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异级复合第一类吸收式热泵制造技术

技术编号:2452112 阅读:198 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
异级复合第一类吸收式热泵,分为以主要共用蒸发器、主要共用冷凝器和无共用部件为区分特征的三大类,与闭式热泵相比,省略蒸发器时为开式第一类异级复合吸收式热泵,结合相变热交换器时组成第一类异级复合吸收式热泵相变供热系统;①在由共用蒸发器、节流阀和各个级数的发生器或精馏塔、吸收器、冷凝器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成的第一类异级复合吸收式热泵中:级数为一的发生器/精馏塔、吸收器、冷凝器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器,结合共用蒸发器和节流阀构成起一级热泵结构,增加溶液泵、吸收-蒸发器或/和发生器构成二级及以上级数的热泵结构-蒸发器(Ⅰ)和节流阀(Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅶ)为共用部件;一级冷凝器(1A)、一级发生器(1B)、一级吸收器(1C)、溶液泵(1D)和溶液热交换器(1E)结合共用部件构成一级热泵结构;二级冷凝器(2A)、二级发生器(2B)、二级吸收器(2C)、二级吸收-蒸发器(2D)、二级节流阀(2H)、二级溶液泵(2E)和二级溶液热交换器(2F)与(2G)结合相应共用部件构成单发生器二级热泵结构,增加发生器(2i)和溶液泵(2j)构成双发生器二级热泵结构;三级冷凝器(3A)、三级发生器(3B)、三级吸收器(3C)、三级吸收-蒸发器(3D)与(3K)、三级节流阀(3H)、三级溶液泵(3E)和三级溶液热交换器(3F)、(3G)与(3I)结合相应共用部件构成单发生器三级热泵结构,增加溶液泵和发生器也可构成双发生器及以上三级热泵结构;同一级数热泵结构中的部件之间除按照各自的位置与作用进行彼此间的连通外,一级冷凝器(1A)和二级冷凝器(2A)/(2a)之间、二级冷凝器(2A)与二级冷凝器(2a)之间、二级冷凝器(2A)和三级冷凝器(3A)之间或各自独立或/和分别经节流阀(Ⅱ)、节流阀(Ⅳ)、节流阀(Ⅶ)连通冷剂液通道,一级冷凝器(1A)还有冷剂介质管道经节流阀(1F)或节流阀(Ⅲ)连通蒸发器(Ⅰ)、经节流阀(2H)/(2h)连通二级吸收-蒸发器(2D)/(2d)、分别经三级节流阀(3H)和(3J)连通三级吸收-蒸发器(3D)和(3K),蒸发器(Ⅰ)与一级吸收器(1C)、二级吸收-蒸发器(2D)或(2a)、三级吸收-蒸发器(3D)之间分别有冷剂蒸汽通道连通,一级吸收器(1C)和一级冷凝器(1A)、二级吸收器(2C)和二级冷凝器(2A)、三级吸收器(3C)和三级冷凝器(3A)分别各自有管道连通和彼此间连通被加热介质,一级发生器(1B)、二级发生器(2B)、三级发生器(3B)还分别有通道连通驱动热介质,其特征在于:冷剂介质在冷凝器彼此独立时的通过如二级节流阀(2I)和一级节流阀(1F)节流降压后进入蒸发器(Ⅰ)或在冷凝器经级间节流阀相连时经节流阀(Ⅲ)节流降压后进入蒸发器(Ⅰ)、通过二级节流阀(2H)或(2a)节流降压后进入二级吸收-蒸发器(2D)或(2a)、通过二级节流阀(2H)节流降压后进入二级吸收-蒸发器(2D)、分别通过三级节流阀(3H)和(3J)节流降压后进入三级吸收-蒸发器(3D)和(3K),蒸发器(Ⅰ)分别向一级吸收器(1C)、二级吸收-