[发明专利]一种溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统及工作方法

权利要求书

1.一种溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：包括蒸发器(3)、水蒸汽吸收器(1)、水蒸汽发生器(9)和冷凝器(8)，其中所述蒸发器(3)出口g与所述水蒸汽吸收器(1)入口h之间通过管道依次连通有第一截止阀(10)、第一水蒸汽压缩机(2)和第二截止阀(11)，所述第一水蒸汽压缩机(2)出口l与所述水蒸汽发生器(9)入口n之间依次通过管道依次连通有第二截止阀(11)、第四截止阀(13)、第二水蒸汽压缩机(4)和第五截止阀(14)，所述水蒸汽发生器(9)出口q与所述蒸发器(3)入口r之间通过管道依次连通有第二溶液回热器(7)和第一节流阀(15)，所述水蒸汽发生器(9)出口i与所述水蒸汽吸收器(1)入口k之间通过管道连通有第一溶液回热器(6)，所述水蒸汽吸收器(1)入口k通过喷淋管连接至水蒸汽吸收器(1)内，所述水蒸汽发生器(9)出口c与所述冷凝器(8)入口d通过管道连接，所述水蒸汽吸收器(1)出口a与所述水蒸汽发生器(9)入口b之间通过管道依次连通有溶液泵(5)、第一溶液回热器(6)和第二溶液回热器(7)，所述冷凝器(8)出口e与所述蒸发器(3)入口f之间通过管道连通有第二节流阀(16)，换热管1a从水蒸汽吸收器(1)入口t进入，依次通过水蒸汽吸收器(1)和冷凝器(8)；所述蒸发器(3)出口g与所述第二水蒸汽压缩机(4)入口m之间设有第三截止阀(12)。

2.根据权利要求1所述的溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：流入换热管1a的水温度为10℃～55℃，换热管1a经过冷凝器(8)后流出的热水或水蒸汽的温度范围为60℃～120℃，蒸发器(3)内的热源管道内流入的余热源温度为20℃～60℃。

3.根据权利要求1所述的溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：所述第一节流阀(15)和第二节流阀(16)均为电子膨胀阀或热力膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：所述第一截止阀(10)、第二截止阀(11)、第三截止阀(12)、第四截止阀(13)和第五截止阀(14)均为柱塞式截止阀、球阀或闸阀。

5.根据权利要求1所述的溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：所述第一溶液回热器(6)和第二溶液回热器(7)均为板式换热器或管壳式换热器。

6.根据权利要求1所述的溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：所述冷凝器(8)为管壳式冷凝器或套筒式冷凝器。

7.根据权利要求1所述的溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：所述蒸发器(3)为满液式蒸发器或降膜式蒸发器。

8.根据权利要求1所述的溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：所述第一水蒸汽压缩机(2)为罗茨蒸汽压缩机或离心蒸汽压缩机。

9.根据权利要求1所述的溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统，其特征在于：所述第二水蒸汽压缩机(4)为双螺杆蒸汽压缩机或离心蒸汽压缩机。

10.一种溴化锂吸收压缩复合式高温热泵系统的工作方法，基于的系统包括满液式蒸发器(3)、水蒸汽吸收器(1)、水蒸汽发生器(9)和管壳式冷凝器(8)，其中所述满液式蒸发器(3)出口g与所述水蒸汽吸收器(1)入口h之间通过管道依次连通有第一柱塞式截止阀(10)、第一罗茨蒸汽压缩机(2)和第二柱塞式截止阀(11)，所述第一罗茨蒸汽压缩机(2)出口l与所述水蒸汽发生器(9)入口n之间依次通过管道依次连通有第二柱塞式截止阀(11)、第四柱塞式截止阀(13)、第二双螺杆蒸汽压缩机(4)和第五柱塞式截止阀(14)，所述水蒸汽发生器(9)出口q与所述满液式蒸发器(3)入口r之间通过管道依次连通有第二板式换热器(7)和第一电子膨胀阀(15)，所述水蒸汽发生器(9)出口i与所述水蒸汽吸收器(1)入口k之间通过管道连通有第一板式换热器(6)，所述水蒸汽吸收器(1)入口k通过喷淋管连接至水蒸汽吸收器(1)内，所述水蒸汽发生器(9)出口c与所述管壳式冷凝器(8)入口d通过管道连接，所述水蒸汽吸收器(1)出口a与所述水蒸汽发生器(9)入口b之间通过管道依次连通有溶液泵(5)、第一板式换热器(6)和第二板式换热器(7)，所述管壳式冷凝器(8)出口e与所述满液式蒸发器(3)入口f之间通过管道连通有第二电子膨胀阀(16)，换热管1a从水蒸汽吸收器(1)入口t进入，依次通过水蒸汽吸收器(1)和管壳式冷凝器(8)；所述满液式蒸发器(3)出口g与所述第二双螺杆蒸汽压缩机(4)入口m之间设有第三柱塞式截止阀(12)；其特征在于：所述工作方法根据不同的余热源进口温度，分为如下两种工作模式；

