CN107166797B - 一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统 - Google Patents

一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，包括溶液罐、制冷剂罐、蒸发/冷凝器、发生/吸收器、蓄热器、水泵以及多个阀。本发明的热泵系统利用吸收式热泵，将夜晚的低谷电通过提升溶液溶度的方式储存起来，有效的解决了普通蓄热装置热量散失的问题，能达到能量随时利用的效果；本发明热泵系统比常规吸收式热泵增加了蓄热器，夜晚低谷电蓄能将制冷剂冷凝释放出来的热量储存在蓄热器内，并在白天释能时为蒸发/冷凝器提供蒸发热源，提高了系统效率，带来更好的经济效率。

Description

一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统
技术领域
本发明涉及一种热泵系统，尤其涉及一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统。
背景技术
由于全国低谷电利用率很低，严重影响国家电网的效益，利用低谷电蓄热采暖，是一种能更好发挥电力资源的有效措施，很多城市和地区为了合理的分配用电量，提出了“峰谷电价”的政策，并且峰谷电价比很高。将夜间低谷电综合利用并蓄存多余的热量作白天高峰电价释能时的蒸发热源，有利于解决昼夜用电量分布不均匀的问题，有利于节约资源保护环境。
发明内容
本发明提供一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，以低谷电作为发生热源，能有效地减少系统运行成本，同时减少了对环境的污染。
本发明提供一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，包括溶液罐、制冷剂罐、蒸发/冷凝器、发生/吸收器和蓄热器；
其中，溶液罐的底部经溶液泵与发生/吸收器内的喷淋管相连，发生/吸收器的底部经压力调节装置与溶液罐顶部相连；发生/吸收器内的第一换热器的热侧经第一循环水泵与热用户内的第一进水口相连，热用户内的第一出水口经第二阀门与发生/吸收器内的第一换热器的冷侧相连；发生/吸收器顶部通过管道与蒸发/冷凝器的顶部相连通，蒸发/冷凝器底部通过第三阀门与制冷剂罐相连，制冷剂灌的底部分别通过制冷剂泵和压力调节装置与蒸发/冷凝器内的喷淋管相连；蒸发/冷凝器内的第三换热器的热侧经过第二循环水泵与热用户的第二进水口相连，热用户的第二出水口通过管道与蒸发/冷凝器内的第三换热器冷侧相连；蒸发/冷凝器内的第二换热器的热侧经过第三循环水泵与蓄热器内的第五换热器的冷侧相连，蓄热器内的第五换热器的热侧经过管道与蒸发/冷凝器内的第二换热器的冷侧相连。
在本发明的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统中，所述热泵系统包括低谷电蓄能模式：
开启溶液泵、第二循环水泵、第三循环水泵和第三阀门，溶液泵将溶液罐内的制冷剂溶液抽送到发生/吸收器顶部的喷淋器并喷射出来，以低谷电为驱动热源，为喷射出的制冷剂溶液提供发生热量，制冷剂溶液被加热后解析出制冷剂蒸汽，解析出制冷剂蒸气后的制冷剂浓溶液通过压力调节装置流回溶液罐；制冷剂蒸汽通过发生/吸收器上部管道通入到蒸发/冷凝器内，与第二换热器和第三换热器进行冷凝换热，第二换热器将一部分冷凝热储存至蓄热器内，第三换热器将另一部分热量传递给热用户使用；同时冷凝的制冷剂液体通过蒸发/冷凝器底部的管道经第三阀门流入制冷剂罐。
在本发明的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统中，所述热泵系统包括峰电时释能模式：
开启溶液泵、第一循环水泵、第三循环水泵、制冷剂泵、第二阀门和第三阀门，制冷剂泵将制冷剂罐中的制冷剂液体抽出通过压力调节装置送入蒸发/冷凝器顶部的喷淋器并喷射出来，蓄热器中的热量通过第五换热器传递给第二换热器，从而使制冷剂液体蒸发产生制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽从蒸发/冷凝器上部管道通入发生/吸收器，溶液泵将溶液罐内的制冷剂浓溶液抽送到发生/吸收器顶部的喷淋器并喷射出来，制冷剂蒸汽被浓溶液吸收放热，放出的热量通过第一换热器传递给热用户。
在本发明的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统中，所述蓄热器中还设有第四换热器，所述第四换热器的热侧分别经过第一阀门和第一循环水泵与热用户的第一进水口相连，热用户的第一出水口经过管道与蓄热器内的第四换热器的冷侧相连。
