[发明专利]一种喷淋型空气源吸收式热泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷淋型空气源吸收式热泵，用于采暖和生活热水，冬季从低温空气中高效取热，并通过自身排烟或者吸收式热泵冷冻方式对载冷剂进行连续再生，特别适用于冬季气温较低的地区，属于供热领域。

背景技术

我国建筑供热能耗很大，从1996到2008年，北方城镇采暖能耗从7200万吨标煤增加到15300万吨标煤，已经占建筑总能耗的23%。随着我国城市的高速发展和人民生活水平的不断提高，必然带来各种用能设备数量和服务水平需求的增长，其能耗还将会大幅度提升。我国北方供热主要基于化石燃料燃烧，除热电联产外，主要依靠不同规模的锅炉，这种供热方式存在着能效低、污染大、能源高质低用等不足，尤其是燃煤锅炉。燃煤锅炉大量排放的污染物也被认为是城市PM2.5、PM10等污染的主要来源之一，是治理城市雾霾天气需要急迫解决的问题。

近年来，基于蒸汽压缩式热泵的供热系统得到了广泛的应用，包括地源热泵和空气源热泵，但是用于北方寒冷地区暴露出了较多的问题。比如地源热泵的土壤热不平衡问题会导致土壤温度的下降和制热性能的严重衰减；此外，地源热泵的地埋管换热器不仅施工难度大、初投资高，而且还需要占用较大的土地面积。对于空气源热泵，由于其结构简单而越来越多的应用与供热、空调和生活热水。然而，传统空气源用于冬天制热时会出现结霜的问题，导致系统制热性能系数和制热量都会大幅衰减，从而造成较大的供热能耗、甚至降低供热的可靠性。除此之外，风冷蒸发器需要较大的换热器面积而造成的高投资也是限制其大面积推广的一个重要因素。

发明内容

基于上述问题，本发明提出一种喷淋型空气源吸收式热泵，该热泵以热网、锅炉和燃料等作为驱动热源，通过喷淋型蒸发器从低温空气中提取显热和潜热，能够显著提高现有供热系统的一次能源效率，同时也能有效降低污染物排放。喷淋型蒸发器不仅没有风冷蒸发器的结霜风险，还大大降低了所需的换热器面积。并通过自身排烟或者冷冻再生用吸收式热泵对喷淋后被稀释了的载冷剂进行再生，从而实现全年稳定、高效运行。

本发明的下技术方案如下：

一种喷淋型空气源吸收式热泵，其特征在于：所述喷淋型空气源吸收式热泵包括发生器、吸收器、冷凝器、载冷剂再生装置、喷淋塔、喷淋型蒸发器、溶液热交换器、溶液泵、第一节流阀和第二节流阀；所述发生器的溶液出口依次与溶液热交换器的热端、第一节流阀和吸收器溶液入口相连；所述吸收器溶液出口依次与溶液泵、溶液热交换器的冷端和发生器的溶液入口相连；所述发生器的蒸汽出口依次与冷凝器、第二节流阀、喷淋型蒸发器和吸收器的蒸汽入口相连；所述喷淋型蒸发器置于喷淋塔内；所述喷淋塔的塔体内部由上到下依次为喷淋塔风机、挡液板、喷淋装置、喷淋型蒸发器和集液盘；所述集液盘的出口依次与载冷剂泵、第二阀门、载冷剂再生装置和喷淋装置相连；；所述载冷剂再生装置和第二阀门构成的支路与第一阀门所在支路并联；供热和生活热水从热水支路入口流入，经冷凝器和吸收器依次加热后，再从吸收器上的热水支路出口流出，送至用户使用。

本发明所述的喷淋型空气源吸收式热泵，其特征在于：所述喷淋塔为开式喷淋塔或闭式喷淋塔。

本发明所述的喷淋型空气源吸收式热泵，其特征在于：所述的喷淋型蒸发器是载冷剂—空气—制冷剂三种介质的换热器，其中，空气和载冷剂在换热器外侧流动，制冷剂在换热器内侧流动。

本发明所述的喷淋型空气源吸收式热泵，其特征在于：在热水支路入口前增设烟气换热器，待加热的水被高温烟气预热后进入冷凝器。

本发明所述的喷淋型空气源吸收式热泵，其特征在于：所述载冷剂再生装置可以是太阳能再生、烟气余热再生或吸收式热泵冷冻再生系统。

本发明所述的喷淋型空气源吸收式热泵，其特征在于：所述载冷剂再生装置内的载冷剂可为凝固点比水低的各种溶液。

本发明所述的喷淋型空气源吸收式热泵，其特征在于：所述喷淋型空气源吸收式热泵的循环形式包括多级循环、单效循环、多效循环、GAX循环以及这些循环的改进型。

本发明所述的喷淋型空气源吸收式热泵，其特征在于：所述喷淋型空气源吸收式热泵的驱动热源包括太阳能、地热能、废热、蒸汽、高温热水、化石燃料和生物质能中的一种或几种的组合。

本发明与现有供热系统相比具有如下优点：

①采用现有集中供热系统或者燃料直接燃烧驱动吸收式热泵，从空气中提取显热和潜热；与基于燃料燃烧的系统相比，提高了供热的一次能源效率，降低了污染物排放；与基于电力驱动的蒸汽压缩式热泵系统相比，大面积应用后不会增加电网压力，且采用天然制冷剂有利于臭氧层的保护；