增吸收-蒸发器(c)再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器(b),新增发生器(a)还有余热介质管路与外部连通,新增吸收器(b)还有被加热介质管路与外部连通,单级流程的吸收器(4)和单发生器两级流程的新增吸收器(b)分别向被加热介质供热,得到单级基础上附加单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
2.单级基础上附加回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,是在权利要求1所述的单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵中,或增加新增闪蒸器(i)、新增第二吸收器(j)、新增第二溶液泵(k)、新增第三溶液泵(m)和新增第三溶液热交换器(n),将新增发生器(a)有浓溶液管路经新增溶液泵(d)、新增溶液热交换器(f)、新增第二溶液热交换器(g)连通新增吸收器(b)改为新增发生器(a)有浓溶液管路经新增溶液泵(d)、新增溶液热交换器(f)、新增第二溶液热交换器(g)依次连通新增吸收器(b)和新增闪蒸器(i)后新增闪蒸器(i)再有浓溶液管路经新增第二溶液泵(k)与新增第三溶液热交换器(n)连通新增第二吸收器(j)、新增第二吸收器(j)还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器(n)与新增第三溶液泵(m)连通新增吸收器(b),新增闪蒸器(i)还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(2),由新增吸收-蒸发器(c)增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器(j),新增第二吸收器(j)还有被加热介质管路与外部连通;或增加新增闪蒸器(i)、新增第二吸收器(j)、新增第二溶液泵(k)和新增第三溶液热交换器(n),新增闪蒸器(i)有浓溶液管路经新增第二溶液泵(k)、新增第三溶液热交换器(n)连通新增第二吸收器(j),新增第二吸收器(j)还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器(n)依次连通新增吸收器(b)和新增闪蒸器(i),新增闪蒸器(i)还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(2),由新增吸收-蒸发器(c)增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器(j),新增第二吸收器(j)还有被加热介质管路与外部连通;单级流程的吸收器(4)和单发生器两级流程的新增吸收器(b)、新增第二吸收器(j)分别向被加热介质供热,得到单级基础上附加回热式单发生器两级流程并具有三个供热端的复合第二类吸收式热泵;当新增吸收器(b)无被加热介质管路与外部连通——热负荷仅用于加热流经的溶液——时,吸收器(4)和新增第二吸收器(j)分别向被加热介质供热,得到单级基础上附加回热式单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
3.回热式单级基础上附加单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,是在由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、冷剂液泵、溶液热交换器、第二吸收器、闪蒸器、第二溶液泵和第二溶液热交换器或再加上第三溶液泵组成的回热式单级第二类吸收式热泵,增加新增发生器(a)、新增吸收器(b)、新增吸收-蒸发器(c)、新增溶液泵(d)、新增冷剂液泵(e)或新增节流阀(h)、新增溶液热交换器(f)和新增第二溶液热交换器(g),新增发生器(a)有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(2),由蒸发器(3)增设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器(c),新增发生器(a)还有浓溶液管路经新增溶液泵(d)、新增溶液热交换器(f)、新增第二溶液热交换器(g)连通新增吸收器(b),新增吸收器(b)再有稀溶液管路经新增第二溶液热交换器(g)连通新增吸收-蒸发器(c),新增吸收-蒸发器(c)还有稀溶液管路经新增溶液热交换器(f)连通新增发生器(a),或自冷凝器(2)增设冷剂液管路经新增冷剂液泵(e)连通新增吸收-蒸发器(c)后新增吸收-蒸发器(c)再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器(b)、或将冷剂液泵(6)连通蒸发器(3)改为冷剂液泵(6)经新增节流阀(h)连通蒸发器(3)和同时自冷剂液泵(6)增设冷剂液管路连通新增吸收-蒸发器(c)后新增吸收-蒸发器(c)再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器(b),新增发生器(a)还有余热介质管路与外部连通,新增吸收器(b)还有被加热介质管路与外部连通,回热式单级流程的吸收器(4)、第二吸收器(8)和单发生器两级流程的新增吸收器(b)分别向被加热介质供热,得到回热式单级基础上附加单发生器两级流程并具有三个供热端的复合第二类吸收式热泵;当吸收器(4)无被加热介质管路与外部连通--热负荷仅用于加热流经的溶液——时,回热式单级流程的第二吸收器(8)和单发生器两级流程的新增吸收器(b)分别向被加热介质供热,得到回热式单级基础上附加单发生器两级流程并具有两个供热端的复合第二类吸收式热泵。
4.回热式单级基础上附加回热式单发生器两级流程的复合第二类吸收式热泵,是在权利要求3所述的回热式单级基础上附加两级流程的复合第二类吸收式热泵中,或增加新增闪蒸器(i)、新增第二吸收器(j)、新增第二溶液泵(k)、新增第三溶液泵(m)和新增第三溶液热交换器(n),将新增发生器(a)有浓溶液管路经新增溶液泵(d)、新增溶液热交换器(f)、新增第二溶液热交换器(g)连通新增吸收器(b)改为新增发生器(a)有浓溶液管路经新增溶液泵(d)、新增溶液热交换器(f)、新增第二溶液热交换器(g)依次连通新增吸收器(b)和新增闪蒸器(i)后新增闪蒸器(i)再有浓溶液管路经新增第二溶液泵(k)与新增第三溶液热交换器(n)连通新增第二吸收器(j)、新增第二吸收器(j)还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器(n)与新增第三溶液泵(m)连通新增吸收器(b),新增闪蒸器(i)还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(2),由新增吸收-蒸发器(c)增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器(j),新增第二吸收器(j)还有被加热介质管路与外部连通;或增加新增闪蒸器(i)、新增第二吸收器(j)、新增第二溶液泵(k)和新增第三溶液热交换器(n),新增闪蒸器(i)有浓溶液管路经新增第二溶液泵(k)、新增第三溶液热交换器(n)连通新增第二吸收器(j),新增第二吸收器(j)还有稀溶液管路经新增第三溶液热交换器(n)依次连通新增吸收器(b)和新增闪蒸器(i),新增闪蒸器(i)还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(2),由新增吸收-蒸发器(c)增设冷剂蒸汽管路连通新增第二吸收器(j),新增第二吸收器(j)还有被加热介质管路与外部连通;回热式单级流程的吸收器(4)、第二吸收器(8)和回热式单发生器两级流程的新增吸收器(b)、新增第二吸收器(j)分别向被加热介质供热,得到回热式单级基础上附加回热式单发生器两级流程并具有四个供热端的复合第二类吸收式热泵;当吸收器(4)无被加热介质管路与外部连通——热负荷仅用于加热流经的溶液——时,得到回热式单级基础上附加单发生器两级流程并具有三个供热端的复合第二类吸收式热泵。
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PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100414 |