蒸发器(2D)和三级吸收-蒸发器(3C)提供冷剂蒸汽,进入各热泵流程的冷剂介质完成相应环节后分别在一级发生器(1B)、二级发生器(2B)/(2b)、三级发生器(3B)中释放出进入对应的冷凝器内,被加热介质依次或分别在一级吸收器(1C)和一级冷凝器(1A)、二级吸收器(2C)和二级冷凝器(2A)、三级吸收器(3C)和三级冷凝器(3A)中得到加热,驱动热介质分别流经一级发生器(1B)、二级发生器(2B)/(2b)和三级发生器(3B)或按由低级数到高级数的顺序依次流经各发生器,上述连接和特征对应于不同级数复合的各第一类异级复合吸收式热泵中;②在由共用冷凝器和各个级数的发生器或精馏塔、吸收器、蒸发器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成的异级复合第一类吸收式热泵中:级数为一的发生器/精馏塔、吸收器、蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器,结合共用冷凝器构成起一级热泵结构,增加溶液泵、吸收-蒸发器或/和发生器构成二级及以上级数的热泵结构-冷凝器(Ⅰ)为共用部件;一级发生器/一级精馏塔(A1)、一级吸收器(A2)、一级蒸发器(A3)、一级溶液泵(A4)、一级节流阀(A5)和一级溶液热交换器(A6)结合冷凝器(Ⅰ)构成一级热泵结构;二级发生器(B1)、二级吸收器(B2)、二级蒸发器(B3)、二级吸收-蒸发器(B4)、二级溶液泵(B5)、二级节流阀(B6)与(B7)和二级溶液热交换器(B8)与(B9)结合冷凝器(Ⅰ)构成单发生器二级热泵结构,再增加二级低压发生器(b10)和二级溶液泵(b11)构成双发生器二级热泵结构;三级发生器/精馏塔(C1)、三级吸收器(C2)、三级蒸发器(C3)、三级吸收-蒸发器(C4)与(C5)、三级溶液泵(C6)、三级节流阀(C7)、(C8)与(C9)和溶液热交换器(C10)、(C11)与(C12)构成单发生器三级热泵结构,增加溶液泵和发生器也可构成双发生器及以上三级热泵结构;同一热泵结构中的部件之间除按照各自的位置与作用进行彼此间的连通外,冷凝器(Ⅰ)分别与一级发生器(A1)、二级发生器(B1)或二级高压发生器(b1)、三级发生器(C1)之间有冷剂蒸汽通道连通,冷凝器(Ⅰ)还分别有冷剂液管道经一级节流阀(A5)连通一级蒸发器(A3)、经二级节流阀(B6)连通二级蒸发器(B3)和二级节流阀(B7)连通二级吸收-蒸发器(B4)、经二级节流阀(b6)连通二级蒸发器(b3)和经二级节流阀(b7)连通二级吸收-蒸发器(b4)、经三级节流阀(C7)连通三级蒸发器(C3)、三级节流阀(C8)连通三级吸收-蒸发器(C4)和三级节流阀(C9)连通三级吸收-蒸发器(C5),一级蒸发器(A3)、二级蒸发器(B3)与三级蒸发器(C3)分别有管道连通余热介质并在进行复合的机组中彼此间经余热介质通道连通,一级发生器(A1)、二级发生器(B1)与三级发生器(C1)分别有管道连通驱动热介质或在进行复合的机组中彼此间经驱动热介质通道连通,冷凝器(Ⅰ)与一级吸收器(A2)、冷凝器(Ⅰ)与二级吸收器(B2)、冷凝器(Ⅰ)与三级吸收器(C2)分别各自有管道连通被加热介质,冷凝器(Ⅰ)与一级吸收器(A2)之间、冷凝器(Ⅰ)与二级吸收器(B2)之间、冷凝器(Ⅰ)与三级吸收器(C2)之间在进行复合的机组中彼此间经被加热介质管道连通,一级发生器(A1)、二级发生器(B1)/(b1)、三级发生器(C1)还分别有通道连通驱动热介质,其特征在于:一级发生器(A1)、二级发生器(B1)/(b1)和三级发生器(C1)产生的冷剂蒸汽进入冷凝器放热成冷剂液,一部分冷剂