專利名稱：一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵及其加熱或制冷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵及其加熱或制冷方法，屬于利用溶解物質(zhì)進(jìn)行換熱的熱泵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化學(xué)熱泵系統(tǒng)利用化學(xué)反應(yīng)中可逆反應(yīng)的熱能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)制冷、加熱等功能。通常在解吸過程中固體反應(yīng)器吸熱，在高壓下吸附劑解吸出制冷劑氣體，制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器中冷凝放熱，再經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器，制冷劑氣體在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，對(duì)外界產(chǎn)生制冷效果。另一方面，在較低的壓力下蒸發(fā)出來的制冷劑氣體被吸附劑吸附，放出熱量， 以此通過這樣的循環(huán)，通過化學(xué)熱泵可達(dá)到制冷或制熱的效果。而多數(shù)的化學(xué)吸附反應(yīng)大多以無機(jī)鹽作為吸附劑如MgC12、CaC12、SrC12或BaC12等，而氨為制冷劑組成工質(zhì)對(duì)，通過氣體和鹽之間的放熱和吸熱可逆反應(yīng)進(jìn)行制冷或制熱。但這種結(jié)構(gòu)化學(xué)熱泵較為復(fù)雜，加之于金屬氯化物在反應(yīng)床中熱導(dǎo)率較低，使得化學(xué)熱泵的工作效果并不理想，因此不能配套于大面積的換熱要求。目前還有公開一種以用于溶解在水中的硝酸銨溶液作為工質(zhì)的溶解吸熱式化學(xué)熱泵，在低溫時(shí)溶解吸熱，而高溫濃縮結(jié)晶放熱，利用工質(zhì)的溶解潛熱，以達(dá)到能耗小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不污染環(huán)境的特點(diǎn)。但這種結(jié)構(gòu)的化學(xué)熱泵在塔底部設(shè)有加熱器，塔底部的硝酸銨溶液加熱至100-105°C之間，利用高溫硝酸銨溶液濃縮到很高的濃度，在塔底形成高溫濃縮區(qū)，而硝酸銨溶液濃度高、密度大，塔底存有高溫高濃度的硝酸銨溶液，再通過工質(zhì)泵將高溫高濃度的硝酸銨溶液抽向塔頂，在輸送過程中，高溫高濃度的硝酸銨溶液在工質(zhì)泵中與主機(jī)塔內(nèi)的低溫溶液進(jìn)行熱交換降溫，并淅出硝酸銨晶體，同時(shí)向外放出大量的溶解潛熱， 工質(zhì)泵將泵內(nèi)的硝酸銨晶體送到塔頂部的低溫吸熱區(qū)進(jìn)行吸熱溶解，而低溫溶液通過上部加密網(wǎng)再到下部的主機(jī)塔內(nèi)與工質(zhì)泵內(nèi)的高溫高濃度的硝酸銨溶液進(jìn)行熱交換以此循環(huán)。 但由于高溫高濃度的硝酸銨溶液位于塔底部，而低溫低濃度溶液位于塔頂部，一方面塔頂部的低溫低濃度的硝酸銨溶液很難與底部的高溫高濃度的硝酸銨溶液進(jìn)行自由溶解混合， 造成工質(zhì)不能可靠循環(huán)而達(dá)到換熱的效果。另一方面，由于加熱器是對(duì)塔底部的硝酸銨溶液加熱，而被加熱的硝酸銨溶液在濃縮后會(huì)產(chǎn)生一定的水蒸汽，而高溫水蒸汽會(huì)向塔體的中上部移動(dòng)，故塔內(nèi)無法形成底部高溫區(qū)、中部的放熱區(qū)和頂部的底溫區(qū)，實(shí)際上無法進(jìn)行換熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、換熱效率穩(wěn)定，使用成本低的一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵及其加熱或制冷方法。