[发明专利]一种吸收式热泵制冷与动力联供方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力提供的方法，属热动力技术领域。 

背景技术

一般的蒸汽类动力输出装置(蒸汽机、汽轮机)，蒸汽膨胀做功的热效率受初温、初压、排汽温度、排汽压力的影响。 

当初温不变时，温差越高，效率越高。初压越高、效率越高。当初温不变时，排汽温度越低，效率越高；排汽压力越低，效率越高。 

由于蒸汽动力装置膨胀做功会产生泛汽，需将泛汽冷凝成工质液体才能使循环进行下去。所以蒸汽动力装置的排汽温度一般需高于环境温度。此外，提高蒸汽动力装置的初温，必须提高其压力，压力提高对蒸汽动力机械的耐压设计要求更高，目前提高蒸汽初温的空间也较小。所以，水蒸汽动力装置的效率进一步提升的空间已很小。 

其次，由于低品位热源无法提供较高的初温，排汽温度又必须高于环境温度，采用低品位热源的蒸汽动力机械效率低，实用价值低。 

发明内容

本发明的目的是提供一种更高效的动力提供方法及其装置。要解决的问题是：进一步提高蒸汽动力装置的初温或者降低排汽温度。 

本发明采用的技术方案：本发明对吸收式热泵制冷循环进行改进，采用膨胀机替代吸收式热泵制冷循环的冷凝器和节流减压装置，使工质蒸汽膨胀做功并减压，膨胀机排出的泛汽经蒸发器吸热蒸发，使其中的制冷剂液体蒸发为低压蒸汽，低压蒸汽进入吸收器吸收。具体方法：采用合适的热泵制冷工质对，将工质及其溶质配制成一定浓度的工质对稀溶液，充装入发生器中，驱动热源对发生器中的工质对稀溶液进行加热，稀溶液浓缩，产生高压工质蒸汽，浓溶液进入溶液换热器，与来自吸收器的稀溶液换热后进入吸收器；高压工质蒸汽经膨胀机膨胀做功后产生低压泛汽，低压泛汽进入蒸发器吸热蒸发，泛汽中的低压液体蒸发汽化为低压蒸汽，低压蒸汽进入吸收器被浓溶液吸收，吸收热向环境放热，吸收了低压工质蒸汽的工质对稀溶液进入溶液换热器，与来自发生器的浓溶液换热后进入发生器，维持发生器和吸收器中的液位、浓度和温度的稳定，实现吸收式热泵制冷与动力联供循环的连续进行。 

蒸发产生的低压蒸汽经蒸汽压缩机加压后再进入吸收器吸收，可提高吸收器放热温度。 

本发明的驱动热源也可直接采用吸收器的放热制取驱动热源，实现系统自驱动。吸收器对低压驱动工质液体加热，使驱动工质液体吸热蒸发，产生低压驱动工质蒸汽，低压驱动工质蒸汽经压缩机压缩加压升温，产生高压驱动工质蒸汽，高压工质蒸汽作驱动热源对吸收式热泵制冷与动力联供循环的发生器加热，受发生器中的稀溶液冷却，凝结成中压驱动工质液体，中压驱动工质液体经节流减压阀减压，在用作蒸发器的吸收器中吸热蒸发，完成驱动循环。也可采用压缩机对蒸发产生的低压蒸汽进行压缩后进入吸收器吸收，吸收器放热用于对发生器加热。 

本发明的效果：本发明对吸收式热泵制冷循环进行改进，采用膨胀机替代吸收式热泵制冷循环的冷凝器和节流减压装置，使工质蒸汽膨胀做功并减压，膨胀机排出的泛汽经蒸发器吸热蒸发，使其中的制冷剂液体蒸发为低压蒸汽，低压蒸汽进入吸收器吸收放热。由于吸收器可吸收比其温度低得多的低压蒸汽。使得本发明蒸汽膨胀机的排汽温度可低于环境温度。当采用高沸点物质与工质构成工质对时，由于发生器中稀溶液中高沸点物质蒸汽分压极低，而工质的蒸汽分压又远低于纯工质蒸汽分压，使得相同蒸发温度时，稀溶液中工质蒸发压力较纯工质蒸发压力低得多。这使得即使是在相同蒸发压力的情况下，工质蒸发温度可以大幅度提高。从而蒸汽膨胀的初温可大幅度提高。因此，本发明可使蒸汽动力装置的初温大幅提高和并降低排汽温度，从而大幅度提高了蒸汽动力装置的效率。还可采用低品位热源驱动。此外，采用蒸汽直接膨胀做功减压，同吸收式热泵制冷循环相比，减少了冷凝过程消耗的低温冷却水，不需低温热源。采用吸收器对蒸汽膨胀机排出的泛汽进行吸收，同现有的蒸汽动 力装置相比，不需对泛汽进行冷凝，减少了冷却水消耗。只需低品位热源，可同时实现制冷、供热、动力联供，是一种低碳、环保的多功能热、冷、动力联供方法及装置。 

附图说明

图1吸收式热泵制冷动力联供系统示意图 

图2设低压蒸汽压缩机的吸收式热泵制冷动力联供系统示意图 

图3自驱动吸收式热泵制冷动力联供系统示意图 

图4设低压压缩机的自驱动吸收式热泵制冷动力联供系统示意图 

图5设低压压缩机的复合吸收式热泵制冷动力联供系统示意图 

具体实施方式