單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵的制作方法
【專利摘要】單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵，由第一吸收器，第一溶液熱交換器，第一發(fā)生器，第一溶液泵，第一冷凝器，冷劑液泵，第一蒸發(fā)器，壓縮機，第一節(jié)流閥，第二蒸發(fā)器，第二吸收器，第二溶液泵，第二溶液熱交換器，第二發(fā)生器，第二冷凝器，第二節(jié)流閥所組成，其中第一吸收器，第一溶液熱交換器，第一發(fā)生器，第一溶液泵，第一冷凝器，冷劑液泵和第一蒸發(fā)器構(gòu)成經(jīng)典的單級第二類吸收式熱泵，第一冷凝器、壓縮機，第一節(jié)流閥和第二蒸發(fā)器構(gòu)成壓縮式熱泵，第二蒸發(fā)器和其余部件構(gòu)成單級第一類吸收式熱泵，三種熱泵有機結(jié)合，構(gòu)成單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵。
【專利說明】單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于低溫余熱利用/節(jié)能環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]吸收式熱泵以熱能為動力，采用逆卡諾循環(huán)實現(xiàn)熱量由低溫向高溫傳遞，特別適合有大量廢熱的場合。目前，吸收式熱泵大致可分為兩種，即第一類吸收式熱泵和第二類吸收式熱泵，前者它以高溫驅(qū)動熱為驅(qū)動力，回收低溫余熱實現(xiàn)對外供熱，是一種增熱型熱泵，后者以余熱與環(huán)境溫度間的溫度差為驅(qū)動力，以部分余熱溫度的降低為代價，獲得高于自身溫度的熱量，又稱增溫型熱泵。
[0003]當(dāng)供熱區(qū)間一定時，第一類吸收式熱泵需要較高溫度的驅(qū)動熱介質(zhì)或需要較高溫度的余熱介質(zhì)，而對于第二類吸收式熱泵，當(dāng)余熱溫度一定時，則需要較低的環(huán)境溫度，否則熱泵將無法完成加熱任務(wù)。
[0004]壓縮式熱泵的工作原理是以高品位的機械能或電能為動力，依靠壓縮機提高制冷劑的壓力以實現(xiàn)熱力循環(huán)，是目前應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的技術(shù)。由于制冷劑本身的物性，壓縮式熱泵可以回收0°c以下的熱量，但一般認(rèn)為其供熱溫度不超過65°C，原則上越低越好，因為當(dāng)供熱溫度較高時，一方面壓縮機的壓比大幅增加，排氣溫度升高、吸氣密度降低，工作效率下降，在容積效率存在的客觀條件下，當(dāng)壓比增加到一定數(shù)值時，將會出現(xiàn)壓縮機不停運轉(zhuǎn)但卻無法吸氣的情況，另一方面，由于制冷劑高溫下(130°C附近)會發(fā)生分解，故為安全起見，供熱溫度不能太高。
[0005]發(fā)明集兩種熱泵的優(yōu)勢所得的復(fù)合熱泵，將有助于解決上述兩種熱泵所難以解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供的是單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵。
[0007]單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵，由第一吸收器，第一溶液熱交換器，第一發(fā)生器，第一溶液泵，第一冷凝器，冷劑液泵，第一蒸發(fā)器，壓縮機，第一節(jié)流閥，第二蒸發(fā)器，第二吸收器，第二溶液泵，第二溶液熱交換器，第二發(fā)生器，第二冷凝器，第二節(jié)流閥所組成，其中第一吸收器，第一溶液熱交換器，第一發(fā)生器，第一溶液泵，第一冷凝器，冷劑液泵和第一蒸發(fā)器構(gòu)成經(jīng)典的單級第二類吸收式熱泵，第一冷凝器、壓縮機，第一節(jié)流閥和第二蒸發(fā)器構(gòu)成壓縮式熱泵，其中第一冷凝器做為壓縮式熱泵的蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器做為壓縮式熱泵的冷凝器，第二蒸發(fā)器，第二吸收器，第二溶液泵，第二溶液熱交換器，第二發(fā)生器，第二冷凝器，第二節(jié)流閥構(gòu)成經(jīng)典的第一類吸收式熱泵。第一發(fā)生器和第一蒸發(fā)器還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第二發(fā)生器還有驅(qū)動熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器、第二吸收器和第二冷凝器還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通，構(gòu)成單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵。