液经一级节流阀(A5)节流降压后进入一级蒸发器(A3)吸收余热成冷剂蒸汽进入一级吸收器(A2)被溶液吸收并放热、稀溶液经一级溶液泵(A4)打入一级发生器(A1)并在驱动热作用下重新释放出冷剂蒸汽实现一级热泵相应流程,一部分冷剂液分别经二级节流阀(B6)/(b6)与(B7)/(b7)进入二级蒸发器(B3)/(b3)与二级吸收-蒸发器(B4)/(b4)成为冷剂蒸汽、分别在二级吸收器(B2)或(b2)和二级吸收-蒸发器(B4)或(b4)内被溶液吸收并在二级溶液泵(B5)或(b5)与(b11)作用下经过相应环节实现二级热泵相应流程,一部分冷剂液分别经三级节流阀(C7)、(C8)与(C9)进入三级蒸发器(C3)、三级吸收-蒸发器(C4)与三级吸收-蒸发器(C5)成为冷剂蒸汽、分别在三级吸收-蒸发器(C4)、(C5)和三级吸收器(C2)内被溶液吸收并在三级溶液泵(C6)作用下经过相应环节实现三级热泵相应流程,被加热介质依次或分别在一级吸收器(A2)和一级冷凝器(Ⅰ)、二级吸收器(B2)和冷凝器(Ⅰ)、三级吸收器(C2)和冷凝器(Ⅰ)中得到加热,余热介质按由低级数到高级数的顺序依次流经各蒸发器,驱动热介质分别流经一级发生器(A1)、二级发生器(B1)/(b1)和三级发生器(C1)或按由低级数到高级数的顺序依次流经各发生器,上述连接和特征对应于不同级数复合的各第一类异级复合吸收式热泵中;③无主要共用部件时,与复合的各级数热泵的蒸发器之间通过余热介质通道彼此间相连通,低级数热泵流程的冷凝器与高级数热泵流程的吸收器之间经被加热介质管道连通或被加热介质管道各自连通各级数热泵的吸收器与冷凝器,驱动热介质可相互独立或彼此间连通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低温余热利用与热泵/制冷

技术介绍
采用吸收式热泵技术进行余热利用是行之有效的手段,具有比较好的节能、环保和经 济效益。在实际应用中,热泵的供热温度和负荷应满足用户的热需求,其自身应具有简单 的流程和构造,还要有尽可能高的性能指数。也就是说,应使热泵这种节能装置具有造价 低、运行简单可靠、性能指数高和经济效益好等综合优势。在余热温度较低或供热温度要求较高、余热量不够丰富时, 一般要采用第一类吸收式 热泵技术对余热资源加以应用。对热泵来说,单一级数的热泵的供热温度区间和性能指数 (即制热系数)是相对应的——对于确定的余热资源来说,低级数热泵的性能指数高但供 热温度低,高级数的热泵性能指数低但供热温度高;单一级数的热泵对余热资源的要求也 是不同的——对于一定的供热温度需求来说,低级数热泵与高级数热泵相比,前者需要的 余热温度高于后者;可见,单一级数热泵的使用具有一定的局限性——或不能提供较高温 度的供热,或不能满足热负荷需求,或不能充分地利用余热等。这样,在余热资源量较少、 温度较低或热用户需求的温度较高、区间较宽——需要将被加热介质由较低的温度加热到 较高的温度时,采用单一级数的热泵往往不能满足热用户的用热需求或不能充分地利用余 热资源。不同级数的热泵组成联合供热系统可以在满足用户较宽温度区间的用热需求的同 时实现余热的深度应用,但这必然使得整个节能供热系统的造价大大提高和系统运行的复 杂化,经济效益低。在制冷时,不同级数的热泵/制冷机组对热源的温度要求是不一样的,机组的性能指 数(即制冷系数)也不同——机组级数越低,性能指数越高,要求的驱动热的温度也越高。 这样,当制冷要求和驱动热的参数确定时,采用单一级数的机组往往不能充分利用驱动热 来获得更多的制冷量,尤其在利用余热制冷时更是如此——单一级数的机组无法对余热实 现充分、有效的利用。当然,采用不同级数的机组组成联合制冷系统可实现较高的制冷效 益,但同样代价过高。
