專利名稱：一種由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低溫余熱利用與熱泵/制冷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
采用吸收式熱泵/制冷技術(shù)進(jìn)行余熱利用是行之有效的手段。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能指數(shù)高和能夠滿足需求是吸收式供熱/制冷技術(shù)發(fā)展的方向和最根本的要求。進(jìn)行余熱的熱利用時(shí)，為了得到更高的供熱溫度或能夠利用更低溫度的余熱資源，往往需要兩級(jí)或兩級(jí)以上的熱泵流程與結(jié)構(gòu)。但是，機(jī)組的工作參數(shù)與其性能指數(shù)之間有著相互制約關(guān)系——級(jí)數(shù)低的機(jī)組供熱溫度低而性能指數(shù)高，級(jí)數(shù)高的機(jī)組供熱溫度高但性能指數(shù)低。這樣，當(dāng)被加熱介質(zhì)需要由相對(duì)低一些的溫度加熱到較高的溫度時(shí)，采用單一級(jí)數(shù)的熱泵流程往往無(wú)法兼顧高供熱溫度和高性能指數(shù)的雙重要求。
同樣地，對(duì)于制冷機(jī)組來(lái)說(shuō)，在確定的冷卻條件下，級(jí)數(shù)低時(shí)性能指數(shù)高但同時(shí)要求的驅(qū)動(dòng)熱的溫度也高，級(jí)數(shù)高的機(jī)組性能指數(shù)低但要求的驅(qū)動(dòng)熱的溫度也低。當(dāng)采用余熱制冷時(shí)，當(dāng)制冷要求和驅(qū)動(dòng)熱的初始參數(shù)確定時(shí)，采用單一級(jí)數(shù)的機(jī)組往往不能充分利用驅(qū)動(dòng)熱來(lái)獲得更多的制冷量，尤其在利用余熱制冷時(shí)更是如此——即單一級(jí)數(shù)的機(jī)組無(wú)法對(duì)余熱實(shí)現(xiàn)充分、有效的利用。
為了在滿足用戶需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)組性能指數(shù)的盡可能最大化，同時(shí)考慮到熱泵/制冷系統(tǒng)的簡(jiǎn)單化，在同一機(jī)組中實(shí)現(xiàn)熱泵/制冷流程有效、合理的復(fù)合，實(shí)現(xiàn)復(fù)合吸收式熱泵/制冷流程是很有意義的。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是要提供一種由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，是在由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)熱泵中增加冷凝器和節(jié)流閥，新增冷凝器和新增節(jié)流閥借助于原兩級(jí)熱泵結(jié)構(gòu)的部分部件構(gòu)成單級(jí)熱泵流程完成對(duì)被加熱介質(zhì)低溫段的供熱，原兩級(jí)熱泵流程的吸收器和冷凝器完成對(duì)被加熱介質(zhì)高溫段的供熱，從而形成一種含有單級(jí)與兩級(jí)流程的復(fù)合吸收式熱泵流程。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的由二級(jí)發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收-蒸發(fā)器、一級(jí)發(fā)生器、吸收器、第一節(jié)流閥/第二節(jié)流閥或節(jié)流閥/冷劑液泵、第一溶液泵、第二溶液泵和相應(yīng)溶液熱交換器組成的、由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)熱泵中，增加冷凝器和節(jié)流閥；吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同有冷劑蒸汽通道直接或通過(guò)集汽-分汽包連通新增冷凝器，新增冷凝器有冷劑液管線經(jīng)新增節(jié)流閥連通蒸發(fā)器和有管線連通被加熱介質(zhì)；在采用兩個(gè)節(jié)流閥的兩級(jí)結(jié)構(gòu)中，或保持冷凝器經(jīng)第一節(jié)流閥連接蒸發(fā)器或改為冷凝器經(jīng)第一節(jié)流閥連通新增冷凝器，或改冷凝器經(jīng)第二節(jié)流閥有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器為由新增冷凝器直接有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器或保持原連接方式；在采用節(jié)流閥和冷劑液泵的兩級(jí)結(jié)構(gòu)中，或保持冷凝器經(jīng)節(jié)流閥連接蒸發(fā)器或改為冷凝器經(jīng)節(jié)流閥連通新增冷凝器；一級(jí)發(fā)生器、新增冷凝器、新增節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收-蒸發(fā)器、第一溶液泵和第一溶液熱交換器構(gòu)成新的單級(jí)熱泵流程，與原熱泵流程構(gòu)成含有單級(jí)與兩級(jí)流程的復(fù)合吸收式熱泵，新增冷凝器為復(fù)合機(jī)組的低溫供熱端；復(fù)合熱泵較原兩級(jí)熱泵在主要部件上只是增加了一個(gè)冷凝器和一個(gè)節(jié)流閥，仍為一體式結(jié)構(gòu)，卻含有單級(jí)流程的一個(gè)供熱端和兩級(jí)流程的兩個(gè)供熱端，用于初始溫度相對(duì)較低而終了溫度要求高的被加熱介質(zhì)時(shí)能夠相應(yīng)提高性能指數(shù)。
