本發(fā)明涉及一種膜分離與熱驅(qū)動聯(lián)合型吸收式熱泵。

背景技術(shù)：

近百年來，制冷設(shè)備一直圍繞電壓縮式制冷循環(huán)與吸收式制冷循環(huán)進(jìn)化發(fā)展，電壓縮式制冷循環(huán)今年來已經(jīng)開發(fā)出了磁懸浮離心式相關(guān)高效能設(shè)備，而吸收式制冷設(shè)備一直沒有突破性的技術(shù)提升，近50年來反滲透膜技術(shù)有了長足的發(fā)展進(jìn)步；反滲透膜具備優(yōu)異的分離選擇性，而吸收式制冷循環(huán)過程中存在氣液分離或液液分離過程；所以膜分離技術(shù)在吸收式制冷設(shè)備中有著巨大的發(fā)展?jié)摿?；但同時膜分離需要較高的工作壓力，且其分離效率受到溶液濃度、溫度的影響，以往的采用膜分離吸收式熱泵存在一些缺陷，由于運(yùn)用的是純膜分離技術(shù)，結(jié)構(gòu)上還不太成熟，技術(shù)原理設(shè)計(jì)上有點(diǎn)缺陷，能源未充分的利用，易造成能量損失以及制冷的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種膜分離與熱驅(qū)動聯(lián)合型吸收式熱泵，并且能夠克服以上缺陷。

為了達(dá)到上述目的，一種膜分離與熱驅(qū)動聯(lián)合型吸收式熱泵，包括膜分離裝置、等壓交換式能量回收裝置、熱驅(qū)動發(fā)生器、冷凝器、溶液升壓泵、溶液增壓泵、吸收器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥，所述膜分離裝置通過等壓交換式能量回收裝置與熱驅(qū)動發(fā)生器連接至吸收器一端，吸收器另一端依次通過等壓交換式能量回收裝置和溶液增壓泵回流至膜分離裝置中，熱驅(qū)動發(fā)生器依次通過冷凝器與蒸發(fā)器連接至吸收器一端，吸收器另一端通過溶液升壓泵回流至膜分離裝置中，膜分離裝置還通過節(jié)流閥連接至蒸發(fā)器，冷凝器和蒸發(fā)器之間還設(shè)有節(jié)流閥。

作為優(yōu)選：所述膜分離裝置包括內(nèi)設(shè)有若干溶液通道和純水通道，溶液通道和純水通道相間排列并由高分子透水膜隔開，膜分離裝置的純水通道通過節(jié)流閥與蒸發(fā)器連通，膜分離裝置的溶液通道一端與等壓交換式能量回收裝置連通，另一端通過等壓交換式能量回收裝置和吸收器回流；吸收式溶液在較低濃度段通過膜分離技術(shù)進(jìn)行高效初次液液無相變分離后，再經(jīng)過熱驅(qū)動發(fā)生器進(jìn)行氣液分離；初次液液無相變分離過程大大減少了后續(xù)氣液分離所需的加熱量以及后續(xù)氣體冷凝成液體的冷卻量。

作為優(yōu)選：所述吸收器上設(shè)有溶液循環(huán)泵；本結(jié)構(gòu)吸收器的作用是促進(jìn)吸收器中水蒸氣吸收效率。

作為優(yōu)選：所述蒸發(fā)器上設(shè)有蒸發(fā)循環(huán)泵；本結(jié)構(gòu)蒸發(fā)器的作用是促進(jìn)蒸發(fā)器中純水的蒸發(fā)效率。

作為優(yōu)選：所述膜分離裝置包括筒體、設(shè)在筒體兩端的進(jìn)夜端蓋和出液端蓋、設(shè)在出液端蓋內(nèi)將溶液和純水隔開的第一隔板、設(shè)在出液端蓋上的純水出口和溶液出口，所述進(jìn)夜端蓋上設(shè)有溶液進(jìn)口，溶液通道穿過第一隔板至溶液出口，純水通道中的純水直接流至純水出口；第一隔板將出液端蓋分成兩個蓄水通道，溶液通過溶液通道并穿過第一隔板至溶液出口，純水被第一隔板擋住使兩種溶液通過不同的蓄水通道流出，結(jié)構(gòu)比較合理。

作為優(yōu)選：所述筒體中部設(shè)有一個緩流通道，所述緩流通道內(nèi)設(shè)有第二隔板，本結(jié)構(gòu)緩流通道不但可以對溶液進(jìn)行緩沖，而且緩流通道能夠?qū)⒎蛛x的溶液和純水分別進(jìn)行匯合，使通道內(nèi)的液體比較均勻，提高分離的效果。

