[发明专利]一种多元多效吸收式热泵

说明书

本发明公开一种多元多效吸收式热泵，包括：换热器和多级热泵循环系统，其中：每级热泵循环系统均包括：蒸馏罐、回热器、减压阀、蒸发器、吸收塔和热传导件，任意相邻的两级热泵循环系统中，位于上级的热泵循环系统的回热器的出汽口通过管道与位于下级的热泵循环系统的蒸馏罐连通，并对下级的热泵循环系统提供热源；位于第一级热泵循环系统的热源为外界高温热能，高温热能通过换热器对第一级热泵循环系统的蒸馏罐中原溶液加热。本发明所提出的多元多效吸收式热泵，通过位于上级的热泵循环系统对下级的热泵循环系统提供热源增大热泵效率。

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，尤其是一种多元多效吸收式热泵。

背景技术

热泵结构复杂、换热面积多，吸收剂和制冷剂的价格也比较贵，热源的造 价太高，初投资高，费效比确实较差。比如燃气驱动的氨水型吸收式热泵发热 量与低氮冷凝燃气锅炉并未显示出优势，经济效益更是低于后者。与其他燃料 的供热项目经济效益相比，燃气热泵的效益更差。因此为提高热泵的能效必须 对热泵进行改良和升级才可以提高热泵的效益。

目前对热泵的改造一般采用两效、三效等方式，采用一份高温热能分离多 份原溶液，这样在重吸收过程才可以吸收更多的低温热源的热量，从而提高热 泵的能效。

多效蒸发、多级闪蒸、机械压汽(MVR)等热能多级利用技术是海水淡化、 渣水处理、石油石化等行业中常用的一种技术，该技术在使用时一般其各级的 溶液浓度并不高，因此溶液的沸点升高现象并不明显，沸点升高一般不超过 5℃，因此热能在梯级利用时，在有限的温差下可以做非常多级，大大提高了 能源的利用效率。较低的沸点升高，使得微过热的蒸汽在下一级中也比较容易 冷却放热。

但是在吸收式热泵上，高浓度的溶液会产生非常高的沸点升高，以溴化锂 溶液为例，其沸点一般每升高1个百分数，沸点升高1℃。溴化锂吸收式热泵 为提高对水的重吸收作用，一般其溶液浓度非常高(原溶液一般不低于30％， 吸收剂态为60％以上)，即采用高温热能蒸馏溴化锂溶液时的沸点升高超过 60℃，极高的过热度使多效蒸发技术难以应用，两级的蒸馏压差特别大，从而 在有限的温差下无法做到多效。

另一方面溴化锂溶液、氨水溶液在高温下对金属的腐蚀作用特别强烈，溴 化锂溶液不可超过140℃，氨水溶液在达到90℃时就会产生比较强烈的碱腐蚀， 会在内部腐蚀钢铁产生氢气这种不凝气体，缩短机组的寿命、降低相变传热的 效率。这也是吸收式热泵无法提高循环的温度从而做到很多效的原因。

发明内容

鉴于以上所述提出的问题，本发明提供一种多元多效吸收式热泵。

一种多元多效吸收式热泵，其包括：换热器和多级热泵循环系统，其中：

每级热泵循环系统均包括：蒸馏罐、回热器、减压阀、蒸发器、吸收塔和 热传导件，其中：

蒸馏罐有原溶液，热源通入蒸馏罐并用于将蒸馏罐中的原溶液加热至饱和 状态使原溶液中的制冷剂形成蒸汽；

蒸馏罐的出汽口通过管道与回热器的连通，蒸馏罐中的蒸汽通过管道进入 回热器中并用于加热回热器中的溶液；

蒸发器的出液端通过减压阀与回热器连通，蒸发器的出汽端与吸收塔连 通；

回热器的出液端通过管道与吸收塔连通，且回热器中的加热的溶液通过泵 输送至吸收塔内；

热传导件的一部分延伸至吸收塔中且另一部分位于吸收塔外，热传导件用 于将吸收塔中热量热传导至用热设备；

吸收塔的出液端通过管道与回热器连通，吸收塔循环的低温原溶液排至回 热器中；

回热器的出液端通过管道与蒸馏罐的进液端连通；

任意相邻的两级热泵循环系统中，位于上级的热泵循环系统的回热器的出 汽口通过管道与位于下级的热泵循环系统的蒸馏罐连通，并对下级的热泵循环 系统提供热源；