[发明专利]异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，热泵的供热温度和负荷应满足用户的热需求，其自身应具有简单的流程和构造，还要有尽可能高的性能指数。也就是说，应使热泵这种节能装置具有造价低、运行简单可靠、性能指数高和经济效益好等综合优势。

在余热温度较低或供热温度要求较高、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。对热泵来说，单一级数的热泵的供热温度区间和性能指数(即制热系数)是相对应的——对于确定的余热资源来说，低级数热泵的性能指数高但供热温度低，高级数的热泵性能指数低但供热温度高；单一级数的热泵对余热资源的要求也是不同的——对于一定的供热温度需求来说，低级数热泵与高级数热泵相比，前者需要的余热温度高于后者；可见，单一级数热泵的使用具有一定的局限性——或不能提供较高温度的供热，或不能满足热负荷需求，或不能充分地利用余热等。这样，在余热资源量较少、温度较低或热用户需求的温度较高、区间较宽——需要将被加热介质由较低的温度加热到较高的温度时，采用单一级数的热泵往往不能满足热用户的用热需求或不能充分地利用余热资源。不同级数的热泵组成联合供热系统可以在满足用户较宽温度区间的用热需求的同时实现余热的深度应用，但这必然使得整个节能供热系统的造价大大提高和系统运行的复杂化，经济效益低。

在制冷时，不同级数的热泵/制冷机组对热源的温度要求是不一样的，机组的性能指数(即制冷系数)也不同——机组级数越低，性能指数越高，要求的驱动热的温度也越高。这样，当制冷要求和驱动热的参数确定时，采用单一级数的机组往往不能充分利用驱动热来获得更多的制冷量，尤其在利用余热制冷时更是如此——单一级数的机组无法对余热实现充分、有效的利用。当然，采用不同级数的机组组成联合制冷系统可实现较高的制冷效益，但同样代价过高。

发明内容：

本发明的主要目的是要提供异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、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器等所组成，从内部结构上可分为以主要共用蒸发器、主要共用冷凝器和无主要共用部件三类，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.主要共用蒸发器和节流阀时，本发明由共用部件和各个级数的发生器或精馏塔、吸收器、冷凝器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成：级数为一的发生器/精馏塔、吸收器、冷凝器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器结合共用蒸发器构成起一级热泵结构，增加溶液泵、吸收-蒸发器或/和发生器构成二级及其以上级数的热泵结构，不同级数的热泵结构复合成一体式机组，相应地有不同级数的热泵流程；不同级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，共用蒸发器通过冷剂蒸汽通道连通各级数热泵结构中的一级吸收器、二级吸收-蒸发器、三级及以上级中的低压吸收-蒸发器和通过节流阀或与低级数热泵结构中的冷凝器连接或分别连接各冷凝器或以二者结合方式与冷凝器连接，低级数冷凝器或各级数冷凝器通过节流阀有冷剂液通道连通各吸收-蒸发器，从而在机组内部结构实现了不同级数热泵的复合；驱动热介质分别或依次在一级发生器、二级发生器或二级高压发生器、三级发生器或三级高压发生器为参与复合的各级数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低级数和高级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不同级数热泵的复合；不同级数热泵的复合是复合机组具有较宽的供热区间和较高的性能指数。

以由一级与单发生器型二级热泵复合而成的、共用蒸发器型闭式异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：