技术实现思路
-本专利技术的主要目的是要提供异级复合第一类吸收式热泵,它主要由发生器(或精馏 塔)、冷凝器、蒸发器、吸收器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器等所组成, 从内部结构上可分为以主要共用蒸发器、主要共用冷凝器和无主要共用部件三类,从余热 利用的角度又可分为余热共用和余热分用两种情况。1.主要共用蒸发器和节流阀时,本专利技术由共用部件和各个级数的发生器或精馏塔、吸 收器、冷凝器、吸收-蒸发器、节流闽、溶液泵和溶液热交换器所组成级数为一的发生器/精馏塔、吸收器、冷凝器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器结合共用蒸发器构成起一 级热泵结构,增加溶液泵、吸收-蒸发器或/和发生器构成二级及其以上级数的热泵结构, 不同级数的热泵结构复合成一体式机组,相应地有不同级数的热泵流程;不同级数的热泵 结构中的冷凝器之间或通过节流阀相连接、或各自独立或部分独立,共用蒸发器通过冷剂 蒸汽通道连通各级数热泵结构中的一级吸收器、二级吸收-蒸发器、三级及以上级中的低 压吸收-蒸发器和通过节流阀或与低级数热泵结构中的冷凝器连接或分别连接各冷凝器或 以二者结合方式与冷凝器连接,低级数冷凝器或各级数冷凝器通过节流阀有冷剂液通道连 通各吸收-蒸发器,从而在机组内部结构实现了不同级数热泵的复合;驱动热介质分别或 依次在一级发生器、二级发生器或二级高压发生器、三级发生器或三级高压发生器为参与 复合的各级数热泵流程提供驱动热,余热介质流经共用蒸发器提供余热,被加热介质依次 或分别在低级数和高级数热泵结构中的吸收器与冷凝器中得到热量,驱动热介质、余热介 质和被加热介质可使机组在外部实现不同级数热泵的复合;不同级数热泵的复合是复合机组具有较宽的供热区间和较高的性能指数。以由一级与单发生器型二级热泵复合而成的、共用蒸发器型闭式异级复合第一类吸收式热泵为例,如图1所示,本专利技术的目的是这样实现的① .在结构上,两热泵流程有共用蒸发器和一节流阀,共用部件结合一级冷凝器、一 级发生器、 一级吸收器、 一级溶液泵和一级溶液热交换器构成一级热泵结构与流程,共用 部件结合二级冷凝器、二级发生器、二级吸收器、二级吸收-蒸发器、二级溶液泵、二级 节流阀、级间节流阀和二级溶液热交换器并借助于一级冷凝器、级间节流阀构成单发生器 型二级热泵结构与流程;两热泵流程之间的复合连接是这样实现的二级热泵流程的二级 冷凝器和一级热泵流程的一级冷凝器之间经级间节流阀有冷剂液通道连通, 一级冷凝器有 冷剂介质通道分别经共用节流阀和二级节流阀连通蒸发器和二级吸收-蒸发器,蒸发器分 别有冷剂蒸汽通道与一级吸收器和二级吸收-蒸发器连通,蒸发器还有管道连通余热介质, 一级发生器与二级发生器分别有通道连通驱动热介质、彼此独立或经驱动热介质通道彼此 间相连;除上述连接外, 一级吸收器经一级溶液泵和一级溶液热交换器分别有稀溶液管道 和浓溶液管道连通一级发生器、一级发生器有冷剂蒸汽通道连通一级冷凝器并有通道连通 驱动热介质、 一级吸收器与一级冷凝器分别有管道连通被加热介质和彼此间连通,二级吸 收-蒸发器经二级溶液泵和二级溶液热交换器连通二级发生器、二级吸收器有溶液通道经 二级溶液热交换器分别连通二级发生器和二级吸收-蒸发器、二级吸收器与二级冷凝器分 别有管道连通被加热介质和彼此间连通。② .