[實用新型]一種常壓式吸收器以及吸收式熱泵系統

有效

• 申請號: 201520542997.3
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN205156436U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 黃斯珉;楊敏林
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: F25B37/00
• 分類號: F25B37/00;F25B15/02;F25B41/00
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 劉克寬

技術領域

本申請涉及吸收式熱泵技術領域，特別是涉及一種常壓式吸收器以及吸收式熱泵系統。

背景技術

日常生活和工業生產過程中,大量場所需要通過一定的方法獲取熱流體或將環境溫度升高,常見的方法是通過燃燒化石燃料獲取高溫熱能或直接采用電能驅動制冷或制熱機組來獲取熱量。直接使用電能會消耗高品位能源，而燃燒化石燃料則是消耗地球上寶貴的不可再生能源,同時化石燃料燃燒后排出的煙氣也將對環境造成一定程度的破壞。因此,很多學者致力于研究開發利用可再生能源或低溫工業廢熱直接驅動的制熱系統,從而減少不可再生能源或高品位能源的消耗,實現節能和環保的目的。常見的方式主要有噴射式、吸附式、吸收式等。然而這些方式都存在一定的缺點,例如噴射式以水作為循環工質時,易造成發生器溫度過高，而采用有機物作為工質在有效降低發生溫度的同時亦降低了循環效率；而吸附式則存在循環效率低、發生器溫度高、設備占地面積大等缺點。因此，目前國內外相對成熟,并進行工業化示范運行的制熱方案就是采用吸收式循環。

吸收式熱泵作為熱源機械,以溶液（熱媒）和制冷劑（稀釋液）為工作介質，并由熱能驅動，通過循環實現將熱能從一個熱源輸送到另一個熱源的目的，是一種能有效利用可再生能源和低品位熱能的裝置，具有節能和環保的優點。吸收式熱泵可將余熱的溫度提高到滿足用戶需求的水平，而其運轉所需要的熱能可由太陽能或地熱能以及工業廢水和廢氣余熱等廉價能源提供。

常見吸收式熱泵的主要構件包括作為制冷劑液體蒸發場所的蒸發器、作為溶液吸收制冷劑蒸氣場所的吸收器、作為制冷劑從溶液脫離場所的發生器、作為制冷劑蒸汽凝結場所的冷凝器。在系統運轉時，吸收式熱泵的發生器利用熱能加熱溶液以使溶液濃度提高，吸收器中利用濃溶液吸收來自蒸發器的制冷劑蒸汽而生成吸收熱來使得溶液溫度升高，并以此來加熱對象介質。

在傳統的吸收式熱泵中，制冷劑和溶液都是直接接觸的，如公告號CN104236160A中國發明專利申請公開說明書提到了一種結合冷卻裝置與吸收式熱泵的混合系統,該混合系統由一吸收式熱泵以及一壓縮式冷卻裝置構成。在該發明中，吸收式熱泵的吸收器連接在第一蒸發器與發生器之間,吸收劑與蒸發后的冷媒分別從發生器與第一蒸發器被傳送至吸收器,直接相混合后排出。由于制冷劑和溶液需要直接接觸，因此需要進行真空或者高壓處理，而且會造成二次能源浪費，能源效率低，而且制冷劑需要專門配備蒸發器和冷凝器，系統結構復雜、成本高。

實用新型內容

本申請的目的設計一種常壓吸收式熱泵系統，使該系統具有結構緊湊而簡單、能耗低、成本低及環保的優點。

發明思路：本發明借鑒到膜蒸餾技術，膜蒸餾技術是利用高分子膜的固有特性和某些結構上的功能達到蒸餾目的的技術，是集合傳統蒸餾方法與膜分離技術于一身的高效分離技術。在進行膜蒸餾循環時，不需要將膜組件內溶液加熱到沸騰狀態,只需要在膜兩側營造適當的溫差或濃度差即可實現蒸餾,因此膜蒸餾過程的操作溫度相比于傳統的蒸餾要低得多，自然的，設備運轉過程的壓力為常壓或接近常壓,故設備簡單、操作方便。雖然膜蒸餾技術主要是用戶蒸餾（分離的過程），與熱泵系統的核心過程——熱媒和稀釋液的混合是相反的過程，但是本申請發明人注意到，膜蒸餾的傳質推動力由膜兩側的蒸汽壓差產生，如果利用膜兩側的蒸汽壓差產生的推動力來將稀釋液蒸汽推動到熱媒中，即可有效的利用高分子膜的特性，達到簡化設備，提高熱效的目的。

本申請的目的通過以下技術方案實現：

提供了一種常壓式吸收器，所述吸收器包括膜組件，所述膜組件包括對稀釋液蒸汽具有選擇透過性的膜材，所述稀釋液流動于膜材的一側，所述熱媒流動于所述膜材另一側，所述膜材包括有氣隙，且在所述膜材一側的熱媒的平衡蒸汽壓小于另一側的稀釋液的表面的蒸氣壓，以使得稀釋液的蒸汽和熱量透過膜材傳遞至熱媒中。

其中，所述膜組件是板式膜組件或者板翅式膜組件，所述板式膜組件或者板翅式膜組件的膜材將吸收器的內腔分割為熱媒流道和稀釋液流道，所述熱媒流道和稀釋液流道相互平行，所述熱媒流向和稀釋液流向相互交叉或者相逆。

其中，所述板翅式膜組件由多層相互平行的板翅式膜材疊加而成，所述板翅式膜材包括翅狀突起，所述翅狀突起是三角形、正弦型或矩形。

其中，所述膜組件的俯視圖形狀為四邊形或者六邊形。