本復(fù)合吸收式機(jī)組用作制冷機(jī)時(shí)，對(duì)于初始溫度相對(duì)較高的余熱介質(zhì)，可使其首先流經(jīng)一級(jí)發(fā)生器用于單級(jí)制冷流程后再流經(jīng)二級(jí)發(fā)生器，同樣的余熱利用程度時(shí)可獲得比原兩級(jí)制冷流程更多的制冷量。
下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的目的是如何實(shí)現(xiàn)的。
如圖1所示，在采用兩個(gè)節(jié)流閥的兩級(jí)吸收式熱泵中增加低溫供熱端形成復(fù)合吸收式熱泵的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在如圖7所示的、由二級(jí)發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收-蒸發(fā)器、一級(jí)發(fā)生器、吸收器、第一節(jié)流閥、第二節(jié)流閥、第一溶液泵、第二溶液泵、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、集汽-分汽包(可選項(xiàng))和冷劑液再循環(huán)泵(可選)組成的、由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵中，新增加一個(gè)冷凝器和一個(gè)節(jié)流閥；吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同有冷劑蒸汽通道通過(guò)集汽-分汽包連通新增冷凝器，新增冷凝器有冷劑液管線經(jīng)新增節(jié)流閥連通蒸發(fā)器和有管線連通被加熱介質(zhì)，改冷凝器有冷劑液管線經(jīng)節(jié)流閥連接蒸發(fā)器為冷凝器有冷劑液管線經(jīng)節(jié)流閥連通新增冷凝器，改冷凝器經(jīng)第二節(jié)流閥有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器為由新增冷凝器直接有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器；一級(jí)發(fā)生器、新增冷凝器、新增節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收-蒸發(fā)器、第一溶液泵和第一溶液熱交換器構(gòu)成新的單級(jí)熱泵流程——由吸收-蒸發(fā)器經(jīng)第一溶液泵打入一級(jí)發(fā)生器內(nèi)的溶液在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下釋放出的冷劑蒸汽和冷劑液流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器吸熱形成的冷劑蒸汽，除一部分向吸收器提供以進(jìn)行原兩級(jí)流程之外，另一部分進(jìn)入新增冷凝器放熱于流經(jīng)其內(nèi)的被加熱介質(zhì)成冷劑液，該部分冷劑液又分為兩部分——一部分經(jīng)新增節(jié)流閥節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器吸收余熱成冷劑蒸汽向吸收-蒸發(fā)器提供、被來(lái)自一級(jí)發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱于經(jīng)連接管線直接流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器的另一部分冷劑液成冷劑蒸汽，在吸收-蒸發(fā)器內(nèi)被溶液吸收的冷劑介質(zhì)成為稀溶液的組成部分、經(jīng)第一溶液泵打入一級(jí)發(fā)生器并在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下重新成為冷劑蒸汽；該單級(jí)流程與原兩級(jí)流程組成復(fù)合流程，復(fù)合熱泵流程對(duì)被加熱介質(zhì)的低溫段供熱由新增冷凝器完成，復(fù)合熱泵流程對(duì)被加熱介質(zhì)的高溫段供熱由吸收器和冷凝器完成。
圖2所示的、在采用節(jié)流閥和冷劑液泵的兩級(jí)吸收式熱泵中增加低溫供熱端形成復(fù)合吸收式熱泵的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在如圖8所示的、由二級(jí)發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收-蒸發(fā)器、一級(jí)發(fā)生器、吸收器、節(jié)流閥、冷劑液泵、第一溶液泵、第二溶液泵、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、集汽-分汽包(可選項(xiàng))和冷劑液再循環(huán)泵(可選)組成的、由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵中，