本發(fā)明涉及熱量回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種第二類吸收式熱泵。

背景技術(shù)：

第二類吸收式熱泵是一種利用大量的中低溫?zé)嵩串a(chǎn)生少量能被利用的高溫?zé)崮堋＜蠢酶叩蜏責(zé)崮茯?qū)動，在采用低溫冷卻水的條件下，制取熱量少于但是溫度高于中低溫?zé)嵩吹臒崃?，將部分中低品位熱能轉(zhuǎn)移到高品位，從而提高了熱能的利用率。

現(xiàn)有第二類吸收式熱泵機(jī)組在使用時，機(jī)組被加熱介質(zhì)進(jìn)出口溫差比較小，應(yīng)對被加熱源大溫差場合時，需要多個第二類吸收式熱泵串聯(lián)完成，存在投資成本大，運(yùn)行操作復(fù)雜的弊端。

如何在滿足被加熱源溫差大場合的需求前提下，降低投資成本，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種第二類吸收式熱泵，包括發(fā)生器、冷凝器、吸收器和蒸發(fā)器，其中，所述發(fā)生器和所述吸收器形成溶液循環(huán)回路；所述吸收器內(nèi)部設(shè)置有彼此獨立的第一換熱管道和第二換熱管道；所述第一換熱管道的進(jìn)口與外界驅(qū)動熱源管路連通，所述冷凝器內(nèi)部的換熱管道的進(jìn)口與被加熱介質(zhì)管路連通；

所述第二類吸收式熱泵還包括換熱組件，用于對由所述吸收器流出的驅(qū)動熱源和由所述冷凝器流出的被加熱介質(zhì)通過所述換熱組件進(jìn)行熱量傳遞；

并且，所述換熱組件的被加熱介質(zhì)出口與所述第二換熱管道進(jìn)口連通，以便經(jīng)所述換熱組件換熱后的被加熱介質(zhì)流入所述吸收器內(nèi)部與溶液進(jìn)行熱交換。

與現(xiàn)有技術(shù)被加熱介質(zhì)僅與吸收器中濃溶液變稀所釋放的熱能相比，本發(fā)明中的第二類吸收式熱泵中被加熱介質(zhì)升溫能量來源于兩部分：第一部分為冷凝器中蒸汽液化熱能，第二部分為吸收器中濃溶液被稀釋所釋放的熱能；即本發(fā)明中的熱泵機(jī)組可以回收冷凝器中蒸汽液化釋放的能量為被加熱介質(zhì)加熱，不僅大幅度提高了單臺機(jī)組的cop，可以將入口溫度較低的被加熱介質(zhì)升溫至比驅(qū)動熱源溫度更高的溫度(大約比驅(qū)動熱源溫度高40℃)，滿足被加熱介質(zhì)高溫及進(jìn)出口大溫差環(huán)境的使用需求，而且冷凝器中的液化熱能被回收利用，大大降低了能源浪費(fèi)率。

可選的，所述第一換熱管道和第二換熱管道上下并行設(shè)置，以便所述吸收器內(nèi)部的溶液先與所述第一換熱管道內(nèi)部驅(qū)動熱源換熱后，再與所述第二換熱管道內(nèi)的被加熱介質(zhì)換熱。

可選的，所述換熱組件的驅(qū)動熱源出口通過管路連通所述發(fā)生器內(nèi)部的換熱管道的出口管路。

可選的，所述吸收器內(nèi)部的換熱管道的進(jìn)口與所述蒸發(fā)器內(nèi)部的換熱管道進(jìn)口分別通過第一支管路和第二支管路連通同一驅(qū)動熱源。

可選的，所述蒸發(fā)器內(nèi)部的換熱管道的出口通過管路連通所述發(fā)生器內(nèi)部換熱管道的進(jìn)口。

可選的，還包括熱交換器，設(shè)置于所述發(fā)生器和所述吸收器形成的溶液循環(huán)回路。

可選的，所述發(fā)生器的溶液出口與所述吸收器的溶液進(jìn)口連通管路上設(shè)置有溶液泵；或者/和，所述冷凝器的冷凝水出口和所述蒸發(fā)器的冷凝水入口設(shè)置有溶劑泵。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施例中第二類熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)原理圖。

其中圖1中部件名稱與附圖標(biāo)記之間的一一對應(yīng)關(guān)系如下所示：

發(fā)生器1，冷凝器2，蒸發(fā)器3，吸收器4，第一換熱管道41，第二換熱管道42，熱交換器5，換熱組件6，溶液泵7，冷劑泵8；驅(qū)動熱源入口9，驅(qū)動熱源出口10，被加熱介質(zhì)入口11，被加熱介質(zhì)出口12。

