專利名稱：以單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低溫余熱利用與熱泵/制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于余熱介質(zhì)(被制冷介質(zhì))、被加熱介質(zhì)和驅(qū)動熱介質(zhì)的參數(shù)的多樣化，相應(yīng)要求有不同工作參數(shù)區(qū)間的熱泵流程，即需要有不同熱力學參數(shù)和熱力學性能的熱泵/制冷機組來滿足具體的需求。為了將余熱溫度提升得更高或能夠利用更低溫度的余熱進行制冷，則需要采用一級以上結(jié)構(gòu)與流程的熱泵/制冷機組。 在吸收式熱泵中，單效熱泵流程的供熱溫度低而性能指數(shù)較高，利用單效供熱流程提供的熱負荷作為第二級供熱流程低溫熱源可獲得供熱溫度高得多的熱負荷但對應(yīng)著較低的性能指數(shù)。當被加熱介質(zhì)的初始溫度適合于采用兩供熱端的單效第一類吸收式熱泵流程而末段被加熱溫度超出了其供熱能力時，為了獲得較高的性能指數(shù)并滿足被加熱介質(zhì)的用熱需求，在熱泵流程安排上就要進行這樣的考慮被加熱介質(zhì)的初始階段采用相適應(yīng)的兩端供熱的單效第一類吸收式熱泵一個或兩個供熱端，而被加熱介質(zhì)的后一階段采用供熱溫度更高而供熱溫度區(qū)間又相鄰的熱泵供熱流程。采用單效第一類吸收式熱泵中的一個供熱端用于提供被加熱介質(zhì)的初始段熱需求，利用其另一個供熱端向供熱溫度較高的熱泵供熱流程提供低溫熱負荷，可滿足被加熱介質(zhì)溫度區(qū)間較寬的場合，并可獲得相對較高的性能指數(shù)。所采用的具體技術(shù)方案就是單效第一類吸收式熱泵的吸收器用于向被加熱介質(zhì)的低溫段熱需求，其發(fā)生器釋放出的冷劑蒸汽用于向第二個熱泵流程的吸收器提供冷劑蒸汽，第二個熱泵供熱流程的吸收器和冷凝器向被加熱介質(zhì)提供高溫熱需求，得到熱力學參數(shù)在單效之上、具有部分單效熱力學性能、以單效為第一級并具有三個供熱端的兩級第一類吸收式熱泵。 與此相類似而又有區(qū)別的情況是，當被加熱介質(zhì)的溫度變化區(qū)間較寬且有變化時，采用上述三供熱端的熱泵流程又存在著這樣的問題被加熱介質(zhì)溫度低時，第二個熱泵流程的供熱負荷隨之降低，導致整個熱泵流程中的冷劑蒸汽減少，熱泵性能指數(shù)基本不變。為了進一步發(fā)揮被加熱介質(zhì)溫度低時第一個熱泵流程具有較高性能指數(shù)的優(yōu)勢，增加第二冷凝器作為第一個熱泵流程第二供熱端，得到以單效為第一級并具有四個供熱端的兩級第一類吸收式熱泵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是要提供以單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵，分為由一個第一級供熱端、兩個第二級供熱端構(gòu)成的三供熱端液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵和由兩個第一級供熱端、兩個第二級供熱端構(gòu)成的四供熱端液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵。 本發(fā)明中的以單效為第一級、具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵，由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器或再加上 冷劑液再循環(huán)泵所組成——第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵后或再經(jīng)第一溶液熱 交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器或再經(jīng)第二溶液熱交換 器、第一溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器，第二發(fā)生器還有濃溶液管路 經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和 第二溶液泵連通第一發(fā)生器，第一發(fā)生器還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器連通第一吸 收器；第一發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道連通第二吸收器，第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道連通 冷凝器，冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥連通蒸發(fā)器，蒸發(fā)器還有冷劑蒸汽通道連通第一 吸收器；蒸發(fā)器還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器和第二發(fā)生器還分別有驅(qū)動熱 介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器、冷凝器和第二吸收器還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部 連通；其特征在于溶液在第一吸收器、第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換 器、第三溶液熱交換器、第二發(fā)生器、第二吸收器、第二溶液泵、第一發(fā)生器之間形成串聯(lián)循 環(huán)，由第一發(fā)生器向第二吸收器提供冷劑蒸汽，第一吸收器、冷凝器和第二吸收器分別向被 加熱介質(zhì)提供熱負荷。 