新增加一個(gè)冷凝器和一個(gè)節(jié)流閥；吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同有冷劑蒸汽通道通過(guò)集汽-分汽包連通新增冷凝器，新增冷凝器有冷劑液管線經(jīng)新增節(jié)流閥連通蒸發(fā)器和有管線連通被加熱介質(zhì)，改冷凝器有冷劑液管線經(jīng)節(jié)流閥連接蒸發(fā)器為冷凝器有冷劑液管線經(jīng)節(jié)流閥連通新增冷凝器；一級(jí)發(fā)生器、新增冷凝器、新增節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收-蒸發(fā)器、第一溶液泵和第一溶液熱交換器構(gòu)成單級(jí)熱泵流程——由吸收-蒸發(fā)器經(jīng)溶液泵打入一級(jí)發(fā)生器內(nèi)的溶液在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下釋放出的冷劑蒸汽和冷劑液流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器吸熱形成的冷劑蒸汽，除一部分向吸收器提供以完成原兩級(jí)流程之外，另一部分進(jìn)入新增冷凝器放熱于流經(jīng)其內(nèi)的被加熱介質(zhì)成冷劑液，該部分冷劑液經(jīng)新增節(jié)流閥節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器后分又為兩部分——一部分吸收余熱成冷劑蒸汽，另一部分進(jìn)入冷劑液泵——冷劑蒸汽進(jìn)入吸收-蒸發(fā)器、被來(lái)自一級(jí)發(fā)生器的濃溶液吸收并放熱于經(jīng)冷劑液泵打入吸收-蒸發(fā)器的另一部分冷劑液重新成為冷劑蒸汽；該單級(jí)流程與原兩級(jí)流程組成復(fù)合流程，復(fù)合熱泵流程對(duì)被加熱介質(zhì)的低溫段供熱由新增冷凝器完成，復(fù)合熱泵流程對(duì)被加熱介質(zhì)的高溫段供熱由吸收器和冷凝器完成。
圖3所示的由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，它不同于圖1的地方在于，它通過(guò)第一溶液泵和第二溶液泵使溶液在吸收-蒸發(fā)器、二級(jí)發(fā)生器、吸收器、一級(jí)發(fā)生器之間形成串聯(lián)循環(huán)；其它方面二者是一致的。
圖4所示的由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，它與圖1所示的相比，二者都是在如圖7所示的兩級(jí)吸收式熱泵中增加冷凝器和節(jié)流閥后所形成的復(fù)合機(jī)組；不同之處在于圖4中保持了冷凝器有冷劑液管線經(jīng)第二節(jié)流閥連通吸收-蒸發(fā)器這一方式。在形成的新復(fù)合熱泵流程中，一級(jí)發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽一部分提供給吸收器，另一部分進(jìn)入新增冷凝器放熱于被加熱介質(zhì)后成冷劑液，該部分冷劑液和參與原熱泵流程、來(lái)自冷凝器的冷劑液進(jìn)入蒸發(fā)器吸收余熱成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收-蒸發(fā)器、被來(lái)自一級(jí)發(fā)生器的濃溶液吸收放出熱量，該熱量加熱參與原熱泵流程、流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器的冷劑液成冷劑蒸汽向吸收器提供。
圖5所示的由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，與圖4所示相比，圖5中冷凝器與蒸發(fā)器和吸收-蒸發(fā)器之間的連接保持了原兩級(jí)熱泵的方式，增加冷凝器和節(jié)流閥之后形成的單級(jí)熱泵流程與圖4所示的一致。
圖6所示的是由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式制冷機(jī)，它與圖1所示的區(qū)別在于，較高溫度的驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)首先流經(jīng)一級(jí)發(fā)生器用于單級(jí)制冷流程后再流經(jīng)二級(jí)發(fā)生器用于二級(jí)制冷流程的后段部分。
不難理解，圖1～圖5所示的各中具體結(jié)構(gòu)與流程的吸收式熱泵均可用作制冷機(jī)。
圖7和圖8所示的都是由吸收-蒸發(fā)器和一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵；其中，圖7所示的為采用兩個(gè)節(jié)流閥、兩路溶液各自獨(dú)立循環(huán)，圖8所示的為采用節(jié)流閥和冷劑液泵、兩路溶液各自獨(dú)立循環(huán)；它們也有對(duì)應(yīng)的溶液串聯(lián)循環(huán)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)此不難理解。
圖9所示的不是新的復(fù)合吸收式熱泵，它是圖1所示的熱泵標(biāo)上了關(guān)鍵點(diǎn)的熱力學(xué)參數(shù)。圖中表明，對(duì)于將被加熱介質(zhì)由78℃加熱到124℃的情況，采用本發(fā)明的方案后，低溫供熱端的供熱范圍占機(jī)組整個(gè)供熱區(qū)間的20％以上。
