一種吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供方法及其裝置制造方法
【專利摘要】一種吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供方法及其裝置，屬熱動力【技術(shù)領(lǐng)域】。采用膨脹機替代吸收式熱泵制冷循環(huán)的冷凝器和節(jié)流減壓裝置，將吸收式熱泵制冷循環(huán)改進為制泵制冷與動力聯(lián)供循環(huán)。驅(qū)動熱源驅(qū)動發(fā)生器產(chǎn)生高壓制冷劑工質(zhì)蒸汽，工質(zhì)蒸汽在膨脹機中膨脹做功并減壓，膨脹機排出的泛汽經(jīng)蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)為低壓蒸汽，低壓蒸汽進入吸收器吸收。本發(fā)明使蒸汽動力裝置的初溫大幅提高和并降低排汽溫，從而大幅度提高了蒸汽動力裝置的效率，與有機朗肯循環(huán)組成復(fù)合式動力循環(huán)，系統(tǒng)綜合效率更高。利用吸附熱制取驅(qū)動熱源，可實現(xiàn)系統(tǒng)自驅(qū)動，是一種低碳、環(huán)保的多功能熱、冷、動力聯(lián)供方法及裝置。
【專利說明】一種吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動力提供的方法，屬熱動力【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] -般的蒸汽類動力輸出裝置（蒸汽機、汽輪機），蒸汽膨脹做功的熱效率受初溫、 初壓、排汽溫度、排汽壓力的影響。
[0003] 當(dāng)初溫不變時，溫差越高，效率越高。初壓越高、效率越高。當(dāng)初溫不變時，排汽溫 度越低，效率越高；排汽壓力越低，效率越高。
[0004] 由于蒸汽動力裝置膨脹做功會產(chǎn)生泛汽，需將泛汽冷凝成工質(zhì)液體才能使循環(huán)進 行下去。所以蒸汽動力裝置的排汽溫度一般需高于環(huán)境溫度。此外，提高蒸汽動力裝置的 初溫，必須提高其壓力，壓力提高對蒸汽動力機械的耐壓設(shè)計要求更高，目前提高蒸汽初溫 的空間也較小。所以，水蒸汽動力裝置的效率進一步提升的空間已很小。
[0005] 其次，由于低品位熱源無法提供較高的初溫，排汽溫度又必須高于環(huán)境溫度，采用 低品位熱源的蒸汽動力機械效率低，實用價值低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種更高效的動力提供方法及其裝置。要解決的問題是：進 一步提高蒸汽動力裝置的初溫或者降低排汽溫度。
[0007] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案：本發(fā)明對吸收式熱泵制冷循環(huán)進行改進，采用膨脹機替 代吸收式熱泵制冷循環(huán)的冷凝器和節(jié)流減壓裝置，使工質(zhì)蒸汽膨脹做功并減壓，膨脹機排 出的泛汽經(jīng)蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，使其中的制冷劑液體蒸發(fā)為低壓蒸汽，低壓蒸汽進入吸收器 吸收。具體方法：采用合適的熱泵制冷工質(zhì)對，將工質(zhì)及其溶質(zhì)配制成一定濃度的工質(zhì)對 稀溶液，充裝入發(fā)生器中，驅(qū)動熱源對發(fā)生器中的工質(zhì)對稀溶液進行加熱，稀溶液濃縮，產(chǎn) 生高壓工質(zhì)蒸汽，濃溶液進入溶液換熱器，與來自吸收器的稀溶液換熱后進入吸收器；高壓 工質(zhì)蒸汽經(jīng)膨脹機膨脹做功后產(chǎn)生低壓泛汽，低壓泛汽進入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，泛汽中的低 壓液體蒸發(fā)汽化為低壓蒸汽，低壓蒸汽進入吸收器被濃溶液吸收，吸收熱向環(huán)境放熱，吸收 了低壓工質(zhì)蒸汽的工質(zhì)對稀溶液進入溶液換熱器，與來自發(fā)生器的濃溶液換熱后進入發(fā)生 器，維持發(fā)生器和吸收器中的液位、濃度和溫度的穩(wěn)定，實現(xiàn)吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供循 環(huán)的連續(xù)進行。
[0008] 蒸發(fā)產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮機加壓后再進入吸收器吸收，可提高吸收器放熱 溫度。
