CN107490210A - 热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，包括压缩式热泵子循环系统、吸收式热泵子循环系统；所述压缩式热泵子循环系统包括压缩机(11)、第一压缩循环冷凝器(12)、第二压缩循环冷凝器(15)以及压缩循环蒸发器(14)；所述吸收式热泵子循环系统包括吸收器(1)、发生器(3)、溶液泵(6)、冷剂泵(8)、吸收循环冷凝器(4)、吸收循环蒸发器(2)以及溶液热回收器(5)。本发明还提供了一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环控制方法。本发明提供了一种改进压缩式热泵温升能力和吸收式热泵效率的解决方案，并为余热回收提供了一种高效的循环方式。

Description

热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种循环系统，具体地，涉及一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统及其方法。

背景技术

能源问题和环境问题是困扰当今人类社会的两大难题，工业余热的排放就是其中一个典型问题，一方面这些余热的排放需要额外的冷却设施，另一方面也造成了大量的能源浪费。由于工业余热温度低，可进行直接再利用的难度大，因此大多余热都通过冷却塔或空气冷却排放到环境中。为了改善工业余热排放造成的能源浪费，可以采用余热回收的热泵技术对余热进行品位提升后再利用，这一方面减少能源浪费，另一方面可以带来可观的经济效益。

热泵可以通过热量输入得到不同温度的热量输出，热源可以来自化石燃料燃烧、工业余热、内燃机缸套水余热或太阳能蒸汽热水等，得到的热量可以用于采暖或工业流程热输入。典型的余热利用热泵技术包括吸收式热泵技术和压缩式热泵技术：压缩式热泵可以通过电能或机械功输入达到提升余热温度的目的；吸收式热泵则可以根据输出温度和运行原理进一步分为第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵：第一类吸收式热泵需要高温热输入，进行中温热输出，热输出的功率大于热输入；第二类吸收式热泵需要中温热输出，进行高温热输出，但热输出的功率低于热输入。此外，吸收式热泵还采用天然工质，可以避免温室效应和对臭氧层的破坏。

压缩式热泵和吸收式热泵已经是成熟技术，吸收式热泵也有多种不同循环，例如常见的单效循环和双效循环，其他循环方式还包括两级循环和三效循环，这些循环也已经在实际产品中应用。但是压缩式热泵和吸收式热泵也存在自己的问题，例如，在进行余热温度提升时，压缩式热泵虽然具有较高的效率，但系统消耗高品位的电能，且压缩比随着温升的提高而提高，导致其输出温度有限；吸收式热泵消耗低品位的热能，并达到较高的输出温度，但其效率相对较低。两种热泵技术在效率、适应性和能源消耗类型上具有不同的特性，而有效结合两种热泵技术并达到优势互补则是解决两种热泵技术缺点的有效途径。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统及其方法。

根据本发明提供的一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，包括压缩式热泵子循环系统、吸收式热泵子循环系统；

