CN104457019A - 一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统 - Google Patents

一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统 Download PDF

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CN104457019A CN201410652818.1A CN201410652818A CN104457019A CN 104457019 A CN104457019 A CN 104457019A CN 201410652818 A CN201410652818 A CN 201410652818A CN 104457019 A CN104457019 A CN 104457019A
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李�荣
吴杰
蒋云云
陈光明
王祎
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Abstract

本发明公开了一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，由第一发生器、第一冷凝器、第一储液器、第一节流阀、第一冷凝过冷器、第一吸收器、第一溶液泵、第三储液器、第一溶液换热器、第三节流阀、第二发生器、第三内部换热器、第二储液器、第二节流阀、第一蒸发单元、第二吸收器、第二溶液泵、第二溶液换热器、第四节流装置、第五储液器和第一压缩机、第一内部换热器、过冷器、第一回热器、第五节流装置、第二内部换热器按一定的规律连接。本发明由太阳能、废热等低品位热和机械功两种形式的能量驱动，高效利用了常规压缩热泵子系统排出的极低品位的冷凝热，大幅度提高了电能和低品位热能的利用率，实现了系统能量的高效利用。

Description

一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统
技术领域
本发明属于制冷领域，具体涉及一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统。
背景技术
在工业及其他领域中，存在着大量的低品位热能(太阳能、工业废热、余热、地热等)。在能源使用和消耗的过程中，未被使用的能源均以废热的形式被白白排掉。在发达国家，废热的比例也达到43～60％。目前世界上能源利用率最高的国家是日本，其能源利用率为57％，美国其次，其能源利用为51％，而我国的能源源利用率只有30％左右，可见与发达国家的差距还是很大。由此可见，提高能源利用效率，有效的回收和利用余热资源，是我国节能减排的一项重要内容。
此外，常规压缩式制冷(热泵)系统(相对于跨临界循环的压缩式制冷(热泵)系统)是目前应用最广泛的制冷方式，利用电能做功制冷，并排出大量约40～55℃冷凝热。在空调工况下运行，冷凝热可达制冷量的1.15～1.3倍。但是，到目前为止，因为难于利用等原因，此类冷凝热通常全部排向环境。这不仅造成了能量的浪费，还对环境造成了巨大的热污染。
上世纪50年代Altenkirch首次提出吸收压缩复合制冷技术以来，由于该技术具有能量转换效率高潜力，得到了较大发展。现有吸收/压缩复合制冷系统一般分为两类。一类是开式复合，吸收制冷子系统与压缩制冷子系统相互连通。开式复合方式存在着一些难以克服的重大缺陷：压缩机回油和润滑困难，润滑油对吸收子系统的污染，吸收子系统与压缩子系统只能采用相同的制冷剂等，导致了系统实际运行性能很差。另一类闭式复合，吸收子系统与压缩子系统相对独立，只进行直接的能量耦合，不发生直接的质量耦合。闭式复合的方式较好地克服开式方式存在的缺陷，能更充分地发挥吸收制冷和压缩制冷各自的优点，具有更好的发展潜力。
在现有复合制冷发展基础上，专利ZL201210147756.X提出了采用跨临界循环的制冷(热泵)系统与两级吸收制冷系统耦合的复合系统，该系统能更充分地利用跨临界循环的高温冷凝热。通过复合技术提高了整体的能量转换效率，有助于跨临界制冷技术的推广。但是，由于跨临界循环本身的特性，跨临界压缩制冷(热泵)子系统的能量转换效率相对于常规压缩制冷(热泵)系统仍然比较低。如果能把常规压缩制冷系统或者常规压缩热泵系统与吸收复合，实现更高的能量利用效率，则具有更好的经济意义。