上述結(jié)構(gòu)與流程中，集汽-分汽包(M)屬于可選項(xiàng)，其存在與否對(duì)熱泵具體流程沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的影響；在實(shí)際機(jī)組中可根據(jù)具體情況來(lái)確定是否采用此部件。



圖1是依據(jù)本發(fā)明所提供的具有一級(jí)與二級(jí)復(fù)合熱泵流程的復(fù)合吸收式熱泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖；它在圖7所示的兩級(jí)熱泵中增加新增冷凝器和新增節(jié)流閥的同時(shí)，改原來(lái)由冷凝器經(jīng)第一節(jié)流閥連通蒸發(fā)器為冷凝器經(jīng)第一節(jié)流閥連通新增冷凝器，改冷凝器經(jīng)第二節(jié)流閥有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器為由新增冷凝器直接有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器。
圖2也是依據(jù)本發(fā)明所提供的具有一級(jí)與二級(jí)復(fù)合熱泵流程的復(fù)合吸收式熱泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖；它在圖8所示的兩級(jí)熱泵中增加新增冷凝器和新增節(jié)流閥的同時(shí)，改原來(lái)由冷凝器經(jīng)第一節(jié)流閥連通蒸發(fā)器為冷凝器經(jīng)第一節(jié)流閥連通新增冷凝器。
圖3也是依據(jù)本發(fā)明所提供的具有一級(jí)與二級(jí)復(fù)合熱泵流程的復(fù)合吸收式熱泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖；與圖1所示的不同之處在于圖1中分別由兩個(gè)溶液泵完成各自獨(dú)立的并聯(lián)溶液循環(huán)，圖3中由兩個(gè)溶液泵共同完成溶液的串聯(lián)循環(huán)。
圖4也是依據(jù)本發(fā)明所提供的具有一級(jí)與二級(jí)復(fù)合熱泵流程的復(fù)合吸收式熱泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖；與圖1所示的不同之處在于，它在增加低溫供熱端時(shí)保持了由冷凝器經(jīng)第二節(jié)流閥連通吸收-蒸發(fā)器的連接方式。
圖5也是依據(jù)本發(fā)明所提供的具有一級(jí)與二級(jí)復(fù)合熱泵流程的復(fù)合吸收式熱泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖；它增加冷凝器和節(jié)流閥后保持了原兩級(jí)熱泵的流程。
圖6也是依據(jù)本發(fā)明所提供的具有一級(jí)與二級(jí)復(fù)合制冷流程的復(fù)合吸收式制冷機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖。
圖7是由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖。
圖8也是由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖；與圖7所示的不同之處在于，圖7采用第一節(jié)流閥/第二節(jié)流閥由冷凝器向蒸發(fā)器/吸收-蒸發(fā)器提供冷劑液，圖8采用節(jié)流閥由冷凝器向蒸發(fā)器提供冷劑液和采用冷劑液泵由蒸發(fā)器向吸收-蒸發(fā)器提供冷劑液。
圖9是標(biāo)有關(guān)鍵點(diǎn)熱力學(xué)參數(shù)的圖1，它標(biāo)明復(fù)合吸收式熱泵機(jī)組低溫供熱端(新增冷凝器)和高溫供熱端(吸收器和冷凝器)的供熱區(qū)間，體現(xiàn)出單級(jí)供熱流程與兩級(jí)供熱流程在供熱上的分配與銜接。
圖中，A—二級(jí)發(fā)生器，B—冷凝器，C—蒸發(fā)器，D—吸收-蒸發(fā)器，E—一級(jí)發(fā)生器，F(xiàn)—吸收器，G—第一節(jié)流閥/節(jié)流閥，H—第二節(jié)流閥，I—第一溶液泵，J—第二溶液泵，K—第一溶液熱交換器，L—第二溶液熱交換器，M—集汽-分汽包(可選項(xiàng))，N—冷劑液再循環(huán)泵(可選項(xiàng))，O—冷劑液泵。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和實(shí)例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。
