[发明专利]单级复合第一类吸收式热泵

说明书

技术领域：

本发明属于低温余热利用与热泵/制冷技术领域。

背景技术：

采用吸收式热泵技术进行余热利用是行之有效的手段，具有比较好的节能、环保和经济效益。在实际应用中，一要热泵将余热提升到用户的需求温度以上，二要热泵尽可能具有简单的流程和构造，三要热泵具有较高的余热利用效率。换一个角度讲，应使热泵具有造价低、运行简单可靠、性能指数高和经济效益好等综合优势。

在余热温度较低、余热量不够丰富时，一般要采用第一类吸收式热泵技术对余热资源加以应用，其中单级热泵是得到应用的主要种类，它分为一效、二效、三效与多效。受本身条件的限制，针对一定的余热资源，单一效数热泵的供热温度区间和性能指数是相对应的——热泵效数越低，供热温度越高，但其余热利用率相对较低，余热得不到有效利用、节能效益低；热泵效数高时，如单级二效第一类吸收式热泵，其性能指数相对较高，但供热温度低，往往无法满足用户的全部热需求，同样难以实现满意的节能效益。可见，单一效数热泵的使用具有一定的局限性。这样，在余热资源一定的情况下，当需要将被加热介质由较低温度加热到较高温度时，采用单一效数的热泵不能同时具有较高的节能效益和完全满足热用户的用热需求。不同效数的热泵组成联合供热系统可以满足用户较宽温度区间的用热需求，并可同时实现余热较高程度的应用，但这必然使得整个节能供热系统的造价过大和系统运行的复杂化，经济效益降低较大，甚至于无法满足经济方面的要求。

在制冷时，不同效数的热泵/制冷机组对热源的温度要求不同，机组的性能指数也不同——机组效数越高，性能指数越高，要求的驱动热的温度也越高。当制冷要求和驱动热确定时，采用单一效数机组往往不能充分利用驱动热进行制冷，尤其在余热制冷时更是如此。采用不同效数的机组组成联合制冷系统虽然可实现更好的节能效益，但同样代价过高。

发明内容：

本发明的主要目的是要提供单级复合第一类吸收式热泵，它主要由发生器(或精馏塔)、冷凝器、蒸发器、吸收器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器等所组成；因冷凝器关系着热泵供热温度的高低，故可分为无共用冷凝器和有共用冷凝器两类，从余热利用的角度又可分为余热共用和余热分用两种情况。

1.无共用冷凝器时，在蒸发器与吸收器为主要共用部件的单级复合第一类吸收式热泵中，还可共用节流阀、溶液泵或单独设置节流阀、溶液泵，此时本发明由共用部件和各个效数的发生器或精馏塔、冷凝器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成：效数为一的发生器/精馏塔、冷凝器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器与共用吸收器与蒸发器构成单级一效热泵结构，增加发生器、节流阀等构成二效及其以上效数的热泵结构，不同效数的热泵结构复合成一体式机组，相应地有不同效数的热泵流程；不同效数的热泵结构中的冷凝器之间或通过节流阀相连接、或各自独立或部分独立，冷凝器或独立时分别有冷介质通道经各效节流阀与共用蒸发器相连、或连接时由机组中高效数冷凝器有冷剂介质通道经共用节流阀与共用冷凝器相连，共用蒸发器还有冷剂蒸汽通道连通共用吸收器和有余热介质通道连通余热介质，共用吸收器还有稀溶液管道通过溶液泵和浓溶液管道分别与各效流程中的各发生器连通，从而在机组内部结构上实现了各效热泵结构的复合；驱动热介质分别或依次在一效发生器、二效高压发生器、三效高压发生器为参与复合的各效热泵流程提供驱动热，余热介质流经共用蒸发器提供余热，被加热介质依次或分别在高效数和低效数热泵结构中的吸收器与冷凝器中得到热量，驱动热介质、余热介质和被加热介质可使机组在外部实现各效热泵的复合；复合机组具有较宽的供热区间和较高的性能指数。

以由单级一效与单级二效热泵复合而成的、共用吸收器与蒸发器型闭式单级复合第一类吸收式热泵为例，如图1所示，本发明的目的是这样实现的：