CN115218531B - 一种溴化锂结晶蓄能热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，属于热泵技术领域。为了解决常规溴化锂吸收式热泵系统能源浪费，夜间供能不足，运行稳定性差和效率较低的问题。包括结晶蓄热罐、溶液腔、凝结水腔、隔热板、高位热源管路、低位热源管路、供热水管路和加热盘管；或将两组加热盘管扩展成四组，或进一步将结晶蓄热罐扩展为浓缩结晶罐和冷凝罐。包括蓄能过程和释能过程，利用溴化锂结晶蓄能方式将部分高位热能通过溴化锂溶液蒸发结晶的方式储存在晶体中，在夜间或阴天阳光不充足的情况下，晶体溶解并不断地将能量释放出来用以持续驱动热泵供能，不受外界影响，提高能源利用率，具有良好的节能效果。

Description

一种溴化锂结晶蓄能热泵系统

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，具体而言，涉及一种溴化锂结晶蓄能热泵系统。

背景技术

随着我国民用建筑及公共建筑的规模不断扩大，热水供给能源的消费额度逐年增加，而建筑能源消费中的热水供给能耗就高达20％，大量利用煤、石油、天然气等含碳物质作为燃料，加剧了温室效应。为了避免温室效应，考虑应用清洁能源取代燃煤等传统能源方式，在双碳目标的牵引下，清洁能源的开发利用规模势必大幅增加。

目前将高位热能储存下来的方法大多数为利用水的比热容大原理，通过水温的升降吸收和释放能量来进行蓄能和放能。这种储能方式单位体积储存的能量较少，能量利用率较低，热量损耗较大，且在夜间以及阴天时无法进行蓄能，稳定性较差，如何最大程度地对能源进行合理利用成为目前所广泛探讨的研究内容。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

为了解决常规溴化锂吸收式热泵系统能源浪费，夜间供能不足，运行稳定性差和效率较低的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本发明提供了一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，包括结晶蓄热罐、溶液腔、凝结水腔、第一循环泵、第二循环泵、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀、隔热板、第一喷淋装置、第二喷淋装置、第一高位热源管路、第二高位热源管路、第一低位热源管路、第二低位热源管路、第一总供热水管路、第一供热水管路、第二供热水管路、第三供热水管路、第四供热水管路、第二总供热水管路、第五供热水管路、第六供热水管路、第七供热水管路、第八供热水管路、第一循环管路、第二循环管路、第一加热盘管和第二加热盘管，

所述结晶蓄热罐内设置隔热板，隔热板将结晶蓄热罐分为溶液腔和凝水腔，隔热板下端与结晶蓄热罐连接，隔热板上端为游离端，溶液腔和凝水腔通过隔热板上端与结晶蓄热罐之间的空间连通，溶液腔内用于充注溴化锂溶液，凝水腔内用于充注凝结水，第一加热盘管和第二加热盘管分别设置在溶液腔和凝水腔内，

第一总供热水管路的出口端分别与第一供热水管路的进口端和第五供热水管路的进口端连接，所述第一供热水管路上设有第三截止阀，第一供热水管路的出口端与第二高位热源管路的出口端汇合后与第二供热水管路的进口端连接，第二高位热源管路上设有第一截止阀，第二供热水管路的出口端与第一加热盘管的热水进口端连接，第一加热盘管的热水出口端与第三供热水管路的进口端连接，第三供热水管路的出口端分别与第一高位热源管路的进口端和第四供热水管路的进口端连接，所述第一高位热源管路上设有第二截止阀，第四供热水管路上设有第四截止阀，

第五供热水管路的出口端与第二低位热源管路的出口端汇合后与第六供热水管路的进口端连接，第五供热水管路上设有第七截止阀，第二低位热源管路上设有第五截止阀，第六供热水管路的出口端与第二加热盘管的热水进口端连接，第二加热盘管的热水出口端与第七供热水管路的进口端连接，第七供热水管路的出口端分别与第一低位热源管路的进口端和第八供热水管路的进口端连接，第一低位热源管路上设有第六截止阀，第八供热水管路上设有第八截止阀，

溶液腔的溶液出口端与第一循环管路的进口端连接，第一循环管路的出口端设有第一喷淋装置，第一喷淋装置位于第一加热盘管的上方，第一循环管路上设有第一循环泵，凝结水腔的冷凝水出口端与第二循环管路的进口端连接，第二循环管路的出口端设有第二喷淋装置，第二喷淋装置位于第二加热盘管的上方，第二循环管路上设有第二循环泵。

进一步地，还包括搅拌器，搅拌器安装在溶液腔的底部。

本发明提供了一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，包括结晶蓄热罐、溶液腔、凝结水腔、第一循环泵、第二循环泵、隔热板、第一喷淋装置、第二喷淋装置、第九截止阀、第十截止阀、第一高位热源管路、第二高位热源管路、第一低位热源管路、第二低位热源管路、第三总供热水管路、第一吸收器热水管路、第二吸收器热水管路、第四总供热水管路、第一冷凝器热水管路、第二冷凝器热水管路、第一循环管路、第二循环管路、第三加热盘管、第四加热盘管、第五加热盘管和第六加热盘管，