以依據(jù)本發(fā)明所提供的具有一級(jí)與二級(jí)復(fù)合流程的復(fù)合吸收式熱泵的系統(tǒng)為例，如圖1(結(jié)合圖7)所示，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 ①結(jié)構(gòu)上，在如圖7所示的、由二級(jí)發(fā)生器(A)、冷凝器(B)、蒸發(fā)器(C)、吸收-蒸發(fā)器(D)、一級(jí)發(fā)生器(E)、吸收器(F)、第一節(jié)流閥(G)、第二節(jié)流閥(H)、第一溶液泵(I)、第二溶液泵(J)、第一溶液熱交換器(K)、第二溶液熱交換器(L)、集汽-分汽包(M)和冷劑液再循環(huán)泵(N)組成的、由吸收-蒸發(fā)器(D)與一級(jí)發(fā)生器(E)共同向吸收器(F)提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵中，新增加冷凝器(1)和節(jié)流閥(2)；吸收-蒸發(fā)器(D)與一級(jí)發(fā)生器(E)共同有冷劑蒸汽通道經(jīng)集汽-分汽包(M)連通新增冷凝器(1)，新增冷凝器(1)有冷劑液管線經(jīng)新增節(jié)流閥(2)連通蒸發(fā)器(C)和有管線連通被加熱介質(zhì)，將冷凝器(B)有冷劑液管線經(jīng)第一節(jié)流閥(G)連接蒸發(fā)器(C)改為冷凝器(B)有冷劑液管線經(jīng)第一節(jié)流閥(G)連通新增冷凝器(1)，改冷凝器(B)經(jīng)第二節(jié)流閥(H)有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器(D)為由新增冷凝器(1)直接有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器(D)；一級(jí)發(fā)生器(E)、新增冷凝器(1)、新增節(jié)流閥(2)、蒸發(fā)器(C)、吸收-蒸發(fā)器(D)、第一溶液泵(I)和第一溶液熱交換器(K)構(gòu)成新的單級(jí)熱泵結(jié)構(gòu)，與原兩級(jí)結(jié)構(gòu)組成復(fù)合熱泵結(jié)構(gòu)；復(fù)合熱泵對(duì)被加熱介質(zhì)的低溫段供熱由新增冷凝器(1)完成，復(fù)合熱泵對(duì)被加熱介質(zhì)的高溫段供熱由吸收器(F)和冷凝器(B)完成。
②流程上，完成對(duì)被加熱介質(zhì)進(jìn)行低溫段供熱的新單級(jí)熱泵是這樣進(jìn)行的由吸收-蒸發(fā)器(D)經(jīng)第一溶液泵(I)打入一級(jí)發(fā)生器(E)內(nèi)的溶液在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下釋放出的冷劑蒸汽和冷劑液流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器(D)吸熱形成的冷劑蒸汽，除一部分向吸收器(F)提供以進(jìn)行原兩級(jí)流程之外，另一部分進(jìn)入新增冷凝器(1)放熱于流經(jīng)其內(nèi)的被加熱介質(zhì)成冷劑液，該部分冷劑液又分為兩部分——一部分經(jīng)新增節(jié)流閥(2)節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器(C)吸收余熱成冷劑蒸汽向吸收-蒸發(fā)器(D)提供、被來(lái)自一級(jí)發(fā)生器(E)的濃溶液吸收并放熱于經(jīng)連接管線直接流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器(D)的另一部分冷劑液成冷劑蒸汽，在吸收-蒸發(fā)器(D)內(nèi)被溶液吸收的冷劑介質(zhì)成為稀溶液的組成部分、經(jīng)第一溶液泵(I)打入一級(jí)發(fā)生器(E)并在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下重新成為冷劑蒸汽；原兩級(jí)流程中的單級(jí)(一級(jí))流程現(xiàn)在是依靠節(jié)流閥(2)、蒸發(fā)器(C)、吸收-蒸發(fā)器(D)、一級(jí)發(fā)生器(E)和第一溶液泵(I)來(lái)進(jìn)行的參與兩級(jí)流程的冷劑介質(zhì)借道新增冷凝器(1)后分成兩部分，一部分經(jīng)新增節(jié)流閥(2)降壓降溫進(jìn)入蒸發(fā)器(C)成冷劑蒸汽，另一部分自新增冷凝器(1)經(jīng)管線直接流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器(D)；吸收余熱形成的冷劑蒸汽進(jìn)入吸收-蒸發(fā)器(D)、被來(lái)自一級(jí)發(fā)生器(E)的濃溶液吸收并放熱于流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器(D)的另一部分冷劑介質(zhì)成冷劑蒸汽，在吸收-蒸發(fā)器(D)內(nèi)被溶液吸收的冷劑介質(zhì)成為稀溶液的組成部分、經(jīng)第一溶液泵(I)打入一級(jí)發(fā)生器(E)并在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下重新成為冷劑蒸汽，吸收-蒸發(fā)器(D)和一級(jí)發(fā)生器(E)產(chǎn)生的這兩部分冷劑蒸汽共同向吸收器(F)提供進(jìn)行兩級(jí)熱泵流程的后續(xù)流程；新單級(jí)流程和原單級(jí)流程共用了新增節(jié)流閥(2)、蒸發(fā)器(C)、吸收-蒸發(fā)器(D)、一級(jí)發(fā)生器(E)、第一溶液泵(I)和第一溶液熱交換器(K)，新單級(jí)流程與原兩級(jí)流程形成復(fù)合熱泵流程。
