一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，包括双级吸收式热泵和水

【技术实现步骤摘要】
一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统


[0001]本技术涉及供热
，尤其涉及一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统。

技术介绍

[0002]随着技术进步和新材料、新设备的使用，采用热水地面辐射供暖系统的温度已降低到 40℃，这就使得利用大量存在于工业生产和可再生能源(太阳能、地热能等)中低品位热能为我国北方城镇采暖成为可能。如果这些中低品位热源能够被使用或再利用，不仅可以提高整个系统的能源效率，而且还可以减少对环境的污染。但是以地热能供暖为例，传统的地热供暖中，地热水与热媒循环水之间的换热采用的是板式换热器。在板式换热器中，为实现换热的进行并保证一定的换热效率，冷热流体之间必须留有较大的传热温差，而大温差换热过程存在较大的不可逆损失，将造成大量可用能的浪费。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的不足，本技术提供一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，它以NH3(氨)/LiNO3(硝酸锂)作为双级吸收式热泵的工质，采用双级吸收式热泵和水
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水换热器组合的方式，提高了用户侧供水的温度，同时降低了高温热水管路的出口温度，可以在高温热水温度为80～95℃时，提供用户侧40～50℃的热水，高温热水出口温度低于35℃，具有较高的COP和较大的制热量。
[0004]NH3/LiNO3具有良好的热物理性质，与H2O/LiBr热泵系统相比，NH3/LiNO3热泵系统具有无需真空，不宜结晶的优点；与NH3/H2O热泵系统相比，LiNO3在液态NH3中以离子形态存在，无挥发性，系统不需要设置精馏设备。此外，理论分析的结果表明，双级NH3/LiNO3吸收式热泵系统的性能要优于常规的NH3/H2O系统。
[0005]为实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0006]一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，包括低压吸收器、低压发生器、高压吸收器、高压发生器、冷凝器、蒸发器以及水
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水换热器，其中，
[0007]地热水流动：来自取水井的高温地热水依次进入所述高压发生器、所述低压发生器、所述水
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水换热器和所述蒸发器后流回至回灌井，以降低来自地热水回灌温度以及增大地热水取水与回灌的温差；
[0008]用户热水流动，其分为两路：一路依次进入所述低压吸收器、所述高压吸收器和所述冷凝器，另一路进入所述水
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水换热器，两路混合后进入用户热水供水管路，以提高用户热水的供水温度；
[0009]在所述水
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水换热器中，所述用户热水流动与用户热水流动进行换热。
[0010]如上所述的基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，进一步地，还包括低压溶液泵、低压溶液热交换器、低压节流阀、高压溶液泵、高压溶液热交换器、高压节流阀、制冷剂节流阀以及热水泵，其中，
[0011]所述的低压吸收器的第一端口与蒸发器的第四端口相连，低压吸收器的第四端口与低压溶液泵的第一端口相连，低压吸收器的第五端口与低压节流阀的第二端口相连，低压溶液泵的第二端口与低压溶液热交换器的第一端口相连，低压溶液热交换器的第二端口与低压发生器的第一端口相连，低压溶液热交换器的第三端口与低压发生器的第五端口相连，低压溶液热交换器的第四端口与低压节流阀的第一端口相连，低压发生器的第四端口与高压吸收器的第一端口相连，高压吸收器的第二端口与高压溶液泵的第一端口相连，高压吸收器的第三端口与高压节流阀的第二端口相连，高压溶液泵的第二端口与高压溶液热交换器的第一端口相连，高压溶液热交换器的第二端口与高压发生器的第一端口相连，高压溶液热交换器的第三端口与高压发生器的第五端口相连，高压溶液热交换器的第四端口与高压节流阀的第一端口相连，高压发生器的第四端口与冷凝器的第一端口相连，冷凝器的第三端口与制冷剂节流阀的第一端口相连，制冷剂节流阀的第二端口与蒸发器的第一端口相连。
[0012]如上所述的基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，进一步地，高温热水进入热水泵第一端口，热水泵第二端口与高压发生器第三端口相连，高压发生器的第二端口与低压发生器的第三端口相连，低压发生器的第二端口与水
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水换热器的第一端口相连，水