作為優(yōu)選：所述高分子透水膜設(shè)置成管狀高分子透水膜或片狀高分子透水膜，本結(jié)構(gòu)若設(shè)置成管狀結(jié)構(gòu)的高分子透水膜，管狀高分子透水膜均勻排列在筒體內(nèi)并與之平行，內(nèi)外分別為溶液和純水，結(jié)構(gòu)合理，若設(shè)置成片狀高分子透水膜，若干透水膜平行且均勻排列在筒體內(nèi)，溶液通道和純水通道相間排列。

本發(fā)明具有有益效果為：

本裝置設(shè)計(jì)一種將膜分離、熱驅(qū)動以及能量回收相結(jié)合的制冷裝置，使吸收式溶液在較低濃度段通過反滲透膜分離技術(shù)進(jìn)行高效初次液液無相變分離后，再經(jīng)過熱驅(qū)動發(fā)生器進(jìn)行氣液分離，初次液液無相變分離過程大大減少了后續(xù)氣液分離所需的加熱量以及后續(xù)氣體冷凝成液體的冷卻量，實(shí)現(xiàn)了大幅度的能源節(jié)約，具備巨大的節(jié)能潛力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中膜分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的a-a處管狀膜分離裝置的剖視圖；

圖4為圖2的a-a處片狀膜分離裝置的剖視圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中出液端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中管狀膜分離裝置中第一隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中片狀膜分離裝置中第一隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖說明：1、膜分離裝置；2、等壓交換式能量回收裝置；3、熱驅(qū)動發(fā)生器；4、冷凝器；5、溶液升壓泵；6、溶液增壓泵；7、吸收器；8、溶液循環(huán)泵；9、蒸發(fā)循環(huán)泵；10、蒸發(fā)器；11、節(jié)流閥；12、壓差式能量回收裝置；13、圓形槽；14、條形槽；200、溶液通道；201、純水通道；202、高分子透水膜；203、進(jìn)夜端蓋；204、出液端蓋；205、第一隔板；206、緩流通道；207、第二隔板；209、純水出口；210、溶液進(jìn)口；211、溶液出口；212、筒體。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，對本發(fā)明較佳實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

如圖1-4示，一種膜分離與熱驅(qū)動聯(lián)合型吸收式熱泵，包括膜分離裝置1、等壓交換式能量回收裝置2、熱驅(qū)動發(fā)生器3、冷凝器4、溶液升壓泵5、溶液增壓泵6、吸收器7、蒸發(fā)器10、節(jié)流閥11，所述膜分離裝置1通過等壓交換式能量回收裝置2與熱驅(qū)動發(fā)生器3連接至吸收器7一端，吸收器7另一端依次通過等壓交換式能量回收裝置2和溶液增壓泵6回流至膜分離裝置1中，熱驅(qū)動發(fā)生器3依次通過冷凝器4與蒸發(fā)器10連接至吸收器7一端，吸收器7另一端通過溶液升壓泵5回流至膜分離裝置1中，膜分離裝置1還通過節(jié)流閥11連接至蒸發(fā)器10，冷凝器4和蒸發(fā)器10之間還設(shè)有節(jié)流閥11；所述膜分離裝置1包括內(nèi)設(shè)有若干溶液通道200和純水通道201，溶液通道200和純水通道201相間排列并由高分子透水膜202隔開，膜分離裝置1的純水通道201通過節(jié)流閥11與蒸發(fā)器10連通，膜分離裝置1的溶液通道200一端與等壓交換式能量回收裝置2連通，另一端通過等壓交換式能量回收裝置2和吸收器7回流；所述吸收器7上設(shè)有溶液循環(huán)泵8；所述蒸發(fā)器10上設(shè)有蒸發(fā)循環(huán)泵9；所述膜分離裝置1包括筒體212、設(shè)在筒體212兩端的進(jìn)夜端蓋203和出液端蓋204、設(shè)在出液端蓋204內(nèi)將溶液和純水隔開的第一隔板205、設(shè)在出液端蓋204上的純水出口209和溶液出口211，所述進(jìn)夜端蓋203上設(shè)有溶液進(jìn)口210，溶液通道200穿過第一隔板205至溶液出口211，純水通道中的純水直接流至純水出口209；所述筒體212中部設(shè)有一個緩流通道206，所述緩流通道206內(nèi)設(shè)有第二隔板207；所述高分子透水膜202設(shè)置成管狀高分子透水膜或片狀高分子透水膜。

如圖6-8所示，第一隔板205將出液端蓋204隔成兩個封閉的空間，若采用管狀結(jié)構(gòu)的高分子透水膜，第一隔板205上設(shè)有與管狀高分子透水膜配合的圓形槽13，管狀高分子透水膜的出水端部與第一隔板205密封連接，若采用片狀高分子透水膜，第一隔板205上設(shè)有與片狀高分子透水膜配合的條形槽14，片狀高分子透水膜出水端口與第一隔板205密封連接，并且使分離的溶液流至第一隔板205右側(cè)的溶液出口211處，剩下的純水通過第一隔板205左側(cè)的純水出口209流出。

