一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统技术方案

本发明专利技术涉及一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统，包括第一反应器(1)和第二反应器(2)，所述的第一反应器(1)和第二反应器(2)中均装填有吸附剂，所述的第一反应器(1)和第二反应器(2)间并联有第一制冷剂流路(3)和第二制冷剂流路(4)，所述的第三制冷剂流路(5)的两端分别连接于第一制冷剂流路(3)和第二制冷剂流路(4)的中部，第三制冷剂流路(5)中沿制冷剂流向依次设有第一冷却器(51)、第二冷却器(52)和第一压缩机(53)，所述的第二冷却器(52)通过制冷循环(6)对制冷剂进行冷却。与现有技术相比，本发明专利技术通过逐级冷却压缩机吸气温度还可降低压缩机功耗，进而提高系统制热COP。

【技术实现步骤摘要】
一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统
本专利技术涉及热泵循环
，尤其是涉及一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统。
技术介绍
目前不少工业场合需要90℃-120℃热风或热水，目前多采用电加热方式或采用燃煤锅炉加热方式。电加热方式能耗大、烘干成本高，而燃煤锅炉燃烧效率低且排放物污染环境。热泵作为新型取热方式，由于有较高能效和简单的结构特征等优势受到广泛关注。目前较成熟的热泵技术是机械蒸气压缩热泵技术和吸收热泵技术。对于机械蒸气压缩制冷/热泵循环，目前受限于制冷剂、循环和部件等因素，系统能效和运行范围受到一定的限制。最高供水温度一般低于90℃，难以突破100℃。对于制取100℃以上的热水或蒸汽，目前较成熟的热泵技术是第二类吸收热泵，但是需要利用中温热源(80℃以上废热水)驱动，适用范围十分有限，同时制热COP(输出热量/输入热量)小于0.5。与此同时不少工业场合存在大量60℃以上的工业废热。考虑到吸附反应热远大于制冷剂汽化潜热，为了提高系统研究学者提出了一种增压型热化学吸附热泵装置，如图1所示。该装置包括两个相同的反应器，一个压缩机，两个四通水阀和四个制冷剂阀。工质对可选为金属氯化物-氨和硅胶-水等。但对图1所示的循环，当工业废热温度为60℃时，压缩机吸气温度接近60℃，难以选到合适的压缩机，严重限制该循环的实际应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统，包括第一反应器和第二反应器，所述的第一反应器和第二反应器中均装填有吸附剂，所述的第一反应器和第二反应器间并联有第一制冷剂流路和第二制冷剂流路，所述的第一制冷剂流路和第二制冷剂流路间设有第二制冷剂流路，所述的第三制冷剂流路的两端分别连接于第一制冷剂流路和第二制冷剂流路的中部，所述的第一反应器和第二反应器内部的吸附剂中分别设有第一换热管和第二换热管，当制冷剂处于第一反应器中时，中温流体由第一换热管进入使得第一反应器中的制冷剂脱附并依次流经第二制冷剂流路、第三制冷剂流路和第一制冷剂流路进入第二反应器中被吸附剂吸附，产生的吸附热用于加热第二换热管中的高温流体，之后中温流体由第二换热管通入，使得吸附于第二反应器中的制冷剂脱附并依次沿着第二制冷剂流路、第二制冷剂流路和第一制冷剂流路返回第一反应器，被第一反应器中的吸附剂吸附，产生的吸附热用于加热第一换热管中的高温流体，所述的第三制冷剂流路中沿制冷剂流向依次设有第一冷却器、第二冷却器和第一压缩机，所述的第一冷却器采用常温水为冷源，所述的第二冷却器通过制冷循环对制冷剂进行冷却。进一步地，所述的第二冷却器包括第二冷却器第一换热通道和第二冷却器第二换热通道，所述的第二冷却器第一换热通道连接于第三制冷剂流路中，所述的第二冷却器第二换热通道连接于制冷循环中。进一步地，所述的制冷循环包括冷凝器和膨胀阀，所述的膨胀阀的一端与第二冷却器第二换热通道的入口连接，另一端与冷凝器连接，所述的冷凝器的一端连接于第二冷却器第二换热通道的出口上，另一端与冷凝器连接。