圖2(結(jié)合圖8)所示的、在采用節(jié)流閥和冷劑液泵的兩級(jí)吸收式熱泵中增加低溫供熱端形成復(fù)合吸收式熱泵，它是這樣實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的 ①結(jié)構(gòu)上，由二級(jí)發(fā)生器(A)、冷凝器(B)、蒸發(fā)器(C)、吸收-蒸發(fā)器(D)、一級(jí)發(fā)生器(E)、吸收器(F)、節(jié)流閥(G)、冷劑液泵(0)、第一溶液泵(I)、第二溶液泵(J)、第一溶液熱交換器(K)、第二溶液熱交換器(L)、集汽-分汽包(M)和冷劑液再循環(huán)泵(N)組成的、由吸收-蒸發(fā)器(D)與一級(jí)發(fā)生器(E)共同向吸收器(F)提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵中，新增加冷凝器(1)和節(jié)流閥(2)；吸收-蒸發(fā)器(D)與一級(jí)發(fā)生器(E)共同有冷劑蒸汽通道經(jīng)集汽-分汽包(M)連通新增冷凝器(1)；新增冷凝器(1)有冷劑液管線經(jīng)新增節(jié)流閥(2)連通蒸發(fā)器(C)和有管線連通被加熱介質(zhì)，將冷凝器(B)有冷劑液管線經(jīng)節(jié)流閥(G)連接蒸發(fā)器(C)改為冷凝器(B)有冷劑液管線經(jīng)節(jié)流閥(G)連通新增冷凝器(1)，一級(jí)發(fā)生器(E)、新增冷凝器(1)、新增節(jié)流閥(2)、蒸發(fā)器(C)、吸收-蒸發(fā)器(D)、第一溶液泵(I)和第一溶液熱交換器(K)構(gòu)成新的單級(jí)熱泵結(jié)構(gòu)，與原兩級(jí)結(jié)構(gòu)組成復(fù)合熱泵結(jié)構(gòu)；復(fù)合熱泵對(duì)被加熱介質(zhì)的低溫段供熱由新增冷凝器(1)完成，復(fù)合熱泵對(duì)被加熱介質(zhì)的高溫段供熱由吸收器(F)和冷凝器(B)完成。
②流程上，完成對(duì)被加熱介質(zhì)進(jìn)行低溫段供熱的新單級(jí)熱泵是這樣進(jìn)行的由吸收-蒸發(fā)器(D)經(jīng)第一溶液泵(I)打入一級(jí)發(fā)生器(E)內(nèi)的溶液在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下釋放出的冷劑蒸汽和冷劑液流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器(D)吸熱形成的冷劑蒸汽，除一部分向吸收器(F)提供以進(jìn)行原兩級(jí)流程之外，另一部分進(jìn)入新增冷凝器(1)放熱于流經(jīng)其內(nèi)的被加熱介質(zhì)成冷劑液，該部分冷劑液經(jīng)新增節(jié)流閥(2)節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器(C)后分成兩部分，一部分吸收余熱成冷劑蒸汽而另一部分進(jìn)入冷劑液泵(0)，冷劑蒸汽部分提供給吸收-蒸發(fā)器(D)、被來(lái)自一級(jí)發(fā)生器(E)的濃溶液吸收并放熱于另一部分經(jīng)冷劑液泵(0)打入吸收-蒸發(fā)器(D)的冷劑液成冷劑蒸汽，在吸收-蒸發(fā)器(D)內(nèi)被溶液吸收的冷劑介質(zhì)成為稀溶液的組成部分、經(jīng)第一溶液泵(I)打入一級(jí)發(fā)生器(E)并在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下重新成為冷劑蒸汽；原兩級(jí)流程中的單級(jí)(一級(jí))流程現(xiàn)在是依靠節(jié)流閥(2)、蒸發(fā)器(C)、冷劑液泵(0)、吸收-蒸發(fā)器(D)、一級(jí)發(fā)生器(E)和第一溶液泵(I)來(lái)進(jìn)行的參與兩級(jí)流程的冷劑介質(zhì)借道新增冷凝器(1)經(jīng)新增節(jié)流閥(2)降壓降溫進(jìn)入蒸發(fā)器(C)成兩部分，一部分吸收余熱成冷劑蒸汽，另一部分仍為冷劑液進(jìn)入冷劑液泵(0)；吸收余熱形成的冷劑蒸汽進(jìn)入吸收-蒸發(fā)器(D)、被來(lái)自一級(jí)發(fā)生器(E)的濃溶液吸收并放熱于由冷劑液泵打入吸收-蒸發(fā)器(D)的另一部分冷劑介質(zhì)成冷劑蒸汽，在吸收-蒸發(fā)器(D)內(nèi)被溶液吸收的冷劑蒸汽成為稀溶液的組成部分、經(jīng)第一溶液泵(I)打入一級(jí)發(fā)生器(E)并在外部驅(qū)動(dòng)熱的作用下重新成為冷劑蒸汽，吸收-蒸發(fā)器(D)和一級(jí)發(fā)生器(E)產(chǎn)生的這兩部分冷劑蒸汽共同向吸收器(F)提供進(jìn)行兩級(jí)熱泵流程的后續(xù)流程；新單級(jí)流程和原單級(jí)流程共用了新增節(jié)流閥(2)、蒸發(fā)器(C)、冷劑液泵(0)、吸收-蒸發(fā)器(D)、一級(jí)發(fā)生器(E)、第一溶液泵(I)和第一溶液熱交換器(K)，新單級(jí)流程與原兩級(jí)流程形成復(fù)合熱泵流程。
圖3所示的由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，它不同于圖1的地方在于，它通過(guò)第一溶液泵(I)和第二溶液泵(J)使溶液在吸收-蒸發(fā)器(D)、二級(jí)發(fā)生器(A)、吸收器(F)、一級(jí)發(fā)生器(E)之間形成串聯(lián)循環(huán)，圖1中溶液分為兩路獨(dú)立循環(huán)；其它方面二者是一致的。