发明内容
本发明很好地克服了现有技术的不足，综合了吸收式制冷技术和常规压缩式制冷(热泵)的优点，提出了一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统。该复合系统中压缩机直接与高压发生器的内部换热器相连，充分利用压缩制冷子系统的冷凝热加热高压发生器中工作流体，几乎100％地回收了压缩子系统排出的极低品位的冷凝热，极大地提高了能量利用效率。同时，可以对55～65℃左右、外部输入的低品位热源进行更有效的利用，不仅节约了能源，也减少了对环境的热污染。
一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，包括一个常规压缩制冷(热泵)子系统和一个两级吸收制冷子系统；
所述的常规压缩制冷(热泵)子系统，第一压缩机出口与第一发生器中的第一内部换热器入口相连，第一内部换热器出口与过冷器入口相连，过冷器出口与第一回热器高压侧入口相连，第一回热器高压侧出口与第五节流装置入口相连，第五节流装置出口与冷凝过冷器中的第二内部换热器入口相连，第二内部换热器出口与第一回热器低压侧入口相连，第一回热器低压侧出口与第一压缩机入口相连；
所述的两级吸收制冷子系统包括高压级吸收制冷子系统和低压级吸收制冷子系统；
所述的高压级吸收制冷子系统的第一发生器制冷剂出口与第一冷凝器入口相连，第一冷凝器出口与第一储液器入口相连，第一储液器出口与第一节流装置入口相连，第一节流装置出口与第一冷凝过冷器第一入口相连，第一冷凝过冷器第一出口与第一吸收器制冷剂入口相连，第一吸收器溶液出口与第三储液器入口相连，第三储液器出口与第一溶液泵入口相连，第一溶液泵出口与第一溶液换热器低温测入口相连，第一溶液换热器低温测出口与第一发生器溶液入口相连，第一发生器溶液出口与第一溶液换热器高温测入口相连，第一溶液换热器高温测出口和第三节流装置入口相连，第三节流装置出口与第一吸收器溶液入口相连；
低压级吸收制冷子系统的第二发生器制冷剂出口与第一冷凝过冷器第二入口相连，第一冷凝过冷器第二出口与第二储液器入口相连，第二储液器出口与第二节流装置入口相连，第二节流装置出口与蒸发单元入口相连，蒸发单元出口与第二吸收器制冷剂入口相连，第二吸收器溶液出口与第四储液器入口相连，第四储液器出口与第二溶液泵入口相连，第二溶液泵出口与第二溶液换热器低温侧入口相连，第二溶液换热器低温侧出口和第二发生器溶液入口相连，第二发生器溶液出口与第二溶液换热器高温侧入口相连，第二溶液换热器高温侧出口与第四节流装置入口相连，第四节流装置出口与第二吸收器溶液入口相连，低品位能通过第三内部换热器输入给第二发生器中的溶液。
在常规压缩制冷(热泵)子系统中，第一压缩机出口与第一发生器内的第一内部换热器的入口相连，第一发生器内的第一内部换热器的出口与过冷器入口相连，并通过过冷器、第一回热器、第一冷凝过冷器内的第二内部换热器回到压缩机，完成常规压缩制冷(热泵)子循环。
常规压缩制冷(热泵)子系统的工质既可以是纯物质类制冷剂，也可以是混合物类制冷剂，例如R134a，R410a，R407c，R1234yf，R1234ze或者其它制冷剂。
两级吸收制冷子系统所用工质对既可以是氟利昂类制冷剂与吸收剂组成的工质对，也可以是盐与水组成的工质对或者其它工质对，例如溴化锂-水溶液，氨-水溶液，离子液体溶液。
所述的第一发生器内的第一内部换热器的入口与第一压缩机出口相连，第一发生器的第一内部换热器的出口与过冷器入口相连，其作用为加热第一发生器的溶液以产生制冷剂蒸汽，并作为常规压缩热泵子系统的冷凝器。
所述的第一冷凝过冷器内的第二内部换热器的入口与第五节流装置的出口相连，第二内部换热器的出口与回热器低压侧入口相连，其作用为加热第二内部换热器内的制冷剂，并作为两级吸收制冷子系统的中间冷凝器以调节流出第一冷凝过冷器第一出口气相制冷剂与第二出口液相制冷剂的比例。通过第一冷凝过冷器与第二内部热交换器的能量、质量调节，可以使常规压缩热泵子系统、两级吸收高压级与两级吸收低压级达到最优的匹配，显著地提高两级吸收制冷子系统、常规压缩热泵子系统以及整个复合制冷系统的能量转换效率。
