專(zhuān)利名稱(chēng)：以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低溫余熱利用與熱泵/制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于余熱介質(zhì)(被制冷介質(zhì))、被加熱介質(zhì)和驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)的參數(shù)的多樣化，相應(yīng)要求有不同工作參數(shù)區(qū)間的熱泵流程，即需要有不同熱力學(xué)參數(shù)和熱力學(xué)性能的熱泵/制冷機(jī)組來(lái)滿(mǎn)足具體的需求。為了將余熱溫度提升得更高或能夠利用更低溫度的余熱進(jìn)行制冷，則需要采用一級(jí)以上結(jié)構(gòu)與流程的熱泵/制冷機(jī)組。 在吸收式熱泵中，單效熱泵流程的供熱溫度低而性能指數(shù)較高，利用單效供熱流程提供的熱負(fù)荷作為第二級(jí)供熱流程低溫?zé)嵩纯色@得供熱溫度高得多的熱負(fù)荷但對(duì)應(yīng)著較低的性能指數(shù)。當(dāng)被加熱介質(zhì)的初始溫度適合于采用兩供熱端的單效第一類(lèi)吸收式熱泵流程而末段被加熱溫度超出了其供熱能力時(shí)，為了獲得較高的性能指數(shù)并滿(mǎn)足被加熱介質(zhì)的用熱需求，在熱泵流程安排上就要進(jìn)行這樣的考慮被加熱介質(zhì)的初始階段采用相適應(yīng)的兩端供熱的單效第一類(lèi)吸收式熱泵一個(gè)或兩個(gè)供熱端，而被加熱介質(zhì)的后一階段采用供熱溫度更高而供熱溫度區(qū)間又相鄰的熱泵供熱流程。采用單效第一類(lèi)吸收式熱泵中的一個(gè)供熱端用于提供被加熱介質(zhì)的初始段熱需求，利用其另一個(gè)供熱端向供熱溫度較高的熱泵供熱流程提供低溫?zé)嶝?fù)荷，可滿(mǎn)足被加熱介質(zhì)溫度區(qū)間較寬的場(chǎng)合，并可獲得相對(duì)較高的性能指數(shù)。所采用的具體技術(shù)方案就是單效第一類(lèi)吸收式熱泵的吸收器用于向被加熱介質(zhì)的低溫段熱需求，其發(fā)生器釋放出的冷劑蒸汽用于向第二個(gè)熱泵流程的吸收器提供冷劑蒸汽，第二個(gè)熱泵供熱流程的吸收器和冷凝器向被加熱介質(zhì)提供高溫?zé)嵝枨?，得到熱力學(xué)參數(shù)在單效之上、具有部分單效熱力學(xué)性能、以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵。 與此相類(lèi)似而又有區(qū)別的情況是，當(dāng)被加熱介質(zhì)的溫度變化區(qū)間較寬且有變化時(shí)，采用上述三供熱端的熱泵流程又存在著這樣的問(wèn)題被加熱介質(zhì)溫度低時(shí)，第二個(gè)熱泵流程的供熱負(fù)荷隨之降低，導(dǎo)致整個(gè)熱泵流程中的冷劑蒸汽減少，熱泵性能指數(shù)基本不變。為了進(jìn)一步發(fā)揮被加熱介質(zhì)溫度低時(shí)第一個(gè)熱泵流程具有較高性能指數(shù)的優(yōu)勢(shì)，增加第二冷凝器作為第一個(gè)熱泵流程第二供熱端，得到以單效為第一級(jí)并具有四個(gè)供熱端的兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是要提供以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵，分為由一個(gè)第一級(jí)供熱端、兩個(gè)第二級(jí)供熱端構(gòu)成的三供熱端液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵和由兩個(gè)第一級(jí)供熱端、兩個(gè)第二級(jí)供熱端構(gòu)成的四供熱端液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵。 本發(fā)明中的以單效為第一級(jí)、具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵，由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器或再加上 冷劑液再循環(huán)泵所組成——第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵后或再經(jīng)第一溶液熱 交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器或再經(jīng)第二溶液熱交換 器、第一溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器，第二發(fā)生器還有濃溶液管路 經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和 第二溶液泵連通第一發(fā)生器，第一發(fā)生器還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器連通第一吸 收器；第一發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道連通第二吸收器，第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道連通 冷凝器，冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥連通蒸發(fā)器，蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道連通第一 吸收器；蒸發(fā)器還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器和第二發(fā)生器還分別有驅(qū)動(dòng)熱 介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器、冷凝器和第二吸收器還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部 連通；其特征在于溶液在第一吸收器、第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換 器、第三溶液熱交換器、第二發(fā)生器、第二吸收器、第二溶液泵、第一發(fā)生器之間形成串聯(lián)循 環(huán)，由第一發(fā)生器向第二吸收器提供冷劑蒸汽，第一吸收器、冷凝器和第二吸收器分別向被 加熱介質(zhì)提供熱負(fù)荷。 