所述压缩式热泵子循环系统包括压缩机、第一压缩循环冷凝器、第二压缩循环冷凝器以及压缩循环蒸发器；

所述吸收式热泵子循环系统包括吸收器、发生器、溶液泵、冷剂泵、吸收循环冷凝器、吸收循环蒸发器以及溶液热回收器；

所述热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，还包括第一节流阀、第二节流阀；

所述吸收循环蒸发器、第一节流阀、压缩机、第二节流阀吸收器、发生器、溶液泵、冷剂泵以及溶液热回收器均通过连接管路相互连接。

优选地，所述第二压缩循环冷凝器或第一压缩循环冷凝器安置于所述吸收循环蒸发器的内部、发生器的内部，并进行换热；

所述压缩循环蒸发器安置在所述吸收循环冷凝器的内部，并进行换热。

优选地，所述第一压缩循环冷凝器安置在所述发生器的内部；

所述第二压缩循环冷凝器安置在所述吸收循环蒸发器的内部；

所述吸收器的一端经溶液热回收器分别与所述第一节流阀的一端、溶液泵的一端相连接；

所述第一节流阀的另一端、溶液泵的另一端均与所述发生器的一端相连接；

所述发生器的其中一端分别与所述吸收循环蒸发器的一端、吸收循环冷凝器的一端相连接；

其中，所述发生器的其中一端通过多个途径与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

第一途径为所述发生器的其中一端直接与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

第二途径为所述发生器的其中一端经压缩机与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

所述吸收循环冷凝器的其中一端经第二节流阀与所述吸收循环蒸发器的其中一端相连接；

所述吸收循环冷凝器的其中一端经冷剂泵与所述吸收循环蒸发器的其中一端相连接；

所述吸收循环蒸发器其中一端与所述吸收器的另一端相连接。

优选地，所述第一压缩循环冷凝器安置在所述发生器的内部；

所述吸收器的一端经溶液热回收器分别与所述第一节流阀的一端、溶液泵的一端相连接；

所述第一节流阀的另一端、溶液泵的另一端均与所述发生器的一端相连接；

所述发生器的其中一端与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

其中，所述发生器的其中一端通过多个途径与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

第一途径为所述发生器的其中一端直接与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

第二途径为所述发生器的其中一端经第二节流阀与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

第三途径为所述发生器的其中一端经压缩机与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

所述吸收循环冷凝器的另一端经冷剂泵与所述吸收循环蒸发器的一端相连接；

所述吸收循环蒸发器的另一端与所述吸收器的另一端相连接。

优选地，所述第一压缩循环冷凝器安置在所述发生器的内部；

所述吸收器的一端经溶液热回收器分别与所述第一节流阀的一端、溶液泵的一端相连接；

所述第一节流阀的另一端、溶液泵的另一端均与所述发生器的一端相连接；

所述发生器的另一端与所述吸收循环冷凝器的一端相连接；

所述吸收循环冷凝器的另一端通过多个途径与所述吸收循环蒸发器的一端相连接；

其中，第一途径为所述吸收循环冷凝器的另一端经冷剂泵与所述吸收循环蒸发器的一端相连接；

第二途径为所述吸收循环冷凝器的另一端经第二节流阀与所述吸收循环蒸发器的一端相连接；

第三途径为所述吸收循环冷凝器的另一端经压缩机与所述吸收循环蒸发器的一端相连接；

所述吸收循环蒸发器的另一端与所述吸收器的另一端相连接。

优选地，具有第一工作模式，在第一工作模式中，

在压缩式热泵子循环系统中，

第一制冷剂蒸气从压缩机进入第一压缩循环冷凝器冷凝后，使发生器受热，并形成第一制冷剂液体；

所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器进入第二压缩循环冷凝器冷凝后，形成第二制冷剂液体，使吸收循环蒸发器受热；

所述第二制冷剂液体从第二压缩循环冷凝器经第二节流阀进入压缩循环蒸发器，并吸收余热的热量和来自吸收循环冷凝器的热量后，形成第二制冷剂蒸气；

所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器经压缩机压缩后，产生第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器；

在吸收式热泵子循环系统中，

所述发生器中的溶液经溶液泵、溶液热回收器进入吸收器；

所述溶液在所述吸收器吸收来自吸收循环蒸发器的第四制冷剂蒸气后，释放热量输出；

所述溶液从所述吸收器经溶液热回收器、第一节流阀回至发生器，回至发生器中的溶液为回收溶液；

所述回收溶液在发生器中第一压缩循环冷凝器加热，产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液进入溶液泵；

所述第三制冷剂蒸气从发生器进入吸收循环冷凝器冷凝后，使压缩循环蒸发器受热，并形成第三制冷剂液体；

所述第三制冷剂液体从吸收循环冷凝器经冷剂泵进入吸收循环蒸发器；

进入所述吸收循环蒸发器的第三制冷剂液体从第二压缩循环冷凝器受热后，形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器。

优选地，具有第二工作模式，在第二工作模式中，

在压缩式热泵子循环系统中，

第一制冷剂蒸气从压缩机进入第一压缩循环冷凝器冷凝后，使发生器受热，并形成第一制冷剂液体；

所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器经第二节流阀进入压缩循环蒸发器，并吸收来自环境的热量和来自吸收循环冷凝器的热量，形成第二制冷剂蒸气；

所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器经压缩机压缩，产生第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器；

在吸收式热泵子循环系统中，

所述发生器中的溶液经溶液泵、溶液热回收器进入吸收器；

所述溶液在所述吸收器中吸收来自吸收循环蒸发器的第四制冷剂蒸气后，释放热量输出；

所述溶液从所述吸收器经溶液热回收器、第一节流阀回至发生器，回至发生器中的溶液为回收溶液；

所述回收溶液在发生器中第一压缩循环冷凝器加热，产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液进入溶液泵，；

所述第三制冷剂蒸气从发生器进入吸收循环冷凝器冷凝后，形成第二制冷剂液体；

所述第二制冷剂液体从吸收循环冷凝器经冷剂泵进入吸收循环蒸发器；

进入所述吸收循环蒸发器的制冷剂液体吸收余热的热量后，形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器。

优选地，具有第三工作模式，在第三工作模式中，

在压缩式热泵子循环系统中，

第一制冷剂蒸气从压缩机进入第一压缩循环冷凝器冷凝后，使吸收循环蒸发器受热，并形成第一制冷剂液体；

所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器经第二节流阀进入压缩循环蒸发器，并吸收来自环境的热量和来自吸收循环冷凝器的热量后，形成第二制冷剂蒸气；

所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器经压缩机压缩，产生第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器；

在吸收式热泵子循环系统中，

所述发生器中的溶液经溶液泵、溶液热回收器进入吸收器；

所述溶液在所述吸收器中吸收来自吸收循环蒸发器的第四制冷剂蒸气后，释放热量输出；

所述溶液从所述吸收器经溶液热回收器、第一节流阀回至发生器，回至发生器中的溶液为回收溶液；

所述回收溶液在发生器中吸收余热的热量后，产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液进入溶液泵；

所述第三制冷剂蒸气从发生器进入溶液泵；

所述第三制冷剂蒸气从发生器进入吸收循环冷凝器冷凝后，使压缩循环蒸发器受热，并形成第二制冷剂液体；

所述第二制冷剂液体从吸收循环冷凝器经冷剂泵进入吸收循环蒸发器；

进入所述吸收循环蒸发器的第二制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器受热后，形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器。