本發(fā)明為達(dá)到上述目的技術(shù)方案是一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵，其特征在于包括蒸發(fā)器、冷凝器、反應(yīng)器、空氣壓縮機(jī)以及固液分離器、循環(huán)換熱器和熱端換熱器，所述蒸發(fā)器包括蒸發(fā)容器和設(shè)置在蒸發(fā)容器內(nèi)的冷端換熱管，冷端換熱管通過管路與冷端用戶介質(zhì)相通，蒸發(fā)容器的下部和上部分別接有輸送管和回流管；所述冷凝器包括冷凝容器和設(shè)置在冷凝容器內(nèi)的第一換熱管，反應(yīng)器包括反應(yīng)容器和設(shè)置在反應(yīng)容器內(nèi)的第二換熱管， 輸送管位于蒸發(fā)容器一側(cè)安裝有循環(huán)泵，輸送管未端分別經(jīng)冷凝器的第一換熱管和循環(huán)換熱器的升溫管與輸送過渡管前端連接相通，輸送過渡管后端與設(shè)置在反應(yīng)容器上部的兩個(gè)以上布液管連接相通，且各布液管上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)出液口，連接在反應(yīng)容器頂部的蒸汽管分別與熱端換熱器的降溫管以及空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口連接相通，空氣壓縮機(jī)出氣口與反應(yīng)容器內(nèi)的第二換熱管連接相通，回流過渡管前端分別與第二換熱管和熱端換熱器的降溫管連接相通，回流過渡管后端通過循環(huán)換熱器的降溫管與回流管連接相通，熱端換熱器的升溫管通過管路與熱端用戶介質(zhì)相通，反應(yīng)容器下部的液管與冷凝容器連接相通，冷凝容器底部與蒸發(fā)容器頂部之間安裝有固液分離器，且固液分離器通過進(jìn)液管和出液管分別與冷凝容器和蒸發(fā)容器相通，固液分離器的回液口通過回液管與反應(yīng)容器相通。 本發(fā)明一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵的加熱或制冷方法，其特征在于將低于15°C的冷端用戶介質(zhì)通入設(shè)置在蒸發(fā)器內(nèi)的冷端換熱管進(jìn)行循環(huán)，并對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)的固液硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行加熱，蒸發(fā)器內(nèi)的固液硝酸銨工質(zhì)吸熱溶解并保持在-10°C o°c，通過循環(huán)泵將液態(tài)硝酸銨工質(zhì)分別送至冷凝器的第一換熱管及循環(huán)換熱器的升溫管中進(jìn)一步換熱后，再送至反應(yīng)器上部的布液管內(nèi)，通過布液管將液態(tài)硝酸銨工質(zhì)噴撒在壓力為0. IMpa 0. ISMpa 的反應(yīng)器內(nèi)被進(jìn)一步加熱至蒸發(fā)狀態(tài)，使液態(tài)硝酸銨工質(zhì)濃縮飽和，按同一截面流量百分比，將流入反應(yīng)器頂部蒸汽管內(nèi)的87-93 %的水蒸汽經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)一步提高水蒸汽的溫度，再將加熱后的水蒸汽通入反應(yīng)器內(nèi)的第二換熱管內(nèi)，對(duì)反應(yīng)器內(nèi)噴撒后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行換熱，而將流入蒸汽管內(nèi)的8-13 %的水蒸汽進(jìn)入熱端換熱器的降溫管與通入升溫管內(nèi)的熱端用戶介質(zhì)進(jìn)行換熱，經(jīng)熱端換熱器換熱后的冷凝水及反應(yīng)器內(nèi)第二換熱管換熱后的冷凝水經(jīng)循環(huán)換熱器的降溫管回流至蒸發(fā)器，對(duì)從蒸發(fā)器流出的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行換熱；反應(yīng)器內(nèi)濃縮飽和后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入冷凝器內(nèi)進(jìn)行放熱結(jié)晶，對(duì)冷凝器的第一換熱管內(nèi)的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行加熱，換熱后的固液硝酸銨工質(zhì)和液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入固液分離器內(nèi)進(jìn)行固液分離，固態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)、液態(tài)硝酸銨工質(zhì)再送入反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)冷端用戶介質(zhì)的冷卻和熱端用戶介質(zhì)的加熱。