结晶蓄热罐内设置隔热板，隔热板将结晶蓄热罐分为溶液腔和凝水腔，隔热板下端与结晶蓄热罐连接，隔热板上端为游离端，溶液腔和凝水腔通过隔热板上端与结晶蓄热罐之间的空间连通，溶液腔内用于充注溴化锂溶液，凝水腔内用于充注凝结水，第三加热盘管和第四加热盘管均设置在溶液腔内，第五加热盘管和第六加热盘管均设置在凝水腔内，

第一高位热源管路的进口端与第三加热盘管的热水出口端连接，第三加热盘管的热水进口端与第二高位热源管路的出口端连接，

第一低位热源管路的进口端与第六加热盘管出口端连接，第六加热盘管的热水进口端与第二低位热源管路的出口端连接，

第三总供热水管路的出口端分别与第一吸收器热水管路的进口端和第一冷凝器热水管路的进口端连接，第一吸收器热水管路上设有第九截止阀，第一吸收器热水管路的出口端与第四加热盘管的热水进口端连接，第四加热盘管的热水出口端与第二吸收器热水管路的进口端连接；第一冷凝器热水管路上设有第十截止阀，第一冷凝器热水管路的出口端与第五加热盘管的热水进口端连接，第五加热盘管的热水出口端与第二冷凝器热水管路的进口端连接，第二吸收器热水管路的出口端与第二冷凝器热水管路的出口端汇合后与第四总供热水管路的进口端连接，

溶液腔的溶液出口端与第一循环管路的进口端连接，第一循环管路上设有第一循环泵，第一循环管路的出口端设有第一喷淋装置，第一喷淋装置位于第四加热盘管的上方，凝结水腔的冷凝水出口端与第二循环管路的进口端连接，第二循环管路上设有第二循环泵，第二循环管路的出口端设有第二喷淋装置，第二喷淋装置位于第六加热盘管的上方。

进一步地，还包括搅拌器，搅拌器安装在溶液腔的底部。

本发明提供了一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，包括浓缩结晶罐、冷凝罐、第一循环泵、第二循环泵、第一喷淋装置、第二喷淋装置、第九截止阀、第十截止阀、第一高位热源管路、第二高位热源管路、第一低位热源管路、第二低位热源管路、第三总供热水管路、第一吸收器热水管路、第二吸收器热水管路、第四总供热水管路、第一冷凝器热水管路、第二冷凝器热水管路、第一循环管路、第二循环管路、第三加热盘管、第四加热盘管、第五加热盘管、第六加热盘管、水蒸汽管路，

浓缩结晶罐内用于充注溴化锂溶液，冷凝罐内用于充注凝结水，第三加热盘管和第四加热盘管均设置在浓缩结晶罐内，第五加热盘管和第六加热盘管均设置在冷凝罐内，

第一高位热源管路的进口端与第三加热盘管的热水出口端连接，第三加热盘管的热水进口端与第二高位热源管路的出口端连接，

第一低位热源管路的进口端与第六加热盘管出口端连接，第六加热盘管的热水进口端与第二低位热源管路的出口端连接，

第三总供热水管路的出口端分别与第一吸收器热水管路的进口端和第一冷凝器热水管路的进口端连接，第一吸收器热水管路上设有第九截止阀，第一吸收器热水管路的出口端与第四加热盘管的热水进口端连接，第四加热盘管的热水出口端与第二吸收器热水管路的进口端连接；第一冷凝器热水管路的出口端与第五加热盘管的热水进口端连接，第一冷凝器热水管路上设有第十截止阀，第五加热盘管的热水出口端与第二冷凝器热水管路的进口端连接，所述第二吸收器热水管路的出口端与第二冷凝器热水管路的出口端汇合后与第四总供热水管路的进口端连接，

浓缩结晶罐的溶液出口端与第一循环管路的进口端连接，第一循环管路上设有第一循环泵，第一循环管路的出口端设有第一喷淋装置，第一喷淋装置位于第四加热盘管的上方，冷凝罐的冷凝水出口端与第二循环管路的进口端连接，第二循环管路上设有第二循环泵，第二循环管路的出口端设有第二喷淋装置，第二喷淋装置位于第六加热盘管的上方，

浓缩结晶罐的水蒸汽出口端与冷凝罐的水蒸汽入口端通过水蒸汽管路连通。

进一步地，还包括搅拌器，搅拌器安装在浓缩结晶罐底部。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

(1)利用溴化锂蓄能技术，将部分高位热能储存在溴化锂晶体中供夜间或阴天阳光不充足的情况下使用，持续提供热能，能够全天候使用，不受外界影响。

(2)将原有的蒸汽型溴化锂吸收式热泵机组中浓稀溴化锂溶液循环改进为溴化锂晶体与稀溶液的循环，即将浓溶液进一步蒸发为晶体，使其占有体积更小，节约空间，以储存更多能量。

(3)由于溴化锂结晶蓄能不需太高温度，使得整个热泵装置可在较低温下运行，热量损耗相对较小，热泵的使用可释放大量热能，提取低位热能，提高能源利用率的同时品位得到提升，缓解能源短缺问题，对于未来能源利用技术提供了很好的应用价值。

