[实用新型]一种超高温非共沸工质热泵机组

说明书

本实用新型提出了一种超高温非共沸工质热泵机组，将电动热泵的冷凝器和吸收式热泵的蒸发器再生器“三器合一”，同时实现氟利昂冷凝、溶液再生和制冷剂蒸发过程。同时在电动热泵中使用新型非共沸工质HD‑01，该新型非共沸工质冷凝温度可达130℃以上。该超高温非共沸热泵机组可以用于回收50℃以下的工业余热，并将被加热介质加热到180℃以上。跟目前的电动热泵技术或者吸收式热泵技术相比较而言，在相同的余热资源温度下可以实现被加热介质更高的出口温度和温升，并具有一定的经济性优势。

技术领域

本实用新型属于能源利用技术领域，特别是涉及采用非共沸工质的超高温热泵。

背景技术

在能源化工等领域广泛存在大量的低品位余热，这些余热通常以低温水或者蒸汽方式被直接排走未被利用，而由于其数量较大导致系统的能源利用效率较低。

目前的工业余热回收技术中较为常用的是热泵技术，如果采用吸收式热泵技术，无论是一类吸收式热泵或者二类吸收式热泵，由于吸收式热泵的流程或者溴化锂工质的限制导致其被加热介质的出口温度存在限制；如果采用电动热泵技术，电动热泵采用纯工质时由于压缩机和工质的限制导致升温幅度非常有限并且电耗较高导致经济性较差。

目前的吸收式热泵和电动热泵采用外部水路串联或者并联的方式进行使用，由于热泵的各个换热器均存在换热端差，由此导致在换热过程中发生不可逆的损失较大导致系统的性能较差。

为了实现被加热介质温度的大幅度提升，该实用新型提出了一种将电动热泵冷凝器和吸收式热泵再生器蒸发器三合一的新型换热装置，可以回收50℃以下的工业余热废热同时，可以将被加热介质提升到180℃以上。该采用新型流程和换热装置的热泵相比现有报道的热泵技术具有更高出口温度和更大温升幅度的特点。

发明内容

为了解决余热回收过程余热资源的温度与被加热介质温度之间温差过大难以回收的问题，该实用新型提出了一种非共沸工质电动热泵与吸收式热泵合二为一的热泵机组，该机组并非将电动热泵和吸收式热泵的水路进行串联或者并联等简单连接，而是将电动热泵的冷凝器和吸收式热泵的蒸发器再生器“三器合一”，相比现有检索类似技术而言，由于流程创新减小了换热过程的不可逆损失，同时在电动热泵中使用了新型非共沸工质，因此具有更高的热泵COP (性能系数)，该热泵可以回收50℃以下的工业余热，并将被加热介质加热到180℃以上。

本实用新型将电动热泵的冷凝器、吸收式热泵再生器和吸收式热泵蒸发器合三为一，新型的三合一换热器同时实现了内部换热管管内非共沸工质冷凝和管外溶液再生和冷剂水蒸发的过程，相比只将电动热泵和吸收式热泵的相关水路进行串联，并联或者其它的连接方式而言，由于该新型换热器无须水路作为中间换热介质，因此具有更小的换热过程不可逆损失，热泵整体的COP显著升高。

本实用新型提供一种超高温非共沸工质热泵机组，所述热泵机组包括蒸发器1、冷凝器4、冷凝-蒸发-再生换热器3、吸收器5、电动压缩机2和循环泵节流阀等配件构成。

所述热泵机组蒸发器1通过管路与冷凝-蒸发-再生换热器3连通，冷凝器 4通过管路与冷凝-蒸发-再生换热器3连通，吸收器5通过管路与冷凝-蒸发- 再生换热器3连通。

所述热泵的蒸发器1的连接管路包括余热水管路15、非共沸工质低压管路16和非共沸工质高压管路20。液态的非共沸工质通过非共沸工质低压管路 16进入蒸发器1后被余热水管路15内的工业余热介质加热后汽化由液态变成汽态，然后汽态的非共沸工质进入非共沸工质高压管路20后离开蒸发器1再进入电动压缩机2。

所述热泵的吸收器5的连接管路包括制冷剂中压管路21、稀溶液管路24、浓溶液管路22和被加热介质管路23。浓溶液进入吸收器5后在流动过程中吸收来自制冷剂中压管路21的冷剂蒸汽，吸收的过程中溶液的浓度降低同时释放热量，该热量用于加热被加热介质管路23的管内介质。最后完成吸收过程的稀溶液通过稀溶液管路24离开吸收器5。