优选地，当产生余热时，

在第一工作模式中，

所述余热输送至所述压缩循环蒸发器；

在第二工作模式中，

所述余热输送至所述吸收循环蒸发器；

在第三工作模式中，

所述余热输送至所述发生器。

本发明还提供了一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环控制方法，包括利用上述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统对工质对进行循环换热的步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供了一种改进压缩式热泵温升能力和吸收式热泵效率的解决方案，并为余热回收提供了一种高效的循环方式。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的其中一种实施例的示意图。

图2为本发明的其中一种实施例的示意图。

图3为本发明的其中一种实施例的示意图。

图中所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，包括压缩式热泵子循环系统、吸收式热泵子循环系统；所述压缩式热泵子循环系统与所述吸收式热泵子循环系统热耦合连接；所述压缩式热泵子循环系统包括压缩机11、第一压缩循环冷凝器12、第二压缩循环冷凝器15以及压缩循环蒸发器14；所述吸收式热泵子循环系统包括吸收器1、发生器3、溶液泵6、冷剂泵8、吸收循环冷凝器4、吸收循环蒸发器2以及溶液热回收器5；所述热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，还包括第一节流阀7、第二节流阀13；所述吸收循环蒸发器2、第一节流阀7、压缩机11、第二节流阀13吸收器1、发生器3、溶液泵6、冷剂泵8以及溶液热回收器5均通过连接管路相互连接。

所述第二压缩循环冷凝器15或第一压缩循环冷凝器12安置于所述吸收循环蒸发器2的内部、发生器3的内部，并进行换热；所述压缩循环蒸发器14安置在所述吸收循环冷凝器4的内部，并进行换热。

所述第一压缩循环冷凝器12安置在所述发生器3的内部；所述第二压缩循环冷凝器15安置在所述吸收循环蒸发器2的内部；所述吸收器1的一端经溶液热回收器5分别与所述第一节流阀7的一端、溶液泵6的一端相连接；所述第一节流阀7的另一端、溶液泵6的另一端均与所述发生器3的一端相连接；所述发生器3的其中一端分别与所述吸收循环蒸发器2的一端、吸收循环冷凝器4的一端相连接；其中，所述发生器3的其中一端通过多个途径与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；第一途径为所述发生器3的其中一端直接与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；第二途径为所述发生器3的其中一端经压缩机11与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；所述吸收循环冷凝器4的其中一端经第二节流阀13与所述吸收循环蒸发器2的其中一端相连接；所述吸收循环冷凝器4的其中一端经冷剂泵8与所述吸收循环蒸发器2的其中一端相连接；所述吸收循环蒸发器2其中一端与所述吸收器1的另一端相连接。

所述第一压缩循环冷凝器12安置在所述发生器3的内部；所述吸收器1的一端经溶液热回收器5分别与所述第一节流阀7的一端、溶液泵6的一端相连接；所述第一节流阀7的另一端、溶液泵6的另一端均与所述发生器3的一端相连接；所述发生器3的其中一端与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；其中，所述发生器3的其中一端通过多个途径与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；第一途径为所述发生器3的其中一端直接与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；第二途径为所述发生器3的其中一端经第二节流阀13与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；第三途径为所述发生器3的其中一端经压缩机11与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；所述吸收循环冷凝器4的另一端经冷剂泵8与所述吸收循环蒸发器2的一端相连接；所述吸收循环蒸发器2的另一端与所述吸收器1的另一端相连接。

所述第一压缩循环冷凝器12安置在所述发生器3的内部；所述吸收器1的一端经溶液热回收器5分别与所述第一节流阀7的一端、溶液泵6的一端相连接；所述第一节流阀7的另一端、溶液泵6的另一端均与所述发生器3的一端相连接；所述发生器3的另一端与所述吸收循环冷凝器4的一端相连接；所述吸收循环冷凝器4的另一端通过多个途径与所述吸收循环蒸发器2的一端相连接；其中，第一途径为所述吸收循环冷凝器4的另一端经冷剂泵8与所述吸收循环蒸发器2的一端相连接；第二途径为所述吸收循环冷凝器4的另一端经第二节流阀13与所述吸收循环蒸发器2的一端相连接；第三途径为所述吸收循环冷凝器4的另一端经压缩机11与所述吸收循环蒸发器2的一端相连接；所述吸收循环蒸发器2的另一端与所述吸收器1的另一端相连接。

