本發(fā)明涉及熱泵節(jié)能，具體涉及一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，關(guān)于兩級吸收式熱泵的研究尚未成熟，僅存在理論上的系統(tǒng)設(shè)計。理論設(shè)計的熱泵系統(tǒng)根據(jù)發(fā)生器產(chǎn)生的濃溶液流向吸收器的方式不同，可以分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。

2、在串聯(lián)系統(tǒng)中，一級吸收器輸出的熱量輸入到二級蒸發(fā)器中。而在發(fā)生器中產(chǎn)生的濃溶液首先進入二級吸收器，并吸收來自二級蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的冷劑蒸汽。隨后，產(chǎn)生的中間濃度的溶液進入第一級吸收器，并吸收來自一級蒸發(fā)器蒸發(fā)的冷劑蒸汽。其中，二級吸收器產(chǎn)生的熱量即為熱泵的高溫輸出。

3、在并聯(lián)系統(tǒng)中，發(fā)生器產(chǎn)生的濃溶液同時進入一級和二級吸收器，兩級吸收器分別吸收來自一級和二級蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸汽。

4、上述系統(tǒng)雖然可以實現(xiàn)較高的溫升，但是系統(tǒng)的性能系數(shù)(cop)下降明顯，因此該系統(tǒng)并未得到實質(zhì)性的研究和使用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請?zhí)峁┮环N兩級吸收式熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過兩級吸收過程，有效提升了低溫余熱的利用效率，不僅在余熱溫度較低的情況下也能實現(xiàn)顯著的溫升，還能維持較高的系統(tǒng)性能系數(shù)。這一設(shè)計顯著提升了兩級吸收式熱泵系統(tǒng)在低溫余熱利用中的應(yīng)用潛力，具有重要的實際應(yīng)用價值和推廣前景。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)。

3、熱泵系統(tǒng)包括一級吸收循環(huán)系統(tǒng)和二級吸收循環(huán)系統(tǒng)。

4、一級吸收循環(huán)系統(tǒng)包括由依次相連的一級發(fā)生器、一級冷凝器、一級蒸發(fā)器和一級吸收器形成的一級工質(zhì)循環(huán)回路。

5、二級吸收循環(huán)系統(tǒng)包括依次相連的二級發(fā)生器、二級冷凝器、二級蒸發(fā)器和二級吸收器，二級吸收循環(huán)系統(tǒng)進一步包括第二換熱器，第二換熱器包括第二換熱放熱管和第二換熱吸熱管，二級發(fā)生器和二級冷凝器通過第二換熱放熱管相連，二級蒸發(fā)器和二級吸收器通過第二換熱吸熱管相連。

6、一級發(fā)生器和二級發(fā)生器通過發(fā)生器連接管道相連，一級吸收器和二級吸收器通過吸收器連接管道相連。

7、優(yōu)選地，二級發(fā)生器和二級吸收器通過二級發(fā)生器出液管相連，二級發(fā)生器出液管上設(shè)置有溶液泵。

8、優(yōu)選地，一級冷凝器和一級蒸發(fā)器通過一級冷凝出水管相連，一級冷凝出水管上設(shè)置有第一冷劑泵。一級發(fā)生器和一級吸收器通過一級吸收器出液管相連，一級吸收器出液管上設(shè)置有第一節(jié)流閥。

9、優(yōu)選地，二級冷凝器和二級蒸發(fā)器通過二級冷凝出水管相連，二級冷凝出水管上設(shè)置有第二冷劑泵。

10、優(yōu)選地，吸收器連接管道上設(shè)置有第二節(jié)流閥。

11、優(yōu)選地，熱泵系統(tǒng)進一步包括一級冷卻系統(tǒng)和二級冷卻系統(tǒng)，一級冷卻系統(tǒng)包括與一級冷凝器相連并形成第一冷卻循環(huán)回路的一級冷卻散熱器，第一冷卻循環(huán)回路上設(shè)置有第一冷卻截止閥和第一冷卻循環(huán)泵。二級冷卻系統(tǒng)包括與二級冷凝器相連并形成第二冷卻循環(huán)回路的二級冷卻散熱器，第二冷卻循環(huán)回路上設(shè)置有第二冷卻截止閥和第二冷卻循環(huán)泵。

12、優(yōu)選地，熱泵系統(tǒng)進一步包括余熱回收系統(tǒng)，余熱回收系統(tǒng)包括余熱進水管、余熱水泵和余熱出水管，一級蒸發(fā)器包括一級蒸發(fā)放熱管，一級發(fā)生器包括一級發(fā)生放熱管，余熱進水管、余熱水泵、一級蒸發(fā)放熱管、一級發(fā)生放熱管和余熱出水管依次相連。

13、優(yōu)選地，熱泵系統(tǒng)進一步包括回水再循環(huán)系統(tǒng)，回水再循環(huán)系統(tǒng)包括回水管和回水截止閥，一級冷凝器和二級冷凝器通過回水管相連，回水截止閥設(shè)置在回水管上。

14、優(yōu)選地，熱泵系統(tǒng)進一步包括中間換熱系統(tǒng)，一級吸收器內(nèi)設(shè)置有一級吸收換熱管，二級發(fā)生器內(nèi)設(shè)置有二級發(fā)生換熱管，一級吸收換熱管的出口與二級發(fā)生換熱管的入口通過中間換熱出水管相連，一級吸收換熱管的入口與二級發(fā)生換熱管的出口通過中間換熱入水管相連，中間換熱出水管上設(shè)置有中間換熱水泵。