[0008]第一冷凝器既是單級第二類吸收式熱泵的冷凝器又是壓縮式熱泵的蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器既是第一類吸收式熱泵的蒸發(fā)器又是壓縮式熱泵的冷凝器?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]附圖所示為本發(fā)明提供的單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵。
[0010]圖中，I 一第一吸收器，2—第一溶液熱交換器，3—第一發(fā)生器，4 一第一溶液泵，5—第一冷凝器，6—冷劑液泵，7—第一蒸發(fā)器，8—壓縮機，9一第一節(jié)流閥，10—第二蒸發(fā)器，11 一第二吸收器，12—第二溶液泵，13—第二溶液熱交換器，14一第二發(fā)生器，15第二一冷凝器，16—第二節(jié)流閥。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明提供的單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵是這樣實現(xiàn)的:
結(jié)構(gòu)上，由第一吸收器I，第一溶液熱交換器2，第一發(fā)生器3，第一溶液泵4，第一冷凝器5，冷劑液泵6，第一蒸發(fā)器7，壓縮機8，第一節(jié)流閥9，第二蒸發(fā)器10，第二吸收器11，第二溶液泵12，第二溶液熱交換器13，第二發(fā)生器14，第二冷凝器15，第二節(jié)流閥16所組成，其中第一吸收器I，第一溶液熱交換器2，第一發(fā)生器3，第一溶液泵4，第一冷凝器5，冷劑液泵6和第一蒸發(fā)器7構(gòu)成經(jīng)典的單級第二類吸收式熱泵，第一冷凝器5、壓縮機8，第一節(jié)流閥9和第二蒸發(fā)器10構(gòu)成壓縮式熱泵，其中第一冷凝器5做為壓縮式熱泵的蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器10做為壓縮式熱泵的冷凝器，第二蒸發(fā)器10，第二吸收器11，第二溶液泵12，第二溶液熱交換器13，第二發(fā)生器14，第二冷凝器15，第二節(jié)流閥16構(gòu)成經(jīng)典的第一類吸收式熱泵。第一發(fā)生器3和第一蒸發(fā)器7還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第二發(fā)生器14還有驅(qū)動熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器1、第二吸收器11和第二冷凝器12還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通，構(gòu)成單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵。
[0012]工藝上，進入第一吸收器I的濃溶液吸收冷劑蒸汽并放熱于被加熱介質(zhì)，得到的稀溶液經(jīng)第一溶液熱交換器2后進入第一發(fā)生器3，余熱介質(zhì)流經(jīng)第一發(fā)生器3加熱進入其內(nèi)的稀溶液釋放并向第一冷凝器5提供冷劑蒸汽，得到的濃溶液經(jīng)第一溶液泵4和第一溶液熱交換器2進入第一吸收器I，進入第一冷凝器5的冷劑蒸汽放熱后得到的冷劑液經(jīng)冷劑液泵6后進入第一蒸發(fā)器7，余熱介質(zhì)流經(jīng)第一蒸發(fā)器7并加熱進入其內(nèi)的冷劑液成冷劑蒸汽并向第一吸收器I提供，完成單級第二類吸收式熱泵循環(huán)；進入第一冷凝器5的制冷劑介質(zhì)吸熱、蒸發(fā)后成制冷劑蒸氣并向壓縮機提供，壓縮機出口的高溫高壓制冷劑蒸氣進入第二蒸發(fā)器10，放熱冷凝后得到制冷劑液，該部分制冷劑液經(jīng)第一節(jié)流閥9節(jié)流后進入第一冷凝器5，完成壓縮式熱泵循環(huán)；進入第二吸收器11的濃溶液吸收冷劑蒸汽并放熱于被加熱介質(zhì)，得到的稀溶液經(jīng)第二溶液泵12和第二溶液熱交換器13進入第二發(fā)生器14，驅(qū)動熱介質(zhì)流經(jīng)第二發(fā)生器14并加熱進入其內(nèi)的稀溶液釋放并向第二冷凝器15提供冷劑蒸汽，得到的濃溶液經(jīng)第二溶液熱交換器13進入第二吸收器11，進入第二冷凝器15的冷劑蒸汽放熱于被加熱介質(zhì)，得到的冷劑液經(jīng)第二節(jié)流閥16進入第二蒸發(fā)器10，吸熱后得到的冷劑蒸汽向第二吸收器11提供，完成單級第一類吸收式熱泵循環(huán)；上述三個獨立的循環(huán)有機結(jié)合，構(gòu)成單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵循環(huán)。
