[发明专利]复合第二类吸收式热泵

说明书

技术领域：

本发明属于低温余热利用热泵技术领域。

背景技术：

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，不仅要求热泵的供热温度要满足热用户的需求、热泵的流程和构造力求简化，还要求热泵具有较高的性能指数——即要有较高的余热利用率。

在余热温度较高、余热量较为丰富时，采用第二类吸收式热泵技术可以实现高效节能。单一级数第二类吸收式热泵的流程和结构一般都做到了简单化，但它的供热温度和性能指数不能得到统一：热泵级数越高，其供热温度则越高，但性能指数却越低；相反地，热泵级数越低，其性能指数则越高，但供热温度却越低。这样，当需要将被加热流体从较低的温度加热到较高的温度时，受到余热资源的温度、数量以及冷却介质条件的限制，单一级数热泵的使用往往无法得到满意的效果。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用热需求的同时实现余热较高程度的应用，但这导致节能供热系统的复杂化，系统造价高，经济效益降低甚至于无法满足经济方面的要求。

另外，采用单一蒸发器的各种第二类吸收式热泵存在着余热获取阶段的不合理——不同温度的余热在单一蒸发器内一次性地进入冷剂蒸汽中，然后被后续流程提升到热泵的最高供热温度之上或是被提升中间环节的最高温度，导致机组对被加热介质低温段的加热温差大、不可逆程度高，使机组的性能指数得不到更进一步提高。

因此，综合考虑上述热泵存在的两方面问题，采用两个及两个以上蒸发器为特征的复合模式，得到结构简单并同时具有较宽的供热温度区间和较高性能指数的一体式复合机组，以实现对余热资源的深度利用。

发明内容：

本发明的主要目的是要提供复合第二类吸收式热泵，它主要由吸收器、发生器或精馏塔、冷凝器、蒸发器、吸收-蒸发器或/和复合式吸收-蒸发器与中间热交换器、溶液泵、冷剂液泵、节流阀、调压阀和溶液热交换器所组成，为使第二类吸收式热泵同时具有宽供热区间和高性能指数，针对第二类吸收式热泵机组，增加一个或一个以上的一级热泵结构与流程，构成含有一级热泵结构与流程的一体式复合热泵机组。

本发明的目的是这样实现的，它主要针对第二类吸收式热泵无法同时具有宽供热区间和高余热利用率问题，主要以发生器、冷凝器、溶液泵和冷剂液泵作为共用部件，增加一组吸收器、蒸发器、节流阀和调压阀或一组吸收器、蒸发器、节流阀、溶液泵并结合原热泵中的发生器或精馏塔、冷凝器、溶液泵和冷剂液泵构成一级第二类吸收式热泵结构，共用部件与其它吸收器、蒸发器、吸收-蒸发器及辅助部件构成两级或多级单发生器型第二类吸收式热泵结构，单发生器型增加发生器、中间热交换器时构成两级或多级双发生器及以上型第二类吸收式热泵结构，一级热泵结构的蒸发器与所复合热泵结构的蒸发器之间经余热介质通道连通或彼此独立，一级热泵结构的吸收器与所复合热泵结构的吸收器之间经溶液管道连通或彼此相对独立，从而构成了可同时实现两个或多个同级数但不同供热区间或不同级数热泵流程的一体式复合机组；共用溶液泵将浓溶液或分别、或依次向各吸收器提供，共用冷剂液泵将冷剂液分别向各蒸发器、吸收-蒸发器、复合吸收-蒸发器提供，余热介质依次或分别流经各蒸发器释放低温热，被加热介质相应地分别在一级热泵流程与其它热泵流程中得到不同温度范围的热量，从而可实现余热的深度利用。

实现本发明有不同的具体方案，主要体现在两个方面：①从溶液进入各吸收器的途径看，一是溶液依次流经各吸收器，二是溶液分别进入各吸收器；②从余热介质进入各蒸发器的途径看，一是串联流程——余热介质首先进入一级热泵流程后再进入其它热泵流程或反向进行，二是并联流程——余热介质分别进入一级热泵流程和其它热泵流程。

以两个由一级和单发生器型两级热泵复合而成的复合第二类吸收式热泵为例，如图1和图2所示，本发明的目的是这样实现的：