圖4所示的由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，它與圖1所示的相比，二者都是在如圖7所示的兩級(jí)吸收式熱泵中增加冷凝器(1)和節(jié)流閥(2)后所形成的復(fù)合機(jī)組；不同之處在于圖4中保持了冷凝器(B)有冷劑液管線經(jīng)第二節(jié)流閥(H)連通吸收-蒸發(fā)器(D)這一連接方式。在形成的新復(fù)合熱泵流程中，一級(jí)發(fā)生器(E)產(chǎn)生的冷劑蒸汽一部分提供給吸收器(F)，另一部分進(jìn)入新增冷凝器(1)放熱于被加熱介質(zhì)后成冷劑液，該部分冷劑液和參與原熱泵流程、來(lái)自冷凝器(B)的冷劑液進(jìn)入蒸發(fā)器(C)吸收余熱成冷劑蒸汽進(jìn)入吸收-蒸發(fā)器(D)、被來(lái)自一級(jí)發(fā)生器(E)的濃溶液吸收放出熱量，該熱量加熱參與原熱泵流程、流經(jīng)吸收-蒸發(fā)器(D)的冷劑液成冷劑蒸汽向吸收器(F)提供。
圖5所示的由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，與圖4所示相比，圖5中冷凝器(B)與蒸發(fā)器(C)和吸收-蒸發(fā)器(D)之間的連接保持了原兩級(jí)熱泵的方式，增加冷凝器(1)和節(jié)流閥(2)之后形成的單級(jí)熱泵流程與圖4所示的一致。
圖6所示的是由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式制冷機(jī)，它與圖1所示的區(qū)別在于，較高溫度的驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)首先流經(jīng)一級(jí)發(fā)生器(E)用于單級(jí)制冷流程(同時(shí)也是兩級(jí)制冷流程的一級(jí)部分)后再流經(jīng)二級(jí)發(fā)生器(A)用于二級(jí)制冷流程的后續(xù)部分。
圖7和圖8所示的都是由吸收-蒸發(fā)器和一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵；其中，圖7所示的為采用兩個(gè)節(jié)流閥、兩路溶液各自獨(dú)立循環(huán)，圖8所示的為采用節(jié)流閥和冷劑液泵、兩路溶液各自獨(dú)立循環(huán)；它們也有對(duì)應(yīng)的溶液串聯(lián)循環(huán)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)此不難理解。
與本發(fā)明是在圖7、圖8所示的兩級(jí)機(jī)組中增加冷凝器和節(jié)流閥并有具體的連接所形成的，它們之間有著較大的差別 1.兩級(jí)熱泵對(duì)外供熱環(huán)節(jié)通過(guò)二級(jí)流程的吸收器(F)和冷凝器(B)來(lái)完成，適合于對(duì)外提供高溫供熱，性能指數(shù)相對(duì)較低的場(chǎng)合；當(dāng)機(jī)組用于加熱初始溫度較低、終了溫度高的介質(zhì)時(shí)節(jié)能效益受到制約。
2.增加冷凝器(1)和節(jié)流閥(2)后，增加了低溫供熱端——新增冷凝器(1)，附加的新單級(jí)供熱端——新增冷凝器(1)可在滿足被加熱介質(zhì)的低溫加熱需求階段時(shí)具有相對(duì)較高的性能指數(shù)，這彌補(bǔ)了原兩級(jí)熱泵流程在加熱初始溫度較低、終了溫度高的介質(zhì)時(shí)的缺陷。
可見(jiàn)，低溫供熱端的引入以較小的程度改變了熱泵結(jié)構(gòu)，帶來(lái)了機(jī)組工作參數(shù)和性能指數(shù)的差別，二者屬于不同意義上的機(jī)組。
圖9所示的不是新的復(fù)合吸收式熱泵，它是圖1所示的熱泵標(biāo)上了關(guān)鍵點(diǎn)的熱力學(xué)參數(shù)。本例中，低溫供熱端的供熱范圍占機(jī)組整個(gè)供熱區(qū)間的20％以上，由于單級(jí)熱泵流程的性能指數(shù)比兩級(jí)熱泵流程的性能指數(shù)要高出20％以上，則增加低溫供熱端使機(jī)組的性能指數(shù)提高約5％。吸收式機(jī)組一般為大負(fù)荷機(jī)組，提高5％的節(jié)能效益是一個(gè)實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，更何況這是僅僅在原兩級(jí)機(jī)組上增加了一個(gè)冷凝器和一個(gè)節(jié)流閥的結(jié)果；本發(fā)明不改變?cè)瓋杉?jí)熱泵，在一定程度上能夠克服被加熱介質(zhì)初溫變化——尤其是初溫增高對(duì)機(jī)組的影響。這些體現(xiàn)出本發(fā)明具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。
本發(fā)明技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的效果——本發(fā)明所提出的由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵具有如下的效果和優(yōu)勢(shì) ①作為熱泵，能夠彌補(bǔ)單純兩級(jí)吸收式熱泵用于較寬供熱范圍、較低初始溫度時(shí)性能指數(shù)較低的缺陷，從而實(shí)現(xiàn)余熱的深度利用；作為制冷機(jī)，對(duì)于初始溫度相對(duì)較高的余熱，可以在相同的溫降區(qū)間得到更多的制冷效益。
②創(chuàng)造性地僅增加冷凝器和節(jié)流閥就形成了一體式復(fù)合熱泵結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從而較大程度地減少設(shè)備造價(jià)。