[0009] 本發(fā)明的驅(qū)動熱源也可直接采用吸收器的放熱制取驅(qū)動熱源，實現(xiàn)系統(tǒng)自驅(qū)動。 吸收器對低壓驅(qū)動工質(zhì)液體加熱，使驅(qū)動工質(zhì)液體吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生低壓驅(qū)動工質(zhì)蒸汽，低壓 驅(qū)動工質(zhì)蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮加壓升溫，產(chǎn)生高壓驅(qū)動工質(zhì)蒸汽，高壓工質(zhì)蒸汽作驅(qū)動熱源 對吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供循環(huán)的發(fā)生器加熱，受發(fā)生器中的稀溶液冷卻，凝結(jié)成中壓 驅(qū)動工質(zhì)液體，中壓驅(qū)動工質(zhì)液體經(jīng)節(jié)流減壓閥減壓，在用作蒸發(fā)器的吸收器中吸熱蒸發(fā)， 完成驅(qū)動循環(huán)。也可采用壓縮機對蒸發(fā)產(chǎn)生的低壓蒸汽進行壓縮后進入吸收器吸收，吸收 器放熱用于對發(fā)生器加熱。
[0010] 本發(fā)明的效果：本發(fā)明對吸收式熱泵制冷循環(huán)進行改進，采用膨脹機替代吸收式 熱泵制冷循環(huán)的冷凝器和節(jié)流減壓裝置，使工質(zhì)蒸汽膨脹做功并減壓，膨脹機排出的泛汽 經(jīng)蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，使其中的制冷劑液體蒸發(fā)為低壓蒸汽，低壓蒸汽進入吸收器吸收放熱。 由于吸收器可吸收比其溫度低得多的低壓蒸汽。使得本發(fā)明蒸汽膨脹機的排汽溫度可低于 環(huán)境溫度。當(dāng)采用高沸點物質(zhì)與工質(zhì)構(gòu)成工質(zhì)對時，由于發(fā)生器中稀溶液中高沸點物質(zhì)蒸 汽分壓極低，而工質(zhì)的蒸汽分壓又遠低于純工質(zhì)蒸汽分壓，使得相同蒸發(fā)溫度時，稀溶液中 工質(zhì)蒸發(fā)壓力較純工質(zhì)蒸發(fā)壓力低得多。這使得即使是在相同蒸發(fā)壓力的情況下，工質(zhì)蒸 發(fā)溫度可以大幅度提高。從而蒸汽膨脹的初溫可大幅度提高。因此，本發(fā)明可使蒸汽動力 裝置的初溫大幅提高和并降低排汽溫度，從而大幅度提高了蒸汽動力裝置的效率。還可采 用低品位熱源驅(qū)動。此外，采用蒸汽直接膨脹做功減壓，同吸收式熱泵制冷循環(huán)相比，減少 了冷凝過程消耗的低溫冷卻水，不需低溫?zé)嵩?。采用吸收器對蒸汽膨脹機排出的泛汽進行 吸收，同現(xiàn)有的蒸汽動力裝置相比，不需對泛汽進行冷凝，減少了冷卻水消耗。只需低品位 熱源，可同時實現(xiàn)制冷、供熱、動力聯(lián)供，是一種低碳、環(huán)保的多功能熱、冷、動力聯(lián)供方法及 裝直。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供系統(tǒng)示意圖
[0012] 圖2設(shè)低壓蒸汽壓縮機的吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供系統(tǒng)示意圖
[0013] 圖3自驅(qū)動吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供系統(tǒng)示意圖
[0014] 圖4設(shè)低壓壓縮機的自驅(qū)動吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供系統(tǒng)示意圖
[0015] 圖5設(shè)低壓壓縮機的復(fù)合吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供系統(tǒng)示意圖

【具體實施方式】
[0016] 吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供裝置如圖1所示，吸收式熱泵制冷動力系統(tǒng)由發(fā)生器1、 膨脹機2、蒸發(fā)器3、吸收器4、6溶液泵、溶液換熱器5、發(fā)生器1及管道依次連接而成。工質(zhì) 對稀溶液在發(fā)生器1中被驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，高壓工質(zhì)蒸汽經(jīng)膨脹機2膨脹 做功，低壓泛汽排入蒸發(fā)器3,低壓泛汽中的低壓工質(zhì)液體在蒸發(fā)器3中吸熱蒸發(fā)，低壓泛 汽全部汽化為低壓蒸汽，低壓蒸汽進入吸收器4中，被吸收器4中的濃溶液吸收，向環(huán)境放 熱，濃溶液吸收工質(zhì)蒸汽后變成稀溶液，進入溶液換熱器5與來自發(fā)生器1的濃溶液進行換 熱后進入發(fā)生器1，開始下一循環(huán)。