本發(fā)明中的以單效為第一級(jí)、具有四個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式 熱泵，由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、 第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器、第二冷凝 器和第二節(jié)流閥或再加上冷劑液再循環(huán)泵所組成——第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶 液泵后或再經(jīng)第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器 或再經(jīng)第二溶液熱交換器、第一溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器，第二 發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還有稀溶液管路 經(jīng)第二溶液熱交換器和第二溶液泵連通第一發(fā)生器，第一發(fā)生器還有稀溶液管路經(jīng)第一溶 液熱交換器連通第一吸收器；第一發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道分別連通第二吸收器和第二冷 凝器，第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道連通冷凝器，冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥連通蒸 發(fā)器或連通第二冷凝器，第二冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥連通蒸發(fā)器，蒸發(fā)器還 有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器；蒸發(fā)器還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器和第 二發(fā)生器還分別有驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器、第二冷凝器、冷凝器和第二吸 收器還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通；其特征在于溶液在第一吸收器、第一溶液泵、 第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器、第二發(fā)生器、第二吸收器、第二 溶液泵、第一發(fā)生器之間形成串聯(lián)循環(huán)，由第一發(fā)生器分別向第二吸收器和第二冷凝器提 供冷劑蒸汽，第一吸收器、第二冷凝器、冷凝器和第二吸收器分別向被加熱介質(zhì)提供熱負(fù) 荷。 在上述兩種以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵中，還可將第 二溶液熱交換器有被加熱介質(zhì)管路與外部連通，溶液流程所涉及部件的連接方式改為—— 第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第三溶液熱交換器連通第二 發(fā)生器，第二發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還 有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和第二溶液泵連通第一發(fā)生器，第一發(fā)生器還有稀溶液 管路經(jīng)第一溶液熱交換器連通第一吸收器。


圖1是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。 圖2也是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。 圖2所示與圖1所示的相比，二者之間的區(qū)別在于圖1中，第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器，第二發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和第二溶液泵連通第一發(fā)生器，；圖2中，第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器，第二發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和第二溶液泵連通第一發(fā)生器，其中第二溶液熱交換器有被加熱介質(zhì)管路與外部連通。 圖3還是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。
圖3所示與圖l所示的相比，二者之間的區(qū)別在于圖1中第一吸收器有稀溶液管
路經(jīng)第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)
生器，而圖3中則是第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵、第二溶液熱交換器、第一溶液
熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器。其目的在于利用低溫稀溶液首先流經(jīng)第二
溶液熱交換器來(lái)降低自第二吸收器流經(jīng)第二溶液熱交換器的稀溶液的溫度。 圖4是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級(jí)并具有四個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)
兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。 圖5也是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。 圖5所示與圖4所示的區(qū)別在于圖4中冷凝器有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥連通第二冷凝器，而圖5中則是冷凝器有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥連通蒸發(fā)器。 圖中，1-第一發(fā)生器，2-第二發(fā)生器，3-第一吸收器，4-第二吸收器，5-冷凝器，6_蒸發(fā)器，7-第一溶液泵，8-第二溶液泵，9-節(jié)流閥，10-第一溶液熱交換器，11-第二溶液熱交換器，12-第三溶液熱交換器，13-冷劑液再循環(huán)泵，14-第二冷凝器，15-第二節(jié)流閥。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。 圖1所示的以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵是這樣實(shí)現(xiàn)的 ①結(jié)構(gòu)上，它由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器和冷劑液再循環(huán)泵所組成；第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生器2，第二發(fā)生器2還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器12連通第二吸收器4，第二吸收器4還有稀溶液管路
6經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8連通第一發(fā)生器l，第一發(fā)生器1還有稀溶液管路
經(jīng)第一溶液熱交換器10連通第一吸收器3 ;第一發(fā)生器1還有冷劑蒸汽通道連通第二吸收
器4，第二發(fā)生器2還有冷劑蒸汽通道連通冷凝器5，冷凝器5還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥9 連通蒸發(fā)器6，蒸發(fā)器6還有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器3 ;蒸發(fā)器6還有余熱介質(zhì)管路 與外部連通，第一發(fā)生器1和第二發(fā)生器2還分別有驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收 器3、冷凝器5和第二吸收器4還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通。 ②流程上，自冷凝器5經(jīng)節(jié)流閥9節(jié)流后的冷劑液進(jìn)入蒸發(fā)器6、吸收余熱成冷劑 蒸汽向第一吸收器3提供，進(jìn)入第一吸收器3的冷劑蒸汽被來(lái)自第一發(fā)生器1的濃溶液吸 收并放熱于被加熱介質(zhì)；第一吸收器3的稀溶液經(jīng)第一溶液泵7加壓后再依次流經(jīng)第一溶 液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12進(jìn)入第二發(fā)生器2，進(jìn)入第二 發(fā)生器2的稀溶液受驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)的加熱而釋放冷劑蒸汽向冷凝器5提供，第二發(fā)生器2的 濃溶液經(jīng)第三溶液熱交換器12進(jìn)入第二吸收器4、吸收來(lái)自第一發(fā)生器1的冷劑蒸汽并放 熱于被加熱介質(zhì)，第二吸收器4的稀溶液流經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8進(jìn)入第 一發(fā)生器1、在驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)的加熱下釋放冷劑蒸汽向第二吸收器4提供，第一發(fā)生器1的濃 溶液經(jīng)第一溶液熱交換器10進(jìn)入第一吸收器3 ;進(jìn)入冷凝器5的冷劑蒸汽放熱于流經(jīng)冷凝 器5的被加熱介質(zhì)后成冷劑液，冷凝器5的冷劑液經(jīng)節(jié)流閥9節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器 6 ;余熱介質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)器6放熱，第一吸收器3將余熱溫度進(jìn)行第一級(jí)提升并向被加熱介質(zhì) 提供第一級(jí)熱負(fù)荷、冷凝器5和第二吸收器2共同將余熱溫度進(jìn)行第二級(jí)提升并向被加熱 介質(zhì)提供第二級(jí)熱負(fù)荷，得到以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一 類(lèi)吸收式熱泵。 在上述流程中，第一吸收器3的低溫稀溶液流經(jīng)第一溶液熱交換器10、第二溶液 熱交換器11吸熱，降低第一溶液熱交換器10的熱交換量，可使得第二溶液泵8工作于安全 的低溫溶液環(huán)境中；同時(shí)，溶液串聯(lián)循環(huán)方式的采用，使得第一吸收器3的稀溶液通過(guò)第一 溶液熱交換器10獲得第一發(fā)生器1流出的高溫濃溶液的熱量、通過(guò)第二溶液熱交換器11 獲得第二吸收器4流出的高溫稀溶液的熱量和通過(guò)第三溶液熱交換器12獲得第二發(fā)生器 2流出的高溫濃溶液的熱量，這三部分熱量全部隨著稀溶液進(jìn)入第二發(fā)生器2，從而相應(yīng)地 減少了第二發(fā)生器2所需高溫?zé)嶝?fù)荷的數(shù)量，這比進(jìn)入第一發(fā)生器1更有利于提高熱泵機(jī) 組的性能指數(shù)。 