通过本发明的创新，既使常规压缩制冷(热泵)子系统运行的蒸发温度、冷凝温度不同与一般的常规压缩制冷(热泵)系统，也可以极高效地利用了常规压缩制冷(热泵)子系统排出的极低品位的冷凝热，可以极大地提高了输入系统的机械能与低品位热的转换利用效率。
所述的第一冷凝器出口与第一储液器入口相连并使第一冷凝器出口位置不低于第一储液器入口以及第一储液器入口位置高于其出口，第一冷凝过冷器出口与第二储液器入口相连并使第一冷凝过冷器第二出口位置不低于第二储液器入口以及第二储液器出口位置低于其入口，第一吸收器溶液出口与第三储液器入口相连并使第一吸收器溶液出口位置不低于第三储液器入口以及第三储液器入口位置高于其出口，第二吸收器溶液出口与第四储液器入口相连并使第二吸收器溶液出口位置不低于第四储液器入口以及第四储液器入口位置高于其出口，使得两级吸收制冷子系统具有较强储能能力，既可以使整个系统更好地利用外部输入的不稳定热源与内部循环利用的常规压缩热泵子系统的冷凝排热，也使系统具有更好的部分负荷调节能力。
本发明的一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其工作流程如下：
对于常规压缩热泵子系统，经过压缩机压缩之后的带有一点过热度的过热制冷剂蒸汽，通过第一内部换热器在第一发生器溶液内冷凝放热降温，后进入过冷器进一步冷却，接着通过第一回热器高压侧通道与来自低压侧通道的制冷剂蒸汽交换热量，后经第五节流装置进入第一冷凝过冷器的第二内部换热器吸热蒸发。蒸发后的制冷剂蒸汽经第一回热器低压侧通道交换热量后，回到压缩机，开始新的循环。
在两级吸收制冷子系统中，第一发生器中的工作流体在常规压缩制冷(热泵)子系统提供的热量下产生高温高压的制冷剂蒸汽，该蒸汽进入第一冷凝器中冷凝降温。同时，第一发生器中的浓溶液通过第一发生器溶液出口进入第一溶液换热器高温通道换热降温后经第三节流装置进入第一吸收器，作为吸收器的吸收溶液。高温高压的制冷剂蒸汽在第一冷凝器中降温后经第一储液器、第一节流装置、第一冷凝过冷器第一入口进入第一冷凝过冷器；与来自第二发生器内、在外部输入的低品位热能通过第三内部换热器加热产生的制冷剂蒸汽和常规压缩热泵子系统中的制冷剂蒸汽通过第二内部换热器在第一冷凝过冷器内发生热量交换，并调节其中气、液两相的组成比例之后，以气相存在的制冷剂蒸汽经第一冷凝过冷器出口进入第一吸收器，被吸收器中的浓溶液吸收。以液相存在的制冷剂经第一冷凝过冷器第二出口进入第四储液器后经第三节流装置节流降压后进入第一蒸发单元蒸发，产生冷量。蒸发后的制冷剂蒸汽经第二吸收器制冷剂入口进入第二吸收器，被其中的吸收溶液吸收，吸收后的稀溶液经溶液出口进入第二储液器，再经第二溶液泵升压后进入第二溶液热交换器低温侧通道预热回到低压发生器。低压发生器发生后产生的浓溶液进入第二溶液热交换器高温通道，经第四节流装置节流降压后回到第二吸收器。
一般说来，在系统运行的初期，负荷量大，要求制冷剂的循环量也大。当运行一段时间之后，负荷将减少，这时所需的制冷剂量也相应地减少。本发明的复合制冷系统在第一冷凝器、第一冷凝过冷器、第一吸收器、第二吸收器、第二发生器侧各设有一个储液器，用来储存和供应系统内的液态制冷剂，以便工况变动时补偿和调节液体制冷剂的盈亏。因此，当系统负荷大时，储液器中的液态制冷剂补充进来，而当系统负荷小时，又可将液态制冷剂存储起来，达到更合理利用能源的效果。
本发明的一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，与专利ZL201210147756.X所公开的技术方案的区别主要在于压缩子系统采用常规循环运行的压缩热泵技术而不是跨临界循环运行的跨临界热泵子系统，例如比较成熟的采用R134a，R410a等为制冷剂的常规压缩制冷(热泵)技术。这样能带来极大的好处。常规压缩制冷(热泵)系统已广泛应用，向环境白白地排放出巨量的热量，既浪费了巨量的能源，也给环境带来了极大热污染。据计算，本发明可以把常规压缩热泵排出的大约45～55℃极低品位的冷凝热几乎100％地利用，使整个系统的能量转换效率得到极大提高。以输入第二发生器的低品位热来计算，扣除输入的电能通过常规压缩制冷系统可以获得的制冷量后，其COP，用COPnet来表示，可以提高约18～50％；以输入的电能来计算，扣除输入第二发生器的低品位热通过吸收制冷可以获得的制冷量后，其COP，用COPmt来表示，可以提高18～40％。