[发明专利]单级平衡式氨-水再吸收式热泵循环设备及供热方法

说明书

本发明涉及一种单级平衡式氨‑水再吸收式热泵循环设备和供热方法。单级平衡式氨‑水再吸收式热泵循环设备包括溶液回路、制冷剂蒸汽管路、供回水管路和驱动热源；所述溶液回路包括高压发生器、高压吸收器、低压发生器、低压吸收器、两个节流阀、溶液混合罐、溶液分离罐、溶液循环泵、高温溶液换热器、低温溶液换热器；所述制冷剂蒸汽管路包括高压制冷剂蒸汽管路和低压制冷剂蒸汽管路；所述供回水管路包括供水管路和回水管路；所述驱动热源包括高温驱动热源和低温驱动热源。使用该设备进行供热方法包括供回水循环过程、氨溶液循环过程、氨蒸汽管路运行过程。

技术领域

本发明涉及太阳能热利用及热泵空调领域，尤其涉及一种单级平衡式氨-水再吸收式热泵循环设备及供热方法。

背景技术

中国是世界第一能源消费国和CO₂排放量最大的国家，面临着严峻的节能减排压力。大力发展太阳能等可再生能源是应对气候变化、促进节能减排和缓解环境污染的重要方向。

目前太阳能开发利用方式比较单一，绝大部分是低温热水。太阳能采暖、制冷、工业加热和太阳能热发电已有应用，但远未达到规模化。在太阳能采暖的各种实现方式中，给定条件下以太阳能集热器产生热能驱动热泵供热效率较好，理论上能够把80％的太阳辐射能量转变为供热能力。

经对现有技术的公开文献检索发现，目前的太阳能热泵采暖仍然不稳定和不高效等问题。太阳能能量密度低，且太阳辐射受昼夜、天气变化存在间歇性和不稳定性。但供暖要求稳定、可靠；冬季环境温度低，日照时间短，会造成太阳能系统热损增加，集热温度不高，但效率降低会导致不能满足供暖负荷要求。理论上，热能驱动的常规吸收、吸附式热泵结合太阳能集热器可用于供暖，但传统以水为工质的吸收式或吸附式热泵循环难以满足低温冷冻环境要求，采用氨等低沸点工质的热泵系统要求驱动热源温度高(一般大于120℃)，完全靠太阳能集热器驱动工作时间短或难以启动。

本发明以低压发生器和高压吸收器分别取代了传统吸收式热泵循环中的蒸发器和冷凝器，摆脱了吸收式热泵循环工作压差受制冷剂冷凝压力和蒸发压力的限制，大大减小系统工作压力和高、低压压差，对驱动热源温度的变化，适应性增强。同时，与传统氨-水吸收循环相比，减少了精馏环节，系统结构更加简单紧凑。

发明内容

由于太阳能热泵采暖的上述技术缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够长时间利用太阳能驱动，同时能在较低温度环境下工作的低温太阳能热(70～100℃)驱动的单级平衡式氨-水再吸收式热泵循环设备，并给出此循环设备应用于室内供热时的方法。

本发明提供的单级平衡式氨-水再吸收式热泵循环设备，包括溶液回路、制冷剂蒸汽管路、供回水管路和驱动热源。其中溶液回路包括高压发生器(压力最高的发生器)、高压吸收器(压力最高的吸收器)、低温溶液换热器、低压发生器(压力最低的发生器)、低压吸收器(压力最低的吸收器)和高温溶液换热器，高压发生器和高压吸收器之间连接有溶液分离罐，低温溶液换热器与所述低压发生器之间连接有第一节流阀，高温溶液换热器和所述低压吸收器之间连接有第二节流阀，所述低压发生器和所述低压吸收器之间连接有溶液混合罐、所述溶液分离罐和所述高温溶液换热器之间连接有溶液循环泵；制冷剂蒸汽管路包括高压制冷剂蒸汽管路(压力最高的制冷剂蒸汽管路)和低压制冷剂蒸汽管路(压力最低的制冷剂蒸汽管路)；供回水管路包括供水管路和回水管路；驱动热源分为高温驱动热源(驱动高温发生器的热源)和低温驱动热源(驱动低温发生器的热源)。