本發(fā)明將蒸發(fā)器、冷凝器、反應(yīng)器、空氣壓縮機(jī)以及固液分離器、循環(huán)換熱器和熱端換熱器通過管路合理連接，使固液硝酸銨工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)與冷端用戶介質(zhì)換熱，達(dá)到制冷效果，硝酸銨工質(zhì)實(shí)現(xiàn)低溫吸熱溶解，該液態(tài)硝酸銨工質(zhì)通過循環(huán)換熱器和冷凝器中的第一換熱管加熱，再送至反應(yīng)器上部的布液管內(nèi)，液態(tài)硝酸銨工質(zhì)在反應(yīng)器進(jìn)行噴撒，并被進(jìn)一步加熱至蒸發(fā)狀態(tài)，當(dāng)液態(tài)硝酸銨工質(zhì)濃縮飽和，形成水蒸汽和濃縮飽和后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)，水蒸汽進(jìn)入熱端換熱器的降溫管內(nèi)與熱端用戶介質(zhì)進(jìn)行換熱，達(dá)到熱端用戶介質(zhì)換熱的目的。本發(fā)明將反應(yīng)過程中的大部分水蒸汽通過空氣壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)一步加熱， 對(duì)反應(yīng)器內(nèi)噴撒后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)加熱進(jìn)行換熱，確保反應(yīng)器能穩(wěn)定使液態(tài)硝酸銨工質(zhì)達(dá)到飽和蒸發(fā)狀態(tài)。本發(fā)明可通過冷凝器和循環(huán)換熱器對(duì)已換熱后冷凝水進(jìn)一步換熱，能快速使化學(xué)熱泵進(jìn)入工質(zhì)的循環(huán)工作狀態(tài)，最大限度利用熱量而進(jìn)行換熱，結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單，換熱效率穩(wěn)定。本發(fā)明利用硝酸銨溶液分別在蒸發(fā)器、冷凝器和反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，以達(dá)到所需的吸熱溶解、結(jié)晶放熱和冷凝，硝酸銨溶液工質(zhì)循環(huán)穩(wěn)定，耗能低，即可制冷，又可制熱，或用其輪換制冷制熱，或用其同時(shí)制冷及制熱，使用成本低。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1是本發(fā)明一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-循環(huán)泵，2-蒸發(fā)器，2-1-冷端換熱管，2-2-蒸發(fā)容器，3-控制閥，4-回液泵，5-固液分離器，6-回液管，7-冷凝器，7-1-第一換熱管，7-2-冷凝容器，8-反應(yīng)器， 8-1-加熱器，8-2-第二換熱管，8-3-反應(yīng)容器，8-4-布液管，9-蒸汽管，10-空氣壓縮機(jī)， 11-輸送過渡管，12-熱端換熱器，12-1-降溫管，12-2-升溫管，13-壓力泵，14-回流過渡管，15-循環(huán)換熱器，15-1-降溫管，15-2-升溫管，16-回流管，17-輸送管，18-壓力表。
具體實(shí)施例方式見圖1所示，本發(fā)明的一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵，包括蒸發(fā)器2、冷凝器7、反應(yīng)器 8、空氣壓縮機(jī)10以及固液分離器5、循環(huán)換熱器15和熱端換熱器12，循環(huán)換熱器15和熱端換熱器12均采用常規(guī)的板式換熱器，本發(fā)明采用硝酸銨水溶液作為工質(zhì)，蒸發(fā)器2包冷端換熱管2-1和設(shè)置在蒸發(fā)容器2-2內(nèi)的冷端換熱管2-1，冷端換熱管2-1通過管路與冷端用戶介質(zhì)相通，使冷端用戶介質(zhì)在冷端換熱管2-1內(nèi)循環(huán)而進(jìn)行熱交換，本發(fā)明蒸發(fā)容器 2-2內(nèi)存有質(zhì)量濃度為47% 的硝酸銨水溶液，即為液態(tài)硝酸銨工質(zhì)和固態(tài)硝酸銨工質(zhì)，硝酸銨工質(zhì)的溫度控制在-10°C 0°C之間，該冷端用戶介質(zhì)進(jìn)入冷端換熱管2-1時(shí)低于15°C，如冷端用戶介質(zhì)在5 15°C，蒸發(fā)容器2-2內(nèi)的固液硝酸銨工質(zhì)吸收冷端用戶介質(zhì)的熱量并溶解，使經(jīng)冷端換熱管2-1交換后的冷端用戶介質(zhì)降低至-10 5°C，滿足用戶制冷要求，蒸發(fā)容器2-2的下部和上部分別接有輸送管17和回流管16。