所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，以下简称为循环系统，具有第一工作模式，在第一工作模式中，在压缩式热泵子循环系统中，第一制冷剂蒸气从压缩机11进入第一压缩循环冷凝器12冷凝后，使发生器3受热，并形成第一制冷剂液体；所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器12进入第二压缩循环冷凝器15冷凝后，形成第二制冷剂液体，使吸收循环蒸发器2受热；所述第二制冷剂液体从第二压缩循环冷凝器15经第二节流阀13进入压缩循环蒸发器14，并吸收余热的热量和来自吸收循环冷凝器4的热量后，形成第二制冷剂蒸气；所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器14经压缩机11压缩后产生第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器12；在吸收式热泵子循环系统中，所述发生器3中的溶液经溶液泵6、溶液热回收器5进入吸收器1；所述溶液在所述吸收器1吸收来自吸收循环蒸发器2的第四制冷剂蒸气后，释放热量输出；所述溶液从所述吸收器1经溶液热回收器5、第一节流阀7回至发生器3，回至发生器3中的溶液为回收溶液；所述回收溶液在发生器3中经第一压缩循环冷凝器12加热，产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液然后进入溶液泵6；所述第三制冷剂蒸气从发生器3进入吸收循环冷凝器4冷凝后，使压缩循环蒸发器14受热，并形成第三制冷剂液体；所述第三制冷剂液体从吸收循环冷凝器4经冷剂泵8进入吸收循环蒸发器2；进入所述吸收循环蒸发器2的第三制冷剂液体从第二压缩循环冷凝器15受热后形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器1。

具体地说，当循环系统以第一种工作方式工作时，余热输入至压缩式热泵子循环的蒸发器，经过压缩式热泵子循环的温度提升，由压缩式热泵子循环的冷凝器输出至吸收式热泵子循环的蒸发器和发生器，即，吸收循环蒸发器2和发生器3，热量经过吸收式热泵子循环的进一步温度提升最终从吸收式热泵子循环的吸收器1输出。此外，吸收式热泵子循环的冷凝器，即，吸收循环冷凝器4释放的热量可以输入到压缩式热泵子循环的蒸发器，即，压缩循环蒸发器14，进而减少余热的输入量并提高整体热效率。所述第一工作模式具有相对高输出温度。

具体地说，所述压缩式热泵子循环的热量输出可以同时进入吸收式热泵子循环的蒸发器和发生器，可以依次进入吸收式热泵子循环的蒸发器和发生器，也可以依次进入吸收式热泵子循环的发生器，即发生器3和吸收循环蒸发器2。特别地，在使用溴化锂水溶液作为吸收式热泵子循环的工质对时，压缩式热泵子循环的热输出依次加热吸收式热泵子循环的蒸发过程和发生过程，以降低系统的结晶风险；在使用氨水溶液作为吸收式热泵子循环的工质对时，压缩式热泵子循环的冷凝热依次加热吸收式热泵子循环的发生过程和蒸发过程，以降低系统的压力，增强系统安全性并减少溶液泵6和冷剂泵8的功耗。

所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统具有第二工作模式，在第二工作模式中，在压缩式热泵子循环系统中，第一制冷剂蒸气从压缩机11进入第一压缩循环冷凝器12冷凝后，使发生器3受热，并形成第一制冷剂液体；所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器12经第二节流阀13进入压缩循环蒸发器14，并吸收来自环境的热量和来自吸收循环冷凝器4的热量，形成第二制冷剂蒸气；所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器14经压缩机11压缩后产生第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器12；在吸收式热泵子循环系统中，所述发生器3中的溶液经溶液泵6、溶液热回收器5进入吸收器1；所述溶液在所述吸收器1中吸收来自吸收循环蒸发器2的第四制冷剂蒸气后，释放热量输出；所述溶液从所述吸收器1经溶液热回收器5、第一节流阀7回至发生器3，回至发生器3中的溶液为回收溶液；所述回收溶液在发生器3中经第一压缩循环冷凝器12加热后产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液进入溶液泵6；所述第三制冷剂蒸气从发生器3进入吸收循环冷凝器4冷凝后，形成第二制冷剂液体；所述第二制冷剂液体从吸收循环冷凝器4经冷剂泵8进入吸收循环蒸发器2；进入所述吸收循环蒸发器2的第二制冷剂液体吸收余热的热量后形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器1。

具体地说，所述压缩式热泵子循环的蒸发器吸收来自环境的热量，热量经过压缩式热泵子循环的温度提升，由压缩式热泵子循环的冷凝器输出至吸收式热泵子循环的发生器；余热输入至吸收式热泵子循环的蒸发器，输入至吸收式热泵子循环的热量经过温度提升，由吸收式热泵子循环的发生器输出热量。此外吸收式热泵子循环的冷凝器，即，吸收循环冷凝器4将热量释放给压缩式热泵子循环的蒸发器，即，压缩循环蒸发器14或环境。所述第二工作模式具有相对中等输出温度。

所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统具有第三工作模式，在第三工作模式中，在压缩式热泵子循环系统中，第一制冷剂蒸气从压缩机11进入第一压缩循环冷凝器12冷凝后，使第一压缩循环冷凝器12受热，并形成第一制冷剂液体；所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器12经第二节流阀13进入压缩循环蒸发器14，并吸收来自环境的热量和来自吸收循环冷凝器4的热量后，形成第二制冷剂蒸气；所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器14经压缩机11压缩形成第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器12；在吸收式热泵子循环系统中，所述发生器3中的溶液经溶液泵6、溶液热回收器5进入吸收器1；所述溶液在所述吸收器1中吸收来自吸收循环蒸发器2的第四制冷剂蒸气后，释放热量输出；所述溶液从所述吸收器1经溶液热回收器5、第一节流阀7回至发生器3，回至发生器3中的溶液为回收溶液；所述回收溶液吸收余热的热量后，产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液进入溶液泵6；所述第三制冷剂蒸气从发生器3进入吸收循环冷凝器4冷凝后，使压缩循环蒸发器14受热，并形成第二制冷剂液体；所述第二制冷剂液体从吸收循环冷凝器4经冷剂泵8进入吸收循环蒸发器2；进入所述吸收循环蒸发器2的第二制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器12受热后，形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器1。

