一种热泵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种热泵系统，包括由蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器组成的第二类吸收式热泵子系统，还包括蒸汽喷射式热泵，用热工艺的工艺余热热媒导入蒸发换热器，用热工艺的工艺余热热媒还作为发生器的发生热媒导入发生换热器，用热工艺的工艺蒸汽冷凝水作为吸收热媒导入吸收器的吸收换热器，工艺蒸汽冷凝水通过吸收换热器吸收热量产生吸收热媒蒸汽，吸收热媒蒸汽通过蒸汽喷射式热泵的引射流体入口导入蒸汽喷射式热泵，蒸汽喷射式热泵的工作流体入口与用热工艺的供给蒸汽管道相连接，蒸汽喷射式热泵的压缩流体出口与用热工艺的工艺蒸汽管道相连接。本实用新型专利技术提高了热泵系统的工艺余热利用率和热泵温升。

Heat pump system

The utility model discloses a heat pump system consists of evaporator, absorber and generator and condenser second absorption heat pump subsystem, including steam jet pump, process heat thermal process medium into the evaporation heat exchanger, process heat thermal technology media also occur as heat medium into generator of heat exchanger, heat medium into the absorber as absorption absorption heat exchanger with process steam condensate heat process, process steam condensate water by absorbing heat exchanger to absorb heat absorbing heat medium steam absorption heat medium steam by steam ejector ejector fluid entrance into the steam jet pump the supply of steam pipe, the working fluid entrance of the steam jet heat pump and heat process is connected to the fluid outlet and hot compression process of the steam jet heat pump Steam pipe connection. The utility model improves the heat utilization rate and the temperature rise of the heat pump system.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热能工程的热泵
，特别涉及一种热泵系统。
技术介绍
通常的供热系统一般采用蒸汽锅炉或者由热电厂向用热工艺提供较高温度和压力的供给蒸汽，一般的供给蒸汽为温度180-220℃、压力0.9-1.3MPa的高品位热源。可是，在实际应用中用热工艺所需的工艺蒸汽往往并不需要如此高的压力和温度。例如常规的水溶液物料蒸发浓缩系统，通常只需要饱和温度100-140℃、压力0.1-0.4MPa的蒸汽即可实现物料的蒸发浓缩，尤其是对于一些热敏性物料工艺蒸汽的温度高了反而不利。作为用热工艺的一个例子，如图3所示的现有的蒸发浓缩工艺，通常采用节流阀对供给蒸汽进行降温减压以提供用热工艺所需的工艺蒸汽。这样，供给蒸汽原有的高能量品位就白白的被浪费掉了。另一方面，排出的用热工艺的工艺余热蒸汽也由于品位过低而难以得到循环利用。在解决上述问题的过程中，本案技术人提出了如图1和图2所示的两种以供给蒸汽与工艺蒸汽之间存在的压力差作为驱动力，来提升工艺余热的品位，从而实现其循环利用的蒸汽压差驱动式热泵系统。可是，上述蒸汽压差驱动式热泵系统在工艺余热的利用率方面仍存在进一步完善之处。首先，根据吸收式热泵循环的基本原理，以含水物料的蒸发浓缩工艺为例，对蒸汽压差驱动式热泵系统的工艺余热蒸汽的利用情况进行了分析。对于蒸发浓缩工艺，每投入1吨工艺蒸汽通常会排出0.9吨左右的二次蒸汽、即工艺余热蒸汽。当采用蒸汽压差驱动式热泵系统时，由于第一类吸收式热泵的COP通常为1.7左右，如图4所示，投入0.59吨的供给蒸汽可以将0.41吨的工艺余热蒸汽的温度品位提升至工艺蒸汽的温度品位，从而为蒸发浓缩工艺提供合计1.0吨的工艺蒸汽。这样一来，虽然节能率达到了41％，但却仍有0.49吨的工艺余热蒸汽未得到利用。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供一种热泵系统，主要目的是提高蒸汽压差驱动式热泵系统的热利用率。