見圖1所示，本發(fā)明冷凝器7包括冷凝容器7-2和設(shè)置在冷凝容器7-2內(nèi)的第一換熱管7-1，反應(yīng)器8包括反應(yīng)容器8-3和設(shè)置在反應(yīng)容器8-3內(nèi)的第二換熱管8-2，工作時(shí)反應(yīng)容器8-3的壓力控制在0. IMpa 0. 18Mpa，如0. 12Mpa、0. 15Mpa或0. 16Mpa，輸送管17位于蒸發(fā)容器2-2 —側(cè)安裝有循環(huán)泵1，輸送管17未端分別通過冷凝器7的第一換熱管7-1和循環(huán)換熱器15的升溫管15-2與輸送過渡管11前端連接相通，通過循環(huán)泵1將液態(tài)硝酸銨工質(zhì)分別送至冷凝器7的第一換熱管7-1和循環(huán)換熱器15的升溫管15-2進(jìn)行換熱，將-10°C 0°C的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)經(jīng)冷凝器7加熱到120 130°C，輸送過渡管11后端與設(shè)置在反應(yīng)容器8-3上部的兩個(gè)以上布液管8-4連接相通，可將加熱至120 130°C 的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)送至反應(yīng)容器8-3上部的布液管8-4，各布液管8-4上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)出液口，可根據(jù)容器大小設(shè)置，可設(shè)有10 500個(gè)出液口，通過各出液口將液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行噴撒并霧化，最好布液管8-4的各出液口上安裝有噴頭，使液體硝酸銨工質(zhì)在反應(yīng)容器8-3 內(nèi)進(jìn)一步加熱并濃縮至飽和蒸發(fā)，連接在反應(yīng)容器8-3頂部的蒸汽管9與熱端換熱器12的降溫管12-1以及空氣壓縮機(jī)10進(jìn)氣口連接相通，空氣壓縮機(jī)10出氣口與反應(yīng)容器8-3內(nèi)的第二換熱管8-2連接相通，通過空氣壓縮機(jī)10對(duì)水蒸汽壓縮而使蒸汽溫度再提高25 35°C，該水蒸汽通過第二換熱管8-2對(duì)反應(yīng)容器8-3內(nèi)的液體硝酸銨工質(zhì)加熱，以保持反應(yīng)器8內(nèi)的液體硝酸銨工質(zhì)能在135°C 145°C的反應(yīng)容器內(nèi)連續(xù)不斷的進(jìn)行蒸發(fā)，本發(fā)明還可在反應(yīng)容器8-3內(nèi)安裝有加熱器8-1，該加熱器8-1位于第二換熱管8-2的下部，可確保反應(yīng)器8內(nèi)液體硝酸銨工質(zhì)在初始工作狀態(tài)時(shí)所需的蒸發(fā)溫度，回流過渡管14前端分別與第二換熱管8-2和熱端換熱器12的降溫管12-1連接相通，回流過渡管14后端通過循環(huán)換熱器15的降溫管15-1與回流管16連接相通，熱端換熱器12的降溫管12-1與回流過渡管 14之間安裝有壓力泵13和控制閥3，將換熱后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)通過回流過渡管14經(jīng)循環(huán)換熱器15進(jìn)一步換熱，以充分利用熱能，而熱端換熱器12的升溫管12-2與熱端用戶介質(zhì)相通，熱端用戶介質(zhì)在熱端換熱器12升溫管12-1內(nèi)進(jìn)行循環(huán)熱交換，使進(jìn)入熱端換熱器 12的熱端用戶介質(zhì)可從25 30°C加熱到75 90°C， 達(dá)到加熱目的。見圖1所示，本發(fā)明反應(yīng)容器8-3下部的液管與冷凝容器7-2連接相通，液管上安裝有控制閥3，將135°C 145°C的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)從反應(yīng)容器8_3下部流入冷凝容器7_2 內(nèi)，并在冷凝容器7-2內(nèi)與第一換熱管7-1內(nèi)的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行換熱，使冷凝容器7-2 內(nèi)的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)放出結(jié)晶熱，形成固液硝酸銨工質(zhì)，換熱后的固液硝酸銨工質(zhì)溫度在 70°C 90°C內(nèi)，冷凝容器7-2的溫度控制在120°C 130°C內(nèi)。