CN204084940U - 一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统 - Google Patents

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张庆焘
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Abstract

本实用新型公开一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统，属于供热技术领域。主要由太阳能集热器、蓄热器、循环泵、阀门、换热器、加热锅炉、第二类吸收式热泵及管道组成。可以利用工业废水、工艺废热等热源，还可以充分利用太阳能。从吸收器出来的热水温度若达不到热用户要求时，通过加热锅炉进行辅助加热。该热泵机组系统的中温热源可为工业废水、工艺循环水。热源水可以串联依次通过蒸发器、发生器，也可以并联分别通入蒸发器、发生器。本实用新型充分利用不同低品位的热源来产生更高品位的热水，将源太阳能与工业废热源结合起来，协调太阳能、第二类吸收式热泵、加热锅炉的关系，在满足热用户的基础上切实做到节能减排。

Description

一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统，特别是涉及到一种运用太阳能作为辅助热源的第二类吸收式热泵机组，属于供热技术领域。 
背景技术
环境和能源问题一直是社会发展面临的重大问题。随着科学技术的发展及全世界范围内能源危机的出现，在生产和生活上消耗能源日益增多的情况下，单一的化石能源结构已经不能满足环境及能源需求，发展非常规能源的需求十分迫切。其中太阳能的应用范围较广，并且推广后已取得了实用效果。第二类吸收式热泵的特性是从中温热源中吸取一定数量的热能，转化后输送到高温热源或受热物体上，弥补了普通太阳能集热器在集热温度上的不足，吸收式热泵的开发应用对节约能源资源，提高能源的有效利用率，保护环境都有非常积极的意义。 
国内许多学者对溴化锂第二类吸收式热泵机组系统做了大量的研究，对溴化锂第二类吸收式热泵机组的构造、循环等提出了很多富有创意性的想法。关于太阳能辅助驱动第二类吸收式热泵的专利并未检索到，对太阳能溴化锂第二类吸收式热泵的研究也鲜有公开发表，东南大学的凌辰、陈振乾等人提出了一种太阳能驱动第二类热泵的系统，并对系统进行了数值分析，验证了太阳能驱动第二类吸收式热泵的可行性。但上述参考文献涉及的技术具有一定的局限性：(1)将太阳能系统与第二类热泵系统相结合，只考虑了太阳能作为主热源驱动，而未将太阳能作为辅助性热源进行论证。(2)充分考虑了太阳能作为主热源的不稳定特性，虽然在驱动热泵前增加辅助热源，但因为第二类热泵的热力性能在驱动前增加辅助热源造成了部分能源的浪费。在驱动热源后增加辅助热源节能效果更加显著。 
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统，不但可以利用工业废水、工艺废热等热源，还可以充分利用太阳能。 
一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统由太阳能集热器、蓄热器、循环泵I、循环泵II、阀门V7、阀门V1、阀门V2、阀门V3、阀门V4、阀门V5、阀门V6、换热器、加热锅炉、第二类吸收式热泵及连接管道组成。太阳能集热器、蓄热器、循环泵I通过管道依次连接，组成一个封闭的循环。蓄热器出口与循环泵II入口连接，循环泵II出口与阀门V7连接，阀门V7分别与阀门V1和V2连接；阀门V1通过管道连接换热器入口，换热器出口与第二类吸收式热泵的蒸发器入口连接；阀门V2通过管道与阀门V3连接后与第二类吸收式热泵的蒸发器入口连接；热水入口通过管道连接换热器后与第二类吸收式热泵的吸收器入口连 接，吸收器出口经过加热锅炉后与热水出口管道连接，发生器出口分别与阀门V5、V6连接，阀门V6与蓄热器入口连接，阀门V5通向中温热源出口；中温热源入口连接阀门V4后分别通向阀门V2、阀门V3。 
本实用新型一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统，充分利用了不同品位、不同形式的能源。当中温热源水温度高于热水入口温度时，打开阀门V4、阀门V2、阀门V5、阀门V1，关闭阀门V3、阀门V6、阀门V7。中温热源水流经阀门V4、阀门V2、阀门V1后进入换热器，与流经换热器的热水换热后依次进入第二类吸收式热泵的蒸发器、发生器，驱动吸收式热泵运转，最后经过流经阀门V5，排出机组系统。当中温热源水温度低于热水入口温度时，打开阀门V4、阀门V3、阀门V5，关闭阀门V1、阀门V2、阀门V6、阀门V7，中温热源水流经阀门V4、阀门V3后依次进入第二类吸收式热泵的蒸发器、发生器，驱动吸收式热泵运转，最后经过流经阀门V5，排出机组系统。 