具体地说，所述压缩式热泵子循环的蒸发器吸收来自环境的热量，热量经过压缩式热泵子循环的温度提升，由压缩式热泵子循环的冷凝器输出至吸收式热泵子循环的蒸发器；余热输入至吸收式热泵子循环的发生器，输入至吸收式热泵子循环的热量经过温度提升，由吸收式热泵子循环的发生器输出热量。此外吸收式热泵子循环的冷凝器将热量释放给压缩式热泵子循环的蒸发器或环境。所述第三工作模式具有相对中等输出温度。当产生余热时，在第一工作模式中，所述余热输送至所述压缩循环蒸发器14；在第二工作模式中，所述余热输送至所述吸收循环蒸发器2；在第三工作模式中，所述余热输送至所述发生器3。

当余热温度高于压缩式热泵子循环的输出温度时，以溴化锂水溶液作为吸收式热泵子循环工质的循环适合采用第二工作模式，以氨水溶液作为吸收式热泵子循环工质的循环适合采用第三工作模式；当余热温度低于压缩式热泵子循环的输出温度时，以溴化锂水溶液作为吸收式热泵子循环工质的循环适合采用第三工作模式，以氨水溶液作为吸收式热泵子循环工质的循环适合采用第二工作模式。

其中，所述压缩循环冷凝器14输出热量至所述发生器3和所述吸收循环蒸发器2时具有多种热交换方式：第一种热交换方式为所述压缩循环冷凝器，即，第一压缩循环冷凝器12和第二压缩循环冷凝器15的热量输出同时输入至所述吸收循环蒸发器2和所述发生器3，第二种热交换方式为所述压缩循环冷凝器的热量依次输入至所述吸收循环蒸发器2和所述发生器3，第三种热交换方式为所述压缩循环冷凝器的热量依次输入至所述发生器3和吸收循环蒸发器2。所述第一种热交换方式适用于压缩式热泵子循环输出功率高的情况；所述第二种热交换方式适用于溴化锂水溶液作为吸收式热泵子循环工质的情况，具有低结晶风险的特点；所述第三种热交换方式适用于氨水溶液作为吸收式热泵子循环工质对的情况，具有降低系统压力、溶液泵功耗和冷剂泵功耗的特点。

所述吸收式热泵子循环可以采取溴化锂水溶液或氨水溶液作为工质对，当余热温度高于所述压缩式热泵子循环的输出温度时，以溴化锂水溶液作为所述吸收式热泵子循环工质的循环适合采用所述第二工作模式，以氨水溶液作为所述吸收式热泵子循环工质的循环适合采用所述第三工作模式；当余热温度低于压缩式热泵子循环的输出温度时，以溴化锂水溶液作为所述吸收式热泵子循环工质的循环适合采用所述第三工作方式，以氨水溶液作为所述吸收式热泵子循环工质的循环适合采用所述第二工作方式。

本发明还提供了一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环控制方法，其特征在于，包括利用上述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统对工质对进行循环换热的步骤。

下面结合附图给出本发明较佳的实施例，以详细说明本发明的技术方案。需要说明的是，下述中提到的液体制冷剂，即为制冷剂液体。

实施例1

本发明提供的循环系统以第一种工作方式，即，第一工作模式循环时，部件结构如图1所示，在第一种工作模式下运行的循环系统的主要内部换热如下：第一压缩循环冷凝器12和发生器3进行换热，第二压缩循环冷凝器15和吸收循环蒸发器2进行换热，吸收循环冷凝器4和压缩循环蒸发器14进行换热，由溶液泵6进入吸收器1的溶液和由吸收器进入第一节流阀7的溶液在溶液热回收器5中进行换热。该循环系统的外部换热情况如下：余热输入至压缩循环蒸发器14，吸收器1对外进行热输出。

循环系统以第一种工作方式循环时，压缩式热泵子循环内部工质流动如下：制冷剂蒸气从压缩机11进入第一压缩循环冷凝器12后冷凝并释放热量给发生器3，再进入第二压缩循环冷凝器15继续冷凝成为液体制冷剂并释放热量给吸收循环蒸发器2，液体制冷剂进入第二节流阀13降压后进入压缩循环蒸发器14吸收来自余热和吸收循环冷凝器4的热量后蒸发为制冷剂蒸气，制冷剂蒸气进入压缩机11被压缩升压后再次进入第一压缩循环冷凝器12。吸收式热泵子循环内部工质流动如下：发生器3中的溶液通过溶液泵6和溶液热交换器5后进入吸收器1，进入吸收器1的溶液在吸收来自蒸发器2的制冷剂蒸气后释放热量输出并经过溶液热交换器5和第一节流阀7回到吸收器3中，回到吸收器3中的溶液经过第一压缩循环冷凝器12的加热产生制冷剂蒸气并再次进入溶液泵6，该过程产生的制冷剂蒸气进入吸收循环冷凝器4，吸收循环冷凝器4中的制冷剂蒸气冷凝为液体制冷剂并释放热量给压缩循环蒸发器14，吸收循环冷凝器4中的液体制冷剂经过冷剂泵8进入吸收循环蒸发器2，吸收循环蒸发器2中的液体制冷剂受到第二压缩循环冷凝器15的加热蒸发成为制冷剂蒸气并进入吸收器1。吸收热泵子循环和压缩热泵子循环所采用的制冷剂可以是同种制冷剂也可以是不同种制冷剂。