(4)白天结晶蓄热过程和夜间溶解吸收过程的热水供应通过阀门组实现切换，系统结构简单，运行维护方便，初投资费用较少，具有良好的经济性。

(5)本发明将结晶蓄热罐这一单一容器扩展为浓缩结晶罐和冷凝罐，解决了隔热效果差、液体渗漏的问题，增强了系统运行的可靠性，具有显著的节能效果。

附图说明

图1为本发明方案一中一种溴化锂结晶蓄能热泵系统的结构示意图一；

图2为本发明方案一中一种溴化锂结晶蓄能热泵系统的结构示意图二；

图3为本发明方案二中一种溴化锂结晶蓄能热泵系统的结构示意图一；

图4为本发明方案二中一种溴化锂结晶蓄能热泵系统的结构示意图二；

图5为本发明方案三中一种溴化锂结晶蓄能热泵系统的结构示意图一；

图6为本发明方案三中一种溴化锂结晶蓄能热泵系统的结构示意图二。

附图标记说明：

1-结晶蓄热罐，1-1-溶液腔，1-2-凝结水腔，2-浓缩结晶罐，3-冷凝罐，11-第一循环泵，12-第二循环泵，13-第一截止阀，14-第二截止阀，15-第三截止阀，16-第四截止阀，17-第五截止阀，18-第六截止阀，19-第七截止阀，20-第八截止阀，21-隔热板，22-第一喷淋装置，23-第二喷淋装置，24-搅拌器，25-第九截止阀，26-第十截止阀，31-第一高位热源管路，32-第二高位热源管路，41-第一低位热源管路，42-第二低位热源管路，51-第一总供热水管路，52-第一供热水管路，53-第二供热水管路，54-第三供热水管路，55-第四供热水管路，56-第二总供热水管路，57-第五供热水管路，58-第六供热水管路，59-第七供热水管路，60-第八供热水管路，61-第三总供热水管路，62-第一吸收器热水管路，63-第二吸收器热水管路，64-第四总供热水管路，65-第一冷凝器热水管路，66-第二冷凝器热水管路，71-第一循环管路72-第二循环管路，73-第一加热盘管，74-第二加热盘管，75-第三加热盘管，76-第四加热盘管，77-第五加热盘管，78-第六加热盘管，81-水蒸汽管路。

具体实施方式

在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。

在本发明的描述中，应当说明的是，在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

具体实施方案一：结合图1所示，本发明提供一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，包括结晶蓄热罐1、溶液腔1-1、凝结水腔1-2、第一循环泵11、第二循环泵12、第一截止阀13、第二截止阀14、第三截止阀15、第四截止阀16、第五截止阀17、第六截止阀18、第七截止阀19、第八截止阀20、隔热板21、第一喷淋装置22、第二喷淋装置23、第一高位热源管路31、第二高位热源管路32、第一低位热源管路41、第二低位热源管路42、第一总供热水管路51、第一供热水管路52、第二供热水管路53、第三供热水管路54、第四供热水管路55、第二总供热水管路56、第五供热水管路57、第六供热水管路58、第七供热水管路59、第八供热水管路60、第一循环管路71、第二循环管路72、第一加热盘管73和第二加热盘管74，

所述结晶蓄热罐1内设置隔热板21，隔热板21将结晶蓄热罐1分为溶液腔1-1和凝水腔1-2，隔热板21下端与结晶蓄热罐1连接，隔热板21上端为游离端，溶液腔1-1和凝水腔1-2通过隔热板21上端与结晶蓄热罐1之间的空间连通，溶液腔1-1内用于充注溴化锂溶液，凝水腔1-2内用于充注凝结水，第一加热盘管73和第二加热盘管74分别设置在溶液腔1-1和凝水腔1-2内，

第一总供热水管路51的出口端分别与第一供热水管路52的进口端和第五供热水管路57的进口端连接，所述第一供热水管路52上设有第三截止阀15，第一供热水管路52的出口端与第二高位热源管路32的出口端汇合后与第二供热水管路53的进口端连接，第二高位热源管路32上设有第一截止阀13，第二供热水管路53的出口端与第一加热盘管73的热水进口端连接，第一加热盘管73的热水出口端与第三供热水管路54的进口端连接，第三供热水管路54的出口端分别与第一高位热源管路31的进口端和第四供热水管路55的进口端连接，所述第一高位热源管路31上设有第二截止阀14，第四供热水管路55上设有第四截止阀16，

第五供热水管路57的出口端与第二低位热源管路42的出口端汇合后与第六供热水管路58的进口端连接，第五供热水管路57上设有第七截止阀19，第二低位热源管路42上设有第五截止阀17，第六供热水管路58的出口端与第二加热盘管74的热水进口端连接，第二加热盘管74的热水出口端与第七供热水管路59的进口端连接，第七供热水管路59的出口端分别与第一低位热源管路41的进口端和第八供热水管路60的进口端连接，第一低位热源管路41上设有第六截止阀18，第八供热水管路60上设有第八截止阀20，