进一步地，所述的冷凝器和第二冷却器第二换热通道的出口之间还设有第二压缩机。作为本专利技术的另一种实施方式，所述的制冷循环还包括第一吸附床、第二吸附床和第三四通阀，所述的第三四通阀的第一接口与冷凝器连接，第二接口与第二吸附床连接，第三接口与第二冷却器第二换热通道的出口连接，第四接口与第一吸附床连接。作为本专利技术的另一种实施方式，所述的第二冷却器为混合器，所述的制冷循环为喷液循环，所述的喷液循环中包括依次串联的喷射器、膨胀阀、冷凝器，所述的冷凝器与第一压缩机的出口连接，所述的喷射器与混合器连接。进一步地，所述的带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环还包括第一四通阀和第二四通阀，第一四通阀的第一接口连接高温流体，第一四通阀的第二接口连接第二换热管的入口，第一四通阀的第三接口连接中温流体，第一四通阀的第四接口连接第一换热管的入口，所述的第二四通阀的第一接口为中温流体出口，第二接口连接第二换热管的出口，第三接口为高温流体出口，第四接口连接第一换热管的入口。进一步地，所述的第一制冷剂流路中设有第一制冷剂阀和第二制冷剂阀，所述的第二制冷剂流路中设有第三制冷剂阀和第四制冷剂阀，所述的第一压缩机的一端连接于第一制冷剂阀和第二制冷剂阀之间，另一端连接于第二冷却器第一换热通道的出口端，所述的第二冷凝器的一端连接于第三制冷剂阀和第四制冷剂阀之间，另一端连接于第二冷却器第一换热通道的入口端。相比先前的增压型热化学吸附热泵循环，本专利技术技术在制冷剂流路上增加了第一冷却器和第二冷却器，逐级降低压缩机吸气温度，以便可以使用常规压缩机而满足高温热泵工况，其中第一冷却器可采用环境空气或冷却水进行冷却，第二冷却器对压缩机吸气进行深度冷却，冷却方式可以采用喷液冷却、蒸气压缩制冷循环冷却和吸附制冷循环冷却。同时低的压缩机吸气温度，而且可以降低压缩机功耗，进而提高制热COP。附图说明图1为现有技术中吸附制冷循环的结构示意图；图2为本专利技术中带有压缩制冷循环的增压型热化学吸附热泵循环系统的结构示意图；图3为本专利技术中带有内部化学吸附循环的增压型热化学吸附热泵循环系统的结构示意图；图4为本专利技术中带有喷液循环的增压型热化学吸附热泵循环系统的结构示意图。图中：1、第一反应器，2、第二反应器，3、第一制冷剂流路，4、第二制冷剂流路，5、第三制冷剂流路，6、制冷循环，7、第二四通阀，8、第一四通阀，11、第一换热管，21、第二换热管，31、第一制冷剂阀，32、第二制冷剂阀，41、第三制冷剂阀，42、第四制冷剂阀，51、第一冷却器，52、第二冷却器，53、第一压缩机，61、第一吸附床，62、第二吸附床，63、第三四通阀，64、膨胀阀，65、冷凝器，66、第二压缩机，67、喷射器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统，包括第一反应器1和第二反应器2，所述的第一反应器1和第二反应器2中均装填有吸附剂，所述的第一反应器1和第二反应器2间并联有第一制冷剂流路3和第二制冷剂流路4，所述的第一制冷剂流路3和第二制冷剂流路4间设有第二制冷剂流路4，所述的第三制冷剂流路5的两端分别连接于第一制冷剂流路3和第二制冷剂流路4的中部，所述的第一反应器1和第二反应器2内部的吸附剂中分别设有第一换热管11和第二换热管21，当制冷剂处于第一反应器1中时，中温流体由第一换热管11进入使得第一反应器1中的制冷剂脱附并依次流经第二制冷剂流路4、第三制冷剂流路5和第一制冷剂流路3进入第二反应器2中被吸附剂吸附，产生的吸附热用于加热第二换热管21中的高温流体，之后中温流体由第二换热管21通入，使得吸附于第二反应器2中的制冷剂脱附并依次沿着第二制冷剂流路4、第二制冷剂流路4和第一制冷剂流路3返回第一反应器1，被第一反应器1中的吸附剂吸附，产生的吸附热用于加热第一换热管11中的高温流体，所述的第三制冷剂流路5中沿制冷剂流向依次设有第一冷却器51、第二冷却器52和第一压缩机53，所述的第一冷却器51采用常温水