[发明专利]基于电驱动膜分离技术提升氨水溴喷射式热泵性能的装置

说明书

本发明公开了一种基于电驱动膜分离技术提升氨水溴喷射式热泵性能的装置，包括溶液循环系统，所述溶液循环系统包括吸收器(5)、溶液泵(6)、喷射器(7)、溶液热交换器(8)、电驱动膜分离器(9)、分凝器(10)、发生器(11)，电驱动膜分离器(9)包括两个以上的高浓度氨‑水‑溴化锂溶液室、低浓度氨‑水‑溴化锂溶液室、阴阳离子交换膜隔，本发明利用两级喷射器分别强化蒸发器中氨的蒸发过程，根据具体工况开启喷射器，提高了环境热量的利用能力；同时利用电驱动膜分离技术保证三元工质提高发生效率并不影响吸收能力，扩大温度利用区间，并提高工业余热的在第一类吸收式热泵中的利用效率。

技术领域

本发明涉及一种电驱动膜分离提升氨-水-溴化锂吸收-喷射式热泵性能的方法技术，属于热泵技术领域。

背景技术

随着人们对能源紧缺问题的关注度提高，工业余热废热的转化成为了能源利用方面的重要研究问题。造纸工业、化工印染、发电站等行业在生产过程中会产生大量温度范围在60-90℃的低品位热量废水，此温度区间的大量余热难以被直接利用，造成了能量的损失。第一类吸收式热泵系统可以利用高温热量产生大量中温热量，通过工业余热废热驱动吸收式热泵，吸收环境热量在冬季提供供暖用水是工业余热利用的有效方式。

氨水吸收式热泵使用氨-水作为工质对有价格低廉、不破坏自然环境等优点，在工业生产部件的质量和精度有保障的现代，越来越受到人们的重视。然而，氨与水的标准沸点相差相对比较小(仅有133.4℃)，氨水溶液在发生器加热沸腾分离时水含量大，对热泵机组的稳定性有影响，所以必须用精馏装置提纯氨气，对驱动热源的温度要求高，设备初投资大且精馏过程能耗大。在常规氨水二元工质中加入第三种工质溴化锂可以有效提高氨的发生效率，降低吸收式热泵对热源温度和热量的需求，使工业余热废热可以作为吸收式热泵的驱动热源。溴化锂作为第三种工质在吸收器中会阻碍氨的吸收过程，降低了吸收器中溶液对氨的吸收能力，减少了高压吸收器中的高品位热的产热量，降低第二类双级吸收式热泵的性能系数。利用电渗析技术的电驱动膜分离装置中膜对阴阳离子的选择透过性，可以实现溶液中溴化锂的合理分配，将溴化锂保留在发生器侧并将吸收器侧的溴化锂分离到发生器侧，实现溴化锂在提高氨的发生能力的同时降低了溶液对氨的吸收性能的抑制，进一步提高了两级第二类氨吸收式热泵系统的性能系数。

冬季的环境温度较低，蒸发器采用热源塔或翅片管换热器难以从环境中提取足够多热量，使得蒸发的氨量太少，吸收式热泵的性能系数太低。低浓度稀溶液节流时会产生能量损失，使用高压溶液喷射引流低压氨气的方式，消除节流的能量损耗，同时提高蒸发器中氨的蒸发能力，强化冬季室外温度的利用效果，可以有效提高供暖热水产量和热品位；且当室外温度过低时，开启补热喷射器，进一步降低蒸发温度，提高环境热量利用率和大幅度热量品位提升。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于电驱动膜分离技术提升氨水溴喷射式热泵性能的装置，该装置能够实现吸收式热泵溴化锂在吸收器和发生器中的分配，在提高高压吸收器产热能力的同时提高了氨吸收式热泵的发生效率，同时扩大了氨吸收式热泵的温度利用区间；为了解决冬季寒冷天气难以从环境取热问题，结合喷射器进一步降低蒸发温度，减少节流过程能量损耗，提高吸收式热泵性能系数。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于电驱动膜分离技术提升氨水溴喷射式热泵性能的装置，包括溶液循环系统，所述溶液循环系统包括吸收器、溶液泵、喷射器、溶液热交换器、电驱动膜分离器、分凝器、发生器，其中：