循环系统以第一种工作方式循环时，压缩机11和第一压缩循环冷凝器12、第二压缩循环冷凝器15之间有三种连接方式，在图1所示的连接方式中，压缩机11出口先连接与发生器3换热的第一压缩循环冷凝器12和与吸收式热泵蒸发器2换热的第二压缩循环冷凝器15。除此之外，可以使压缩机11出口先连接与吸收式热泵蒸发器2换热的第二压缩循环冷凝器15，再连接与发生器3换热的冷凝器12；也可以使压缩机11出口同时连接吸收器热泵与吸收式热泵蒸发器2换热的第二压缩循环冷凝器15和与发生器3换热的第一压缩循环冷凝器12。

实施例2

循环系统以第二种工作方式，即第二工作模式循环时，部件结构如图2所示，在所述第二中工作方式中运行的循环系统主要内部换热如下：第一压缩循环冷凝器12和发生器3进行换热，吸收循环冷凝器4和压缩循环蒸发器14进行换热，由溶液泵6进入吸收器1的溶液和由吸收器进入第一节流阀7的溶液在溶液热回收器5中进行换热。所述循环系统与外界换热情况如下：来自环境的热量输入至压缩循环蒸发器14，余热输入至吸收循环蒸发器2，吸收器1对外进行热输出。

系统以第二种工作方式循环时，压缩式热泵子循环内部工质流动如下：制冷剂蒸气从压缩机11进入第一压缩循环冷凝器12后冷凝成为液体制冷剂并释放热量给发生器3，液体制冷剂进入第二节流阀13降压后进入压缩循环蒸发器14吸收来自环境和吸收循环冷凝器4的热量后蒸发为制冷剂蒸气，制冷剂蒸气进入压缩机11被压缩升压后再次进入第一压缩循环冷凝器12。吸收式热泵子循环内部工质流动如下：发生器3中的溶液通过溶液泵6和溶液热交换器5后进入吸收器1，进入吸收器1的溶液在吸收来自蒸发器2的制冷剂蒸气后释放热量输出并经过溶液热交换器5和第一节流阀7回到吸收器3中，回到吸收器3中的溶液经过第一压缩循环冷凝器12的加热产生制冷剂蒸气并再次进入溶液泵6，该过程产生的制冷剂蒸气进入吸收循环冷凝器4，吸收循环冷凝器4中的制冷剂蒸气冷凝为液体制冷剂并释放热量给压缩循环蒸发器14，吸收循环冷凝器4中的液体制冷剂经过冷剂泵8进入吸收循环蒸发器2，吸收循环蒸发器2中的液体制冷剂受到余热的加热蒸发成为制冷剂蒸气并进入吸收器1。吸收热泵子循环和压缩热泵子循环所采用的制冷剂可以是同种制冷剂也可以是不同种制冷剂。

实施例3

换换系统以第三种工作方式，即，第三工作模式循环时，部件结构如图3所示，所述循环系统主要内部换热如下：压缩循环冷凝器12和吸收循环蒸发器2进行换热，吸收循环冷凝器4和压缩循环蒸发器14进行换热，由溶液泵6进入吸收器1的溶液和由吸收器进入节流阀7的溶液在溶液热回收器5中进行换热。该系统与外界换热情况如下：环境热量输入至压缩循环蒸发器14，余热输入至发生器3，吸收器1对外进行热输出。

系统以第三种工作方式循环时，压缩式热泵子循环内部工质流动如下：制冷剂蒸气从压缩机11进入压缩循环冷凝器12后冷凝成为液体制冷剂并释放热量给吸收循环蒸发器2，液体制冷剂进入第二节流阀13降压后进入压缩循环蒸发器14吸收来自环境和吸收循环冷凝器4的热量后蒸发为制冷剂蒸气，制冷剂蒸气进入压缩机11被压缩升压后再次进入第一压缩循环冷凝器12。吸收式热泵子循环内部工质流动如下：发生器3中的溶液通过溶液泵6和溶液热交换器5后进入吸收器1，进入吸收器1的溶液在吸收来自蒸发器2的制冷剂蒸气后释放热量输出并经过溶液热交换器5和节流阀7回到吸收器3中，回到吸收器3中的溶液经过余热的加热产生制冷剂蒸气并再次进入溶液泵6，该过程产生的制冷剂蒸气进入吸收循环冷凝器4，吸收循环冷凝器4中的制冷剂蒸气冷凝为液体制冷剂并释放热量给压缩循环蒸发器14，吸收循环冷凝器4中的液体制冷剂经过冷剂泵8进入吸收循环蒸发器2，吸收循环蒸发器2中的液体制冷剂受到来自第一压缩循环冷凝器12的加热蒸发成为制冷剂蒸气并进入吸收器1。吸收热泵子循环和压缩热泵子循环所采用的制冷剂可以是同种制冷剂也可以是不同种制冷剂。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，包括压缩式热泵子循环系统、吸收式热泵子循环系统；