在流程上, 一级热泵流程-稀溶液由一级溶液泵打入一级发生器,受驱动热的作用释放出冷剂蒸汽进入一级冷凝器,冷剂蒸汽放热于被加热介质被冷凝并经共用节 流阀节流降压后进入蒸发器、得到余热介质传给的热蒸发成冷剂蒸汽进入一级吸收器、被 来自 一级发生器的浓溶液吸收并放热,被加热介质依次流经一级吸收器和冷凝器带走热 量,余热介质进出蒸发器被降温;二级热泵流程——稀溶液由二级溶液泵打入二级发生器,稀溶液在二级发生器内受驱动热的作用释放出冷剂蒸汽进入二级冷凝器、放热于进出二级 冷凝器的被加热介质后冷凝成液体,冷凝液经级间节流阀节流后进入一级冷凝器被冷却介 质冷成成液体, 一部分冷凝液经共用节流阔节流降压后进入蒸发器、得到余热介质传给的 热后蒸发成冷剂蒸汽进入二级吸收-蒸发器被来自二级吸收器的溶液吸收并放热,另一部 分冷凝液经二级节流阀节流降压后进入二级吸收-蒸发器吸热成冷剂蒸汽进入二级吸收 器、被来自二级发生器的浓溶液吸收并放热,二级吸收器内低浓度溶液进入二级吸收-蒸 发器,二级吸收-蒸发器的稀溶液经二级溶液泵打入二级发生器,被加热介质依次流经二 级吸收器和冷凝器带走热量,余热介质进出蒸发器被降温;复合热泵流程——出自一级热 泵流程一级发生器的冷剂蒸汽进入一级冷凝器被冷凝,二级热泵流程二级发生器产生的冷 剂蒸汽进入二级冷凝器被冷凝、再经级间节流阔节流降压后进入一级冷凝器放热, 一级冷 凝器中冷剂液一部分经共用节流阀节流降压进入蒸发器吸收余热介质的热后成冷剂蒸汽、 分别向一级吸收器和二级吸收-蒸发器提供,其余冷剂液经二级节流阀节流降压进入二级 吸收-蒸发器,冷剂介质分别回到一级和二级流程,其特征在于 一级热泵流程和二级热 泵流程通过级间节流阀、共用节流阀和共用蒸发器相连接;级间节流阀连接二级冷凝器和 一级冷凝器、两流程冷剂蒸汽汇集到一级冷凝器, 一级冷凝器的一部分冷剂液经共用节流 阀本文档来自技高网
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【技术保护点】
异级复合第一类吸收式热泵,分为以主要共用蒸发器、主要共用冷凝器和无共用部件为区分特征的三大类,与闭式热泵相比,省略蒸发器时为开式第一类异级复合吸收式热泵,结合相变热交换器时组成第一类异级复合吸收式热泵相变供热系统;①在由共用蒸发器、节流阀和各个级数的发生器或精馏塔、吸收器、冷凝器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成的第一类异级复合吸收式热泵中:级数为一的发生器/精馏塔、吸收器、冷凝器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器,结合共用蒸发器和节流阀构成起一级热泵结构,增加溶液泵、吸收-蒸发器或/和发生器构成二级及以上级数的热泵结构-蒸发器(Ⅰ)和节流阀(Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅶ)为共用部件;一级冷凝器(1A)、一级发生器(1B)、一级吸收器(1C)、溶液泵(1D)和溶液热交换器(1E)结合共用部件构成一级热泵结构;二级冷凝器(2A)、二级发生器(2B)、二级吸收器(2C)、二级吸收-蒸发器(2D)、二级节流阀(2H)、二级溶液泵(2E)和二级溶液热交换器(2F)与(2G)结合相应共用部件构成单发生器二级热泵结构,增加发生器(2i)和溶液泵(2j)构成双发生器二级热泵结构;三级冷凝器(3A)、三级发生器(3B)、三级吸收器(3C)、三级吸收-蒸发器(3D)与(3K)、三级节流阀(3H)、三级溶液泵(3E)和三级溶液热交换器(3F)、(3G)与(3I)结合相应共用部件构成单发生器三级热泵结构,增加溶液泵和发生器也可构成双发生器及以上三级热泵结构;同一级数热泵结构中的部件之间除按照各自的位置与作