[0017] 設(shè)低壓壓縮機的吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供系統(tǒng)如圖2,由發(fā)生器1、膨脹機2、蒸發(fā) 器3、低壓壓縮機7、吸收器4、溶液泵6、溶液換熱器5、發(fā)生器1經(jīng)管道依次連接組成。工質(zhì) 對稀溶液在發(fā)生器1中被驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，高壓工質(zhì)蒸汽經(jīng)膨脹機2膨脹 做功，低壓泛汽排入蒸發(fā)器3,低壓泛汽中的低壓工質(zhì)液體在蒸發(fā)器3中吸熱蒸發(fā)，低壓泛 汽全部汽化為低壓蒸汽，低壓蒸汽經(jīng)壓縮機7壓縮加壓后進入吸收器4中，被吸收器4中的 濃溶液吸收，向環(huán)境放熱，濃溶液吸收工質(zhì)蒸汽后變成稀溶液，進入溶液換熱器5與來自發(fā) 生器1的濃溶液進行換熱后進入發(fā)生器1，開始下一循環(huán)。
[0018] 自驅(qū)動吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供系統(tǒng)如圖3,該系統(tǒng)由驅(qū)動循環(huán)和吸收式熱泵制 冷動力循環(huán)組成。驅(qū)動循環(huán)由吸收器4 (作蒸發(fā)器）、壓縮機7、發(fā)生器1 (作冷凝器）、節(jié)流 減壓閥8、吸收器（作蒸發(fā)器）及管道依次連接而成。驅(qū)動蒸汽在用作冷凝器的發(fā)生器1中 對工質(zhì)對稀溶液加熱，自身放熱凝結(jié)成驅(qū)動工質(zhì)液體，驅(qū)動工質(zhì)液體經(jīng)節(jié)流減壓閥8減壓， 進入用作蒸發(fā)器的吸收器4,吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生低壓驅(qū)動蒸汽，低壓驅(qū)動蒸汽經(jīng)壓縮機7壓縮 加壓，再進入發(fā)生器1作驅(qū)動熱源。吸收式熱泵制冷動力循環(huán)由發(fā)生器1、膨脹機2、蒸發(fā)器 3、吸收器4、溶液泵6、溶液換熱器5經(jīng)管道依次連接組成。工質(zhì)對稀溶液在發(fā)生器1中被 驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，高壓工質(zhì)蒸汽經(jīng)膨脹機2膨脹做功，低壓泛汽排入蒸發(fā) 器3,低壓泛汽中的低壓工質(zhì)液體在蒸發(fā)器3中吸熱蒸發(fā)，低壓泛汽全部汽化為低壓蒸汽， 低壓蒸汽進入吸收器4中，被吸收器4中的濃溶液吸收，向環(huán)境放熱，濃溶液吸收工質(zhì)蒸汽 后變成稀溶液，進入溶液換熱器5與來自發(fā)生器1的濃溶液進行換熱后進入發(fā)生器1，開始 下一循環(huán)。
[0019] 設(shè)低壓壓縮機的自驅(qū)動吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供系統(tǒng)如圖4,該系統(tǒng)由驅(qū)動循環(huán) 和吸收式熱泵制冷動力循環(huán)組成。驅(qū)動循環(huán)由吸收器4 (作蒸發(fā)器）、發(fā)生器1 (作冷凝器）、 驅(qū)動工質(zhì)泵8、吸收器4(作蒸發(fā)器）及管道依次連接而成。驅(qū)動蒸汽在發(fā)生器1中對工質(zhì) 對稀溶液加熱，自身放熱凝結(jié)成驅(qū)動工質(zhì)液體，驅(qū)動工質(zhì)液體經(jīng)工質(zhì)泵8壓入吸收器4,吸 熱蒸發(fā)，產(chǎn)生驅(qū)動蒸汽，進入發(fā)生器1作驅(qū)動熱源。吸收式熱泵制冷動力循環(huán)由發(fā)生器1、 膨脹機2、蒸發(fā)器3、壓縮機7、吸收器4、溶液換熱器5、溶液泵6、發(fā)生器1經(jīng)管道依次連接 而成。工質(zhì)對稀溶液在發(fā)生器1中被驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，高壓工質(zhì)蒸汽經(jīng)膨 脹機2膨脹做功，低壓泛汽排入蒸發(fā)器3,低壓泛汽中的低壓工質(zhì)液體在蒸發(fā)器3中吸熱蒸 發(fā)，低壓泛汽全部汽化為低壓蒸汽，低壓蒸汽經(jīng)壓縮機7加壓壓縮，進入吸收器4中，被吸收 器4中的濃溶液吸收，向環(huán)境放熱，濃溶液吸收工質(zhì)蒸汽后變成稀溶液，進入溶液換熱器5 與來自發(fā)生器1的濃溶液進行換熱后進入發(fā)生器1，開始下一循環(huán)。