目前，建筑能耗约占社会总能耗的20～40％，其中空调制冷的能耗约占建筑能耗的40～80％。按照国内2012年的总发电量4.94万亿千瓦时来计算，其中用于空调系统的电能约为0.48～1.58万亿千瓦时。如果今后空调系统40％的比例采用本发明的技术，大约可以节约电能420～1380亿千瓦时，约相当于0.4～1.4倍于三峡大坝2012年的发电量981亿千瓦时。显而易见，可以因为本发明的技术减少巨量的二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物等污染物的排放。因此，本发明的应用有望带来巨大的经济与社会效益，具有重要意义。
附图说明
图1为本发明一种热量内部循环利用压缩热泵/两级吸收复合制冷系统结构示意图。图中：第一压缩机1、第一内部换热器2、过冷器3、第一回热器4、第五节流装置5、第二内部换热器6、第一发生器7、第一冷凝器8、第一储液器9、第一节流装置10、第一冷凝过冷器11、第一吸收器12、第三储液器13、第一溶液泵14、第一溶液热交换器15、第三节流装置16、第二发生器17、第二储液器18、第二节流装置19、第一蒸发单元20、第二吸收器21、第四储液器22、第二溶液泵23、第二溶液热交换器24、第四节流装置25、第三内部换热器26。
注：数字代表系统结构部件，字母表示相应部件的各个状态点。
图2为利用部分过热热量的常规压缩热泵/单级吸收复合制冷系统的结构示意图，图中:第二压缩机49，第四内部换热器50、第二冷凝器51、第二回热器52、第六节流装置53、第二蒸发单元54、第三发生器55、第三冷凝器56、第七节流装置57、第三蒸发单元58、第四吸收器59、第三溶液泵60、第三溶液热交换器61、第八节流装置62。
图3为利用部分过热热量的常规压缩热泵/两级吸收式复合制冷系统的结构示意图，图中:第三压缩机27，第五内部换热器28、第三冷凝器29、第三回热器30、第九节流装置31、第三蒸发单元32、第四发生器33、第四冷凝器34、第十节流装置35、第二冷凝过冷器36、第五吸收器37、第四溶液泵38、第四溶液热交换器39、第十一节流装置40、第六发生器41、第十二节流装置42、第四蒸发单元43、第六吸收器44、第五溶液泵45、第五溶液热交换器46、第十三节流装置47、第五内部热交换器48。
图4为如图2所示利用部分过热热量的常规压缩热泵/单级吸收复合制冷系统按所消耗的机械能计算得到的COP,用COPmt来表示，随所利用的过热热量的温度的变化趋势。
图5为本发明的复合制冷系统按外部输入的低品位热所获得的制冷量来计算得到的COP，用用COPnet来表示，随外部输入的低品位热温度的变化趋势。
图6是本发明的复合制冷系统按所消耗的机械能计算得到的COP，用COPmt来表示，随外部低品位热温度的变化趋势。
具体实施方式
实施例1
如附图1所示，一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其中，
第一压缩机1的高压端与第一内部换热器2、过冷器3、第一回热器4高压通道、第五节流装置5、第二内部换热器6、第一回热器4低压通道和压缩机入口依次相连，构成常规压缩热泵子系统。
第一发生器7与第一冷凝器8、第一储液器9、第一节流装置10依次相连后进入第一冷凝过冷器11，与来自第二发生器17的蒸汽混合。通过第一冷凝过冷器11的调节，气相制冷剂进入第一吸收器12、第三储液器13、第一溶液泵14、第一溶液换热器15低温通道回到第一发生器7。液相制冷剂进入第二储液器18、第二节流装置19、第一蒸发单元20、第二吸收器21、第四储液器22、第二溶液泵23、第二溶液换热器24低温通道回到第二发生器17。低品位热源通过第三内部换热器26与第二发生器17内部溶液换热，实现低品位能的输入和转换。上述各部件构成了两级吸收制冷子系统的高压级和低压级。
下面以水和溴化锂作为吸收制冷子系统的工作流体，其中水为制冷剂，以R407c作为压缩制冷子系统的制冷剂为例，来说明复合制冷系统的工作过程。