用进行彼此间的连通外,一级冷凝器(1A)和二级冷凝器(2A)/(2a)之间、二级冷凝器(2A)与二级冷凝器(2a)之间、二级冷凝器(2A)和三级冷凝器(3A)之间或各自独立或/和分别经节流阀(Ⅱ)、节流阀(Ⅳ)、节流阀(Ⅶ)连通冷剂液通道,一级冷凝器(1A)还有冷剂介质管道经节流阀(1F)或节流阀(Ⅲ)连通蒸发器(Ⅰ)、经节流阀(2H)/(2h)连通二级吸收-蒸发器(2D)/(2d)、分别经三级节流阀(3H)和(3J)连通三级吸收-蒸发器(3D)和(3K),蒸发器(Ⅰ)与一级吸收器(1C)、二级吸收-蒸发器(2D)或(2a)、三级吸收-蒸发器(3D)之间分别有冷剂蒸汽通道连通,一级吸收器(1C)和一级冷凝器(1A)、二级吸收器(2C)和二级冷凝器(2A)、三级吸收器(3C)和三级冷凝器(3A)分别各自有管道连通和彼此间连通被加热介质,一级发生器(1B)、二级发生器(2B)、三级发生器(3B)还分别有通道连通驱动热介质,其特征在于:冷剂介质在冷凝器彼此独立时的通过如二级节流阀(2I)和一级节流阀(1F)节流降压后进入蒸发器(Ⅰ)或在冷凝器经级间节流阀相连时经节流阀(Ⅲ)节流降压后进入蒸发器(Ⅰ)、通过二级节流阀(2H)或(2a)节流降压后进入二级吸收-蒸发器(2D)或(2a)、通过二级节流阀(2H)节流降压后进入二级吸收-蒸发器(2D)、分别通过三级节流阀(3H)和(3J)节流降压后进入三级吸收-蒸发器(3D)和(3K),蒸发器(Ⅰ)分别向一级吸收器(1C)、二级吸收-蒸发器(2D)和三级吸收-蒸发器(3C)提供冷剂蒸汽,进入各热泵流程的冷剂介质完成相应环节后分别在一级发生器(1B)、二级发生器(2B)/(2b)、三级发生器(3B)中释放出进入对应的冷凝器内,被加热介质依次或分别在一级吸收器(1C)和一级冷凝器(1A)、二级吸收器(2C)和二级冷凝器(2A)、三级吸收器(3C)和三级冷凝器(3A)中得到加热,驱动热介质分别流经一级发生器(1B)、二级发生器(2B)/(2b)和三级发生器(3B)或按由低级数到高级数的顺序依次流经各发生器,上述连接和特征对应于不同级数复合的各第一类异级复合吸收式热泵中;②在由共用冷凝器和各个级数的发生器或精馏塔、吸收器、蒸发器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成的异级复合第一类吸收式热泵中:级数为一的发生器/精馏塔、吸收器、蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器,结合共用冷凝器构成起一级热泵结构,增加溶液泵、吸收-蒸发器或/和发生器构成二级及以上级数的热泵结构-冷凝器(Ⅰ)为共用部件;一级发生器/一级精馏塔(A1)、一级吸收器(A2)、一级蒸发器(A3)、一级溶液泵(A4)、一级节流阀(A5)和一级溶液热交换器(A6)结合冷凝器(Ⅰ)构成一级热泵结构;二级发生器(B1)、二级吸收器(B2)、二级蒸发器(B3)、二级吸收-蒸发器(B4)、二级溶液泵(B5)、二级节流阀(B6)与(B7)和二级溶液热交换器(B8)与(B9)结合冷凝器(Ⅰ)构成单发生器二级热泵结构,再增加二级低压发生器(b10)和二级溶液泵(b11)构成双发生器二级热泵结构;三级发生器/精馏塔(C1)、三级吸收器(C2)、三级蒸发器(C3)、三级吸收...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李华玉
申请(专利权)人:李华玉
类型:发明
国别省市:37

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