溶液腔1-1的溶液出口端与第一循环管路71的进口端连接，第一循环管路71的出口端设有第一喷淋装置22，第一喷淋装置22位于第一加热盘管73的上方，第一循环管路71上设有第一循环泵11，凝结水腔1-2的冷凝水出口端与第二循环管路72的进口端连接，第二循环管路72的出口端设有第二喷淋装置23，第二喷淋装置23位于第二加热盘管74的上方，第二循环管路72上设有第二循环泵12。

本实施方案的运行原理：

蓄能过程：以太阳能集热的高位热水为高位热源代表进行解释说明。此时的第一截止阀13和第二截止阀14处于开启状态，第三截止阀15和第四截止阀16处于关闭状态，第五截止阀17和第六截止阀18处于关闭状态，第七截止阀19和第八截止阀20处于开启状态。太阳能加热释热，温度降低，溶液腔1-1内的溴化锂溶液吸热不断蒸发浓缩结晶，部分太阳能高位能量通过结晶方式储存，结晶后续通过溶解形式释能作为驱动能源被利用；浓缩产生的水蒸汽充满结晶蓄热罐1内，由于溶液腔1-1和凝结水腔1-2处于连通状态，水蒸汽由溶液腔1-1通入凝结水腔1-2，冷凝释放潜热，加热第二加热盘管74中的水，实现热水供应。同时持续冷凝，蒸汽持续流动，凝结水不断在凝结水腔1-2底部储存，充当蒸发器的制冷剂部分。

释能过程：此时的第一截止阀13和第二截止阀14处于关闭状态，第三截止阀15和第四截止阀16处于开启状态，第五截止阀17和第六截止阀18处于开启状态，第七截止阀19和第八截止阀20处于关闭状态。夜间工作时，向第二低位热源管路42中通入低位热水，以工业及生活污水为例，其温度一般在10～25℃，利用循环装置将水均匀洒在第二加热盘管74上，低位热源加热凝结水释热，温度降低，热量传递给凝结水，汽化产生的水蒸汽充满结晶蓄热罐1内，由凝结水腔1-2通入溶液腔1-1，被喷淋在第一加热盘管73上的浓溶液吸收，吸收过程释放的热量加热盘管中的水，实现热水供应。溶液腔1-1中的溴化锂溶液浓度高，持续吸收蒸汽，浓度降低，结晶自然溶解以保证浓度处于动态平衡状态。该过程实现了稀释、溶解、浓度提升以及吸收蒸汽的持续循环过程。

隔热板21的存在使得溶液腔1-1和凝结水腔1-2底部不连通，不渗漏，同时上部贯通，隔热板21上端距结晶蓄热罐1的距离为结晶蓄热罐1整体高度的1/5-1/4，也能够隔绝部分热量。

整体而言实现了两个效果，释能过程实现了将低位热量传递到供热系统，同时品位提升。以工业废水为例，通入25℃的废热水，凝结水在20℃时蒸发，产生20℃的水蒸汽，蒸汽释放潜热加热供热系统中的水，实现60℃的热水供应，品位得到提升。

本发明利用溴化锂蓄能技术，将部分高位热能储存在溴化锂晶体中供夜间或阴天阳光不充足的情况下使用，持续提供热能，能够全天候使用，不受外界影响。除此之外，将浓溶液进一步蒸发为晶体，使其占有体积更小，节约空间，以储存更多能量。由于溴化锂结晶蓄能不需太高温度，使得整个热泵装置可在较低温下运行，热量损耗相对较小。热泵的使用可释放大量热能，提取废热，从而提高能源利用率，具有良好的环保节能效益。同时，白天结晶蓄热过程和夜间溶解吸收过程的热水供应通过阀门组实现切换，系统结构简单，运行维护方便，初投资费用较少，因此具有良好的经济性。

具体实施方案二：结合图2所示，还包括搅拌器24，所述搅拌器24安装在溶液腔1-1底部。搅拌器24的设置加快了结晶的溶解速率，有利于晶体在不断溶解的过程中释放能量以驱动热泵供能，同时加快了溶液与热水盘管的换热速率，提升了换热效果，提高了系统运行的稳定性。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案一相同。

具体实施方案三：结合图3所示，本发明提供一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，包括结晶蓄热罐1、溶液腔1-1、凝结水腔1-2、第一循环泵11、第二循环泵12、隔热板21、第一喷淋装置22、第二喷淋装置23、第九截止阀25、第十截止阀26、第一高位热源管路31、第二高位热源管路32、第一低位热源管路41、第二低位热源管路42、第三总供热水管路61、第一吸收器热水管路62、第二吸收器热水管路63、第四总供热水管路64、第一冷凝器热水管路65、第二冷凝器热水管路66、第一循环管路71、第二循环管路72、第三加热盘管75、第四加热盘管76、第五加热盘管77和第六加热盘管78，

结晶蓄热罐1内设置隔热板21，隔热板21将结晶蓄热罐1分为溶液腔1-1和凝水腔1-2，隔热板21下端与结晶蓄热罐1连接，隔热板21上端为游离端，溶液腔1-1和凝水腔1-2通过隔热板21上端与结晶蓄热罐1之间的空间连通，溶液腔1-1内用于充注溴化锂溶液，凝水腔1-2内用于充注凝结水，第三加热盘管75和第四加热盘管76均设置在溶液腔1-1内，第五加热盘管77和第六加热盘管78均设置在凝水腔1-2内，