[0020] 復(fù)合吸收式熱泵制冷動力聯(lián)供裝置如圖5所示，由有機朗肯蒸汽動力循環(huán)和吸收 式熱泵制冷動力循環(huán)復(fù)合而成。吸收式熱泵制冷動力系統(tǒng)由發(fā)生器1、膨脹機2、蒸發(fā)器3、 吸收器4、6溶液泵、溶液換熱器5、發(fā)生器1及管道依次連接而成。工質(zhì)對稀溶液在發(fā)生器 1中被驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，高壓工質(zhì)蒸汽經(jīng)膨脹機2膨脹做功，低壓泛汽排 入蒸發(fā)器3,低壓泛汽中的低壓工質(zhì)液體在蒸發(fā)器3中吸熱蒸發(fā)，低壓泛汽全部汽化為低壓 蒸汽，低壓蒸汽進入吸收器4中，被吸收器4中的濃溶液吸收，向環(huán)境放熱，濃溶液吸收工質(zhì) 蒸汽后變成稀溶液，經(jīng)溶液泵6泵入溶液換熱器5與來自發(fā)生器1的濃溶液進行換熱后進 入發(fā)生器1，開始下一循環(huán)。
[0021] 有機朗肯蒸汽動力循環(huán)由用作蒸汽發(fā)生器的吸收器4、膨脹機10、冷凝器11、工質(zhì) 泵12、用作蒸汽發(fā)生器的吸收器4經(jīng)管道依次連接而成。動力工質(zhì)液體在用作蒸汽發(fā)生器 的吸收器4中吸收熱量，產(chǎn)生工質(zhì)蒸汽，工質(zhì)蒸汽經(jīng)膨脹機10膨脹做功減壓，乏汽經(jīng)冷凝器 11冷卻，成為工質(zhì)液體，工質(zhì)液體經(jīng)工質(zhì)泵泵入用作蒸發(fā)器的吸收器4,開始下一循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1. 一種吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供方法及其裝置，其特征在于：采用膨脹機替代吸收 式熱泵制冷循環(huán)的冷凝器和節(jié)流減壓裝置，將吸收式熱泵制冷循環(huán)進行改進為吸收式熱泵 制冷與動力聯(lián)供循環(huán)，使發(fā)生器產(chǎn)生的工質(zhì)蒸汽直接在膨脹機中膨脹做功并減壓，膨脹機 排出的泛汽經(jīng)蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，使其中的制冷劑液體蒸發(fā)為低壓蒸汽，低壓蒸汽進入吸收 器吸收。
2. 如權(quán)利要求1所述的吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供方法及其裝置，其特征在于：蒸發(fā) 產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮機加壓后再進入吸收器吸收。
3. 如權(quán)利要求1所述的吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供方法及其裝置，其特征在于：采用 壓縮式熱泵制冷循環(huán)利用吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供循環(huán)系統(tǒng)的吸收熱制取高溫蒸汽作 為吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供系統(tǒng)的驅(qū)動熱源，其驅(qū)動循環(huán)以吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供 系統(tǒng)的發(fā)生器為冷凝器，以吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供系統(tǒng)的吸收器為蒸發(fā)器。
4. 如權(quán)利要求1所述的吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供方法及其裝置，其特征在于：以低 壓壓縮機將蒸發(fā)器產(chǎn)生的低壓蒸汽加壓壓縮后進入吸收器吸收，以吸收熱制取高溫蒸汽作 為吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供系統(tǒng)的驅(qū)動熱源，以吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)生 器為冷凝器。
5. 如權(quán)利要求1所述的吸收式熱泵制冷與動力聯(lián)供方法及其裝置，其特征在于：其與 有機朗肯蒸汽動力循環(huán)系統(tǒng)組成復(fù)合動力系統(tǒng)，其有機朗肯蒸汽動力循環(huán)系統(tǒng)以熱泵制冷 動力聯(lián)供裝置的吸收器為蒸汽發(fā)生器。
【文檔編號】F25B30/04GK104048450SQ201410280241
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】周永奎 申請人:周永奎