具體實施方式

針對現(xiàn)有技術(shù)中所指出的第二類吸收式熱泵應(yīng)用于溫差較大被加熱源時，投入成本較高的技術(shù)問題，本文進(jìn)行了深入研究。研究發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有單臺第二類吸收式熱泵的cop較低，通常單級升溫為0.48，兩級升溫為0.32，所謂cop值即為能效比，額定工況或者規(guī)定條件下，熱泵機(jī)組的制熱量與輸入熱量的比值。

也就是說，降低機(jī)組投入成本關(guān)鍵在于提高第二類吸收式熱泵的cop，針對如何提高第二類吸收式熱泵的cop，降低能源浪費(fèi)。本文對現(xiàn)有技術(shù)中的第二類吸收式熱泵進(jìn)行了詳細(xì)研究。

現(xiàn)有技術(shù)中第二類吸收式熱泵包括發(fā)生器、冷凝器、吸收器和蒸發(fā)器，關(guān)于以上各部件的具體結(jié)構(gòu)本文不做詳細(xì)介紹，可以參考現(xiàn)有技術(shù)。被加熱介質(zhì)流經(jīng)吸收器內(nèi)部換熱通道，同時吸收器換熱管外部還通入來自發(fā)生器的濃溶液(溴化鋰等冷媒溶液)，濃溶液吸收來自蒸發(fā)器的水蒸汽稀釋放熱進(jìn)而將被加熱介質(zhì)加熱升溫。

吸收器中的稀溶液再次返后發(fā)生器被加熱濃縮形成濃溶液，以進(jìn)行下一循環(huán)。

其中，發(fā)生器內(nèi)部的加熱能量來自驅(qū)動熱源。發(fā)生器中蒸發(fā)的水蒸氣進(jìn)入冷凝器，與通入冷凝器的冷卻水換熱，形成液態(tài)水。

蒸發(fā)器主要為吸收器提供水蒸氣，其中蒸發(fā)器內(nèi)部通入驅(qū)動熱源，驅(qū)動熱源將蒸發(fā)器內(nèi)部的水加熱形成蒸汽，蒸汽通入吸收器以稀釋流入吸收器內(nèi)部的濃溶液。蒸發(fā)器中形成水蒸氣的介質(zhì)來源于冷凝器中，即冷凝器中的冷凝水經(jīng)冷劑泵8泵送至蒸發(fā)器內(nèi)部，被驅(qū)動熱源加熱蒸發(fā)形成蒸汽。

從以上描述可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中的第二類吸收式熱泵除了溶液循環(huán)流路外，還包括驅(qū)動熱源、被加熱介質(zhì)、冷凝水三條流路。其中冷凝器中蒸汽的熱量被冷凝水吸收并帶走。研究發(fā)現(xiàn)，通常冷凝水被直接排出機(jī)組，不能被機(jī)組利用，這是導(dǎo)致機(jī)組熱量利用率低的重要因素。

本文發(fā)現(xiàn)提高機(jī)組cop關(guān)鍵在于盡量回收冷凝器中熱量以供機(jī)組自我運(yùn)用。針對以上發(fā)現(xiàn)，本文提出了一種提高機(jī)組cop的技術(shù)方案。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種實施例中第二類熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)原理圖。

本發(fā)明提供了一種第二類吸收式熱泵，其包括發(fā)生器1、冷凝器2、吸收器4和蒸發(fā)器3，各部件的作用與上述相同。發(fā)生器1和吸收器4形成溶液循環(huán)回路，即發(fā)生器1的溶液出口連通吸收器4的溶液進(jìn)口，吸收器4的溶液出口連通發(fā)生器1的溶液進(jìn)口，其中發(fā)生器1的溶液出口和吸收器4的溶液進(jìn)口管路上可以設(shè)置有溶液泵7，在溶液泵7的動力作用下，發(fā)生器1中的濃溶液泵送至進(jìn)入吸收器4，濃溶液在吸收器4中吸收水蒸氣被稀釋，同時放出熱量加熱吸收器4內(nèi)部的換熱管道中的介質(zhì)，被稀釋后的稀溶液自吸收器4的溶液出口流回至發(fā)生器1內(nèi)部，在發(fā)生器1內(nèi)部被加熱重新變成濃溶液。

其中溶液可以為溴化鋰溶液，也可以為其他冷媒介質(zhì)溶液。

本發(fā)明中吸收器4內(nèi)部的換熱管道包括第一換熱管道41和第二換熱管道42，其中第一換熱管道41和第二換熱管道42彼此獨立，也就是說，第一換熱管道41和第二換熱管道42并聯(lián)設(shè)置，非串聯(lián)，兩者內(nèi)部的液體均可以與吸收器內(nèi)部的溶液進(jìn)行換熱。

第一換熱管道41的進(jìn)口與外界驅(qū)動熱源管路連通，也就是說，吸收器4內(nèi)部濃溶液變?yōu)橄∪芤横尫诺臒崃繉α魅胛掌?內(nèi)部的驅(qū)動熱源加熱升溫。