本發(fā)明中的以單效為第一級、具有四個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式 熱泵，由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、 第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器、第二冷凝 器和第二節(jié)流閥或再加上冷劑液再循環(huán)泵所組成——第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶 液泵后或再經(jīng)第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器 或再經(jīng)第二溶液熱交換器、第一溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器，第二 發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還有稀溶液管路 經(jīng)第二溶液熱交換器和第二溶液泵連通第一發(fā)生器，第一發(fā)生器還有稀溶液管路經(jīng)第一溶 液熱交換器連通第一吸收器；第一發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道分別連通第二吸收器和第二冷 凝器，第二發(fā)生器還有冷劑蒸汽通道連通冷凝器，冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥連通蒸 發(fā)器或連通第二冷凝器，第二冷凝器還有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥連通蒸發(fā)器，蒸發(fā)器還 有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器；蒸發(fā)器還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器和第 二發(fā)生器還分別有驅(qū)動熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器、第二冷凝器、冷凝器和第二吸 收器還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通；其特征在于溶液在第一吸收器、第一溶液泵、 第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器、第二發(fā)生器、第二吸收器、第二 溶液泵、第一發(fā)生器之間形成串聯(lián)循環(huán)，由第一發(fā)生器分別向第二吸收器和第二冷凝器提 供冷劑蒸汽，第一吸收器、第二冷凝器、冷凝器和第二吸收器分別向被加熱介質(zhì)提供熱負 荷。 在上述兩種以單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵中，還可將第 二溶液熱交換器有被加熱介質(zhì)管路與外部連通，溶液流程所涉及部件的連接方式改為—— 第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第三溶液熱交換器連通第二 發(fā)生器，第二發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還 有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和第二溶液泵連通第一發(fā)生器，第一發(fā)生器還有稀溶液 管路經(jīng)第一溶液熱交換器連通第一吸收器。


圖1是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。 圖2也是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。 圖2所示與圖1所示的相比，二者之間的區(qū)別在于圖1中，第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器，第二發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和第二溶液泵連通第一發(fā)生器，；圖2中，第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器，第二發(fā)生器還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連通第二吸收器，第二吸收器還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器和第二溶液泵連通第一發(fā)生器，其中第二溶液熱交換器有被加熱介質(zhì)管路與外部連通。 圖3還是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。
圖3所示與圖l所示的相比，二者之間的區(qū)別在于圖1中第一吸收器有稀溶液管
路經(jīng)第一溶液泵、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)
