[发明专利]基于电驱动膜分离技术提升燃气型氨水溴热泵性能的装置

说明书

本发明公开了一种基于电驱动膜分离技术提升燃气型氨水溴热泵性能的装置，包括低压级溶液循环系统、高压级溶液循环系统、燃气系统，低压级溶液循环系统包括低压吸收器、一级节流阀、一级电驱动膜分离器、一级溶液热交换器、一级溶液泵、低压分凝器、低压发生器，高压级溶液循环系统包括高压吸收器、二级节流阀、二级电驱动膜分离器、二级溶液热交换器、二级溶液泵、高压发生器、高压分凝器、二级溶液泵，所述一级电驱动膜分离器、二级电驱动膜分离器均为电驱动膜分离器，本发明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，提高燃气热量的利用效率；并在室外温度过低时采用废气补热的方式提高产热能力。

技术领域

本发明涉及一种利用电驱动膜分离装置的新型第一类两级氨水燃气吸收式热泵技术,属于热泵技术领域。

背景技术

目前北方冬季供暖设备主要是锅炉，通过燃烧产生的热量直接换热的方式满足供热需求，在理想无热损失情况下，通过现有提高锅炉燃烧效率和换热效率的方法仅能使一次能源利用效率最高达到1。第一类氨吸收式热泵，利用高温热能驱动，把低温热源的热能提高到中温，产生大量的中温有用热能，从而提高了热能的利用效率，是回收利用低温度位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。第一类氨吸收式热泵是通过普通吸收制冷循环来实现的，其性能系数大于1。通过两级循环可以充分利用天然气燃烧热量，进一步提高燃气吸收式热泵的性能系数。

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，设备初投资大且精馏过程能耗多。加入第三种工质溴化锂可以有效提高氨的发生效率，提高热量的利用率，降低吸收式热泵对热源温度和热量的需求并减小精馏设备体积。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，对吸收过程不利，减少了高压和低压吸收器的产热量，降低燃气型两级第一类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，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，进一步提高了双级第一类氨吸收式热泵系统的性能系数。

天然气作为清洁能源，是国家大力推广使用的供暖能源，燃气型吸收式热泵可以提高热量的利用率，但燃气型吸收式热泵中依然存在高品位能量浪费和热量品位匹配问题。发生器燃气排气温度仍有200℃以上的余热被直接排入大气，吸收器和精馏塔需要外界冷却，北方冬季室外温度较低难以从环境中提取热量，且与供热温度相比有较大温差。通过设计排气管路实现热量的两级利用，提高燃气的利用效率，同时为蒸发器补热，保证冬季供暖能力。合理安排给回水，实现各部件中热量的有效利用，提高供热效果。

发明内容

发明目的：由于氨吸收式热泵存在的上述缺陷，本发明提供一种基于电驱动膜分离技术提升燃气型氨水溴热泵性能的装置，该装置能够实现高压级和低压级中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两级第一类氨水吸收式热泵的发生效率，同时增加并保证了冬季供热热量。

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燃气型氨水溴热泵性能的装置，包括低压级溶液循环系统、高压级溶液循环系统、燃气系统，其中：