本發(fā)明中冷凝器2內(nèi)部也同樣設(shè)置有換熱管道，冷凝器2內(nèi)部的換熱管道的進(jìn)口與被加熱介質(zhì)管路連通，被加熱介質(zhì)流入冷凝器2內(nèi)部與來自發(fā)生器1進(jìn)入冷凝器2內(nèi)部的蒸汽換熱，以使冷凝器2內(nèi)部的蒸汽冷凝為液態(tài)水，同時，被加熱介質(zhì)吸收蒸汽液化釋放出的熱量后，其溫度升高。

并且，本發(fā)明中第二類吸收式熱泵還包括換熱組件6，吸收器4內(nèi)部的第一換熱管道41出口與換熱組件6的第一進(jìn)口連通，冷凝器2內(nèi)部的換熱管道出口與換熱組件6的第二進(jìn)口連通，以便由吸收器4流出的驅(qū)動熱源和由冷凝器2流出的被加熱介質(zhì)通過換熱組件6進(jìn)行熱量傳遞。圖1中示出了經(jīng)換熱組件6的被加熱介質(zhì)出口12以及冷凝器2的被加熱介質(zhì)進(jìn)口11，其中ti1和to1分別表示被加熱介質(zhì)的進(jìn)口溫度和出口溫度。

本發(fā)明中換熱組件的被加熱介質(zhì)出口與吸收器內(nèi)部的第二換熱管道42的進(jìn)口連通，經(jīng)換熱組件換熱后的被加熱介質(zhì)由換熱組件的被加熱介質(zhì)出口流出，流入吸收器內(nèi)部，在吸收器內(nèi)部與溶液繼續(xù)換熱升溫，最后由第二換熱管道42的出口流至外界管路，以供外界使用。

與現(xiàn)有技術(shù)被加熱介質(zhì)僅與吸收器4中濃溶液變稀所釋放的熱能相比，本發(fā)明中的第二類吸收式熱泵中被加熱介質(zhì)經(jīng)過三次升溫：第一次為冷凝器蒸汽液化放熱對被加熱介質(zhì)加熱升溫；第二次為由吸收器流出的驅(qū)動熱源對其加熱升溫；第三次為吸收器內(nèi)部的溶液對其加熱升溫；簡單概括，被加熱介質(zhì)的升溫能量來源于兩部分：第一部分為冷凝器2中蒸汽液化熱能，第二部分為吸收器4中濃溶液被稀釋所釋放的熱能；即本發(fā)明中的熱泵機(jī)組可以回收冷凝器2中蒸汽液化釋放的能量為被加熱介質(zhì)加熱，不僅大幅度提高了單臺機(jī)組的cop，可以將入口溫度較低的被加熱介質(zhì)升溫至比驅(qū)動熱源溫度更高的溫度，滿足被加熱介質(zhì)高溫及進(jìn)出口較大溫差環(huán)境的使用需求，而且冷凝器2中的液化熱能被回收利用，大大降低了能源浪費(fèi)率。

本文對吸收器內(nèi)部的第一換熱管道41和第二換熱管道42的位置不進(jìn)行限定，第一換熱管道41和第二換熱管道42可以上下布置，也可以左右布置，還可以交叉布置等其他多種布置方式。本文優(yōu)選第二換熱管道42和第一換熱管道41上下設(shè)置，以便吸收器內(nèi)部的溶液限于第二換熱管道42內(nèi)部的被加熱介質(zhì)換熱，然后再與第一換熱管道41內(nèi)部的驅(qū)動熱源換熱。

上述各實施例中，驅(qū)動熱源可以與通入蒸發(fā)器3中的熱源為同一熱源，即吸收器4內(nèi)部的換熱管道的進(jìn)口與蒸發(fā)器3內(nèi)部的換熱管道進(jìn)口分別通過第一支管路和第二支管路連通同一驅(qū)動熱源。當(dāng)然，吸收器4和蒸發(fā)器3也可以使用不同的兩股熱源。

另外，上述各實施例中發(fā)生器1內(nèi)部用于加熱稀溶液的能量也可以來源于驅(qū)動熱源，即蒸發(fā)器3內(nèi)部的換熱管道的出口通過管路連通發(fā)生器1內(nèi)部換熱管道的進(jìn)口，也就是說，驅(qū)動熱源依次流經(jīng)蒸發(fā)器3和發(fā)生器1，這樣可以簡化熱泵管路的布置。驅(qū)動熱源的進(jìn)口9和驅(qū)動熱源的出口10如圖1所示，其中ti1和to1分別表示驅(qū)動熱源的進(jìn)口溫度和出口溫度。

為了提高機(jī)組的熱利用率，上述各實施例中，第二類吸收式熱泵還可以包括熱交換器5，熱交換器5設(shè)置于發(fā)生器1和吸收器4形成的溶液循環(huán)回路中，用于對由發(fā)生器1流出的濃溶液和由吸收器4流出的稀溶液進(jìn)行換熱。

以上對本發(fā)明所提供的一種第二類吸收式熱泵進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。