見圖1所示，冷凝容器7_2 底部與蒸發(fā)容器2-2頂部之間安裝有固液分離器5，且固液分離器5通過進(jìn)液管和出液管分別與冷凝容器7-2和蒸發(fā)容器2-2相通，該固液分離器5市售產(chǎn)品，且固液分離器5的回液口通過回液管6與反應(yīng)容器8-3相通，通過固液分離器5固液硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行固液分離，液態(tài)硝酸銨工質(zhì)送回至反應(yīng)器8內(nèi)，而固態(tài)硝酸銨工質(zhì)則流入下部的蒸發(fā)容器2-2內(nèi)，本發(fā)明的回液管6上安裝有回液泵4。見圖1所示，本發(fā)明為便于進(jìn)行維修和調(diào)節(jié)，第一換熱管7-1和第二換熱管8-2的前后兩側(cè)分別安裝有控制閥3，循環(huán)換熱器15的升溫管15-2的前后兩側(cè)也分別安裝有控制閥3，與固液分離器5相通的進(jìn)液管和出液管安裝有控制閥3，且輸送管17和蒸汽管9上分別連接有壓力表18。見圖1所示，本發(fā)明一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵的加熱或制冷方法，將低于15°C的冷端用戶介質(zhì)通入設(shè)置在蒸發(fā)容器2-2內(nèi)的冷端換熱管2-1進(jìn)行循環(huán)，并對(duì)蒸發(fā)器2內(nèi)的固液硝酸銨工質(zhì)加熱，使蒸發(fā)器2內(nèi)的固液硝酸銨工質(zhì)吸熱溶解并保持在-10°C 0°C，其固液硝酸銨工質(zhì)的質(zhì)量濃度在47% 54%，通過循環(huán)泵1將液態(tài)硝酸銨工質(zhì)分別送至冷凝器7的第一換熱管7-1及循環(huán)換熱器15的升溫管15-2中進(jìn)一步換熱后，液態(tài)硝酸銨工質(zhì)被加熱至120 130°C，將加熱后的液態(tài)硝酸銨工再送至反應(yīng)器8上部的布液管8-4內(nèi)，通過布液管8-4將液態(tài)硝酸銨工質(zhì)噴撒在壓力在0. IMpa 0. ISMpa的反應(yīng)器8內(nèi)被進(jìn)一步加熱至蒸發(fā)狀態(tài)，使液態(tài)硝酸銨工質(zhì)濃縮飽和，本發(fā)明反應(yīng)器8內(nèi)的壓力為絕對(duì)壓力，按同一截面的流量百分比，將流入反應(yīng)器8頂部的蒸汽管9內(nèi)的87-93 %的水蒸汽經(jīng)空氣壓縮機(jī)10壓縮后進(jìn)一步提高水蒸汽溫度，再將加熱后的水蒸汽通入反應(yīng)器8內(nèi)的第二換熱管 8-2內(nèi)，通過空氣壓縮機(jī)10壓縮可使水蒸汽再提高25 35°C，經(jīng)空氣壓縮機(jī)10后的水蒸汽通入反應(yīng)器8內(nèi)的第二換熱管8-2內(nèi)，對(duì)反應(yīng)器8內(nèi)噴撒后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)加熱進(jìn)行換熱，以保持液態(tài)硝酸銨工質(zhì)連續(xù)不斷的蒸發(fā)，此時(shí)，液態(tài)硝酸銨工質(zhì)的質(zhì)量濃度為80% 90%。將流入蒸汽管9內(nèi)的8-13%的水蒸汽進(jìn)入熱端換熱器12的降溫管12-1與通入升溫管12-2內(nèi)的熱端用戶介質(zhì)進(jìn)行換熱，能將原25 30°C的熱端用戶介質(zhì)加熱到75 90°C， 而經(jīng)熱端換熱器12換熱后的冷凝水及反應(yīng)器8內(nèi)第二換熱管8-2換熱后的冷凝水經(jīng)循環(huán)換熱器15的降溫管15-1回流至蒸發(fā)器2內(nèi)，對(duì)從蒸發(fā)器2流出的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行換熱。