圖2所示的以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收 式熱泵，它與圖l所示的區(qū)別在于圖1中，第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第 一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11、第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生器2，第二 發(fā)生器2還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器12連通第二吸收器4，第二吸收器4還有稀 溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8連通第一發(fā)生器1 ;圖2中，第一吸收器3 有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第一溶液熱交換器10、第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生 器2，第二發(fā)生器2還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連12通第二吸收器4，第二吸收器 4還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8連通第一發(fā)生器l，其中第二溶 液熱交換器11有被加熱介質(zhì)管路與外部連通。 在圖2所示的以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸 收式熱泵中，第二吸收器4的稀溶液首先流經(jīng)第二溶液熱交換器11放熱于被加熱介質(zhì)，降低溫度后再流經(jīng)第二溶液泵8，可使第二溶液泵8工作于安全的工作溫度下。
圖3所示的以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收 式熱泵，它與圖1所示的區(qū)別在于圖1中第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第 一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生器2，而圖 3中則是第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第二溶液熱交換器11、第一溶液熱交 換器10和第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生器；第一吸收器3的低溫稀溶液首先流經(jīng)第 二溶液熱交換器11與第二吸收器4流經(jīng)第二溶液熱交換器11的高溫稀溶液進(jìn)行換熱以降 低其溫度后再流經(jīng)第二溶液泵8。 在圖3所示的所示的以單效為第一級(jí)并具有三個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第 一類(lèi)吸收式熱泵中，第一吸收器3的低溫稀溶液首先流經(jīng)第二溶液熱交換器11與來(lái)自第二 吸收器4的高溫稀溶液進(jìn)行換熱，使流經(jīng)第二溶液泵8的溶液溫度降低，以使第二溶液泵8 工作于安全的工作溫度下。 圖4所示的以單效為第一級(jí)并具有四個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收 式熱泵是這樣實(shí)現(xiàn)的 ①結(jié)構(gòu)上，它由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā) 器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱 交換器、第二冷凝器、第二節(jié)流閥和冷劑液再循環(huán)泵所組成；第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng) 第一溶液泵7、第一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12連通第 二發(fā)生器2，第二發(fā)生器2還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器12連通第二吸收器4，第二 吸收器4還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8連通第一發(fā)生器l，第一 發(fā)生器1還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器10連通第一吸收器3 ;第一發(fā)生器1還有冷 劑蒸汽通道分別連通第二吸收器4和第二冷凝器14，第二發(fā)生器2還有冷劑蒸汽通道連通 冷凝器5，冷凝器5還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥9連通第二冷凝器14，第二冷凝器14還有冷 劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥15連通蒸發(fā)器6，蒸發(fā)器6還有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器3 ;蒸 發(fā)器6還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器1和第二發(fā)生器2還分別有驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì) 管路與外部連通，第一吸收器3、第二冷凝器14、冷凝器5和第二吸收器4還分別有被加熱 介質(zhì)管路與外部連通。 ②流程上，自第二冷凝器14經(jīng)第二節(jié)流閥15節(jié)流后的冷劑液進(jìn)入蒸發(fā)器6、吸收 余熱成冷劑蒸汽向第一吸收器3提供，進(jìn)入第一吸收器3的冷劑蒸汽被來(lái)自第一發(fā)生器1 的濃溶液吸收并放熱于被加熱介質(zhì)；第一吸收器3的稀溶液經(jīng)第一溶液泵7加壓后再依次 流經(jīng)第一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12進(jìn)入第二發(fā)生器 2，進(jìn)入第二發(fā)生器2的稀溶液受驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)的加熱而釋放冷劑蒸汽向冷凝器5提供，第二 發(fā)生器2的濃溶液經(jīng)第三溶液熱交換器12進(jìn)入第二吸收器4、吸收來(lái)自第一發(fā)生器1的冷 劑蒸汽并放熱于被加熱介質(zhì)，第二吸收器4的稀溶液流經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液 泵8進(jìn)入第一發(fā)生器1、在驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)的加熱下釋放冷劑蒸汽分別向第二吸收器4和第二冷 凝器14提供，第一發(fā)生器1的濃溶液經(jīng)第一溶液熱交換器10進(jìn)入第一吸收器3 ;進(jìn)入冷凝 器5的冷劑蒸汽放熱于流經(jīng)冷凝器5的被加熱介質(zhì)后成冷劑液，冷凝器5的冷劑液經(jīng)節(jié)流 閥9節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入第二冷凝器14，進(jìn)入第二冷凝器14的冷劑蒸汽放熱于流經(jīng)第二冷 凝器14的被加熱介質(zhì)后成冷劑液，第二冷凝器14的冷劑液經(jīng)第二節(jié)流閥15節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器6 ;余熱介質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)器6放熱，第一吸收器3和第二冷凝器14共同將余熱 溫度進(jìn)行第一級(jí)提升并向被加熱介質(zhì)提供第一級(jí)熱負(fù)荷、冷凝器5和第二吸收器4共同將 余熱溫度進(jìn)行第二級(jí)提升并向被加熱介質(zhì)提供第二級(jí)熱負(fù)荷，得到單效為第一級(jí)并具有四 個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵。 對(duì)于被加熱介質(zhì)溫度變化范圍寬且適合于采用圖4所示的以單效為第一級(jí)并具 有四個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵，在用于被加熱介質(zhì)溫度區(qū)間寬、變 化范圍較大時(shí)，其具有較高的綜合性能指數(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的 首先，在需要將被加熱介質(zhì)由初始溫度加熱到最高溫度時(shí)，該熱泵機(jī)組按照最高 供熱溫度并滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。 其次，當(dāng)被加熱介質(zhì)終了溫度降低時(shí)，此時(shí)降低第二發(fā)生器2的驅(qū)動(dòng)熱負(fù)荷，一方 面使得自第二發(fā)生器2進(jìn)入第二吸收器4的溶液濃度降低，進(jìn)而導(dǎo)致第二吸收器4內(nèi)溶液 吸收冷劑蒸汽所形成的溫度降低，第二吸收器4提供給被加熱介質(zhì)的熱負(fù)荷降低，這將同 時(shí)減少了對(duì)來(lái)自第一發(fā)生器1的冷劑蒸汽的吸收；則一方面使得進(jìn)入冷凝器5的冷劑蒸汽 量減少，冷凝器5提供給被加熱介質(zhì)的熱負(fù)荷減少，進(jìn)而使被加熱介質(zhì)進(jìn)入第二吸收器4時(shí) 的溫度降低，使得第二吸收器4的冷熱介質(zhì)的傳熱溫差變大。這兩方面的影響則使得第二 吸收器4的熱負(fù)荷變化較小，但總體上第二級(jí)對(duì)外供熱負(fù)荷降低。 第三，隨著第二級(jí)對(duì)外供熱負(fù)荷的降低，熱泵機(jī)組對(duì)余熱的利用量也隨之降低，則 第一吸收器3的熱負(fù)荷降低，被加熱介質(zhì)進(jìn)入第二冷凝器14的溫度降低，第二冷凝器14熱 介質(zhì)——來(lái)自第一發(fā)生器1的冷劑蒸汽——與冷介質(zhì)——流經(jīng)第二冷凝器14的被加熱介 質(zhì)——之間的溫差加大，第二冷凝器14的熱負(fù)荷增大，第一發(fā)生器1產(chǎn)生的冷劑蒸汽則會(huì) 更多地進(jìn)入第二冷凝器14內(nèi)；雖然第一吸收器3吸收的冷劑蒸汽量在減少，但吸收的冷劑 蒸汽由第一發(fā)生器1重新發(fā)生出來(lái)且主要滿(mǎn)足第二冷凝器14所需，即此時(shí)在熱泵機(jī)組整個(gè) 供熱流程中，第一級(jí)流程兩個(gè)供熱端負(fù)荷增大并占有全部熱負(fù)荷的比例同時(shí)增大，這使得 熱泵機(jī)組在非最高供熱溫度下性能指數(shù)增大，從而使圖4所示的熱泵機(jī)組具有較高的綜合 性能指數(shù)。對(duì)第二冷凝器14采取合理及優(yōu)化設(shè)計(jì)，則可使該熱泵機(jī)組具有更高一些的綜合 性能指數(shù)。 圖5所示的以單效為第一級(jí)并具有四個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收 式熱泵，與圖4所示的相比，二者的區(qū)別在于①結(jié)構(gòu)上，圖4中冷凝器5有冷劑液管路經(jīng)節(jié) 流閥9連通第二冷凝器14，而圖5中則是冷凝器5有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥9連通蒸發(fā)器6。 ②流程上，圖4中第二發(fā)生器2提供給冷凝器5的冷劑蒸汽放熱于被加熱介質(zhì)成冷劑液后 經(jīng)節(jié)流閥9節(jié)流降壓降溫并有小量冷劑液汽化后進(jìn)入第二冷凝器14，并對(duì)流經(jīng)第二冷凝器 14的被加熱介質(zhì)釋放小量熱負(fù)荷后又全部成為冷劑液，該部分冷劑液再經(jīng)第二節(jié)流閥15 節(jié)流降壓降溫進(jìn)入蒸發(fā)器6 ;而圖5中則是第二發(fā)生器2提供給冷凝器5的冷劑蒸汽放熱 于被加熱介質(zhì)成冷劑液后經(jīng)節(jié)流閥9節(jié)流降壓降溫進(jìn)入蒸發(fā)器6。 