在本发明的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统中，所述溶液罐中储存制冷剂溶液。
在本发明的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统中，所述制冷剂罐中储存制冷剂溶液或制冷剂液体。
在本发明的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统中，所述发生/吸收器内设置有加热装置，该加热装置可为用电加热或通过锅炉水循环加热方式。
本发明的热泵系统至少具有以下有益效果：
(1)本发明的热泵系统利用夜晚低谷电蓄热，有效的将电网削峰填谷，增加国家电力部门经济效益，利用电能作为驱动热源，有效的减少了用户区域的烟气排放，很好的改善该区域的环境。
(2)本发明额热泵系统利用溶液吸收式热泵，将夜晚的低谷电通过提升溶液溶度的方式储存起来，有效的解决了普通蓄热装置热量散失的问题，能达到能量随时利用的效果。
(3)本发明的热泵系统比常规吸收式热泵增加了蓄热器，蓄热器将夜晚低谷电蓄能时蒸发/冷凝器中制冷剂冷凝释放出来的热量储存起来，并在白天释能时为蒸发/冷凝器提供蒸发热源，提高了系统效率，带来更好的经济效率。
(4)本发明的热泵系统还利用夜晚低谷电蓄能时的冷凝热为热用户提供热源，能在蓄能的同时保证热用户的供热，热用户能不间断供热，具有良好的适用性。
附图说明
图1为本发明的一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统的结构示意图；
图2为本发明的热泵系统的夜晚低谷电蓄能模式的结构示意图；
图3为本发明的热泵系统的白天高峰电释能模式的结构示意图；
图4为本发明的热泵系统的蓄热器供热模式的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示本发明提供了一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，包括溶液罐、制冷剂罐、蒸发/冷凝器、发生/吸收器和蓄热器。
其中，溶液罐的底部经溶液泵与发生/吸收器内的喷淋管相连，发生/吸收器的底部经压力调节装置与溶液罐顶部相连；发生/吸收器内的第一换热器的热侧经第一循环水泵与热用户内的第一进水口相连，热用户内的第一出水口经第二阀门与发生/吸收器内的第一换热器的冷侧相连；发生/吸收器顶部通过管道与蒸发/冷凝器的顶部相连通，蒸发/冷凝器底部通过第三阀门与制冷剂罐相连，制冷剂灌的底部分别通过制冷剂泵和压力调节装置与蒸发/冷凝器内的喷淋管相连；蒸发/冷凝器内的第三换热器的热侧经过第二循环水泵与热用户的第二进水口相连，热用户的第二出水口通过管道与蒸发/冷凝器内的第三换热器冷侧相连；蒸发/冷凝器内的第二换热器的热侧经过第三循环水泵与蓄热器内的第五换热器的冷侧相连，蓄热器内的第五换热器的热侧经过管道与蒸发/冷凝器内的第二换热器的冷侧相连。
本发明的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统具有两种运行模式：低谷电蓄能模式和峰电释能模式。在用电低谷的夜间通过低谷电蓄能模式向用户供暖的同时可将剩余的热量蓄存到蓄热器内，并在白天峰电释能模式中为蒸发/冷凝器提供蒸发热源，提高了系统效率，带来更好的经济效率。
如图2所示为低谷电蓄能模式的结构示意图，图中用加粗的管路表示。该模式运行在低谷电价时。开启溶液泵、第二循环水泵、第三循环水泵和第三阀门，溶液泵将溶液罐内的制冷剂溶液抽送到发生/吸收器顶部的喷淋器并喷射出来，以低谷电为驱动热源，为喷射出的制冷剂溶液提供发生热量，制冷剂溶液被加热后解析出制冷剂蒸汽，解析出制冷剂蒸气后的冷剂浓溶液通过压力调节装置流回溶液罐，随着循环的不断进行，溶液罐内的制冷剂浓度不断上升。制冷剂蒸汽通过发生/吸收器上部管道通入到蒸发/冷凝器内，与第二换热器和第三换热器进行冷凝换热，第二换热器将一部分冷凝热储存至蓄热器内，第三换热器将另一部分热量传递给热用户使用；同时冷凝的制冷剂液体通过蒸发/冷凝器底部的管道经第三阀门流入制冷剂罐。通过该模式，将低谷电能以热能的形式有效的储存在溶液罐的浓溶液和蓄热器中。
如图3所示为峰电时释能模式的结构示意图，图中用加粗的管路表示。该模式运行在高峰电价时。开启溶液泵、第一循环水泵、第三循环水泵、制冷剂泵、第二阀门和第三阀门，制冷剂泵将制冷剂罐中的制冷剂液体抽出通过压力调节装置送入蒸发/冷凝器顶部的喷淋器并喷射出来，蓄热器中的热量通过第五换热器传递给第二换热器，从而使制冷剂液体蒸发产生制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽从蒸发/冷凝器上部管道通入发生/吸收器，溶液泵将溶液罐内的制冷剂浓溶液抽送到发生/吸收器顶部的喷淋器并喷射出来，制冷剂蒸汽被浓溶液吸收放热，放出的热量通过第一换热器传递给热用户。该模式将低谷电时所储存的能量在高峰电价时释能，提供给热用户，以减少电费。