为冷源，所述的第二冷却器52通过制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统，其特征在于，包括第一反应器(1)和第二反应器(2)，所述的第一反应器(1)和第二反应器(2)中均装填有吸附剂，所述的第一反应器(1)和第二反应器(2)间并联有第一制冷剂流路(3)和第二制冷剂流路(4)，所述的第一制冷剂流路(3)和第二制冷剂流路(4)间设有第二制冷剂流路(4)，所述的第三制冷剂流路(5)的两端分别连接于第一制冷剂流路(3)和第二制冷剂流路(4)的中部，所述的第一反应器(1)和第二反应器(2)内部的吸附剂中分别设有第一换热管(11)和第二换热管(21)，当制冷剂处于第一反应器(1)中时，中温流体由第一换热管(11)进入使得第一反应器(1)中的制冷剂脱附并依次流经第二制冷剂流路(4)、第三制冷剂流路(5)和第一制冷剂流路(3)进入第二反应器(2)中被吸附剂吸附，产生的吸附热用于加热第二换热管(21)中的高温流体，之后中温流体由第二换热管(21)通入，使得吸附于第二反应器(2)中的制冷剂脱附并依次沿着第二制冷剂流路(4)、第二制冷剂流路(4)和第一制冷剂流路(3)返回第一反应器(1)，被第一反应器(1)中的吸附剂吸附，产生的吸附热用于加热第一换热管(11)中的高温流体，所述的第三制冷剂流路(5)中沿制冷剂流向依次设有第一冷却器(51)、第二冷却器(52)和第一压缩机(53)，所述的第二冷却器(52)通过制冷循环(6)对制冷剂进行冷却。...

【技术特征摘要】
1.一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统，其特征在于，包括第一反应器(1)和第二反应器(2)，所述的第一反应器(1)和第二反应器(2)中均装填有吸附剂，所述的第一反应器(1)和第二反应器(2)间并联有第一制冷剂流路(3)和第二制冷剂流路(4)，所述的第一制冷剂流路(3)和第二制冷剂流路(4)间设有第二制冷剂流路(4)，所述的第三制冷剂流路(5)的两端分别连接于第一制冷剂流路(3)和第二制冷剂流路(4)的中部，所述的第一反应器(1)和第二反应器(2)内部的吸附剂中分别设有第一换热管(11)和第二换热管(21)，当制冷剂处于第一反应器(1)中时，中温流体由第一换热管(11)进入使得第一反应器(1)中的制冷剂脱附并依次流经第二制冷剂流路(4)、第三制冷剂流路(5)和第一制冷剂流路(3)进入第二反应器(2)中被吸附剂吸附，产生的吸附热用于加热第二换热管(21)中的高温流体，之后中温流体由第二换热管(21)通入，使得吸附于第二反应器(2)中的制冷剂脱附并依次沿着第二制冷剂流路(4)、第二制冷剂流路(4)和第一制冷剂流路(3)返回第一反应器(1)，被第一反应器(1)中的吸附剂吸附，产生的吸附热用于加热第一换热管(11)中的高温流体，所述的第三制冷剂流路(5)中沿制冷剂流向依次设有第一冷却器(51)、第二冷却器(52)和第一压缩机(53)，所述的第二冷却器(52)通过制冷循环(6)对制冷剂进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统，其特征在于，所述的第二冷却器(52)包括第二冷却器第一换热通道和第二冷却器第二换热通道，所述的第二冷却器第一换热通道连接于第三制冷剂流路(5)中，所述的第二冷却器第二换热通道连接于制冷循环(6)中。3.根据权利要求2所述的一种带冷却循环的增压型热化学吸附热泵循环系统，其特征在于，所述的制冷循环(6)包括冷凝器(65)和膨胀阀(64)，所述的膨胀阀(64)的一端与第二冷却器第二换热通道的入口连接，另一端与冷凝器(65)连接，所述的冷凝器(65)的一端连接于第二冷却器第二换热通道的出口上，另一端与冷凝器(65)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，张春路，邵亮亮，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31