見圖1所示，本發(fā)明反應(yīng)器8內(nèi)濃縮飽和后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入冷凝器7內(nèi)進(jìn)行放熱結(jié)晶，對(duì)冷凝器7的第一換熱管7-1內(nèi)的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行加熱，結(jié)晶放熱后的固液硝酸銨工質(zhì)溫度在70°C 90°C內(nèi)，而冷凝容器7-2的溫度可控制在120°C 130°C，使液態(tài)硝酸銨工質(zhì)穩(wěn)定放熱而形成固液硝酸銨工質(zhì)，經(jīng)換熱后的固液硝酸銨工質(zhì)和液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入 固液分離器5內(nèi)進(jìn)行固液分離，固態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器2內(nèi)、液體硝酸銨工質(zhì)再送入反應(yīng)器8內(nèi)，以此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)冷端用戶介質(zhì)的冷卻和熱端用戶介質(zhì)的加熱。
權(quán)利要求
1.一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵，其特征在于包括蒸發(fā)器(2)、冷凝器(7)、反應(yīng)器(8)、空氣壓縮機(jī)(10)以及固液分離器(5)、循環(huán)換熱器(15)和熱端換熱器(12)，所述蒸發(fā)器(2) 包括蒸發(fā)容器(2-2)和設(shè)置在蒸發(fā)容器(2-2)內(nèi)的冷端換熱管(2-1)，冷端換熱管(2-1) 通過管路與冷端用戶介質(zhì)相通，蒸發(fā)容器(2-2)的下部和上部分別接有輸送管(17)和回流管(16)；所述冷凝器(7)包括冷凝容器(7-2)和設(shè)置在冷凝容器(7-2)內(nèi)的第一換熱管 (7-1)，反應(yīng)器(8)包括反應(yīng)容器(8-3)和設(shè)置在反應(yīng)容器(8-3)內(nèi)的第二換熱管(8-2)， 輸送管(17)位于蒸發(fā)容器(2-2) —側(cè)安裝有循環(huán)泵(1)，輸送管(17)未端分別經(jīng)冷凝器 (7)的第一換熱管(7-1)和循環(huán)換熱器(15)的升溫管(15-2)與輸送過渡管(11)前端連接相通，輸送過渡管(11)后端與設(shè)置在反應(yīng)容器(8-3)上部的兩個(gè)以上布液管(8-4)連接相通，且各布液管(8-4)上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)出液口，連接在反應(yīng)容器(8-3)頂部的蒸汽管(9)分別與熱端換熱器(12)的降溫管(12-1)以及空氣壓縮機(jī)(10)的進(jìn)氣口連接相通，空氣壓縮機(jī) (10)出氣口與反應(yīng)容器(8-3)內(nèi)的第二換熱管(8-2)連接相通，回流過渡管(14)前端分別與第二換熱管(8-2)和熱端換熱器(12)的降溫管(12-1)連接相通，回流過渡管(14)后端通過循環(huán)換熱器(15)的降溫管(15-1)與回流管(16)連接相通，熱端換熱器(12)的升溫管(12-2)通過管路與熱端用戶介質(zhì)相通，反應(yīng)容器(8-3)下部的液管與冷凝容器(7-2)連接相通，冷凝容器(7-2)底部與蒸發(fā)容器(2-2)頂部之間安裝有固液分離器(5)，且固液分離器(5)通過進(jìn)液管和出液管分別與冷凝容器(7-2)和蒸發(fā)容器(2-2)相通，固液分離器 (5)的回液口通過回液管(6)與反應(yīng)容器(8-3)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵，其特征在于所述反應(yīng)容器(8-3) 內(nèi)安裝有加熱器(8-1)，且加熱器位于第二換熱管(8-2)的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵，其特征在于所述布液管(8-4) 各出液口上安裝有噴頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵，其特征在于所述的回液管(6) 上安裝有回液泵(4)，熱端換熱器(12)的降溫管(12-1)與回流過渡管(14)之間安裝有壓力泵(13)和控制閥(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵，其特征在于所述第一換熱管 (7-1)和第二換熱管(8-2)的前后兩側(cè)分別安裝有控制閥(3)，循環(huán)換熱器(15)的升溫管 (15-2)的前后兩側(cè)也分別安裝有控制閥(3)，與固液分離器(5)相通的進(jìn)液管和出液管安裝有控制閥(3)。