当蓄热器内介质温度高于热水入口温度且高于中温热源入口温度时，打开阀门V1、阀门V7、阀门V6，关闭阀门V2、阀门V3、阀门V4、阀门V5，蓄热器内的高温蓄热介质在循环泵II的作用下，首先经过换热器将热水入口进入的热水加热升温，然后进入第二类吸收式热泵机组的蒸发器、发生器，在蒸发器、发生器内放热后温度降低，最后回到蓄热器，完成热源循环回路。当太阳能集热温度低于热水入口温度但高于中温热源入口温度时，关闭阀门V1，打开阀门V2、V3，蓄热器内的蓄热介质在循环泵II作用下经过阀门V2、V3进入第二类吸收式热泵的蒸发器、发生器，在蒸发器、发生器内放热后温度降低，最后回到蓄热器，完成热源循环回路。 
从吸收器出来的热水温度若达不到热用户要求时，通过加热锅炉进行辅助加热。该热泵机组系统的中温热源可以是工业废水、工艺循环水。中温热源和蓄热介质可以串联依次通过蒸发器、发生器，也可以并联分别通入蒸发器、发生器。 
本实用新型的有益效果是，可充分利用不同低品位的热源来产生更高品位的热水，将清洁能源太阳能与工业废热源结合起来，控制协调太阳能、第二类吸收式热泵、加热锅炉的关系，在满足热用户的基础上切实做到节能减排。 
附图说明
附图1为一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统的原理示意图。 
图中：1.太阳能集热器，2.蓄热器，3.循环泵I，4.循环泵II，5.阀门V7，6.阀门V1，7.阀门V2，8.阀门V3，9.阀门V4，10.阀门V5，11.阀门V6，12.换热器，13.加热锅炉，14.第二类吸收式热泵。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明具体的实施方法： 
参照附图所示，一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统由太阳能集热器(1)、蓄热器(2)、循环泵I(3)、循环泵II(4)、阀门V7(5)、阀门V1(6)、阀门V2(7)、阀门V3(8)、阀门V4(9)、阀门V5(10)、阀门V6(11)、换热器(12)、加热锅炉(13)、第二类吸收式热泵(14)及连接管道组成。太阳能集热器(1)、蓄热器(2)、循环泵I(3)通过管道依次连接，组成一个封闭的循环。蓄热器(2)出口与循环泵II(4)入口连接，循环泵II(4)出口与阀门V7(5)连接，阀门V7(5)分别与阀门V1(6)和V2(7)连接；阀门V1(6)通过管道连接换热器(12)入口，换热器(12)出口与第二类吸收式热泵(14)的蒸发器入口连接；阀门V2(7)通过管道与阀门V3(8)连接后与第二类吸收式热泵(14)的蒸发器入口连接；热水入口通过管道连接换热器(12)后与第二类吸收式热泵(14)的吸收器入口连接，吸收器出口经过加热锅炉(13)后与热水出口管道连接；发生器出口分别与阀门V5(10)、V6(11)连接，阀门V6(11)与蓄热器(2)入口连接，阀门V5(10)通向中温热源出口；中温热源入口连接阀门V4(9)后分别通向阀门V2(7)、阀门V3(8)。 
本实用新型的工作原理和工作过程为： 
当中温热源水温度高于热水入口温度时，打开阀门V4(9)、阀门V2(7)、阀门V5(10)、阀门V1(6)，关闭阀门V3(8)、阀门V6(11)、阀门V7(5)。中温热源水流经阀门V4(9)、阀门V2(7)、阀门V1(6)后进入换热器(12)，与流经换热器(12)的热水换热后依次进入第二类吸收式热泵(14)的蒸发器、发生器，驱动第二类吸收式热泵(14)运转，最后经过流经阀门V5(10)，排出机组系统。当中温热源水温度低于热水入口温度时，打开阀门V4(9)、阀门V3(8)、阀门V5(10)，关闭阀门V1(6)、阀门V2(7)、阀门V6(11)、阀门V7(5)，中温热源水流经阀门V4(9)、阀门V3(8)后依次进入第二类吸收式热泵(14)的蒸发器、发生器，驱动热泵运转，最后经过流经阀门V5(10)，排出系统。 
当蓄热器(2)内介质温度高于热水入口温度且高于中温热源入口温度时，打开阀门V1(6)、阀门V7(5)、阀门V6(11)，关闭阀门V2(7)、阀门V3(8)、阀门V4(9)、阀门V5(10)，蓄热器(2)内的高温蓄热介质在循环泵II(4)的作用下，首先经过换热器(12)将热水入口进入的热水加热升温，然后进入第二类吸收式热泵(14)的蒸发器、发生器，在蒸发器、发生器内放热后温度降低，最后回到蓄热器(2)，完成热源循环回路。当蓄热器(2)温度低于热水入口温度但高于中温热源入口温度时，关闭阀门V1(6)，打开阀门V2(7)、阀门V3(8)，蓄热器(2)内的蓄热介质在循环泵II(4)作用下经过阀门V2(7)、阀门V3(8)进入第二类吸收式热泵(14)的蒸发器、发生器，在蒸发器、发生器内放热后温度降低，最后回到蓄热器(2)，完成热源循环回路。 