由以上實(shí)例可以看出，本發(fā)明提出的單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸 收式熱泵，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)余熱溫度的兩級(jí)提升；針對(duì)被加熱介質(zhì)溫度提升區(qū)間寬、終了溫度較 高且溫度需求變化范圍較寬的情況，能夠充分發(fā)揮單級(jí)熱泵流程性能指數(shù)高的優(yōu)勢(shì)，從而 較大程度獲得較高的節(jié)能效益；本發(fā)明中以單效為第一級(jí)并具有四個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循 環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵更具有綜合性能指數(shù)高的優(yōu)勢(shì)，這使得本發(fā)明具有了很好的創(chuàng)新
9性、新穎性和實(shí)用性。 本發(fā)明技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的效果——本發(fā)明所提出的以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循 環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵具有如下的效果和優(yōu)勢(shì) ①得到了其熱力學(xué)效果介于單效流程與以單效流程為第一級(jí)的兩級(jí)流程之間的
第一類(lèi)吸收式熱泵機(jī)組，豐富了第一類(lèi)吸收式熱泵機(jī)組的類(lèi)型。 ②作為熱泵，能夠?qū)崿F(xiàn)余熱溫度的兩級(jí)提升，可以實(shí)現(xiàn)余熱的深度利用。 ③作為制冷機(jī)，能夠降低對(duì)驅(qū)動(dòng)熱源的溫度要求和實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)熱的深度利用，尤
其是利用低溫驅(qū)動(dòng)熱進(jìn)行制冷時(shí)可較大程度地實(shí)現(xiàn)制冷效益。 ④本發(fā)明中的以單效為第一級(jí)并具有四個(gè)供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸 收式熱泵，在應(yīng)用于負(fù)荷、供熱溫度變化范圍較大的場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)供熱參數(shù)、供熱區(qū)間與性 能指數(shù)之間合理對(duì)應(yīng)，并能夠充分發(fā)揮單級(jí)熱泵流程性能指數(shù)高的優(yōu)勢(shì)，從而較大程度獲 得較高的節(jié)能效益。
權(quán)利要求
以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵，其一為由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器或再加上冷劑液再循環(huán)泵所組成、具有三個(gè)供熱端的以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵；第一吸收器(3)有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵(7)后或再經(jīng)第一溶液熱交換器(10)、第二溶液熱交換器(11)和第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)或再經(jīng)第二溶液熱交換器(11)、第一溶液熱交換器(10)和第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)，第二發(fā)生器(2)還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器(12)連通第二吸收器(4)，第二吸收器(4)還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器(11)和第二溶液泵(8)連通第一發(fā)生器(1)，第一發(fā)生器(1)還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器(10)連通第一吸收器(3)；第一發(fā)生器(1)還有冷劑蒸汽通道連通第二吸收器(4)，第二發(fā)生器(2)還有冷劑蒸汽通道連通冷凝器(5)，冷凝器(5)還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥(9)連通蒸發(fā)器(6)，蒸發(fā)器(6)還有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器(3)；蒸發(fā)器(6)還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器(1)和第二發(fā)生器(2)還分別有驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器(3)、冷凝器(5)和第二吸收器(4)還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通；其特征在于溶液在第一吸收器(3)、第一溶液泵(7)、第一溶液熱交換器(10)、第二溶液熱交換器(11)、第三溶液熱交換器(12)、第二發(fā)生器(2)、第二吸收器(4)、第二溶液泵(8)、第一發(fā)生器(1)之間形成串聯(lián)循環(huán)，由第一發(fā)生器(1)向第二吸收器(4)提供冷劑蒸汽，第一吸收器(3)、冷凝器(5)和第二吸收器(4)分別向被加熱介質(zhì)提供熱負(fù)荷；其中，將第二溶液熱交換器(11)有被加熱介質(zhì)管路與外部連通時(shí)，溶液流程所涉及部件的連接方式改為——第一吸收器(3)有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵(7)、第一溶液熱交換器(10)、第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)，第二發(fā)生器(2)還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器(12)連通第二吸收器(4)，第二吸收器(4)還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器(11)和第二溶液泵(8)連通第一發(fā)生器(1)，第一發(fā)生器(1)還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器(10)連通第一吸收器(3)。