所述压缩式热泵子循环系统包括压缩机(11)、第一压缩循环冷凝器(12)、第二压缩循环冷凝器(15)以及压缩循环蒸发器(14)；

所述吸收式热泵子循环系统包括吸收器(1)、发生器(3)、溶液泵(6)、冷剂泵(8)、吸收循环冷凝器(4)、吸收循环蒸发器(2)以及溶液热回收器(5)；

所述热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，还包括第一节流阀(7)、第二节流阀(13)；

所述吸收循环蒸发器(2)、第一节流阀(7)、压缩机(11)、第二节流阀(13)吸收器(1)、发生器(3)、溶液泵(6)、冷剂泵(8)以及溶液热回收器(5)均通过连接管路相互连接。

2.根据权利要求1所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，所述第二压缩循环冷凝器(15)或第一压缩循环冷凝器(12)安置于所述吸收循环蒸发器(2)的内部、发生器(3)的内部，并进行换热；

所述压缩循环蒸发器(14)安置在所述吸收循环冷凝器(4)的内部，并进行换热。

3.根据权利要求1、2中任一项所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，所述第一压缩循环冷凝器(12)安置在所述发生器(3)的内部；

所述第二压缩循环冷凝器(15)安置在所述吸收循环蒸发器(2)的内部；

所述吸收器(1)的一端经溶液热回收器(5)分别与所述第一节流阀(7)的一端、溶液泵(6)的一端相连接；

所述第一节流阀(7)的另一端、溶液泵(6)的另一端均与所述发生器(3)的一端相连接；

所述发生器(3)的其中一端分别与所述吸收循环蒸发器(2)的一端、吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

其中，所述发生器(3)的其中一端通过多个途径与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

第一途径为所述发生器(3)的其中一端直接与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

第二途径为所述发生器(3)的其中一端经压缩机(11)与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

所述吸收循环冷凝器(4)的其中一端经第二节流阀(13)与所述吸收循环蒸发器(2)的其中一端相连接；

所述吸收循环冷凝器(4)的其中一端经冷剂泵(8)与所述吸收循环蒸发器(2)的其中一端相连接；

所述吸收循环蒸发器(2)其中一端与所述吸收器(1)的另一端相连接。

4.根据权利要求1、2中任一项所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，所述第一压缩循环冷凝器(12)安置在所述发生器(3)的内部；

所述吸收器(1)的一端经溶液热回收器(5)分别与所述第一节流阀(7)的一端、溶液泵(6)的一端相连接；

所述第一节流阀(7)的另一端、溶液泵(6)的另一端均与所述发生器(3)的一端相连接；

所述发生器(3)的其中一端与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

其中，所述发生器(3)的其中一端通过多个途径与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

第一途径为所述发生器(3)的其中一端直接与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

第二途径为所述发生器(3)的其中一端经第二节流阀(13)与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

第三途径为所述发生器(3)的其中一端经压缩机(11)与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

所述吸收循环冷凝器(4)的另一端经冷剂泵(8)与所述吸收循环蒸发器(2)的一端相连接；

所述吸收循环蒸发器(2)的另一端与所述吸收器(1)的另一端相连接。

5.根据权利要求1、2中任一项所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，所述第一压缩循环冷凝器(12)安置在所述发生器(3)的内部；

所述吸收器(1)的一端经溶液热回收器(5)分别与所述第一节流阀(7)的一端、溶液泵(6)的一端相连接；

所述第一节流阀(7)的另一端、溶液泵(6)的另一端均与所述发生器(3)的一端相连接；

所述发生器(3)的另一端与所述吸收循环冷凝器(4)的一端相连接；

所述吸收循环冷凝器(4)的另一端通过多个途径与所述吸收循环蒸发器(2)的一端相连接；

其中，第一途径为所述吸收循环冷凝器(4)的另一端经冷剂泵(8)与所述吸收循环蒸发器(2)的一端相连接；

第二途径为所述吸收循环冷凝器(4)的另一端经第二节流阀(13)与所述吸收循环蒸发器(2)的一端相连接；

第三途径为所述吸收循环冷凝器(4)的另一端经压缩机(11)与所述吸收循环蒸发器(2)的一端相连接；

所述吸收循环蒸发器(2)的另一端与所述吸收器(1)的另一端相连接。

6.根据权利要求3所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，具有第一工作模式，在第一工作模式中，

在压缩式热泵子循环系统中，

第一制冷剂蒸气从压缩机(11)进入第一压缩循环冷凝器(12)冷凝后，使发生器(3)受热，并形成第一制冷剂液体；

所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器(12)进入第二压缩循环冷凝器(15)冷凝后，形成第二制冷剂液体，使吸收循环蒸发器(2)受热；