6.一種如權(quán)利要求1所述的溶解吸熱式化學(xué)熱泵的加熱或制冷方法，其特征在于將低于15°C的冷端用戶介質(zhì)通入設(shè)置在蒸發(fā)器(2)內(nèi)的冷端換熱管(2-1)進(jìn)行循環(huán)，并對(duì)蒸發(fā)器(2)內(nèi)的固液硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行加熱，蒸發(fā)器(2)內(nèi)的固液硝酸銨工質(zhì)吸熱溶解并保持在-10°C 0°C，通過循環(huán)泵(1)將液態(tài)硝酸銨工質(zhì)分別送至冷凝器(7)的第一換熱管 (7-1)及循環(huán)換熱器(15)的升溫管(15-2)中進(jìn)一步換熱后，再送至反應(yīng)器(8)上部的布液管(8-4)內(nèi)，通過布液管(8-4)將液態(tài)硝酸銨工質(zhì)噴撒在壓力為0. IMpa 0. ISMpa的反應(yīng)器(8)內(nèi)被進(jìn)一步加熱至蒸發(fā)狀態(tài)，使液態(tài)硝酸銨工質(zhì)濃縮飽和，按同一截面流量百分比， 將流入反應(yīng)器(8)頂部蒸汽管(9)內(nèi)的87-93%的水蒸汽經(jīng)空氣壓縮機(jī)(10)壓縮后進(jìn)一步提高水蒸汽的溫度，再將加熱后的水蒸汽通入反應(yīng)器(8)內(nèi)的第二換熱管(8-2)內(nèi)，對(duì)反應(yīng)器(8)內(nèi)噴撒后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行換熱，而將流入蒸汽管(9)內(nèi)的8-13%的水蒸汽進(jìn)入熱端換熱器(1 的降溫管(12-1)與通入升溫管(12- 內(nèi)的熱端用戶介質(zhì)進(jìn)行換熱， 經(jīng)熱端換熱器(1 換熱后的冷凝水及反應(yīng)器(8)內(nèi)第二換熱管(8- 換熱后的冷凝水經(jīng)循環(huán)換熱器(1 的降溫管(15-1)回流至蒸發(fā)器O)，對(duì)從蒸發(fā)器( 流出的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行換熱；反應(yīng)器(8)內(nèi)濃縮飽和后的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入冷凝器(7)內(nèi)進(jìn)行放熱結(jié)晶，對(duì)冷凝器(7)的第一換熱管(7-1)內(nèi)的液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)行加熱，換熱后的固液硝酸銨工質(zhì)和液態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入固液分離器(5)內(nèi)進(jìn)行固液分離，固態(tài)硝酸銨工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器 (2)內(nèi)、液態(tài)硝酸銨工質(zhì)再送入反應(yīng)器(8)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)冷端用戶介質(zhì)的冷卻和熱端用戶介質(zhì)的加熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溶解吸熱式化學(xué)熱泵，包括蒸發(fā)器、冷凝器、反應(yīng)器、空氣壓縮機(jī)以及固液分離器、循環(huán)換熱器和熱端換熱器，蒸發(fā)器的冷端換熱管與冷端用戶介質(zhì)相通，與蒸發(fā)器相通的輸送管通過循環(huán)泵分別經(jīng)冷凝器和循環(huán)換熱器及輸送過渡管與設(shè)置在反應(yīng)容器上部的兩個(gè)以上布液管連接相通，各布液管上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)出液口，反應(yīng)容器頂部的蒸汽管分別經(jīng)熱端換熱器和空氣壓縮以及反應(yīng)器、回流過渡管、循環(huán)換熱器、回流管接蒸發(fā)器，熱端換熱器與熱端用戶介質(zhì)相通，反應(yīng)器下部與冷凝器相通，冷凝容器底部與蒸發(fā)容器頂部之間安裝有固液分離器，固液分離器的回液口通過回液管與反應(yīng)容器相通。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、換熱效率穩(wěn)定，使用成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B15/02GK102287954SQ20111017022
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者朱庭浩, 楊家華, 荊國(guó)政 申請(qǐng)人:江蘇河海新能源有限公司