图4为本发明的热泵系统的蓄热器供热模式的结构示意图。如图所示本发明热泵系统的蓄热器内还设有第四换热器，第四换热器的热侧分别经过第一阀门和第一循环水泵与热用户的第一进水口相连，热用户的第一出水口经过管道与蓄热器内的第四换热器的冷侧相连。在低谷电蓄能模式中，蓄热器的第五换热器将夜间低谷电蓄热时的热量回收，并用作白天高峰电价释能时的蒸发热源。而多余热量蓄存在第四换热器中，通过第一循环水泵将热能输送给热用户。
具体实施时，发生/吸收器内设置有加热装置，直接用电加热把溶液中的制冷剂蒸发出来。溶液罐中储存制冷剂溶液。制冷剂罐中可储存制冷剂溶液或制冷剂液体。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为详细，但不能理解为对本发明的专利范围的限制。在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形与改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，其特征在于，包括溶液罐、制冷剂罐、蒸发/冷凝器、发生/吸收器和蓄热器；
其中，溶液罐的底部经溶液泵与发生/吸收器内的喷淋管相连，发生/吸收器的底部经压力调节装置与溶液罐顶部相连；发生/吸收器内的第一换热器的热侧经第一循环水泵与热用户内的第一进水口相连，热用户内的第一出水口经第二阀门与发生/吸收器内的第一换热器的冷侧相连；发生/吸收器顶部通过管道与蒸发/冷凝器的顶部相连通，蒸发/冷凝器底部通过第三阀门与制冷剂罐相连，制冷剂灌的底部分别通过制冷剂泵和压力调节装置与蒸发/冷凝器内的喷淋管相连；蒸发/冷凝器内的第三换热器的热侧经过第二循环水泵与热用户的第二进水口相连，热用户的第二出水口通过管道与蒸发/冷凝器内的第三换热器冷侧相连；蒸发/冷凝器内的第二换热器的热侧经过第三循环水泵与蓄热器内的第五换热器的冷侧相连，蓄热器内的第五换热器的热侧经过管道与蒸发/冷凝器内的第二换热器的冷侧相连；
所述热泵系统包括低谷电蓄能模式：开启溶液泵、第二循环水泵、第三循环水泵和第三阀门，溶液泵将溶液罐内的制冷剂溶液抽送到发生/吸收器顶部的喷淋器并喷射出来，以低谷电为驱动热源，为喷射出的制冷剂溶液提供发生热量，制冷剂溶液被加热后解析出制冷剂蒸汽，解析出制冷剂蒸汽 后的制冷剂浓溶液通过压力调节装置流回溶液罐；制冷剂蒸汽通过发生/吸收器上部管道通入到蒸发/冷凝器内，与第二换热器和第三换热器进行冷凝换热，第二换热器将一部分冷凝热储存至蓄热器内，第三换热器将另一部分热量传递给热用户使用；同时冷凝的制冷剂液体通过蒸发/冷凝器底部的管道经第三阀门流入制冷剂罐；
所述热泵系统包括峰电时释能模式：开启溶液泵、第一循环水泵、第三循环水泵、制冷剂泵、第二阀门和第三阀门，制冷剂泵将制冷剂罐中的制冷剂液体抽出通过压力调节装置送入蒸发/冷凝器顶部的喷淋器并喷射出来，蓄热器中的热量通过第五换热器传递给第二换热器，从而使制冷剂液体蒸发产生制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽从蒸发/冷凝器上部管道通入发生/吸收器，溶液泵将溶液罐内的制冷剂浓溶液抽送到发生/吸收器顶部的喷淋器并喷射出来，制冷剂蒸汽被浓溶液吸收放热，放出的热量通过第一换热器传递给热用户。
2.根据权利要求1所述的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，其特征在于，所述蓄热器中还设有第四换热器，所述第四换热器的热侧分别经过第一阀门和第一循环水泵与热用户的第一进水口相连，热用户的第一出水口经过管道与蓄热器内的第四换热器的冷侧相连。
3.根据权利要求1所述的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，其特征在于，所述溶液罐中储存制冷剂溶液。
4.根据权利要求1所述的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，其特征在于，所述制冷剂罐中储存制冷剂溶液或制冷剂液体。
5.根据权利要求1所述的利用低谷电蓄能的吸收式热泵系统，其特征在于，所述发生/吸收器内设置有加热装置，该加热装置可为用电加热或通过锅炉水循环加热方式。
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