所述第二制冷剂液体从第二压缩循环冷凝器(15)经第二节流阀(13)进入压缩循环蒸发器(14)，并吸收余热的热量和来自吸收循环冷凝器(4)的热量后，形成第二制冷剂蒸气；

所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器(14)经压缩机(11)压缩后，产生第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器(12)；

在吸收式热泵子循环系统中，

所述发生器3中的溶液经溶液泵(6)、溶液热回收器(5)进入吸收器(1)；

所述溶液在所述吸收器(1)吸收来自吸收循环蒸发器(2)的第四制冷剂蒸气后，释放热量输出；

所述溶液从所述吸收器(1)经溶液热回收器(5)、第一节流阀(7)回至发生器(3)，回至发生器(3)中的溶液为回收溶液；

所述回收溶液在发生器(3)中经第一压缩循环冷凝器(12)加热后，产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液然后进入溶液泵(6)；

所述第三制冷剂蒸气从发生器(3)进入吸收循环冷凝器(4)冷凝后，使压缩循环蒸发器(14)受热，并形成第三制冷剂液体；

所述第三制冷剂液体从吸收循环冷凝器(4)经冷剂泵(8)进入吸收循环蒸发器(2)；

进入所述吸收循环蒸发器(2)的第三制冷剂液体从第二压缩循环冷凝器(15)受热形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器(1)。

7.根据权利要求4中任一项所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，具有第二工作模式，在第二工作模式中，

在压缩式热泵子循环系统中，

第一制冷剂蒸气从压缩机(11)进入第一压缩循环冷凝器(12)冷凝后，使发生器(3)受热，并形成第一制冷剂液体；

所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器(12)经第二节流阀(13)进入压缩循环蒸发器(14)，并吸收来自环境的热量和来自吸收循环冷凝器(4)的热量，形成第二制冷剂蒸气；

所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器(14)经压缩机(11)压缩，产生第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器(12)；

在吸收式热泵子循环系统中，

所述发生器(3)中的溶液经溶液泵(6)、溶液热回收器(5)进入吸收器(1)；

所述溶液在所述吸收器(1)中吸收来自吸收循环蒸发器(2)的第四制冷剂蒸气后，释放热量输出；

所述溶液从所述吸收器(1)经溶液热回收器(5)、第一节流阀(7)回至发生器(3)，回至发生器(3)中的溶液为回收溶液；

所述回收溶液在发生器(3)中经第一压缩循环冷凝器(12)加热，产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液进入溶液泵(6)；

所述第三制冷剂蒸气从发生器(3)进入吸收循环冷凝器(4)冷凝后，形成第二制冷剂液体；

所述第二制冷剂液体从吸收循环冷凝器(4)经冷剂泵(8)进入吸收循环蒸发器(2)；

进入所述吸收循环蒸发器(2)的制冷剂液体吸收余热的热量后形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器(1)。

8.根据权利要求5所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，具有第三工作模式，在第三工作模式中，

在压缩式热泵子循环系统中，

第一制冷剂蒸气从压缩机(11)进入第一压缩循环冷凝器(12)冷凝后，使吸收循环蒸发器(2)受热，并形成第一制冷剂液体；

所述第一制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器(12)经第二节流阀(13)进入压缩循环蒸发器(14)，并吸收来自环境的热量和来自吸收循环冷凝器(4)的热量后，形成第二制冷剂蒸气；

所述第二制冷剂蒸气从压缩循环蒸发器(14)经压缩机(11)压缩，产生第一制冷剂蒸气，并进入第一压缩循环冷凝器(12)；

在吸收式热泵子循环系统中，

所述发生器(3)中的溶液经溶液泵(6)、溶液热回收器(5)进入吸收器(1)；

所述溶液在所述吸收器(1)中吸收来自吸收循环蒸发器(2)的第四制冷剂蒸气，并释放热量输出；

所述溶液从所述吸收器(1)经溶液热回收器(5)、第一节流阀(7)回至发生器(3)，回至发生器(3)中的溶液为回收溶液；

所述回收溶液在发生器(3)中吸收余热的热量后，产生第三制冷剂蒸气，剩余溶液进入溶液泵(6)；

所述第三制冷剂蒸气从发生器(3)进入吸收循环冷凝器(4)冷凝后，使压缩循环蒸发器(14)受热，并形成第二制冷剂液体；

所述第二制冷剂液体从吸收循环冷凝器(4)经冷剂泵(8)进入吸收循环蒸发器(2)；

进入所述吸收循环蒸发器(2)的第二制冷剂液体从第一压缩循环冷凝器(12)受热后，形成第四制冷剂蒸气，并进入吸收器(1)。

9.根据权利要3至8中任一项所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统，其特征在于，当产生余热时，

在第一工作模式中，

所述余热输送至所述压缩循环蒸发器(14)；

在第二工作模式中，

所述余热输送至所述吸收循环蒸发器(2)；

在第三工作模式中，

所述余热输送至所述发生器(3)。

10.一种热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环控制方法，其特征在于，包括利用权利要求1至9中任一项所述的热耦合的压缩吸收式余热回收型热泵循环系统对工质对进行循环换热的步骤。