實(shí)際操作時，該系統(tǒng)由膜分離裝置1，等壓交換式能量回收裝置2，熱驅(qū)動發(fā)生器3，冷凝器4，溶液升壓泵5，溶液增壓泵6，吸收器7，溶液循環(huán)泵8，蒸發(fā)循環(huán)泵9，蒸發(fā)器10，節(jié)流閥等組成11。如圖2-4所示，膜分離裝置1可采用管狀膜分離裝置和片狀膜分離裝置，管狀膜分離裝置和片狀膜分離裝置中的高分子透水膜202分別為管狀高分子透水膜和片狀高分子透水膜；溶液在溶液升壓泵5、溶液增壓泵6及等壓交換式能量回收裝置2作用下獲得較高壓力后進(jìn)入膜分離裝置1；膜分離裝置1中設(shè)置了透水型反滲透膜，溶液中的純水透過反滲透膜后經(jīng)節(jié)流閥v2節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器；節(jié)流后低溫低壓純水在蒸發(fā)器10中獲取熱量，蒸發(fā)器1完成制冷過程產(chǎn)生冷凍水；蒸發(fā)后水蒸汽進(jìn)入吸收器7后被較高濃度吸溶液吸收再次形成低濃度溶液；未透過反滲透膜的較高濃度溶液首先進(jìn)入等壓交換式能量回收裝置2；等壓式能量回收裝置有4個接口，高濃度溶液一進(jìn)一出，低濃度溶液一進(jìn)一出；高濃度溶液以較高壓力狀態(tài)進(jìn)入能量回收裝置2釋放壓力，以較低壓力狀態(tài)流出能量回收裝置2最終進(jìn)入熱驅(qū)動發(fā)生器3；而低濃度溶液由吸收器引入以較低壓力狀態(tài)進(jìn)入能量回收裝置2獲取壓力，以較高壓力狀態(tài)流出能量回收裝置并經(jīng)過增壓泵增壓后與溶液升壓泵5引入溶液共同進(jìn)入膜分離裝置1；溶液升壓泵5出口壓力與增壓泵6出口壓力一致；較高濃度溶液進(jìn)入熱驅(qū)動發(fā)生器3后被發(fā)生器中引入的外部熱源加熱蒸發(fā)獲得更高溫度與更高濃度溶液；被高溫蒸發(fā)獲得的水蒸汽進(jìn)入冷凝裝置4被冷凝后形成液體水，最后經(jīng)節(jié)流閥v1節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器10以低溫低壓狀態(tài)蒸發(fā)制冷冷凍水；該系統(tǒng)冷凝裝置4引入的進(jìn)/出冷卻水為常規(guī)30℃/35℃或32℃/37℃冷卻水，蒸發(fā)器10的進(jìn)/出冷凍水為12℃/7℃；驅(qū)動熱源可以是熱水、蒸汽、或高溫?zé)煔?。等壓交換式能量回收裝置2利用高壓濃溶液直接推動壓力交換管中的活塞來增壓進(jìn)料稀溶液；由兩個以上壓力交換單元組成，每個壓力交換單元包括一只四通電磁換向閥、兩只插裝閥、兩只單向閥和一根壓力交換管組成，通過plc控制電磁換向閥按規(guī)律執(zhí)行動作使高壓溶液與低壓溶液在壓力交換管中進(jìn)行直接接觸式壓力傳遞，一般應(yīng)用在海水淡化領(lǐng)域，先將其應(yīng)用在本發(fā)明系統(tǒng)中，能夠?qū)⒛茉醋畲蠡茫粯?gòu)成能源的浪費(fèi)。

實(shí)施例2

如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于：等壓交換式能量回收裝置2可替換為壓差式能量回收裝置12，并減少一個吸收器7至膜分離裝置1的回路及一個溶液增壓泵6，壓差式能量回收裝置12利用高壓濃溶液余壓能來增壓進(jìn)料溶液，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:兩只差壓缸相對放置，活塞桿相對接觸，四個止回閥分成兩組連接，分別置于差壓缸的外面，兩只差壓缸之間由一個四通功能閥連接，可以自動切換，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行；本發(fā)明吸收式溶液在較低濃度段通過反滲透膜分離技術(shù)進(jìn)行高效初次液液無相變分離后，再經(jīng)過熱驅(qū)動發(fā)生器進(jìn)行氣液分離，初次液液無相變分離過程大大減少了后續(xù)氣液分離所需的加熱量以及后續(xù)氣體冷凝成液體的冷卻量，實(shí)現(xiàn)了大幅度的能源節(jié)約，具備巨大的節(jié)能潛力。

上述實(shí)施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。