第一高位热源管路31的进口端与第三加热盘管75的热水出口端连接，第三加热盘管75的热水进口端与第二高位热源管路32的出口端连接，

第一低位热源管路41的进口端与第六加热盘管78出口端连接，第六加热盘管78的热水进口端与第二低位热源管路42的出口端连接，

第三总供热水管路61的出口端分别与第一吸收器热水管路62的进口端和第一冷凝器热水管路65的进口端连接，第一吸收器热水管路62上设有第九截止阀25，第一吸收器热水管路62的出口端与第四加热盘管76的热水进口端连接，第四加热盘管76的热水出口端与第二吸收器热水管路63的进口端连接；第一冷凝器热水管路65上设有第十截止阀26，第一冷凝器热水管路65的出口端与第五加热盘管77的热水进口端连接，第五加热盘管77的热水出口端与第二冷凝器热水管路66的进口端连接，第二吸收器热水管路63的出口端与第二冷凝器热水管路66的出口端汇合后与第四总供热水管路64的进口端连接，

溶液腔1-1的溶液出口端与第一循环管路71的进口端连接，第一循环管路71上设有第一循环泵11，第一循环管路71的出口端设有第一喷淋装置22，第一喷淋装置22位于第四加热盘管76的上方，凝结水腔1-2的冷凝水出口端与第二循环管路72的进口端连接，第二循环管路72上设有第二循环泵12，第二循环管路72的出口端设有第二喷淋装置23，第二喷淋装置23位于第六加热盘管78的上方。

本实施方案的运行原理：

蓄能过程：以太阳能集热的高位热水为高位热源代表进行解释说明。此时的第十截止阀26处于开启状态，第九截止阀25处于关闭状态。太阳能加热释热，温度降低，溶液腔1-1内的溴化锂溶液吸热不断蒸发浓缩结晶，部分太阳能高位能量通过结晶方式储存，结晶后续通过溶解形式释能作为驱动能源被利用；浓缩产生的水蒸汽充满结晶蓄热罐1内，由于溶液腔1-1和凝结水腔1-2处于连通状态，水蒸汽由溶液腔1-1通入凝结水腔1-2，冷凝释放潜热，加热第五加热盘管77中的水，实现热水供应。同时持续冷凝，蒸汽持续流动，凝结水不断在凝结水腔1-2底部储存，充当蒸发器的制冷剂部分。

释能过程：此时的第十截止阀26处于关闭状态，第九截止阀25处于开启状态。夜间工作时，向第二低位热源管路42中通入低位热水，以工业及生活污水为例，其温度一般在10～25℃，利用循环装置将水均匀洒在第六加热盘管78上，低位热源加热凝结水释热，温度降低，热量传递给凝结水，汽化产生的水蒸汽充满结晶蓄热罐1内，由凝结水腔1-2通入溶液腔1-1，被喷淋在第四加热盘管76上的浓溶液吸收，吸收过程释放的热量加热盘管中的水，实现热水供应。溶液腔1-1中的溴化锂溶液浓度高，持续吸收蒸汽，浓度降低，结晶自然溶解以保证浓度动态平衡状态。该过程实现了稀释、溶解、浓度提升以及吸收蒸汽的持续循环过程。

隔热板21的存在使得溶液腔1-1和凝结水腔1-2底部不连通，不渗漏，同时上部贯通，隔热板21上端距结晶蓄热罐1的距离为结晶蓄热罐1整体高度的1/5-1/4，也能够隔绝部分热量。

整体而言实现了两个效果，释能过程实现了将低位热量传递到供热系统，同时品位提升。以工业废水为例，通入25℃的废热水，凝结水在20℃时蒸发，产生20℃的水蒸汽，蒸汽释放潜热加热供热系统中的水，实现60℃的热水供应，品位得到提升。

本发明将两组加热盘管扩展成四组，阀门数量减少，降低阀门切换频率，形成一套专门供热系统进行热水供应；利用溴化锂蓄能技术，将部分高位热能储存在溴化锂晶体中供夜间或阴天阳光不充足的情况下使用，持续提供热能，能够全天候使用，不受外界影响。除此之外，将浓溶液进一步蒸发为晶体，使其占有体积更小，节约空间，以储存更多能量。由于溴化锂结晶蓄能不需太高温度，使得整个热泵装置可在较低温下运行，热量损耗相对较小。热泵的使用可释放大量热能，提取废热，从而提高能源利用率，具有良好的环保节能效益。

具体实施方案四：结合图4所示，还包括搅拌器24，所述搅拌器24安装在溶液腔1-1底部。搅拌器24的设置加快了结晶的溶解速率，有利于晶体在不断溶解的过程中释放能量以驱动热泵供能，同时加快了溶液与热水盘管的换热速率，提升了换热效果，提高了系统运行的稳定性。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案三相同。

具体实施方案五：结合图5所示，本发明提供一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，包括浓缩结晶罐2、冷凝罐3、第一循环泵11、第二循环泵12、第一喷淋装置22、第二喷淋装置23、第九截止阀25、第十截止阀26、第一高位热源管路31、第二高位热源管路32、第一低位热源管路41、第二低位热源管路42、第三总供热水管路61、第一吸收器热水管路62、第二吸收器热水管路63、第四总供热水管路64、第一冷凝器热水管路65、第二冷凝器热水管路66、第一循环管路71、第二循环管路72、第三加热盘管75、第四加热盘管76、第五加热盘管77、第六加热盘管78、水蒸汽管路81，