对于常规压缩热泵子系统，第一压缩机出口(j点)的过热R407c蒸汽首先进入第一内部换热器2向第一发生器7中溶液放热降温，被冷却后进入过冷器3进一步冷却。然后流经第一回热器4高压通道交换能量，经第五节流装置5节流降压后进入第二内部换热器6吸热蒸发，后通过第一回热器4低压通道预热后回到第一压缩机1。
对于两级吸收式制冷子系统，第一发生器2中的溴化锂-水溶液在常规压缩热泵子系统输入的热能的驱动下产生制冷剂水蒸气和溴化锂浓溶液。水蒸气先进入第一冷凝器8冷凝降温后进入第一储液器9。再经第一节流装置10节流后进入第一冷凝过冷器11闪蒸、降温，同时与来自第二发生器17的制冷剂水蒸气混合。通过第一冷凝过冷器11调节制冷剂的两相制冷剂各自的比例，其中以气相存在的水蒸气进入第一吸收器12被其中的溴化锂浓溶液吸收，被吸收后的溴化锂稀溶液则进入第三储液器13，并由第一溶液泵14的升压通过第一溶液换热器15低温通道预热后回到第一发生器7。第一发生器7发生后的溴化锂浓溶液则通过第一溶液换热器15高温通道冷却后经第三节流装置16节流降压后进入第一吸收器12。第一冷凝过冷器11中的液相制冷剂水则通过第二储液器18、第二节流装置19进入第一蒸发单元20内蒸发制冷，最后进入第二吸收器21被来自第二发生器17发生后的溴化锂浓溶液吸收，后经第四储液器22、第二溶液泵23升压后经第二溶液换热器24低温通道预热后回到第二发生器17内。第二发生器17发生后的溴化锂浓溶液则通过第二溶液换热器24高温通道预冷后经第四节流装置25进入第二吸收器21作为吸收溶液。
外部输入的低品位热则通过第三内部换热器26向第二发生器17内的工溴化锂-水溶液放热，产生制冷剂蒸气。
经计算单级溴化锂-水吸收制冷循环在制取7℃左右的冷量时，其COP，用COPs来表示，约可以达到0.6～0.8，但需要的驱动热源温度较高，通常在75～90℃。
对于图2所示，利用部分过热热量的常规压缩热泵/单级吸收复合制冷系统，其具体结构如下：第二压缩机49出口与第三发生器55内的第四内部换热器50相连，第四内部换热器50出口与第二冷凝器51入口相连，第二冷凝器51出口与第二回热器52高压侧入口相连，第二回热器52高压侧出口与第六节流装置53入口相连，第六节流装置53出口与第二蒸发单元54入口相连，第二蒸发单元54出口与第二回热器52低压侧入口相连，第二回热器52低压侧出口与第二压缩机49入口相连，这就构成了常规压缩热泵子系统的循环；第三发生器55制冷剂出口与第三冷凝器56入口相连，第三冷凝器56出口与第七节流装置57入口相连，第七节流装置57出口与第三蒸发单元58入口相连，第三蒸发单元58出口与第四吸收器59制冷剂入口相连，第四吸收器59溶液出口与第三溶液泵60入口相连，第三溶液泵60出口与第三溶液热交换器61低温侧入口相连，第三溶液热交换器61低温侧出口与第三发生器55溶液入口相连，第三发生器55溶液出口与第三溶液热交换器61高温侧入口相连，第三溶液热交换器61高温侧出口与第八节流装置62入口相连，第八节流装置62出口与第四吸收器59溶液入口相连，这样就完成了吸收制冷子系统的循环。从图2所示，利用部分过热热量的常规压缩热泵/单级吸收复合制冷系统的工作流程可以看出，这样的系统是通过单级吸收制冷与常规压缩制冷(热泵)系统的简单叠加而成的，吸收制冷子系统利用了极少量的常规压缩制冷(热泵)系统排出的冷凝热的过热部分的热量。据计算，在常规压缩制冷系统按冷凝温度54℃，蒸发温度7℃运行时，常规压缩制冷系统的COP，用COPc来表示，约为3.8；如图2所示利用部分过热热量的常规压缩热泵/单级吸收复合制冷系统，其COP(用COPmt来表示)由于利用了常规压缩制冷系统的极少部分的过热冷凝热而略有增加，最高约可达到4.1，最大增加幅度约为8％，具体如图4所示。可以看出，本发明的发明内容及获得的效果显著优于如图2所示利用冷凝热的部分过热热量的常规压缩热泵/单级吸收复合制冷系统。
