[發明專利]吸收式熱泵循環系統

有效

• 申請號: 201710082346.4
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106969542B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 徐震原;王如竹;潘權穩
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F25B30/04
• 分類號: F25B30/04;F25B15/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提出一種吸收式熱泵循環系統，其根據熱源溫度在單效模式、1.n級模式和兩極模式間自適應變化。本發明包括一個具有吸收發生換熱的第二溶液回路和一個第一溶液回路，吸收發生換熱的第二溶液回路所產生的冷量用來冷卻第一溶液回路的第一吸收器。吸收發生換熱的溫度重疊范圍由熱源溫度決定：當該溫度重疊范圍覆蓋整個發生過程時，循環為單效熱泵工作模式；當該溫度重疊范圍為零時，循環為兩級熱泵工作模式；其他情況下循環為1.n級熱泵工作模式。本發明可以擴大吸收式熱泵的輸出溫度范圍，并可在不同輸出溫度下保證最優的系統效率，為低品位熱源驅動的熱泵系統提供了一種優選方案。

技術領域

本發明涉及熱泵系統，尤其涉及一種利用低品位熱源驅動的吸收式熱泵循環系統。

背景技術

能源和環境問題是困擾當前人類社會的兩大難題之一。例如當前我國大部分地區采用的燃煤采暖系統不但消耗大量化石能源，而且燃煤燃燒所產生的排放物也是霧霾天氣的重要原因之一。如采用空調系統采暖，則有可能使用造成臭氧層破壞和溫室效應的制冷劑作為工質，并且需要消耗很多電能。

吸收式熱泵和制冷技術可以利用熱量輸入得到熱量或冷量輸出，熱源可以來自燃氣燃燒、工業余熱、內燃機缸套水余熱或太陽能蒸汽熱水等，得到的熱量可以用于采暖，得到的冷量可以用在空調系統。吸收式熱泵和制冷技術所使用的余熱回收或太陽能利用也可以同時減少能源消耗并減少能源使用時帶來的環境污染。因此吸收式熱泵和制冷技術是對現行能源和環境問題的一個較好解決方案。

吸收式熱泵和制冷技術是已經商業化的成熟技術，傳統的吸收式熱泵和制冷技術中已經存在很多種循環，例如最常見的的單效循環和雙效循環，其他循環方式包括兩級循環、三效循環等。這些循環均具有使用價值并已經在實際產品中應用。

吸收式熱泵和制冷技術也存在自己的問題，這些包括工質方面和循環方面的局限。例如，溴化鋰吸收機組的運行受冰點和結晶的限制，并在高溫時受腐蝕問題限制；而氨水吸收機組的運行則由于系統壓力較高，如果出現泄露會對人造成一定危害。此外，常規的吸收式循環所能適應的熱源溫度范圍不大，系統效率也相對恒定，這導致了當熱源溫度介于兩級循環和單效循環之間或單效循環和雙效循環之間時，并沒有針對這些中間熱源溫度的最優的系統設計。同理在熱源溫度恒定的情況下，傳統兩級、單效和雙效熱泵的輸出溫度范圍不大，沒有針對中間輸出溫度的系統設計。這對于低品位熱源的利用是不利的。

發明內容

為了改進常規吸收式熱泵循環系統可工作的熱輸出范圍較窄的現狀，本發明提供一種吸收式熱泵循環系統。

一種可以對熱源溫度和輸出溫度有較好適應性的吸收式熱泵循環系統，是由以下分別屬于三個等級的各個部件組成的：高壓部分包括第一發生器、第二發生器和冷凝器，中壓部分包括第二吸收器和第二蒸發器，低壓部分包括第一吸收器和第一蒸發器。其他次要部件包括不同部件間的節流閥、溶液管路和溶液泵。可選的部件包括溶液管路間的回熱器。

所述吸收式熱泵循環系統的熱量輸入輸出方式如下：所述第一發生器的熱輸入來自熱源，所述第二發生器的熱輸入來自熱源和所述第二吸收器的吸收熱回收，所述冷凝器為熱輸出部件，所述第二吸收器的吸收熱包括被所述第二發生器回收和對外熱輸出兩部分，所述第二蒸發器的冷量用于冷卻所述第一吸收器，所述第一蒸發器吸收來自環境或低溫熱源的熱輸入。

所述吸收式熱泵循環系統中溶液和制冷劑的流動方式如下：在第一溶液回路中，溶液依次經過所述第一發生器、節流閥、第一吸收器和溶液泵并回到所述第一發生器。在第二溶液回路中，溶液依次經過所述第二發生器、節流閥、第二吸收器和溶液泵并回到所述第二發生器。所述第一發生器和所述第二發生器產生的制冷劑蒸汽進入所述冷凝器，制冷劑蒸汽在所述冷凝器中冷凝成液體制冷劑并經過節流進入所述第二蒸發器，所述第二蒸發器中沒有蒸發的液體制冷劑經過節流進入所述第一蒸發器，所述第一蒸發器和所述第二蒸發器中的液體制冷劑被加熱成制冷劑蒸汽并分別被所述第一吸收器和所述第二吸收器吸收。