浓缩结晶罐2内用于充注溴化锂溶液，冷凝罐3内用于充注凝结水，第三加热盘管75和第四加热盘管76均设置在浓缩结晶罐2内，第五加热盘管77和第六加热盘管78均设置在冷凝罐3内，

第一高位热源管路31的进口端与第三加热盘管75的热水出口端连接，第三加热盘管75的热水进口端与第二高位热源管路32的出口端连接，

第一低位热源管路41的进口端与第六加热盘管78出口端连接，第六加热盘管78的热水进口端与第二低位热源管路42的出口端连接，

第三总供热水管路61的出口端分别与第一吸收器热水管路62的进口端和第一冷凝器热水管路65的进口端连接，第一吸收器热水管路62上设有第九截止阀25，第一吸收器热水管路62的出口端与第四加热盘管76的热水进口端连接，第四加热盘管76的热水出口端与第二吸收器热水管路63的进口端连接；第一冷凝器热水管路65的出口端与第五加热盘管77的热水进口端连接，第一冷凝器热水管路65上设有第十截止阀26，第五加热盘管77的热水出口端与第二冷凝器热水管路66的进口端连接，所述第二吸收器热水管路63的出口端与第二冷凝器热水管路66的出口端汇合后与第四总供热水管路64的进口端连接，

浓缩结晶罐2的溶液出口端与第一循环管路71的进口端连接，第一循环管路71上设有第一循环泵11，第一循环管路71的出口端设有第一喷淋装置22，第一喷淋装置22位于第四加热盘管76的上方，冷凝罐3的冷凝水出口端与第二循环管路72的进口端连接，第二循环管路72上设有第二循环泵12，第二循环管路72的出口端设有第二喷淋装置23，第二喷淋装置23位于第六加热盘管78的上方，

浓缩结晶罐2的水蒸汽出口端与冷凝罐3的水蒸汽入口端通过水蒸汽管路81连通。

本实施方案的运行原理：

蓄能过程：以太阳能集热的高位热水为高位热源代表进行解释说明。此时的第十截止阀26处于开启状态，第九截止阀25处于关闭状态。太阳能加热释热，温度降低，浓缩结晶罐2内的溴化锂溶液吸热不断蒸发浓缩结晶，持续加热，持续结晶，部分太阳能高位能量通过结晶方式储存，结晶后续通过溶解形式释能作为驱动能源被利用；浓缩产生的水蒸汽充满浓缩结晶罐2和冷凝罐3内，由水蒸汽管路81连通，水蒸汽由浓缩结晶罐2通入冷凝罐3，冷凝释放潜热，加热第五加热盘管77中的水，实现热水供应。同时持续冷凝，蒸汽持续流动，凝结水不断在冷凝罐3底部储存，充当蒸发器的制冷剂部分。

释能过程：此时的第十截止阀26处于关闭状态，第九截止阀25处于开启状态。夜间工作时，向第二低位热源管路42中通入低位热水，以工业及生活污水为例，其温度一般在10～25℃，利用循环装置将水均匀洒在第六加热盘管78上，低位热源加热凝结水释热，温度降低，热量传递给凝结水，汽化产生的水蒸汽充满浓缩结晶罐2和冷凝罐3内，由冷凝罐3通入浓缩结晶罐2，被喷淋在第四加热盘管76上的浓溶液吸收，吸收过程释放的热量加热盘管中的水，实现热水供应。浓缩结晶罐2中的溴化锂溶液浓度高，持续吸收蒸汽，浓度降低，结晶自然溶解以保证浓度动态平衡状态。该过程实现了稀释、溶解、浓度提升以及吸收蒸汽的持续循环过程。

整体而言实现了两个效果，释能过程实现了将低位热量传递到供热系统，同时品位提升。以工业废水为例，通入25℃的废热水，凝结水在20℃时蒸发，产生20℃的水蒸汽，蒸汽释放潜热加热供热系统中的水，实现60℃的热水供应，品位得到提升。

本发明将结晶蓄热罐这一单一容器扩展为浓缩结晶罐和冷凝罐，改善了隔热效果差和液体渗漏的问题，增强了系统运行的可靠性，利用溴化锂蓄能技术，将部分高位热能储存在溴化锂晶体中供夜间或阴天阳光不充足的情况下使用，持续提供热能，能够全天候使用，不受外界影响。除此之外，将浓溶液进一步蒸发为晶体，使其占有体积更小，节约空间，以储存更多能量。由于溴化锂结晶蓄能不需太高温度，使得整个热泵装置可在较低温下运行，热量损耗相对较小。热泵的使用可释放大量热能，提取废热，从而提高能源利用率，具有良好的环保节能效益。