15、優(yōu)選地，二級蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有二級蒸發(fā)換熱管，二級蒸發(fā)換熱管的入口與一級吸收換熱管的出口通過中間換熱循環(huán)進水管相連，二級蒸發(fā)換熱管的出口與一級吸收換熱管的入口通過中間換熱循環(huán)出水管相連，中間換熱循環(huán)進水管上設(shè)置有換熱截止閥。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果在于以下幾點：

17、首先，本申請涉及的兩級吸收式熱泵系統(tǒng)可以有效利用難以回收的低溫余熱熱源，通過兩級吸收過程，將低品位熱能提升至更高溫度水平，實現(xiàn)能源的回收利用。與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)在相同的余熱條件下可以實現(xiàn)顯著的溫度提升，能夠滿足更多工藝和采暖需求。

18、其次，該系統(tǒng)具有很強的適應(yīng)性和靈活性，可以適應(yīng)不同的熱源溫度和冷卻水溫度。

19、同時，該系統(tǒng)在高溫升工況下，濃溶液的濃度變化較小，提高了系統(tǒng)的安全性。

20、并且，該系統(tǒng)主要依靠溶液的濃度差來驅(qū)動運行，所有的水泵和溶液泵均無需對工質(zhì)進行壓縮，因此所需要消耗的電能極少。這使得該系統(tǒng)不僅高效節(jié)能，而且運行成本低。

技術(shù)特征：

1.一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵系統(tǒng)包括一級吸收循環(huán)系統(tǒng)和二級吸收循環(huán)系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述二級發(fā)生器和所述二級吸收器通過二級發(fā)生器出液管相連，所述二級發(fā)生器出液管上設(shè)置有溶液泵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷凝器和所述一級蒸發(fā)器通過一級冷凝出水管相連，所述一級冷凝出水管上設(shè)置有第一冷劑泵；所述一級發(fā)生器和所述一級吸收器通過一級吸收器出液管相連，所述一級吸收器出液管上設(shè)置有第一節(jié)流閥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述二級冷凝器和所述二級蒸發(fā)器通過二級冷凝出水管相連，所述二級冷凝出水管上設(shè)置有第二冷劑泵。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收器連接管道上設(shè)置有第二節(jié)流閥。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵系統(tǒng)進一步包括一級冷卻系統(tǒng)和二級冷卻系統(tǒng)，所述一級冷卻系統(tǒng)包括與一級冷凝器相連并形成第一冷卻循環(huán)回路的一級冷卻散熱器，所述第一冷卻循環(huán)回路上設(shè)置有第一冷卻截止閥和第一冷卻循環(huán)泵；所述二級冷卻系統(tǒng)包括與二級冷凝器相連并形成第二冷卻循環(huán)回路的二級冷卻散熱器，所述第二冷卻循環(huán)回路上設(shè)置有第二冷卻截止閥和第二冷卻循環(huán)泵。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵系統(tǒng)進一步包括余熱回收系統(tǒng)，所述余熱回收系統(tǒng)包括余熱進水管、余熱水泵和余熱出水管，所述一級蒸發(fā)器包括一級蒸發(fā)放熱管，所述一級發(fā)生器包括一級發(fā)生放熱管，所述余熱進水管、余熱水泵、一級蒸發(fā)放熱管、一級發(fā)生放熱管和余熱出水管依次相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵系統(tǒng)進一步包括回水再循環(huán)系統(tǒng)，所述回水再循環(huán)系統(tǒng)包括回水管和回水截止閥，所述一級冷凝器和所述二級冷凝器通過所述回水管相連，所述回水截止閥設(shè)置在所述回水管上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵系統(tǒng)進一步包括中間換熱系統(tǒng)，一級吸收器內(nèi)設(shè)置有一級吸收換熱管，二級發(fā)生器內(nèi)設(shè)置有二級發(fā)生換熱管，所述一級吸收換熱管的出口與所述二級發(fā)生換熱管的入口通過中間換熱出水管相連，所述一級吸收換熱管的入口與所述二級發(fā)生換熱管的出口通過中間換熱入水管相連，所述中間換熱出水管上設(shè)置有中間換熱水泵。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述二級蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有二級蒸發(fā)換熱管，所述二級蒸發(fā)換熱管的入口與所述一級吸收換熱管的出口通過中間換熱循環(huán)進水管相連，所述二級蒸發(fā)換熱管的出口與所述一級吸收換熱管的入口通過中間換熱循環(huán)出水管相連，所述中間換熱循環(huán)進水管上設(shè)置有換熱截止閥。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及熱泵節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩級吸收式熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一級吸收循環(huán)系統(tǒng)和二級吸收循環(huán)系統(tǒng)。一級吸收循環(huán)系統(tǒng)包括由依次相連的一級發(fā)生器、一級冷凝器、一級蒸發(fā)器和一級吸收器形成的一級工質(zhì)循環(huán)回路。二級吸收循環(huán)系統(tǒng)包括依次相連的二級發(fā)生器、二級冷凝器、二級蒸發(fā)器和二級吸收器，二級吸收循環(huán)系統(tǒng)進一步包括第二換熱器。一級發(fā)生器和二級發(fā)生器通過發(fā)生器連接管道相連，一級吸收器和二級吸收器通過吸收器連接管道相連。該系統(tǒng)通過兩級吸收過程，有效提升了低溫余熱的利用效率，不僅在余熱溫度較低的情況下也能實現(xiàn)顯著的溫升，還能維持較高的系統(tǒng)性能系數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：危俊卓,吳迪,姜佳彤,胡斌,王如竹
受保護的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/17