Claims (4)

1.一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统由太阳能集热器(1)、蓄热器(2)、循环泵I(3)、循环泵II(4)、阀门V7(5)、阀门V1(6)、阀门V2(7)、阀门V3(8)、阀门V4(9)、阀门V5(10)、阀门V6(11)、换热器(12)、加热锅炉(13)、第二类吸收式热泵(14)及连接管道组成，其特征在于：太阳能集热器(1)、蓄热器(2)、循环泵I(3)通过管道依次连接，组成一个封闭的循环；蓄热器(2)出口与循环泵II(4)入口连接，循环泵II(4)出口与阀门V7(5)连接，阀门V7(5)分别与阀门V1(6)和V2(7)连接；阀门V1(6)通过管道连接换热器(12)入口，换热器(12)出口与第二类吸收式热泵(14)的蒸发器入口连接；阀门V2(7)通过管道与阀门V3(8)连接后与第二类吸收式热泵(14)的蒸发器入口连接；热水入口通过管道连接换热器(12)后与第二类吸收式热泵(14)的吸收器入口连接，吸收器出口经过加热锅炉(13)后与热水出口管道连接，发生器出口分别与阀门V5(10)、V6(11)连接，阀门V6(11)与蓄热器(2)入口连接，阀门V5(10)通向中温热源出口；中温热源入口连接阀门V4(9)后分别通向阀门V2(7)、阀门V3(8)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统，其特征在于：从吸收器出来的热水温度若达不到热用户要求时，通过加热锅炉进行辅助加热。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统，其特征在于：该热泵机组系统的中温热源可以是工业废水、工艺循环水。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助型第二类吸收式热泵机组系统，其特征在于：中温热源和蓄热介质可以串联依次通过蒸发器、发生器，也可以并联分别通入蒸发器、发生器。
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