A、余热源温度T为20℃≤T＜40℃工作模式

当余热源温度T满足(20℃≤T＜40℃)时，所述系统的循环为：中央控制器检测位于余热源管道入口处温度传感器所测得的温度为20℃≤T＜40℃，从而中央控制器令打开第一柱塞式截止阀(10)、第二柱塞式截止阀(11)、第四柱塞式截止阀(13)和第五柱塞式截止阀(14)，关闭第二柱塞式截止阀(12)，在满液式蒸发器(3)中来自入口r和入口f的低温水在满液式蒸发器(3)中回收热源管道内低温余热资源的热量蒸发成为饱和蒸汽，所产生的蒸汽从满液式蒸发器(3)出口g出，经过罗茨蒸汽压缩机(2)增压增温后分为两路，一路直接进入水蒸汽吸收器(1)的入口另一路经过双螺杆蒸汽压缩机(4)进行二次增压增温后变为高温压缩蒸汽，压缩蒸汽经第五柱塞式截止阀(14)进入水蒸汽发生器(9)入口n，与此同时，水蒸汽吸收器(1)中的稀溴化锂溶液从出口a被溶液泵(5)抽出后依次通过第一板式换热器(6)和第二板式换热器(7)换热升温，再通过水蒸汽发生器(9)入口b进入水蒸汽发生器(9)，在水蒸汽发生器(9)中，压缩蒸汽作为驱动热源加热来自入口b的稀溴化锂溶液，蒸发溶液中的水分，使稀溴化锂溶液变为溴化锂浓溶液，同时压缩蒸汽放热后形成的冷凝水经过第二板式换热器(7)与来自水蒸汽吸收器(1)的稀溴化锂溶液换热降温后，再通过第一电子膨胀阀(15)节流降压后进入满液式蒸发器(3)中形成循环，水蒸汽发生器(9)的出口分为蒸汽出口c和溶液出口i，出口i流出的溴化锂浓溶液通过第一板式换热器(6)换热降温后通过水蒸汽吸收器接口k和喷淋管喷淋在水蒸汽吸收器(1)中，吸收由入口h进入的压缩蒸汽，形成稀溴化锂溶液并放出大量热量为进入换热管(1a)的低温水进行第一次加热，水蒸汽发生器(9)出口c流出的水蒸汽直接进入管壳式冷凝器(8)中冷凝放热形成冷凝水，并对换热管(1a)中的水进行二次加热，管壳式冷凝器(8)中形成的水由出口e流出经过第二电子膨胀阀(16)节流降压后进入满液式蒸发器(3)中形成循环；

B、余热源温度T为40℃≤T≤60℃工作模式

当低温余热源温度T满足(40℃≤T≤60℃)时，所述系统的循环为：中央控制器检测位于余热源管道入口处温度传感器所测得的温度为40℃≤T≤60℃，从而中央控制器令关闭第一柱塞式截止阀(10)和第二柱塞式截止阀(11)，打开第二柱塞式截止阀(12)、第四柱塞式截止阀(13)和第五柱塞式截止阀(14)，使满液式蒸发器(3)中来自入口r和入口f的低温水在满液式蒸发器(3)中回收热源管道内低温余热资源的热量蒸发成为饱和蒸汽，所产生的蒸汽从满液式蒸发器(3)出口g出来后分为两路，一路通过第二柱塞式截止阀(12)和第四柱塞式截止阀(13)后，从水蒸汽吸收器(1)入口h直接进入水蒸汽吸收器(1)，另一路通过第二柱塞式截止阀(12)后，从双螺杆蒸汽压缩机(4)入口m进入双螺杆蒸汽压缩机(4)，经过双螺杆蒸汽压缩机(4)增压增温后成为高温蒸汽，通过第五柱塞式截止阀(14)由入口n进入水蒸汽发生器(9)中，与此同时，水蒸汽吸收器(1)中的稀溴化锂溶液从出口a被溶液泵(5)抽出后依次通过第一板式换热器(6)和第二板式换热器(7)换热升温，再从入口b进入水蒸汽发生器(9)中，由入口n进入的压缩蒸汽作为驱动热源加热来自入口b的稀溴化锂溶液，蒸发溶液中的水分，使稀溴化锂溶液变为溴化锂浓溶液，同时管道内的压缩蒸汽放热变为冷凝水从出口q流出，经过第二板式换热器(7)换热降温后，再通过第一电子膨胀阀(15)节流降压进入满液式蒸发器(3)中形成循环，水蒸汽发生器(9)的出口分为蒸汽出口c和溶液出口i，出口i流出的溴化锂浓溶液通过第一板式换热器(6)换热降温后，再经水蒸汽吸收器(1)入口k和喷淋管后喷淋在水蒸汽吸收器(1)中，吸收由入口h进入的压缩蒸汽，形成稀溴化锂溶液并放出大量热量为低温水进行一次加热，出口c流出的水蒸汽直接进入管壳式冷凝器(8)中冷凝放热成低温水，使来自水蒸汽吸收器(1)中的水二次加热，管壳式冷凝器(8)中形成的冷凝水由出口e流出经过第二电子膨胀阀(16)节流降压后进入满液式蒸发器(3)中形成循环。