[发明专利]热泵余热回收用于居民采暖的节能系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热回收节能系统，尤其涉及一种热泵余热回收用于居民采暖的节能系统，属于余热回收领域。

背景技术

热力发电厂、化工厂有很多设备需要冷却余热，温度在20-40℃。这部分余热可以通过热泵回收，将温度提升至60℃以上用于冬季居民采暖供热。

吸收式热泵是目前余热回收主要技术方式。因溴化锂溶液本身的特性，吸收式热泵存在一些局限，限制了其能力。溴化锂溶液结晶可控范围内（≤62.5%），吸收式热泵机组蒸发温度和吸收温度间的差值在40℃以内，而且吸收器释放的吸收热和冷凝器释放的冷凝热存在特定的比例关系，即：如果吸收热释放量固定，那么冷凝热也将随之固定。这使得吸收式热泵的实际能力不能无限制扩大。例如，假定存在30-35℃的余热水，如果热网回水温度高于70℃，无论驱动蒸汽参数多么优越，因吸收式热泵吸收器吸收温度低于70℃，吸收式热泵无法将回收余热用于热网回水加热；如果热网回水温度为68℃，那么吸收式热泵只能将热网水从68℃加热至71.5℃左右，驱动蒸汽压力只要高于0.27MPa即可满足；如果热网回水温度为60℃，那么吸收式热泵可将热网水从60℃加热至78℃左右，驱动蒸汽压力只要高于0.33MPa即可满足。这使得吸收式热泵在余热回收供热方面存在较大的局限性。例如对于30-35℃的余热、60-100℃的热网供回水参数，吸收式热泵最高只能加热至78℃左右，对于78-100℃温度段，仍必须由蒸汽加热，因此节能收益大幅缩水。

对于采用压缩式热泵回收余热用于居民供暖的方式，由于压缩式热泵冷凝器、蒸发器属于相变换热，因此对于超过10℃的加热（或降温）温差，压缩式热泵的能效将大幅降低，影响节能收益。

另外，对于部分纯凝改供热发电机组，居民采暖供热抽汽参数较高，一般0.8-1.2MPa。如果采用吸收式热泵回收循环水余热，必须对蒸汽减温减压至合适参数，才能满足吸收式热泵运行条件。蒸汽减温减压，仍存在大量能量浪费。

如何以上问题，目前还没有相关研究。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种热泵余热回收用于居民采暖的节能系统，解决了传统热泵余热回收率低、热量浪费的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种热泵余热回收用于居民采暖的节能系统，包括压缩式热泵机组、吸收式热泵机组、乏汽加热器及驱动汽轮机，所述压缩式热泵机组通过输送管路与所述吸收式热泵机组相连接，所述驱动汽轮机一端设有一个驱动蒸汽入口，另一端通过输送管路分别于乏汽加热器及吸收式热泵机组连接，所述吸收式热泵机组上设有一个余热水入口和一个热网回水入口，所述压缩式热泵机组上设有一个余热水出口，所述乏汽加热器上设有一个热网回水出口和一个冷凝水出口。

进一步的，所述吸收式热泵机组包括发生器、吸收器、吸收式热泵蒸发器及吸收式热泵冷凝器，所述热网回水入口与所述吸收器接通，所述余热水入口与所述吸收式热泵蒸发器接通。

进一步的，所述压缩式热泵机组包括压缩式热泵蒸发器、压缩式热泵冷凝器及用于带动压缩式热泵蒸发器、压缩式热泵冷凝器运转的压缩机，所述压缩式热泵蒸发器的内部与所述余热水出口相连通。

进一步的，所述压缩机可以采用驱动汽轮机带动运转，将所述驱动汽轮机的中心转动轴与所述压缩机的中心转动轴采用同心轴相连接，从而带动压缩机运转。

进一步的，所述驱动蒸汽为高压驱动蒸汽，所述高压驱动蒸汽的压强为0.8MPa以上。

进一步的，本发明还涉及采用本发明进行余热回收用于居民采暖的方法，包括三个工艺流程：

1）驱动蒸汽驱动流程：驱动蒸汽通过位于驱动汽轮机上的驱动蒸汽入口进入驱动汽轮机，对驱动汽轮机进行做功，驱动蒸汽经过驱动汽轮机后，分为两个支路，其中一个支路进入乏汽加热器，为乏汽加热器提供热源，另一个支路进入吸收式热泵机组中的发生器，为发生器提供动力，使发生器带动吸收式热泵机组运转；

2）余热水供热流程：余热源中的余热水通过位于吸收式热泵机组上的余热水入口一次进入到位于吸收式热泵机组中的吸收式热泵蒸发器和位于压缩式热泵机组中的压缩式热泵蒸发器中，为吸收式热泵蒸发器和压缩式热泵蒸发器提供热源；