生器，而圖3中則是第一吸收器有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵、第二溶液熱交換器、第一溶液
熱交換器和第三溶液熱交換器連通第二發(fā)生器。其目的在于利用低溫稀溶液首先流經(jīng)第二
溶液熱交換器來降低自第二吸收器流經(jīng)第二溶液熱交換器的稀溶液的溫度。 圖4是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級并具有四個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)
兩級第一類吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。 圖5也是依據(jù)本發(fā)明所提供的，以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵結(jié)構(gòu)和流程示意圖。 圖5所示與圖4所示的區(qū)別在于圖4中冷凝器有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥連通第二冷凝器，而圖5中則是冷凝器有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥連通蒸發(fā)器。 圖中，1-第一發(fā)生器，2-第二發(fā)生器，3-第一吸收器，4-第二吸收器，5-冷凝器，6_蒸發(fā)器，7-第一溶液泵，8-第二溶液泵，9-節(jié)流閥，10-第一溶液熱交換器，11-第二溶液熱交換器，12-第三溶液熱交換器，13-冷劑液再循環(huán)泵，14-第二冷凝器，15-第二節(jié)流閥。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實例來詳細描述本發(fā)明。 圖1所示的以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵是這樣實現(xiàn)的 ①結(jié)構(gòu)上，它由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器和冷劑液再循環(huán)泵所組成；第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生器2，第二發(fā)生器2還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器12連通第二吸收器4，第二吸收器4還有稀溶液管路
6經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8連通第一發(fā)生器l，第一發(fā)生器1還有稀溶液管路
經(jīng)第一溶液熱交換器10連通第一吸收器3 ;第一發(fā)生器1還有冷劑蒸汽通道連通第二吸收
器4，第二發(fā)生器2還有冷劑蒸汽通道連通冷凝器5，冷凝器5還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥9 連通蒸發(fā)器6，蒸發(fā)器6還有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器3 ;蒸發(fā)器6還有余熱介質(zhì)管路 與外部連通，第一發(fā)生器1和第二發(fā)生器2還分別有驅(qū)動熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收 器3、冷凝器5和第二吸收器4還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通。 ②流程上，自冷凝器5經(jīng)節(jié)流閥9節(jié)流后的冷劑液進入蒸發(fā)器6、吸收余熱成冷劑 蒸汽向第一吸收器3提供，進入第一吸收器3的冷劑蒸汽被來自第一發(fā)生器1的濃溶液吸 收并放熱于被加熱介質(zhì)；第一吸收器3的稀溶液經(jīng)第一溶液泵7加壓后再依次流經(jīng)第一溶 液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12進入第二發(fā)生器2，進入第二 發(fā)生器2的稀溶液受驅(qū)動熱介質(zhì)的加熱而釋放冷劑蒸汽向冷凝器5提供，第二發(fā)生器2的 濃溶液經(jīng)第三溶液熱交換器12進入第二吸收器4、吸收來自第一發(fā)生器1的冷劑蒸汽并放 熱于被加熱介質(zhì)，第二吸收器4的稀溶液流經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8進入第 一發(fā)生器1、在驅(qū)動熱介質(zhì)的加熱下釋放冷劑蒸汽向第二吸收器4提供，第一發(fā)生器1的濃 溶液經(jīng)第一溶液熱交換器10進入第一吸收器3 ;進入冷凝器5的冷劑蒸汽放熱于流經(jīng)冷凝 器5的被加熱介質(zhì)后成冷劑液，冷凝器5的冷劑液經(jīng)節(jié)流閥9節(jié)流降壓降溫后進入蒸發(fā)器 6 ;余熱介質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)器6放熱，第一吸收器3將余熱溫度進行第一級提升并向被加熱介質(zhì) 提供第一級熱負荷、冷凝器5和第二吸收器2共同將余熱溫度進行第二級提升并向被加熱 介質(zhì)提供第二級熱負荷，得到以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一 類吸收式熱泵。 