同样，本发明显著优于如图3所示利用部分过热热量的常规压缩热泵/两级吸收式复合制冷系统，那样的系统也只能利用常规压缩制冷系统排出的少量过热的冷凝热。对于图3所示，利用部分过热热量的常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其具体结构如下：第三压缩机27出口与第五内部换热器28入口相连，第五内部换热器28出口与第三冷凝器29入口相连，第三冷凝器29出口与第三回热器30高压侧入口相连，第三回热器30高压侧出口与第九节流装置31入口相连，第九节流装置31出口与第三蒸发单元32入口相连，第三蒸发单元32出口与第三回热器30低压侧入口相连，第三回热器30低压侧出口与第三压缩机27入口，这就是常规压缩热泵子系统；第四发生器33制冷剂出口与第四冷凝器34入口相连，第四冷凝器34出口与第十节流装置35入口相连，第十节流装置35出口与第二冷凝过冷器36第一入口相连，第二冷凝过冷器36第一出口与第五吸收器37制冷剂入口相连，第五吸收器37溶液出口与第四溶液泵38入口相连，第四溶液泵38出口与第四溶液热交换器39低温侧入口相连，第四溶液热交换器39低温侧出口与第四发生器33溶液入口相连，第四发生器33溶液出口与第四溶液热交换器39高温侧入口相连，第四溶液热交换器39高温侧出口与第十一节流装置40入口相连，第十一节流装置40出口与第五吸收器37溶液入口相连，这是两级吸收制冷的高压级循环；第六发生器41制冷剂出口与第二冷凝过冷器36第二入口相连，第二冷凝过冷器36第二出口与第十二节流装置42入口相连，第十二节流装置42出口与第四蒸发单元43入口相连，第四蒸发单元43出口与第六吸收器44制冷剂入口相连，第六吸收器44溶液出口与第五溶液泵45入口相连，第五溶液泵45与第五溶液热交换器46低温侧入口相连，第五溶液热交换器46低温侧出口与第六发生器41溶液入口相连，第六发生器41溶液出口与第五溶液热交换器46高温侧入口相连，第五溶液热交换器46高温侧出口与第十三节流装置47入口相连，第十三节流装置47出口与第六吸收器44溶液入口相连，第五内部热交换器48的出口、入口与外部输入的低品位热相连，这是两级吸收的低压级循环。计算表明，两级溴化锂-水吸收制冷循环可以利用约60～75℃的低品位热制取7℃左右的冷量，但是其COP，用COPd来表示，约为0.3～0.4。对于如图3所示利用部分过热热量的常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，由前述工作流程的描述可以发现图3所示系统，也仅是两级吸收制冷与常规压缩制冷系统的简单叠加，只能利用一小部分常规压缩制冷系统排出的过热的冷凝热。据计算，按照输入其中的电能的COP(用COPmt来表示)约为3.9～4.2，增加幅度约为3～10％。
图5为一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统按外部输入的低品位热所获得的制冷量来计算得到的COP，用COPnet来表示，随外部输入的低品位热温度的变化。图6是该复合制冷系统按所消耗的机械能计算得到的COP，用COPmt来表示，随外部低品位热温度的变化。在第一发生器热源温度Tg1为48℃，第二发生器热源温度Tg为62℃，第一、二吸收器吸收温度、第一冷凝温度均为35℃，制冷温度为7℃时，按系统所消耗的机械能计算得到的COPmt可达到8.6左右，比相同条件下的常规压缩制冷系统的COPc提高了约32％。而按系统输入的低品位热所获得的制冷量来计算得到的COPnet为0.53左右，比相同条件下的两级吸收制冷系统的COPd提高了约31％。因此，本发明既实现了高效的利用常规压缩热泵子系统排出的极低品位的冷凝热的目的，也大幅度提高了外部输入的低品位热能制冷的效率，进而极大地提高了输入复合制冷系统的机械功的能量转换效率。
实施例2
常规压缩热泵子系统分别采用R134a、R410a、R1234yf、R1234ze作为制冷剂，两级吸收制冷子系统以溴化锂水作为工作流体。复合制冷系统的结构、连接方式均同实施例1相同。
本实施例可以利用58～65℃的低品位热源。在研究工况下，系统以所消耗的机械能计算得到的COPmt比相同条件下的常规压缩制冷系统提高18～40％。系统以输入的低品位热所获得的制冷量来计算得到的COPnet比相同条件下的两级吸收制冷系统提高18～50％。

Claims (6)

1.一种热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其特征在于，包括一个常规压缩热泵子系统和一个两级吸收制冷子系统；
