CN201218630Y - 一种低温热源驱动的吸收式地源热泵系统 - Google Patents

一种低温热源驱动的吸收式地源热泵系统 Download PDF

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Abstract

一种低温热源驱动的吸收式地源热泵系统，由单效吸收式热泵/制冷一体机、地下埋管换热器和低温热源组成，可利用70℃以上的低温廉价热源驱动，夏季利用井水冷却进行高效供冷，冬季利用井水提取地下土壤热量用于高效采暖，无需冷却塔，整个地源热泵——空调系统全年能源综合利用效益比常规电压缩式地源热泵系统有较大提高，对于具备地质条件和廉价热源条件的地区解决全年空调问题具有良好的经济性和实用性。

Description

一种低温热源驱动的吸收式地源热泵系统
技术领域
本实用新型涉及一种低温热源驱动的吸收式地源热泵系统，属于吸收式制冷机和地源热泵空调系统技术领域。
背景技术
地源热泵供热与空调供冷系统具有充分利用地下土壤的能量、采用一套系统即可解决全年空调供冷与供热问题的优势，近年来采用电压缩式热泵的土壤源及水源热泵已经大规模推广使用，并取得了良好的应用效益。但是，采用电压缩式热泵受到电压缩机的性能、结构、工艺特点的限制，大量工程应用实例显示，电压缩式地源热泵在冬季的实际系统综合能效比COP约为3左右，与城市热网供热或天然气锅炉供热等相比，在节能性和经济性方面并不具有明显的优势。
另一方面，传统的吸收式制冷机，当采用天然气或中温蒸汽等高品位、高价格热源驱动供冷时，其空调运行费用较高，而且需要从冷却塔排出大量冷凝热，通常其冷却水出水温度受到环境空气的影响很大，湿球温度较高的条件下会导致制冷量及制冷系数COP下降，且会使溴化锂浓溶液易于结晶等。
同时，夏季许多地区存在大量廉价的低品位热源，如城市集中热网中的夏季循环水、工厂企业等的各类低品位蒸汽、热水、排烟等余热、太阳能等，如可用于空调则将极大降低运行费用。
为此，可采用低品位热源驱动的吸收式地源热泵解决全年空调供冷与供热的问题。吸收式热泵相当于电压缩式热泵在结构工艺方面具有的优势是：其主要运行部件如发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器、节流机构等可根据设计工况的需要而方便地进行优化设计、制作、装配，而不受现有压缩机定型结构与功能的限制，具备迅速实用化的条件。
发明内容
本实用新型的目的和任务是，研制一种新型吸收式热泵系统，采用廉价的低品位热源驱动吸收式制冷机，提取地下土壤所蕴含的能量，进行夏季供冷和冬季采暖，根据同时供冷、供热的功能、参数的需要，针对性的对吸收式热泵循环进行热工过程的调整，并采用相应结构的蒸发器、吸收器、冷凝器和发生器等的设计选型及溶液浓度等的调整，实现夏季供冷、冬季供热，达到大幅度提高运行经济性的目的。
本实用新型的具体描述是：
一种低温热源驱动的吸收式地源热泵系统，采用廉价的中低品位热源驱动该吸收式制冷机制进行夏季供冷和冬季采暖，同时提取地下土壤的能量以进一步节省能耗，在夏季供冷时驱动热源温度为70℃以上即可，冷冻水供水温度为7℃以上，最高可达到18℃以与溶液除湿空调配套使用，地下土壤换热器出水温度16℃以上，在冬季供热时驱动热源温度达到105℃以上即可，此时地下土壤源换热器出水温度为6℃以上，可用于向地板采暖换热器供热，若采用地下水源直接引入热泵的蒸发器，则可向风机盘管供热，上述驱动热源的低品位可有效降低能源运行费用。
该吸收式热泵为单效单级吸收式制冷机结构，其中蒸发器、吸收器、冷凝器和发生器根据冷冻水供回水温度、供热水供回水温度、驱动热源供回水温度等进行相应的结构调整，其它相关部件或管道等亦需进行针对性的设计选型。
如夏季采用市政热网的循环水驱动供冷，则其空调费用将可比常规空调系统低40～50％，比常规的电压缩式地源热泵供冷系统低20％以上。
如冬季采用天然气锅炉热水驱动吸收式地源热泵进行供热，则其能源费用将比直接由天然气锅炉供热节省30％以上，如果有更廉价的低温驱动热源可进一步降低能源费用，当然如地下井水的出水温度能够提高，则其节能效益会更高。因此，采用低温热源驱动的吸收式地源热泵系统是具有明显的节能性、经济性与实用性的空调供冷与供热方法。
附图说明
图1是本实用新型的系统示意图。
图1中各部件编号与名称如下：
发生器1、冷凝器2、蒸发器3、吸收器4、地下土壤源换热器5、低温热源换热器6、低温驱动热源出口7、低温驱动热源进口8、热源水循环泵9、供热水进口10、井水循环泵11、冷冻水进口12、冷冻水出口13、供热水出口14。
具体实施方式
图1是本实用新型的系统示意图。
一种低温热源驱动的吸收式地源热泵系统，采用单效单级吸收式制冷机结构，夏季驱动热源为80℃的城市热网或太阳能集热器的循环水，在发生器1中产生冷剂蒸汽，进入冷凝器2冷凝并经节流降压到后进入蒸发器，将冷冻水降低到7℃后送往用户，由地下土壤源换热器6送出的20℃地下井水进入吸收器和冷凝器进行冷却。冬季采用110℃的城市热网循环水驱动吸收式热泵，从地下井水中提取能量用于向地板空调用户供热，其制热COP可达到1.6～1.7左右，运行费用得到节省。

Claims (3)

1、一种低温热源驱动的吸收式地源热泵系统，由吸收式制冷机的发生器(1)、冷凝器(2)、蒸发器(3)、吸收器(4)、地下土壤源换热器(5)、低温热源换热器(6)及其它附属部件组成，其特征在于所述的吸收式热泵的蒸发器(3)的冷冻水侧分别与地下土壤源换热器(5)和供冷用户供回水管(12、13)相连，所述的发生器(1)的驱动热源侧与低温热源换热器(6)相连，所述的吸收器(4)的冷却进水管分别与地下土壤源换热器(5)的出水管和供热用户的回水管(10)相连，出口与冷凝器(2)的冷却水进口相连，冷凝器(2)的冷却水出口分别与地下土壤源换热器(5)的进水管和供热用户的供水管(14)相连。
2、如权利要求1所述的低温热源驱动的吸收式地源热泵系统，其特征在于所述的吸收式热泵为单效单级吸收式制冷机结构。
3、如权利要求1、2所述的低温热源驱动的吸收式地源热泵系统，其特征在于所述的低温热源换热器(6)的热源介质在夏季为70℃以上的热水、蒸汽、烟气、太阳能集热循环水等低品位热源介质，在冬季为105℃以上的热水、蒸汽、烟气等低品位热源介质，所述的地下土壤源换热器(5)的井水温度在夏季为16℃以上，在冬季为6℃以上。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102809187A (zh) * 2012-08-14 2012-12-05 天津热建机电工程有限公司 地热自驱动热回收系统
CN109405035A (zh) * 2018-10-24 2019-03-01 李付全 一种基于地热和太阳能的新型冷热集成系统装置及其使用方法
CN110195902A (zh) * 2019-06-05 2019-09-03 浙江浙能技术研究院有限公司 一种利用外部循环实现制冷制热的冷暖空调系统
CN111156732A (zh) * 2020-01-15 2020-05-15 东北电力大学 一种升温型双效吸收-压缩耦合热泵余热回收系统

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