具体实施方案六：结合图6所示，还包括搅拌器24，所述搅拌器24安装在浓缩结晶罐2底部。搅拌器24的设置加快了结晶的溶解速率，有利于晶体在不断溶解的过程中释放能量以驱动热泵供能，同时加快了溶液与热水盘管的换热速率，提升了换热效果，提高了系统运行的稳定性。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案五相同。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本发明领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，其特征在于：包括结晶蓄热罐（1）、溶液腔（1-1）、凝结水腔（1-2）、第一循环泵（11）、第二循环泵（12）、第一截止阀（13）、第二截止阀（14）、第三截止阀（15）、第四截止阀（16）、第五截止阀（17）、第六截止阀（18）、第七截止阀（19）、第八截止阀（20）、隔热板（21）、第一喷淋装置（22）、第二喷淋装置（23）、第一高位热源管路（31）、第二高位热源管路（32）、第一低位热源管路（41）、第二低位热源管路（42）、第一总供热水管路（51）、第一供热水管路（52）、第二供热水管路（53）、第三供热水管路（54）、第四供热水管路（55）、第二总供热水管路（56）、第五供热水管路（57）、第六供热水管路（58）、第七供热水管路（59）、第八供热水管路（60）、第一循环管路（71）、第二循环管路（72）、第一加热盘管（73）和第二加热盘管（74），

所述结晶蓄热罐（1）内设置隔热板（21），隔热板（21）将结晶蓄热罐（1）分为溶液腔（1-1）和凝结水腔（1-2），隔热板（21）下端与结晶蓄热罐（1）连接，隔热板（21）上端为游离端，溶液腔（1-1）和凝结水腔（1-2）通过隔热板（21）上端与结晶蓄热罐（1）之间的空间连通，溶液腔（1-1）内用于充注溴化锂溶液，凝结水腔（1-2）内用于充注凝结水，第一加热盘管（73）和第二加热盘管（74）分别设置在溶液腔（1-1）和凝结水腔（1-2）内，

第一总供热水管路（51）的出口端分别与第一供热水管路（52）的进口端和第五供热水管路（57）的进口端连接，所述第一供热水管路（52）上设有第三截止阀（15），第一供热水管路（52）的出口端与第二高位热源管路（32）的出口端汇合后与第二供热水管路（53）的进口端连接，第二高位热源管路（32）上设有第一截止阀（13），第二供热水管路（53）的出口端与第一加热盘管（73）的热水进口端连接，第一加热盘管（73）的热水出口端与第三供热水管路（54）的进口端连接，第三供热水管路（54）的出口端分别与第一高位热源管路（31）的进口端和第四供热水管路（55）的进口端连接，所述第一高位热源管路（31）上设有第二截止阀（14），第四供热水管路（55）上设有第四截止阀（16），

第五供热水管路（57）的出口端与第二低位热源管路（42）的出口端汇合后与第六供热水管路（58）的进口端连接，第五供热水管路（57）上设有第七截止阀（19），第二低位热源管路（42）上设有第五截止阀（17），第六供热水管路（58）的出口端与第二加热盘管（74）的热水进口端连接，第二加热盘管（74）的热水出口端与第七供热水管路（59）的进口端连接，第七供热水管路（59）的出口端分别与第一低位热源管路（41）的进口端和第八供热水管路（60）的进口端连接，第一低位热源管路（41）上设有第六截止阀（18），第八供热水管路（60）上设有第八截止阀（20），

溶液腔（1-1）的溶液出口端与第一循环管路（71）的进口端连接，第一循环管路（71）的出口端设有第一喷淋装置（22），第一喷淋装置（22）位于第一加热盘管（73）的上方，第一循环管路（71）上设有第一循环泵（11），凝结水腔（1-2）的冷凝水出口端与第二循环管路（72）的进口端连接，第二循环管路（72）的出口端设有第二喷淋装置（23），第二喷淋装置（23）位于第二加热盘管（74）的上方，第二循环管路（72）上设有第二循环泵（12）。

2.根据权利要求1所述的一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，其特征在于：还包括搅拌器（24），搅拌器（24）安装在溶液腔（1-1）的底部。

3.一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，其特征在于：包括结晶蓄热罐（1）、溶液腔（1-1）、凝结水腔（1-2）、第一循环泵（11）、第二循环泵（12）、隔热板（21）、第一喷淋装置（22）、第二喷淋装置（23）、第九截止阀（25）、第十截止阀（26）、第一高位热源管路（31）、第二高位热源管路（32）、第一低位热源管路（41）、第二低位热源管路（42）、第三总供热水管路（61）、第一吸收器热水管路（62）、第二吸收器热水管路（63）、第四总供热水管路（64）、第一冷凝器热水管路（65）、第二冷凝器热水管路（66）、第一循环管路（71）、第二循环管路（72）、第三加热盘管（75）、第四加热盘管（76）、第五加热盘管（77）和第六加热盘管（78），

结晶蓄热罐（1）内设置隔热板（21），隔热板（21）将结晶蓄热罐（1）分为溶液腔（1-1）和凝结水腔（1-2），隔热板（21）下端与结晶蓄热罐（1）连接，隔热板（21）上端为游离端，溶液腔（1-1）和凝结水腔（1-2）通过隔热板（21）上端与结晶蓄热罐（1）之间的空间连通，溶液腔（1-1）内用于充注溴化锂溶液，凝结水腔（1-2）内用于充注凝结水，第三加热盘管（75）和第四加热盘管（76）均设置在溶液腔（1-1）内，第五加热盘管（77）和第六加热盘管（78）均设置在凝结水腔（1-2）内，