③本發(fā)明在保持原有兩級(jí)熱泵機(jī)組優(yōu)點(diǎn)的前提下增加了單級(jí)流程的低溫供熱端，使復(fù)合機(jī)組在具備了初始溫度降低時(shí)發(fā)揮單級(jí)流程性能指數(shù)高而初始溫度升高時(shí)熱泵仍可正常運(yùn)行的特性。
④可在大范圍內(nèi)進(jìn)行機(jī)組負(fù)荷與供熱參數(shù)的調(diào)節(jié)，應(yīng)用于負(fù)荷、供熱溫度變化范圍較大的場(chǎng)合，可充分發(fā)揮兩流程各自的優(yōu)勢(shì)，提高綜合節(jié)能效益。
權(quán)利要求
1.一種由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，其特征是在由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)熱泵中增加冷凝器和節(jié)流閥，由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器在為吸收器提供冷劑蒸汽的同時(shí)向新增冷凝器提供冷劑蒸汽形成新的低溫供熱端；由二級(jí)發(fā)生器(A)、冷凝器(B)、蒸發(fā)器(C)、吸收-蒸發(fā)器(D)、一級(jí)發(fā)生器(E)、吸收器(F)、第一節(jié)流閥(G)/第二節(jié)流閥(H)或節(jié)流閥(G)/冷劑液泵(0)、第一溶液泵(I)、第二溶液泵(J)和相應(yīng)溶液熱交換器組成的、由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)吸收式熱泵上，新增冷凝器(1)和節(jié)流閥(2)，吸收-蒸發(fā)器(D)與一級(jí)發(fā)生器(E)共同有冷劑蒸汽通道直接或通過(guò)集汽-分汽包(M)連通新增冷凝器(1)，新增冷凝器(1)有冷劑液管線經(jīng)新增節(jié)流閥(2)連通蒸發(fā)器(C)和有管線連通被加熱介質(zhì)；在采用兩個(gè)節(jié)流閥的兩級(jí)結(jié)構(gòu)中，或保持冷凝器(B)經(jīng)第一節(jié)流閥(G)連接蒸發(fā)器(C)或改為冷凝器(B)經(jīng)第一節(jié)流閥(G)連通新增冷凝器(1)，或改冷凝器(B)經(jīng)第二節(jié)流閥(H)有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器(D)為由新增冷凝器(1)直接有冷劑液管線連通吸收-蒸發(fā)器(D)或保持原連接方式；在采用節(jié)流閥和冷劑液泵的兩級(jí)結(jié)構(gòu)中，或保持冷凝器(B)經(jīng)節(jié)流閥(G)連接蒸發(fā)器(C)或改為冷凝器(B)經(jīng)節(jié)流閥(G)連通新增冷凝器(1)；一級(jí)發(fā)生器(E)、新增冷凝器(1)、新增節(jié)流閥(2)、蒸發(fā)器(C)、吸收-蒸發(fā)器(D)、第一溶液泵(I)和第一溶液熱交換器(K)構(gòu)成新的單級(jí)熱泵流程，與原兩級(jí)熱泵流程組成復(fù)合熱泵流程，復(fù)合熱泵流程對(duì)被加熱介質(zhì)的低溫段供熱由新增冷凝器(1)完成，復(fù)合熱泵流程對(duì)被加熱介質(zhì)的高溫段供熱由吸收器(F)和冷凝器(B)完成；用作制冷機(jī)時(shí)，驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)管道依次連通一級(jí)發(fā)生器(E)和二級(jí)發(fā)生器(A)，驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)依次流經(jīng)一級(jí)發(fā)生器(E)和二級(jí)發(fā)生器(A)放熱。
全文摘要
一種由增加低溫供熱端而形成的復(fù)合吸收式熱泵，屬于熱泵/制冷技術(shù)領(lǐng)域。在由一級(jí)發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收-蒸發(fā)器、二級(jí)發(fā)生器、吸收器、第一節(jié)流閥/第二節(jié)流閥或節(jié)流閥/冷劑液泵、第一溶液泵、第二溶液泵和溶液熱交換器所組成、由吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器共同向吸收器提供冷劑蒸汽的兩級(jí)熱泵上增加新冷凝器和新節(jié)流閥，吸收-蒸發(fā)器與一級(jí)發(fā)生器有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器，新增冷凝器經(jīng)新增節(jié)流閥連通蒸發(fā)器、有管道連通被加熱介質(zhì)以及其它必要改動(dòng)；一級(jí)發(fā)生器、新增冷凝器、新增節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收-蒸發(fā)器和第一溶液泵等構(gòu)成單級(jí)流程，與兩級(jí)流程組成復(fù)合流程。它提高熱泵在寬溫度范圍高溫供熱時(shí)的性能指數(shù)，制冷時(shí)可深度利用余熱。
文檔編號(hào)F25B30/04GK101373112SQ20081013932
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月24日
發(fā)明者李華玉 申請(qǐng)人:李華玉