CN1804511A

CN1804511A - 压缩－吸收复合式热泵供热系统

Info

Publication number: CN1804511A
Application number: CN 200610042306
Authority: CN
Inventors: 李华玉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2006-07-19

Abstract

本发明提供了一种压缩－吸收复合式热泵供热系统，它是将压缩式热泵和吸收式热泵以不同的方式结合在一起的复合式余热利用供热系统，属于余热利用、节能环保领域。可以采用压缩式系统和吸收式系统共用一个冷凝－蒸发器，两系统组成一体式复合系统；也可以采用压缩式热泵和吸收式热泵各独立系统组合成复合式热泵供热系统；也可以采用压缩式热泵与吸收式热泵在余热利用和热能提供上均组成串联式供热系统；也可以采用压缩式热泵与吸收式热泵组成混联式供热系统。本发明将压缩式和吸收式两种热泵技术结合起来，发挥了各自的优势，克服了各自的不足，使得余热利用的程度提高，应用范围扩大，扩展了供热的温度区间，设备安全性提高，总的节能、环保、经济效益得到提高。

Description

压缩-吸收复合式热泵供热系统

技术领域：

本发明属于热能工程技术领域中余热利用、节能环保技术。

背景技术：

压缩式热泵和吸收式热泵(主要是溴化锂吸收式热泵)是余热利用中两种主要的节能设备，但由于其自身的原因，这两种热泵在实际应用中都存在着各自的不足，限制了其应用领域和范围，不能更好地发挥节能效益。压缩式热泵的不足主要体现在以下三点：①供热温度低，应用范围窄；②随着供热温度的提高，其性能指数(产出/投入)下降较快；③以电能为驱动能源，运行成本较高。吸收式热泵的不足主要体现在三个方面：①不能利用较低温度的余热，应用场合受到一定限制；②发生器内浓溶液温度过高时，会导致溶液对设备的腐蚀；③用户需要供热的起始温度高时，需要余热资源的温度相应要高。但两种热泵也有各自的优势：压缩式热泵具有应用于余热资源温度低的场合；吸收式热泵具有供热温度高，以热驱动、运行成本低，性能指数随供热温度提高变化不明显等优势。

发明内容：

本发明的目的是要提供一种压缩-吸收复合式热泵供热系统。

本发明的目的是这样实现的，将压缩式和吸收式热泵组合成复合式热泵供热系统，发挥二者的优势，避免二者的不足。由压缩式部分获取低温余热，吸收式部分完成更高温度的供热。它能够使余热利用的程度更大，或降低吸收式部分发生器内溶液的浓度和温度，避免溶液对设备的腐蚀；增大了供热的温度区间，提高了节能效益。

在具体应用中，可组成以下几种主要形式的复合式热泵系统供热方案：

1.压缩式系统和吸收式系统共用一个冷凝—蒸发器，两系统组成一体式复合系统。其工艺流程为：压缩式系统获取低温余热，其产出的热流体进入冷凝—蒸发器，放热后回到压缩式系统形成压缩式部分的循环；吸收式系统自冷凝—蒸发器获取压缩式系统的产热并提升温度，连同其驱动热一起对外供热。

2.压缩式热泵和吸收式热泵各成一独立系统，压缩式热泵的冷凝器的放热作为吸收式热泵蒸发器的余热，二者组成分体阶梯式复合热泵供热系统。其工艺流程为：压缩式热泵获取低温余热，经提升温度后连同驱动能转化成的热能一起进入吸收式热泵的蒸发器被吸收式热泵获得，再经吸收式热泵提升温度后与吸收式热泵的驱动热构成热泵供热向用户提供。

3.压缩式热泵与吸收式热泵在余热利用和热能提供上均组成串联式供热系统。在该系统中，压缩式系统利用余热的低温部分，吸收式系统利用余热的高温部分，在余热利用上为串联流程；压缩式系统进行用户用热的低温段加热，吸收式系统进行用户用热的高温段加热，在提供用户用热需求上形成串联加热流程(此时也可分别向不同用热需求的用户供热)。

4.可以根据获取余热的途径、压缩式部分供热的去向、热用户用热的来源等方面组成不同流程组合的复合式热泵供热系统。

两种热泵组成复合式热泵技术，优化两部分的参数配置，取长补短，可带来如下优势：①扩大热泵应用的范围，可以利用比吸收式热泵更低温度的余热(0℃以下)，提供压缩式热泵所无法提供的更高温度的热能。②克服吸收式热泵发生器内浓溶液温度过高现象，避免溶液对设备的腐蚀。③复合式系统利用余热的温度落差扩大，余热利用量增大；④可将冷流体加热到更高的温度，提供更高温度的热，节能效益增加。

附图说明：

图中，1-发生器、2-冷凝器、3-节流阀、4-蒸发器、5-吸收器、6-溶液热交换器、7-压缩机、8-节流阀、9-蒸发器、10-电动机，11-冷凝器、12-溶液泵、13-冷剂泵、14-循环泵、15-供热水循环泵。I为压缩式系统、II为吸收式系统。

图1是依据本发明所提供的共用冷凝—蒸发器的压缩—吸收一体式复合热泵供热系统流程示意图。

图2是依据本发明所提供的分体阶梯式复合热泵供热系统流程示意图。

图3是依据本发明所提供的在余热利用和热能提供上均采用串联式流程的全串联型复合式热泵供热系统流程示意图。

图4是依据本发明所提供的可以根据获取余热的途径、压缩式系统产热的去向、热用户用热的来源等方面组成不同流程组合的复合式热泵供热系统中的一个代表。压缩式热泵I的产热根据实际情况可以直接用来加热流体1，也可作为吸收式热泵II的余热，吸收式热泵II获取压缩式系统I的产热并提升温度，连同其驱动热一起加热流体2，具体实现方式为：