第一高位热源管路（31）的进口端与第三加热盘管（75）的热水出口端连接，第三加热盘管（75）的热水进口端与第二高位热源管路（32）的出口端连接，

第一低位热源管路（41）的进口端与第六加热盘管（78）出口端连接，第六加热盘管（78）的热水进口端与第二低位热源管路（42）的出口端连接，

第三总供热水管路（61）的出口端分别与第一吸收器热水管路（62）的进口端和第一冷凝器热水管路（65）的进口端连接，第一吸收器热水管路（62）上设有第九截止阀（25），第一吸收器热水管路（62）的出口端与第四加热盘管（76）的热水进口端连接，第四加热盘管（76）的热水出口端与第二吸收器热水管路（63）的进口端连接；第一冷凝器热水管路（65）上设有第十截止阀（26），第一冷凝器热水管路（65）的出口端与第五加热盘管（77）的热水进口端连接，第五加热盘管（77）的热水出口端与第二冷凝器热水管路（66）的进口端连接，第二吸收器热水管路（63）的出口端与第二冷凝器热水管路（66）的出口端汇合后与第四总供热水管路（64）的进口端连接，

溶液腔（1-1）的溶液出口端与第一循环管路（71）的进口端连接，第一循环管路（71）上设有第一循环泵（11），第一循环管路（71）的出口端设有第一喷淋装置（22），第一喷淋装置（22）位于第四加热盘管（76）的上方，凝结水腔（1-2）的冷凝水出口端与第二循环管路（72）的进口端连接，第二循环管路（72）上设有第二循环泵（12），第二循环管路（72）的出口端设有第二喷淋装置（23），第二喷淋装置（23）位于第六加热盘管（78）的上方。

4.根据权利要求3所述的一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，其特征在于：还包括搅拌器（24），搅拌器（24）安装在溶液腔（1-1）的底部。

5.一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，其特征在于：包括浓缩结晶罐（2）、冷凝罐（3）、第一循环泵（11）、第二循环泵（12）、第一喷淋装置（22）、第二喷淋装置（23）、第九截止阀（25）、第十截止阀（26）、第一高位热源管路（31）、第二高位热源管路（32）、第一低位热源管路（41）、第二低位热源管路（42）、第三总供热水管路（61）、第一吸收器热水管路（62）、第二吸收器热水管路（63）、第四总供热水管路（64）、第一冷凝器热水管路（65）、第二冷凝器热水管路（66）、第一循环管路（71）、第二循环管路（72）、第三加热盘管（75）、第四加热盘管（76）、第五加热盘管（77）、第六加热盘管（78）、水蒸汽管路（81），

浓缩结晶罐（2）内用于充注溴化锂溶液，冷凝罐（3）内用于充注凝结水，第三加热盘管（75）和第四加热盘管（76）均设置在浓缩结晶罐（2）内，第五加热盘管（77）和第六加热盘管（78）均设置在冷凝罐（3）内，

第一高位热源管路（31）的进口端与第三加热盘管（75）的热水出口端连接，第三加热盘管（75）的热水进口端与第二高位热源管路（32）的出口端连接，

第一低位热源管路（41）的进口端与第六加热盘管（78）出口端连接，第六加热盘管（78）的热水进口端与第二低位热源管路（42）的出口端连接，

第三总供热水管路（61）的出口端分别与第一吸收器热水管路（62）的进口端和第一冷凝器热水管路（65）的进口端连接，第一吸收器热水管路（62）上设有第九截止阀（25），第一吸收器热水管路（62）的出口端与第四加热盘管（76）的热水进口端连接，第四加热盘管（76）的热水出口端与第二吸收器热水管路（63）的进口端连接；第一冷凝器热水管路（65）的出口端与第五加热盘管（77）的热水进口端连接，第一冷凝器热水管路（65）上设有第十截止阀（26），第五加热盘管（77）的热水出口端与第二冷凝器热水管路（66）的进口端连接，所述第二吸收器热水管路（63）的出口端与第二冷凝器热水管路（66）的出口端汇合后与第四总供热水管路（64）的进口端连接，

浓缩结晶罐（2）的溶液出口端与第一循环管路（71）的进口端连接，第一循环管路（71）上设有第一循环泵（11），第一循环管路（71）的出口端设有第一喷淋装置（22），第一喷淋装置（22）位于第四加热盘管（76）的上方，冷凝罐（3）的冷凝水出口端与第二循环管路（72）的进口端连接，第二循环管路（72）上设有第二循环泵（12），第二循环管路（72）的出口端设有第二喷淋装置（23），第二喷淋装置（23）位于第六加热盘管（78）的上方，

浓缩结晶罐（2）的水蒸汽出口端与冷凝罐（3）的水蒸汽入口端通过水蒸汽管路（81）连通。

6.根据权利要求5所述的一种溴化锂结晶蓄能热泵系统，其特征在于：还包括搅拌器（24），搅拌器（24）安装在浓缩结晶罐（2）底部。