2. 以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵，其二為由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器、第二冷凝器和第二節(jié)流閥或再加上冷劑液再循環(huán)泵所組成、具有四個(gè)供熱端的以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵；第一吸收器(3)有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵(7)后或再經(jīng)第一溶液熱交換器(10)、第二溶液熱交換器(11)和第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)或再經(jīng)第二溶液熱交換器(11)、第一溶液熱交換器(10)和第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)，第二發(fā)生器(2)還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器(12)連通第二吸收器(4)，第二吸收器(4)還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器(11)和第二溶液泵(8)連通第一發(fā)生器(1) ，第一發(fā)生器(1)還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器(10)連通第一吸收器(3);第一發(fā)生器(1)還有冷劑蒸汽通道分別連通第二吸收器(4)和第二冷凝器(14)，第二發(fā)生器(2) 還有冷劑蒸汽通道連通冷凝器(5)，冷凝器(5)還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥(9)連通蒸發(fā)器(6)或連通第二冷凝器(14)，第二冷凝器(14)還有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥(15)連通蒸發(fā)器(6)，蒸發(fā)器(6)還有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器(3);蒸發(fā)器(6)還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器(1)和第二發(fā)生器(2)還分別有驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器(3)、第二冷凝器(14)、冷凝器(5)和第二吸收器(4)還分別有被加熱介質(zhì) 管路與外部連通；其特征在于溶液在第一吸收器(3)、第一溶液泵(7)、第一溶液熱交換器 (10)、第二溶液熱交換器(11)、第三溶液熱交換器(12)、第二發(fā)生器(2)、第二吸收器(4)、 第二溶液泵(8)、第一發(fā)生器(1)之間形成串聯(lián)循環(huán)，由第一發(fā)生器(1)分別向第二吸收器 (4)和第二冷凝器(14)提供冷劑蒸汽，第一吸收器(3)、第二冷凝器(14)、冷凝器(5)和第 二吸收器(4)分別向被加熱介質(zhì)提供熱負(fù)荷；其中，將第二溶液熱交換器(11)有被加熱介 質(zhì)管路與外部連通時(shí)，溶液流程所涉及部件的連接方式改為——第一吸收器(3)有稀溶液 管路經(jīng)第一溶液泵(7)、第一溶液熱交換器(10)、第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器 (2)，第二發(fā)生器(2)還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器(12)連通第二吸收器(4)，第二 吸收器(4)還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器(11)和第二溶液泵(8)連通第一發(fā)生器 (l)，第一發(fā)生器(1)還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器(10)連通第一吸收器(3)。
全文摘要
本發(fā)明提供以單效為第一級(jí)的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級(jí)第一類(lèi)吸收式熱泵，屬于余熱利用與熱泵/制冷技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了主要由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器組成的三供熱端熱泵機(jī)組和再加上第二冷凝器和第二節(jié)流閥所組成的四供熱端的熱泵；溶液在第一級(jí)與第二級(jí)之間進(jìn)行串聯(lián)循環(huán)，第一發(fā)生器向第二吸收器或/和第二冷凝器提供冷劑蒸汽、第一吸收器或/和第二冷凝器提供第一級(jí)熱負(fù)荷，第二發(fā)生器向冷凝器提供冷劑蒸汽，第二吸收器、冷凝器提供第二級(jí)熱負(fù)荷；本發(fā)明尤其在供熱參數(shù)變化區(qū)間較大即機(jī)組越級(jí)運(yùn)行時(shí)具有較高性能指數(shù)。
文檔編號(hào)F25B27/02GK101776343SQ200910230230
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者李華玉 申請(qǐng)人:李華玉