[0013]第一冷凝器5既是單級第二類吸收式熱泵的冷凝器又是壓縮式熱泵的蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器10既是第一類吸收式熱泵的蒸發(fā)器又是壓縮式熱泵的冷凝器。
[0014]本發(fā)明技術(shù)可以實現(xiàn)的效果一本發(fā)明所提出的單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵具有如下的效果和優(yōu)勢:
①在環(huán)境溫度較高時，可以利用較低溫度的余熱來制熱；
②可以充分利用高溫驅(qū)動熱來實現(xiàn)對低溫度的余熱的充分利用；
③當(dāng)采用第一類吸收式熱泵和第二類吸收式熱泵依次完成對被加熱介質(zhì)的加熱時，可以降低對驅(qū)動熱介質(zhì)的溫度需求；
④復(fù)合熱泵結(jié)構(gòu)簡單，三個熱泵循環(huán)的運行相互影響又相互獨立，操作方便，維修容易，可行性高。
[0015]舉個例子來具體說明本發(fā)明所帶來的實際效果:
某處有大量55°C的低溫乏汽，該處有工藝需要將某物料自65°C升高至75V，原來的工藝是采用0.3Mpa、135°C的低壓蒸汽直接進行加熱，由于地理原因，此處環(huán)境溫度一般為40。。。
[0016]①若僅采用壓縮式熱泵工藝，由于供熱溫度超過了壓縮式熱泵的供熱上限，故壓縮式熱泵無法完成該任務(wù)，即節(jié)能率為O ;
②若僅采用以LiBr-水為工質(zhì)對單級第二類吸收式熱泵，取蒸發(fā)溫度為50°C，該環(huán)境溫度下，單級第二類吸收式熱泵最高供熱溫度僅為63°C，根本無法完成對物料的加熱，故節(jié)能率為O ;
③若僅采用單級第一類吸收式熱泵，以低溫乏汽為余熱源，取蒸發(fā)溫度為50°C，可以完成加熱任務(wù)，單級第一類吸收式熱泵的COP約為1.8，節(jié)能率為44.4% ；
④若采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，則可將第二類吸收式熱泵發(fā)生器冷劑蒸汽飽和溫度降至21°C，這一溫度顯然無法放熱給環(huán)境，但它足以作為壓縮式熱泵的蒸發(fā)溫度，利用壓縮式熱泵再將該部分熱量提升至45°C后進入第一類吸收式熱泵的蒸發(fā)器以作為其余熱介質(zhì)，經(jīng)計算，單級第一類吸收式熱泵和單級第二類吸收式熱泵都可完成對物料的加熱，其中單級第一類吸收式熱泵的COP約為1.7，單級第二類吸收式熱泵的COP約為0.47，采用R134a做為壓縮式熱泵的制冷劑，該工況下壓縮機壓比為2.1，制熱的COP約為8，則本發(fā)明提供的方案在此案例中的綜合COP約為2.24，節(jié)能率約為55.3%，節(jié)能率約是方案③的1.25倍。
【權(quán)利要求】
1.單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵，由第一吸收器，第一溶液熱交換器，第一發(fā)生器，第一溶液泵，第一冷凝器，冷劑液泵，第一蒸發(fā)器，壓縮機，第一節(jié)流閥，第二蒸發(fā)器，第二吸收器，第二溶液泵，第二溶液熱交換器，第二發(fā)生器，第二冷凝器，第二節(jié)流閥所組成，其中第一吸收器，第一溶液熱交換器，第一發(fā)生器，第一溶液泵，第一冷凝器，冷劑液泵和第一蒸發(fā)器構(gòu)成經(jīng)典的單級第二類吸收式熱泵，第一冷凝器、壓縮機，第一節(jié)流閥和第二蒸發(fā)器構(gòu)成壓縮式熱泵，其中第一冷凝器做為壓縮式熱泵的蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器做為壓縮式熱泵的冷凝器，第二蒸發(fā)器，第二吸收器，第二溶液泵，第二溶液熱交換器，第二發(fā)生器，第二冷凝器，第二節(jié)流閥構(gòu)成經(jīng)典的第一類吸收式熱泵，第一發(fā)生器和第一蒸發(fā)器還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第二發(fā)生器還有驅(qū)動熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器、第二吸收器和第二冷凝器還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通，構(gòu)成單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵。
2.本發(fā)明所述的單級壓縮單級吸收式復(fù)合熱泵，其特征在于第一冷凝器既是單級第二類吸收式熱泵的冷凝器又是壓縮式熱泵的蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器既是第一類吸收式熱泵的蒸發(fā)器又是壓縮式熱泵的冷凝器。
【文檔編號】F25B27/02GK103542601SQ201310514773
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】劉輝 申請人:劉輝