所述的常规压缩热泵子系统，第一压缩机(1)出口与第一发生器(7)中的第一内部换热器(2)入口相连，第一内部换热器(2)出口与过冷器(3)入口相连，过冷器(3)出口与回热器(4)高压侧入口相连，第一回热器(4)高压侧出口与第五节流装置(5)入口相连，第五节流装置(5)出口与第一冷凝过冷器(11)中的第二内部换热器(6)入口相连，第二内部换热器(6)出口与回热器(4)低压侧入口相连，回热器(4)低压侧出口与第一压缩机(1)入口相连；
所述的两级吸收制冷子系统包括高压级吸收制冷子系统和低压级吸收制冷子系统；
所述的高压级吸收制冷子系统的第一发生器(7)制冷剂出口与第一冷凝器(8)入口相连，第一冷凝器(8)出口与第一储液器(9)入口相连，第一储液器(9)出口与第一节流装置(10)入口相连，第一节流装置(10)出口与第一冷凝过冷器(11)第一入口相连，第一冷凝过冷器(11)第一出口与第一吸收器(12)制冷剂入口相连，第一吸收器(12)溶液出口与第三储液器(13)入口相连，第三储液器(13)出口与第一溶液泵(14)入口相连，第一溶液泵(14)出口与第一溶液换热器(15)低温测入口相连，第一溶液换热器(15)低温测出口与第一发生器(7)溶液入口相连，第一发生器(7)溶液出口与第一溶液换热器(15)高温测入口相连，第一溶液换热器(15)高温测出口和第三节流装置(16)入口相连，第三节流装置(16)出口与第一吸收器(12)溶液入口相连；
低压级吸收制冷子系统的第二发生器(17)制冷剂出口与第一冷凝过冷器(11)第二入口相连，第一冷凝过冷器(11)第二出口与第二储液器(18)入口相连，第二储液器(18)出口与第二节流装置(19)入口相连，第二节流装置(19)出口与蒸发单元(20)入口相连，蒸发单元(20)出口与第二吸收器(21)制冷剂入口相连，第二吸收器(21)溶液出口与第四储液器(22)入口相连，第四储液器(22)出口与第二溶液泵(23)入口相连，第二溶液泵(23)出口与第二溶液换热器(24)低温侧入口相连，第二溶液换热器(24)低温侧出口和第二发生器(17)溶液入口相连，第二发生器(17)溶液出口与第二溶液换热器(24)高温侧入口相连，第二溶液换热器(24)高温侧出口与第四节流装置(25)入口相连，第四节流装置(25)出口与第二吸收器(21)溶液入口相连，低品位能通过第三内部换热器(26)输入给第二发生器(17)中的溶液。
2.根据权利要求1所述的热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其特征在于，所述的两级吸收制冷子系统所用工质对是氟利昂类制冷剂与吸收剂组成的工质对或者盐与水组成的工质对。
3.根据权利要求2所述的热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其特征在于，所述的两级吸收制冷子系统所用工质对是氨水溶液组成的工作对。
4.根据权利要求2所述的热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其特征在于，所述的两级吸收制冷子系统所用工质对是离子液体溶液组成的工作对。
5.根据权利要求1所述的热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其特征在于，所述的常规压缩热泵子系统所用工质为卤代烃或者碳氢类制冷剂。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的热量内部循环利用常规压缩热泵/两级吸收复合制冷系统，其特征在于，所述的第一冷凝器(8)出口与第一储液器(9)入口相连并使第一冷凝器(8)出口位置不低于第一储液器(9)入口以及第一储液器(9)入口位置高于其出口，第一冷凝过冷器(11)出口与第二储液器(18)入口相连并使第一冷凝过冷器(11)第二出口位置不低于第二储液器(18)入口以及第二储液器(18)出口位置低于其入口，第一吸收器(12)溶液出口与第三储液器(13)入口相连并使第一吸收器(12)溶液出口位置不低于第三储液器(13)入口以及第三储液器(13)入口位置高于其出口，第二吸收器(21)溶液出口与第四储液器(22)入口相连并使第二吸收器(21)溶液出口位置不低于第四储液器(22)入口以及第四储液器(22)入口位置高于其出口。
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