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水换热器的第四端口与蒸发器的第三端口相连，蒸发器的第二端口与回灌井管路相连；用户热水回水一路进入低压吸收器的第三端口，低压吸收器的第二端口与高压吸收器的第五端口相连，高压吸收器的第四端口与冷凝器的第二端口相连，用户热水回水一路进入水
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水换热器的第三端口，冷凝器的第四端口和水
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水换热器的第二端口与用户热水供水管路相连。
[0013]如上所述的基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，进一步地，低压吸收器和蒸发器在第一压级运转；低压溶液热交换器、低压发生器和高压吸收器在第二压级运转；高压溶液热交换器、高压发生器和冷凝器在第三压级运转，其中，第一压级、第二压级和第三压级的压力逐渐增大。具体地，所述的双级吸收式热泵系统在三个压力下运行，其中低压吸收器和蒸发器在低压级运转；低压溶液热交换器、低压发生器和高压吸收器在中压级运转；高压溶液热交换器、高压发生器和冷凝器在高压级运转。
[0014]如上所述的基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，进一步地，所述的来自取水井的高温地热水经过热水泵依次进入高压发生器、低压发生器、水
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水换热器和蒸发器换热，降低了地热水的回灌温度，增大了地热取水井与回灌井的温差，实现了地热能梯级利用；提高了通过水
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水换热器一路用户热水回水温度，进而提高了用户热水供水温度，增大了用户热水回、供水温差。
[0015]如上所述的基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，进一步地，采用NH3为制冷剂，NH3/LiNO3溶液为吸收剂。
[0016]本技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0017](1)增加了外部的水
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水换热器，高温地热水经高压发生器、低压发生器和水
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水换热器逐级降温后，可以直接进入蒸发器中，蒸发器无需外接其他热源，提高了热泵系统的可靠性；
[0018](2)在满足用户热水供热温度的条件下，系统要求的驱动高温地热水温度进一步降低，同时地热水回灌温度也降低，扩大了双级吸收式热泵供热系统的使用范围，更加充分
地利用了地热能，实现了对于地热能的梯级利用；
[0019](3)双级NH3/LiNO3吸收式热泵系统属于正压系统，无需真空，且NH3/LiNO3溶液不宜结晶，LiNO3无挥发性，热泵系统无需精馏装置，提高了热泵系统的性能系数。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，其特征在于，包括低压吸收器、高压吸收器、低压发生器、高压发生器、冷凝器、蒸发器以及水
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水换热器，其中，地热水流动：来自取水井的高温地热水依次进入所述高压发生器、所述低压发生器、所述水
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水换热器和所述蒸发器后流回至回灌井；用户热水流动，其分为两路：一路依次进入所述低压吸收器、所述高压吸收器和所述冷凝器，另一路进入所述水
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水换热器，两路混合后进入用户热水供水管路；在所述水
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水换热器中，所述用户热水流动与用户热水流动进行换热。2.根据权利要求1所述的基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，其特征在于，还包括低压溶液泵、低压溶液热交换器、低压节流阀、高压溶液泵、高压溶液热交换器、高压节流阀、制冷剂节流阀以及热水泵，其中，所述的低压吸收器的第一端口与蒸发器的第四端口相连，低压吸收器的第四端口与低压溶液泵的第一端口相连，低压吸收器的第五端口与低压节流阀的第二端口相连，低压溶液泵的第二端口与低压溶液热交换器的第一端口相连，低压溶液热交换器的第二端口与低压发生器的第一端口相连，低压溶液热交换器的第三端口与低压发生器的第五端口相连，低压溶液热交换器的第四端口与低压节流阀的第一端口相连，低压发生器的第四端口与高压吸收器的第一端口相连，高压吸收器的第二端口与高压溶液泵的第一端口相连，高压吸收器的第三端口与高压节流阀的第二端口相连，高压溶液泵的第二端口与高压溶液热交换器的第一端口相连，高压溶液热交换器的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚宇烈，杨磊，李华山，黄思浩，陆振能，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：新型
国别省市：