打开阀门F2，关闭阀门F1，压缩式热泵I直接用来加热流体1。打开阀门F1，关闭阀门F2，吸收式热泵II获取压缩式系统I的产热并提升温度，连同其驱动热一起加热流体2。

打开阀门F1、F2压缩式热泵I的产热一部分直接加热流体2，另一部分作为吸收式热泵II的余热，吸收式热泵II获取压缩式系统I的这部分产热并提升温度，连同其驱动热一起加热流体2。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例来详细描述本发明。

如图1所示为共用一冷凝—蒸发器的压缩—吸收一体式复合热泵供热系统，在该复合式系统中，冷凝—蒸发器4放置在吸收式系统II部分，与冷凝器2相连接，同时又分别连接压缩机7和蒸发器8，这样蒸发器4既是压缩式系统I的冷凝器，又是吸收式系统II的蒸发器；吸收器5连接溶液热交换器6，溶液热交换器6再连接发生器1，压缩式系统I获取余热，其产热作为吸收式系统II的余热，用户用热(冷流体被加热成热流体)由吸收式系统II提供。

图2所示为分体阶梯式复合热泵供热系统流程，在该复合式系统中，压缩式系统I和吸收式系统II各自为一完整热泵系统。压缩式系统I中，冷凝器2分别连接蒸发器4和吸收器5，吸收器5还连接溶液热交换器6，溶液热交换器6再连接发生器1；压缩机7、冷凝器11、节流阀8、蒸发器9、压缩机7依次连接而成的串联回路组成吸收式系统II，压缩机7由电机10驱动，冷凝器11与蒸发器4相连通。压缩式系统I获取余热，其产热由中间介质传递到吸收式系统II的蒸发器作为其余热，用户用热(冷流体被加热成热流体)由吸收式系统II提供。

图3所示为在余热利用和热能提供上均采用串联式流程的全串联型复合式热泵供热系统流程，在该复合式系统中，压缩式系统I和吸收式系统II各自为一完整热泵系统；压缩机7、冷凝器11、节流阀8、蒸发器9、压缩机7依次连接而成的串联回路组成吸收式系统II，压缩式系统I中，冷凝器2分别连接蒸发器4和吸收器5，吸收器5还连接溶液热交换器6，溶液热交换器6再连接发生器1，吸收器5的冷流体进口连接冷凝器11的出口，蒸发器4的出水口连接蒸发器9的余热进水口。吸收式系统II利用余热的高温部分，压缩式系统I利用余热的低温部分，在余热利用上为串联流程，压缩式系统I完成用户用热的第一阶段的加热，吸收式系统II完成用户用热的第二阶段的加热，在对外供热上形成串联流程。

图4所示为根据获取余热的途径、压缩式系统产热的去向、热用户用热的来源等方面组成不同流程组合的复合式热泵供热系统中的一个代表。在该复合式系统中，在图2所示系统的基础上，在冷凝器11上增设了蒸发器15，该蒸发器15与蒸发器4并联连接在冷凝器11两端。压缩式系统I获取余热，其产热的一部分进入吸收式系统II的蒸发器，一部分满足热用户的低温供热需求；吸收式系统II产生高温供热对外提供。

需要指明的是，在其它方面不变的条件下，利用压缩式系统I的产热用于低温需求的用户，吸收式系统II的产热用于高温需求的用户，在本质上与图2所示系统没有区别，只是流程上少许改变(热用户由一个变成了两个)。图1～图4中所示吸收式系统II为单效模式，在实际应用中可根据具体情况确定吸收式系统II采用单效、双效或多效模式。

本发明可适用于众多低温废热利用的场合，可以扩展余热利用的领域，取得更大的节能、环保效益，解决单纯的压缩式热泵系统或单纯的吸收式热泵供热系统中可能存在的问题。

Claims

1.一种压缩—吸收复合式热泵供热系统，由压缩式部分获取低温余热，吸收式部分完成更高温度的供热，或使余热利用的程度更大，或降低吸收式部分发生器内溶液的浓度和温度，避免溶液对设备的腐蚀。能够增大供热的温度区间，提高节能效益，其特征是按以下方案的任意一种组成复合式供热系统：

①压缩式系统和吸收式系统共用一个冷凝—蒸发器，两系统组成一体式复合系统，压缩式系统获取低温余热，吸收式系统对外供热；

②压缩式热泵和吸收式热泵各成一独立系统，压缩式系统的冷凝器产出的热流体进入吸收式系统的蒸发器，放热后回到压缩式系统的冷凝器；两系统组成分体联合装置，低温余热由压缩式热泵系统获取，吸收式系统对外供热；

③压缩式热泵与吸收式热泵在余热利用和热能提供上均组成串联式供热系统，压缩式系统利用余热的低温部分，吸收式系统利用余热的高温部分，在余热利用上为串联流程；压缩式系统进行用户用热的低温段加热，吸收式系统进行用户用热的高温段加热，在提供用户用热需求上形成串联加热流程；

④压缩式热泵与吸收式热泵组成混联式供热系统，如压缩式热泵的产热一部分进入吸收式蒸发器作为其余热，一部分供给热用户；吸收式热泵蒸发器的吸热，由余热和压缩式热泵产热共同提供。

2.根据权利要求1所述的复合式热泵供热系统，其特征是所说的吸收式热泵，可以是直燃型吸收式热泵，也可以是蒸汽型热泵；可以是单效的热泵，也包括双效、多效的热泵。

3.根据权利要求1所述的复合式热泵供热系统，其特征是所说的压缩式热泵为单级的热泵。