在上述流程中，第一吸收器3的低溫稀溶液流經(jīng)第一溶液熱交換器10、第二溶液 熱交換器11吸熱，降低第一溶液熱交換器10的熱交換量，可使得第二溶液泵8工作于安全 的低溫溶液環(huán)境中；同時，溶液串聯(lián)循環(huán)方式的采用，使得第一吸收器3的稀溶液通過第一 溶液熱交換器10獲得第一發(fā)生器1流出的高溫濃溶液的熱量、通過第二溶液熱交換器11 獲得第二吸收器4流出的高溫稀溶液的熱量和通過第三溶液熱交換器12獲得第二發(fā)生器 2流出的高溫濃溶液的熱量，這三部分熱量全部隨著稀溶液進入第二發(fā)生器2，從而相應(yīng)地 減少了第二發(fā)生器2所需高溫熱負荷的數(shù)量，這比進入第一發(fā)生器1更有利于提高熱泵機 組的性能指數(shù)。 圖2所示的以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收 式熱泵，它與圖l所示的區(qū)別在于圖1中，第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第 一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11、第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生器2，第二 發(fā)生器2還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器12連通第二吸收器4，第二吸收器4還有稀 溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8連通第一發(fā)生器1 ;圖2中，第一吸收器3 有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第一溶液熱交換器10、第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生 器2，第二發(fā)生器2還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器連12通第二吸收器4，第二吸收器 4還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8連通第一發(fā)生器l，其中第二溶 液熱交換器11有被加熱介質(zhì)管路與外部連通。 在圖2所示的以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸 收式熱泵中，第二吸收器4的稀溶液首先流經(jīng)第二溶液熱交換器11放熱于被加熱介質(zhì)，降低溫度后再流經(jīng)第二溶液泵8，可使第二溶液泵8工作于安全的工作溫度下。
圖3所示的以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收 式熱泵，它與圖1所示的區(qū)別在于圖1中第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第 一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生器2，而圖 3中則是第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵7、第二溶液熱交換器11、第一溶液熱交 換器10和第三溶液熱交換器12連通第二發(fā)生器；第一吸收器3的低溫稀溶液首先流經(jīng)第 二溶液熱交換器11與第二吸收器4流經(jīng)第二溶液熱交換器11的高溫稀溶液進行換熱以降 低其溫度后再流經(jīng)第二溶液泵8。 在圖3所示的所示的以單效為第一級并具有三個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第 一類吸收式熱泵中，第一吸收器3的低溫稀溶液首先流經(jīng)第二溶液熱交換器11與來自第二 吸收器4的高溫稀溶液進行換熱，使流經(jīng)第二溶液泵8的溶液溫度降低，以使第二溶液泵8 工作于安全的工作溫度下。 圖4所示的以單效為第一級并具有四個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收 式熱泵是這樣實現(xiàn)的 ①結(jié)構(gòu)上，它由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā) 器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱 交換器、第二冷凝器、第二節(jié)流閥和冷劑液再循環(huán)泵所組成；第一吸收器3有稀溶液管路經(jīng) 第一溶液泵7、第一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12連通第 二發(fā)生器2，第二發(fā)生器2還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器12連通第二吸收器4，第二 吸收器4還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液泵8連通第一發(fā)生器l，第一 發(fā)生器1還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器10連通第一吸收器3 ;第一發(fā)生器1還有冷 劑蒸汽通道分別連通第二吸收器4和第二冷凝器14，第二發(fā)生器2還有冷劑蒸汽通道連通 冷凝器5，冷凝器5還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥9連通第二冷凝器14，第二冷凝器14還有冷 劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥15連通蒸發(fā)器6，蒸發(fā)器6還有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器3 ;蒸 發(fā)器6還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器1和第二發(fā)生器2還分別有驅(qū)動熱介質(zhì) 管路與外部連通，第一吸收器3、第二冷凝器14、冷凝器5和第二吸收器4還分別有被加熱 介質(zhì)管路與外部連通。 ②流程上，自第二冷凝器14經(jīng)第二節(jié)流閥15節(jié)流后的冷劑液進入蒸發(fā)器6、吸收 余熱成冷劑蒸汽向第一吸收器3提供，進入第一吸收器3的冷劑蒸汽被來自第一發(fā)生器1 的濃溶液吸收并放熱于被加熱介質(zhì)；第一吸收器3的稀溶液經(jīng)第一溶液泵7加壓后再依次 流經(jīng)第一溶液熱交換器10、第二溶液熱交換器11和第三溶液熱交換器12進入第二發(fā)生器 2，進入第二發(fā)生器2的稀溶液受驅(qū)動熱介質(zhì)的加熱而釋放冷劑蒸汽向冷凝器5提供，第二 發(fā)生器2的濃溶液經(jīng)第三溶液熱交換器12進入第二吸收器4、吸收來自第一發(fā)生器1的冷 劑蒸汽并放熱于被加熱介質(zhì)，第二吸收器4的稀溶液流經(jīng)第二溶液熱交換器11和第二溶液 泵8進入第一發(fā)生器1、在驅(qū)動熱介質(zhì)的加熱下釋放冷劑蒸汽分別向第二吸收器4和第二冷 凝器14提供，第一發(fā)生器1的濃溶液經(jīng)第一溶液熱交換器10進入第一吸收器3 ;進入冷凝 器5的冷劑蒸汽放熱于流經(jīng)冷凝器5的被加熱介質(zhì)后成冷劑液，冷凝器5的冷劑液經(jīng)節(jié)流 閥9節(jié)流降壓降溫后進入第二冷凝器14，進入第二冷凝器14的冷劑蒸汽放熱于流經(jīng)第二冷 凝器14的被加熱介質(zhì)后成冷劑液，第二冷凝器14的冷劑液經(jīng)第二節(jié)流閥15節(jié)流降壓降溫后進入蒸發(fā)器6 ;余熱介質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)器6放熱，第一吸收器3和第二冷凝器14共同將余熱 溫度進行第一級提升并向被加熱介質(zhì)提供第一級熱負荷、冷凝器5和第二吸收器4共同將 余熱溫度進行第二級提升并向被加熱介質(zhì)提供第二級熱負荷，得到單效為第一級并具有四 個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵。 對于被加熱介質(zhì)溫度變化范圍寬且適合于采用圖4所示的以單效為第一級并具 有四個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵，在用于被加熱介質(zhì)溫度區(qū)間寬、變 化范圍較大時，其具有較高的綜合性能指數(shù)是這樣實現(xiàn)的 首先，在需要將被加熱介質(zhì)由初始溫度加熱到最高溫度時，該熱泵機組按照最高 供熱溫度并滿負荷運行。 其次，當被加熱介質(zhì)終了溫度降低時，此時降低第二發(fā)生器2的驅(qū)動熱負荷，一方 面使得自第二發(fā)生器2進入第二吸收器4的溶液濃度降低，進而導致第二吸收器4內(nèi)溶液 吸收冷劑蒸汽所形成的溫度降低，第二吸收器4提供給被加熱介質(zhì)的熱負荷降低，這將同 時減少了對來自第一發(fā)生器1的冷劑蒸汽的吸收；則一方面使得進入冷凝器5的冷劑蒸汽 量減少，冷凝器5提供給被加熱介質(zhì)的熱負荷減少，進而使被加熱介質(zhì)進入第二吸收器4時 的溫度降低，使得第二吸收器4的冷熱介質(zhì)的傳熱溫差變大。這兩方面的影響則使得第二 吸收器4的熱負荷變化較小，但總體上第二級對外供熱負荷降低。 第三，隨著第二級對外供熱負荷的降低，熱泵機組對余熱的利用量也隨之降低，則 第一吸收器3的熱負荷降低，被加熱介質(zhì)進入第二冷凝器14的溫度降低，第二冷凝器14熱 介質(zhì)——來自第一發(fā)生器1的冷劑蒸汽——與冷介質(zhì)——流經(jīng)第二冷凝器14的被加熱介 質(zhì)——之間的溫差加大，第二冷凝器14的熱負荷增大，第一發(fā)生器1產(chǎn)生的冷劑蒸汽則會 更多地進入第二冷凝器14內(nèi)；雖然第一吸收器3吸收的冷劑蒸汽量在減少，但吸收的冷劑 蒸汽由第一發(fā)生器1重新發(fā)生出來且主要滿足第二冷凝器14所需，即此時在熱泵機組整個 供熱流程中，第一級流程兩個供熱端負荷增大并占有全部熱負荷的比例同時增大，這使得 熱泵機組在非最高供熱溫度下性能指數(shù)增大，從而使圖4所示的熱泵機組具有較高的綜合 性能指數(shù)。對第二冷凝器14采取合理及優(yōu)化設(shè)計，則可使該熱泵機組具有更高一些的綜合 性能指數(shù)。 圖5所示的以單效為第一級并具有四個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收 式熱泵，與圖4所示的相比，二者的區(qū)別在于①結(jié)構(gòu)上，圖4中冷凝器5有冷劑液管路經(jīng)節(jié) 流閥9連通第二冷凝器14，而圖5中則是冷凝器5有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥9連通蒸發(fā)器6。 ②流程上，圖4中第二發(fā)生器2提供給冷凝器5的冷劑蒸汽放熱于被加熱介質(zhì)成冷劑液后 經(jīng)節(jié)流閥9節(jié)流降壓降溫并有小量冷劑液汽化后進入第二冷凝器14，并對流經(jīng)第二冷凝器 14的被加熱介質(zhì)釋放小量熱負荷后又全部成為冷劑液，該部分冷劑液再經(jīng)第二節(jié)流閥15 節(jié)流降壓降溫進入蒸發(fā)器6 ;而圖5中則是第二發(fā)生器2提供給冷凝器5的冷劑蒸汽放熱 于被加熱介質(zhì)成冷劑液后經(jīng)節(jié)流閥9節(jié)流降壓降溫進入蒸發(fā)器6。 由以上實例可以看出，本發(fā)明提出的單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸 收式熱泵，能夠?qū)崿F(xiàn)對余熱溫度的兩級提升；針對被加熱介質(zhì)溫度提升區(qū)間寬、終了溫度較 高且溫度需求變化范圍較寬的情況，能夠充分發(fā)揮單級熱泵流程性能指數(shù)高的優(yōu)勢，從而 較大程度獲得較高的節(jié)能效益；本發(fā)明中以單效為第一級并具有四個供熱端的溶液串聯(lián)循 環(huán)兩級第一類吸收式熱泵更具有綜合性能指數(shù)高的優(yōu)勢，這使得本發(fā)明具有了很好的創(chuàng)新
9性、新穎性和實用性。 本發(fā)明技術(shù)可以實現(xiàn)的效果——本發(fā)明所提出的以單效為第一級的溶液串聯(lián)循 環(huán)兩級第一類吸收式熱泵具有如下的效果和優(yōu)勢 ①得到了其熱力學效果介于單效流程與以單效流程為第一級的兩級流程之間的
第一類吸收式熱泵機組，豐富了第一類吸收式熱泵機組的類型。 ②作為熱泵，能夠?qū)崿F(xiàn)余熱溫度的兩級提升，可以實現(xiàn)余熱的深度利用。 ③作為制冷機，能夠降低對驅(qū)動熱源的溫度要求和實現(xiàn)對驅(qū)動熱的深度利用，尤
其是利用低溫驅(qū)動熱進行制冷時可較大程度地實現(xiàn)制冷效益。 ④本發(fā)明中的以單效為第一級并具有四個供熱端的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸 收式熱泵，在應(yīng)用于負荷、供熱溫度變化范圍較大的場合，可實現(xiàn)供熱參數(shù)、供熱區(qū)間與性 能指數(shù)之間合理對應(yīng)，并能夠充分發(fā)揮單級熱泵流程性能指數(shù)高的優(yōu)勢，從而較大程度獲 得較高的節(jié)能效益。
權(quán)利要求
以單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵，其一為由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器和第三溶液熱交換器或再加上冷劑液再循環(huán)泵所組成、具有三個供熱端的以單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵；第一吸收器(3)有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵(7)后或再經(jīng)第一溶液熱交換器(10)、第二溶液熱交換器(11)和第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)或再經(jīng)第二溶液熱交換器(11)、第一溶液熱交換器(10)和第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)，第二發(fā)生器(2)還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器(12)連通第二吸收器(4)，第二吸收器(4)還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器(11)和第二溶液泵(8)連通第一發(fā)生器(1)，第一發(fā)生器(1)還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器(10)連通第一吸收器(3)；第一發(fā)生器(1)還有冷劑蒸汽通道連通第二吸收器(4)，第二發(fā)生器(2)還有冷劑蒸汽通道連通冷凝器(5)，冷凝器(5)還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥(9)連通蒸發(fā)器(6)，蒸發(fā)器(6)還有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器(3)；蒸發(fā)器(6)還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器(1)和第二發(fā)生器(2)還分別有驅(qū)動熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器(3)、冷凝器(5)和第二吸收器(4)還分別有被加熱介質(zhì)管路與外部連通；其特征在于溶液在第一吸收器(3)、第一溶液泵(7)、第一溶液熱交換器(10)、第二溶液熱交換器(11)、第三溶液熱交換器(12)、第二發(fā)生器(2)、第二吸收器(4)、第二溶液泵(8)、第一發(fā)生器(1)之間形成串聯(lián)循環(huán)，由第一發(fā)生器(1)向第二吸收器(4)提供冷劑蒸汽，第一吸收器(3)、冷凝器(5)和第二吸收器(4)分別向被加熱介質(zhì)提供熱負荷；其中，將第二溶液熱交換器(11)有被加熱介質(zhì)管路與外部連通時，溶液流程所涉及部件的連接方式改為——第一吸收器(3)有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵(7)、第一溶液熱交換器(10)、第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)，第二發(fā)生器(2)還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器(12)連通第二吸收器(4)，第二吸收器(4)還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器(11)和第二溶液泵(8)連通第一發(fā)生器(1)，第一發(fā)生器(1)還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器(10)連通第一吸收器(3)。