为达到上述目的，本技术主要提供如下技术方案：一方面，本技术实施例提供了一种热泵系统，包括由蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器组成的第二类吸收式热泵子系统，还包括蒸汽喷射式热泵，用热工艺的工艺余热热媒作为所述蒸发器的蒸发热媒导入蒸发换热器，蒸发器内的工质通过蒸发换热器吸收蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气，吸收器内的吸收溶液吸收蒸发器产生的工质蒸气释放吸收热，用热工艺的工艺余热热媒还作为发生器的发生热媒导入发生换热器，用热工艺的工艺蒸汽冷凝水作为吸收热媒导入所述吸收器的吸收换热器，工艺蒸汽冷凝水通过吸收换热器吸收所述吸收热并产生吸收热媒蒸汽，吸收热媒蒸汽通过所述蒸汽喷射式热泵的引射流体入口导入所述蒸汽喷射式热泵，蒸汽喷射式热泵的工作流体入口与用热工艺的供给蒸汽管道相连接，蒸汽喷射式热泵的压缩流体出口与用热工艺的工艺蒸汽管道相连接。作为优选，还包括汽水分离罐，所述汽水分离罐的底部通过工艺蒸汽冷凝水导入管道与所述吸收换热器的入口相连接，所述工艺蒸汽冷凝水导入管道上设有工艺蒸汽冷凝水循环泵，吸收换热器的出口通过工艺蒸汽冷凝水导出管道与汽水分离罐的中部相连接，汽水分离罐的顶部通过吸收热媒蒸汽导出管道与所述蒸汽喷射式热泵的引射流体入口相连接，汽水分离罐的下部与用热工艺蒸汽冷凝水管道相连接。作为优选，所述用热工艺的工艺余热热媒作为蒸发热媒先经由蒸发热媒管道导入所述的蒸发器的蒸发换热器，经过了所述蒸发换热器的工艺余热热媒作为发生器的发生热媒再经由发生热媒管道导入所述发生器的发生换热器。作为优选，所述用热工艺的工艺余热热媒通过蒸发热媒管道导入所述的蒸发换热器作为蒸发器的蒸发热媒，同时所述用热工艺的工艺余热热媒通过发生热媒管道导入所述的发生换热器作为发生器的发生热媒。作为优选，所述发生器包括吸收溶液闪蒸腔室、第二吸收溶液喷淋装置、第二吸收溶液喷淋管道、第二吸收溶液喷淋泵以及发生换热器，发生换热器设于吸收溶液闪蒸腔室的外部，吸收溶液闪蒸腔室内的上部设有第二吸收溶液喷淋装置，第二吸收溶液喷淋装置与设于吸收溶液闪蒸腔室外部的第二吸收溶液喷淋管道连接，第二吸收溶液喷淋管道将吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液输送至第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋，第二吸收溶液喷淋管道上设有第二吸收溶液喷淋泵，第二吸收溶液喷淋管道与发生换热器的冷流体侧连接，所述用热工艺的工艺余热热媒通过发生热媒管道导入发生换热器的热流体侧。作为优选，所述发生换热器为逆流换热器。作为优选，所述发生器还包括固液分离装置，所述发生器的吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液中的吸收剂结晶时，所述固液分离装置将所述吸收溶液分离成含有吸收剂结晶和不含吸收剂结晶的两部分，其中不含吸收剂结晶的吸收溶液经第二吸收溶液喷淋管道输送至第二吸收溶液喷淋装置，含有吸收剂结晶的吸收溶液由连接吸收器和发生器的溶液循环管道输送至吸收器内。作为优选，所述固液分离装置包括：挡液板，与发生器的形成吸收溶液闪蒸腔室的容器体的内壁面连接，挡液板与发生器的吸收溶液闪蒸腔室内壁面之间形成夹层，吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液由挡液板的下端的夹层入口进入夹层内；溢流槽，形成于发生器的容器体的外壁面上，用于容纳由夹层内溢出的吸收溶液；溢流口，开设于发生器的容器体的侧壁上，溢流口连通夹层和溢流槽；第二吸收溶液喷淋管道与溢流槽连通，溶液循环管道中发生器至吸收器输送方向的管道与吸收溶液闪蒸腔室的底部连通；其中当吸收溶液的吸收剂结晶时，吸收剂结晶沿挡液板以及发生器的容器体内壁面落到发生器的底部，落到底部的吸收剂结晶随吸收溶液通过溶液循环管道输送至吸收器，吸收溶液由挡液板下端进入夹层内，夹层内上部分不含有吸收剂结晶的吸收溶液从溢流口进入溢流槽，并通过第二吸收溶液喷淋管道输送至第二吸收溶液喷淋装置。作为优选，所述发生器的吸收溶液闪蒸腔室的下部的横截面逐渐缩小，呈漏斗形，所述挡液板倾斜设置。作为优选，所述冷凝器与发生器共用同一容器体，所述容器体内的上部为冷凝器的腔室，所述容器体内的下部为发生器的腔室，所述冷凝器的腔室内下部设有冷凝工质接收器，所述冷凝工质接收器的外壁与所述容器体的内壁之间形成第二工质蒸气通道。作为优选，所述容器体为圆筒容器。作为优选，吸收器与发生器之间通过用于吸收溶液循环的溶液循环管道连接，所述溶液循环管道上设有节流阀和溶液换热器，所述节流阀设于自吸收器至发生器方向循环的溶液循环管道上，所述节流阀设于吸收器与所述溶液换热器之间。