[发明专利]一种提高燃气热水炉热效率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高燃气热水炉热效率的方法。

本发明还涉及实现上述方法的装置，即喷射-吸收复合热泵式燃气热水炉。

背景技术

我国大部分大中城市的主城区的供暖和公共建筑(宾馆、浴室、游泳馆、医院等)的热水系统主要是靠燃气热水炉运行的。通常，燃气热水炉的排烟温度在140-200℃之间，热损失很大，因此常规燃气热水炉热效率一般不超过92％。为了提高热效率，基于燃气烟气比较干净、含硫量低、含水率高的特点，人们开发了冷凝式燃气锅炉。冷凝式燃气锅炉通过降低排烟温度回收烟气中所含水蒸气的部分潜热，可使热效率提高11％-15％，排烟温度约为50℃，其极限热效率约为110％(按低热值计算)。某些冷凝式燃气锅炉与热泵联合应用，可将排烟温度降至35℃左右，冷凝80％的水蒸气，进而达到比单纯的冷凝式燃气锅炉更高的热效率。

大部分热泵是由电能驱动的，也有一些由热能驱动的热泵，主要包括喷射式热泵和吸收式热泵两种。提高燃气炉热效率，应该从热力学第一定律和第二定律两个角度去考虑，前者关注燃气燃烧热转移到热水中去的过程中热能“量”的变化，尽可能减少“量”的损失，后者关注热能转移过程中“质”的变化，即品位的变化，尽可能减少品位的损失，或者以品位损失为代价换取热能“量”的增加。采用电能驱动热泵与冷凝式燃气锅炉联用，并没有改变燃气热能利用过程中高品位能(高温烟气)无偿转化为低品位能(低温热水)的现实，仍然仅仅是从“量”的方面考虑去减少热能损失。采用热能驱动热泵与冷凝式燃气锅炉联用，可以利用燃气燃烧后的高温烟气作为热泵驱动力，通过热泵吸收外界低品位热能，输出总量比燃气燃烧热更多的中品位热能(相对于环境而言)。

单独的吸收式热泵(或制冷)循环的性能系数往往较低，其原因在于正循环的初、终压力(浓度)参数由于受冷凝温度和蒸发温度的制约而无法独立地提高。在传统吸收式热泵(或制冷)系统的基础上增加喷射器是一种很好的改进，合理配置会很大程度上提高系统的COP。在制冷方面，喷射-吸收复合制冷系统很早就被提出来了，比较典型的例子包括：(1)以四甘醇二甲醚/R22或四甘醇二甲醚/R21为工质，利用从发生器回来的高压溶液作喷射器的工作流体来提高吸收器的压力(Chen Liting.A newejector-absorber cycle to improve the COP of an absorption refrigerationsystem.Applied Energy，1988，30(1)：37-51)；(2)喷射器放置在发生器和冷凝器之间，利用来自发生器的高压制冷剂蒸气作引射流体，蒸发器内的制冷剂蒸气不仅被吸收器吸收，还被喷射器吸入，相当于两种压缩方式并联，以溴化锂/水溶液为工质，系统COP可达0.86-1.04(Aphornratanas S，EamesW I.Experimental investigation of a combined ejector-absorption refrigerator.Fuel & Energy Abstracts，1998，22(3)：195-207)。吸收式热泵与吸收式制冷原理相同，但形式上有较大差别。喷射-吸收复合热泵系统尚不多见，而以氨水为工质对的喷射-吸收复合热泵或制冷系统未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高燃气热水炉热效率的方法。

本发明的又一目的在于提供一种实现上述方法的装置，即喷射-吸收复合热泵式燃气热水炉。

为实现上述目的，本发明提供的提高燃气热水炉热效率的装置，主要包括：

一燃烧室，该燃烧室的烟道的进气口至排烟口依次安装有高温换热器、中温换热器和低温换热器；

中温换热器的进液口连接第一溶液泵，中温换热器的出液口连接气液分离器，该气液分离器的气相出口连接第一冷凝器，液相出口通过第二溶液泵连接高温换热器的进液口，高温换热器的出液口连接至喷射器的入口；

第一冷凝器连接至低温换热器的进液口，低温换热器的出液口连接至喷射器的引射口；

喷射器的出口与第二冷凝器相连接，该第二冷凝器通过第一溶液泵连接至中温换热器的进液口。

所述的装置，其中，排烟口安装有引风机。

所述的装置，其中，第一冷凝器与低温换热器的进液口之间安装有节流阀。

所述的装置，其中，喷射器的蒸汽喷管为渐缩渐扩型蒸汽喷管。

所述的装置，其中，烟道开设有冷凝水排放口。

本发明提供的提高燃气热水炉热效率的方法，主要流程是：