2. 以單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵，其二為由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器、第二冷凝器和第二節(jié)流閥或再加上冷劑液再循環(huán)泵所組成、具有四個供熱端的以單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵；第一吸收器(3)有稀溶液管路經(jīng)第一溶液泵(7)后或再經(jīng)第一溶液熱交換器(10)、第二溶液熱交換器(11)和第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)或再經(jīng)第二溶液熱交換器(11)、第一溶液熱交換器(10)和第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器(2)，第二發(fā)生器(2)還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器(12)連通第二吸收器(4)，第二吸收器(4)還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器(11)和第二溶液泵(8)連通第一發(fā)生器(1) ，第一發(fā)生器(1)還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器(10)連通第一吸收器(3);第一發(fā)生器(1)還有冷劑蒸汽通道分別連通第二吸收器(4)和第二冷凝器(14)，第二發(fā)生器(2) 還有冷劑蒸汽通道連通冷凝器(5)，冷凝器(5)還有冷劑液管路經(jīng)節(jié)流閥(9)連通蒸發(fā)器(6)或連通第二冷凝器(14)，第二冷凝器(14)還有冷劑液管路經(jīng)第二節(jié)流閥(15)連通蒸發(fā)器(6)，蒸發(fā)器(6)還有冷劑蒸汽通道連通第一吸收器(3);蒸發(fā)器(6)還有余熱介質(zhì)管路與外部連通，第一發(fā)生器(1)和第二發(fā)生器(2)還分別有驅(qū)動熱介質(zhì)管路與外部連通，第一吸收器(3)、第二冷凝器(14)、冷凝器(5)和第二吸收器(4)還分別有被加熱介質(zhì) 管路與外部連通；其特征在于溶液在第一吸收器(3)、第一溶液泵(7)、第一溶液熱交換器 (10)、第二溶液熱交換器(11)、第三溶液熱交換器(12)、第二發(fā)生器(2)、第二吸收器(4)、 第二溶液泵(8)、第一發(fā)生器(1)之間形成串聯(lián)循環(huán)，由第一發(fā)生器(1)分別向第二吸收器 (4)和第二冷凝器(14)提供冷劑蒸汽，第一吸收器(3)、第二冷凝器(14)、冷凝器(5)和第 二吸收器(4)分別向被加熱介質(zhì)提供熱負荷；其中，將第二溶液熱交換器(11)有被加熱介 質(zhì)管路與外部連通時，溶液流程所涉及部件的連接方式改為——第一吸收器(3)有稀溶液 管路經(jīng)第一溶液泵(7)、第一溶液熱交換器(10)、第三溶液熱交換器(12)連通第二發(fā)生器 (2)，第二發(fā)生器(2)還有濃溶液管路經(jīng)第三溶液熱交換器(12)連通第二吸收器(4)，第二 吸收器(4)還有稀溶液管路經(jīng)第二溶液熱交換器(11)和第二溶液泵(8)連通第一發(fā)生器 (l)，第一發(fā)生器(1)還有稀溶液管路經(jīng)第一溶液熱交換器(10)連通第一吸收器(3)。
全文摘要
本發(fā)明提供以單效為第一級的溶液串聯(lián)循環(huán)兩級第一類吸收式熱泵，屬于余熱利用與熱泵/制冷技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了主要由第一吸收器、第一發(fā)生器、第二吸收器、第二發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一溶液泵、第二溶液泵、節(jié)流閥、第一溶液熱交換器、第二溶液熱交換器、第三溶液熱交換器組成的三供熱端熱泵機組和再加上第二冷凝器和第二節(jié)流閥所組成的四供熱端的熱泵；溶液在第一級與第二級之間進行串聯(lián)循環(huán)，第一發(fā)生器向第二吸收器或/和第二冷凝器提供冷劑蒸汽、第一吸收器或/和第二冷凝器提供第一級熱負荷，第二發(fā)生器向冷凝器提供冷劑蒸汽，第二吸收器、冷凝器提供第二級熱負荷；本發(fā)明尤其在供熱參數(shù)變化區(qū)間較大即機組越級運行時具有較高性能指數(shù)。
文檔編號F25B27/02GK101776343SQ200910230230
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者李華玉 申請人:李華玉