作为优选，所述蒸发换热器采用立式双降膜换热器，蒸发换热器设于吸收式蒸发器的蒸发腔室内，作为吸收式蒸发换热器的立式双降膜换热器包括：换热管；换热管上端板，与换热管的上端连接；换热管下端板，与换热管的下端连接；冷凝工质导入室，位于换热管上端板的上方，冷凝工质导入室内的冷凝工质自换热管的上端流入换热管内，并在换热管的内壁上形成内降膜；第二冷凝工质接收器，位于换热管下端板的下方，用于容纳换热管内流出的冷凝工质；蒸发热媒导入室，蒸发热媒导入室的顶板为换热管上端板，底板为布液孔板，布液孔板上具有用于换热管穿过的布液孔，布液孔的孔径大于换热管的外径，换热管的外壁面与布液孔板之间形成间隙，蒸发热媒通过蒸发热媒管道导入蒸发热媒导入室内，蒸发热媒通过换热管与布液孔板之间的间隙流出，并在换热管的外壁面上形成外降膜，冷凝工质吸收蒸发热媒的热量而蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵系统，包括由蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器组成的第二类吸收式热泵子系统，其特征在于，还包括蒸汽喷射式热泵，用热工艺的工艺余热热媒作为所述蒸发器的蒸发热媒导入蒸发换热器，蒸发器内的工质通过蒸发换热器吸收蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气，吸收器内的吸收溶液吸收蒸发器产生的工质蒸气释放吸收热，用热工艺的工艺余热热媒还作为发生器的发生热媒导入发生换热器，用热工艺的工艺蒸汽冷凝水作为吸收热媒导入所述吸收器的吸收换热器，工艺蒸汽冷凝水通过吸收换热器吸收所述吸收热并产生吸收热媒蒸汽，吸收热媒蒸汽通过所述蒸汽喷射式热泵的引射流体入口导入所述蒸汽喷射式热泵，蒸汽喷射式热泵的工作流体入口与用热工艺的供给蒸汽管道相连接，蒸汽喷射式热泵的压缩流体出口与用热工艺的工艺蒸汽管道相连接。

【技术特征摘要】
1.一种热泵系统，包括由蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器组成的第二类吸收式热泵子系统，其特征在于，还包括蒸汽喷射式热泵，用热工艺的工艺余热热媒作为所述蒸发器的蒸发热媒导入蒸发换热器，蒸发器内的工质通过蒸发换热器吸收蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气，吸收器内的吸收溶液吸收蒸发器产生的工质蒸气释放吸收热，用热工艺的工艺余热热媒还作为发生器的发生热媒导入发生换热器，用热工艺的工艺蒸汽冷凝水作为吸收热媒导入所述吸收器的吸收换热器，工艺蒸汽冷凝水通过吸收换热器吸收所述吸收热并产生吸收热媒蒸汽，吸收热媒蒸汽通过所述蒸汽喷射式热泵的引射流体入口导入所述蒸汽喷射式热泵，蒸汽喷射式热泵的工作流体入口与用热工艺的供给蒸汽管道相连接，蒸汽喷射式热泵的压缩流体出口与用热工艺的工艺蒸汽管道相连接。2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括汽水分离罐，所述汽水分离罐的底部通过工艺蒸汽冷凝水导入管道与所述吸收换热器的入口相连接，所述工艺蒸汽冷凝水导入管道上设有工艺蒸汽冷凝水循环泵，吸收换热器的出口通过工艺蒸汽冷凝水导出管道与汽水分离罐的中部相连接，汽水分离罐的顶部通过吸收热媒蒸汽导出管道与所述蒸汽喷射式热泵的引射流体入口相连接，汽水分离罐的下部与用热工艺蒸汽冷凝水管道相连接。3.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述用热工艺的工艺余热热媒作为蒸发热媒先经由蒸发热媒管道导入所述的蒸发器的蒸发换热器，经过了所述蒸发换热器的工艺余热热媒作为发生器的发生热媒再经由发生热媒管道导入所述发生器的发生换热器。4.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述发生器包括吸收溶液闪蒸腔室、第二吸收溶液喷淋装置、第二吸收溶液喷淋管道、第二吸收溶液喷淋泵以及发生换热器，发生换热器设于吸收溶液闪蒸腔室的外部，吸收溶液闪蒸腔室内的上部设有第二吸收溶液喷淋装置，第二吸收溶液喷淋装置与设于吸收溶液闪蒸腔室外部的第二吸收溶液喷淋管道连接，第二吸收溶液喷淋管道将吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液输送至第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋，第二吸收溶液喷淋管道上设有第二吸收溶液喷淋泵，第二吸收溶液喷淋管道与发生换热器的冷流体侧连接，所述用热工艺的工艺余热热媒通过发生热媒管道导入发生换热器的热流体侧。5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述发生换热器为逆流换热器。6.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述发生器还包括固液分离装置，所述发生器的吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液中的吸收剂结晶时，所述固液分离装置将所述吸收溶液分离成含有吸收剂结晶和不含吸收剂结晶的两部分，其中不含吸收剂结晶的吸收溶液经第二吸收溶液喷淋管道输送至第二吸收溶液喷淋装置，含有吸收剂结晶的吸收溶液由连接吸收器和发生器的溶液循环管道输送至吸收器内。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏庆泉，
申请(专利权)人：北京联力源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11