[發明專利]一種太陽能驅動蒸汽噴射輔助氨水吸收式熱泵

在審

• 申請號: 201811378686.2
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109520175A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 賈騰;戴恩乾;代彥軍;趙耀
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F25B30/04
• 分類號: F25B30/04;F25B27/00;F25B15/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明提供了一種太陽能驅動蒸汽噴射輔助氨水吸收式熱泵，利用精餾器出口部分高溫高壓氨蒸氣，通過氣體噴射器，將蒸發器出口的氨蒸氣射流引入吸收器中，使蒸發器內達到一定的負壓，降低蒸發壓力，從而降低蒸發溫度，增強熱泵機組對寒冷環境的適應能力，同時，本發明中的熱泵熱源以太陽能和燃氣互為補充，可全部或部分利用太陽能熱驅動，在一定程度上減少化石燃料的消耗。

技術領域

本發明涉及太陽能熱利用及熱泵空調領域，尤其涉及一種太陽能驅動蒸汽噴射輔助氨水吸收式低溫熱泵。

背景技術

中國是能源消耗和CO₂排放大國，面臨著日益嚴峻的節能減排壓力。同時，與以燃煤為主的能源消費模式緊密相關的霧霾問題日益受到關注。隨著能源危機的加劇和環保要求的提高，節能減排技術成為世界性的研究課題。

在我國北方寒冷地區，建筑供暖能耗占建筑總能耗50％以上，嚴重的霧霾問題主要歸因于以煤直接燃燒為主的非清潔采暖方式。同時，長江中下游等夏熱冬冷地區供熱需求日益上升，加之，隨著我國北方冬季供暖“限煤”“煤改電”等系列政策的相繼出臺，利用太陽能進行冬季高效、穩定供暖，成為了亟待解決的問題。

目前蒸汽壓縮式熱泵采暖需要消耗大量電能，家用空調采暖使用的氟利昂等制冷劑會導致臭氧層破壞和溫室效應。相較于蒸汽壓縮式熱泵，吸收式熱泵采用環境友好型工質，如NH₃-H₂O等,而且可以利用可再生能源、廢熱等驅動，可有效減少化石燃料的消耗。然而，與蒸汽壓縮式熱泵相比，吸收式熱泵供熱效率較低，相同熱負荷條件下需要更多的安裝面積，且很難在低于-15℃的環境溫度下高效工作。

本發明借鑒傳統蒸汽壓縮式熱泵，基于傳統的氨水吸收式熱泵，增加氣體噴射器結構，利用精餾器出口部分高溫高壓氨蒸氣，通過氣體噴射器，將蒸發器出口的低溫低壓氨蒸氣射流引入吸收器中，使蒸發器內達到一定的負壓，降低蒸發壓力，從而降低蒸發溫度，增強熱泵機組對寒冷環境的適應能力，擴大我國冬季適宜采用熱泵供暖的地域范圍。同時，本發明中的熱泵可部分或全部利用太陽能熱驅動，在一定程度上減少化石燃料的消耗。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠在低溫環境(＜-15℃)下高效運轉且對環境友好的空氣源熱泵系統。

為實現上述目的，本發明提供了一種太陽能驅動蒸汽噴射輔助氨水吸收式熱泵，包括發生器、精餾器、冷凝器、過冷器、第一節流閥、第二節流閥、蒸發器、噴射器、吸收器、氨水溶液循環泵、燃氣爐、太陽能集熱裝置、工質；其中，發生器包括第一發生器、第二發生器、GAX發生器，吸收器包括GAX吸收器和水冷卻吸收器，精餾器的液相出口與GAX發生器的液相入口相連，GAX發生器的液相出口與第二發生器的液相入口相連，第二發生器的液相出口與第一發生器的液相入口相連，第一發生器的液相出口與第二節流閥的入口相連，第二節流閥的出口與吸收器的第一入口相連，吸收器的出口與氨水溶液循環泵的入口相連，氨水溶液循環泵的出口與精餾器的回熱管入口相連，精餾器的回熱管出口與GAX吸收器的回熱管入口相連，GAX吸收器的回熱管出口與精餾器的液相出口和GAX發生器的液相入口之間的連接管路相連，精餾器的氣相出口與冷凝氣的入口相連，冷凝器的出口與過冷器的入口相連，過冷器的出口與第一節流閥的入口相連，第一節流閥的出口與蒸發器的入口相連，蒸發器的出口與過冷器的回熱管入口相連，過冷器的回熱管出口與噴射器的第二入口相連，噴射器的第一入口與精餾器的氣相出口和冷凝器的入口之間的連接管道相連，噴射器的出口與吸收器的第二入口相連，水冷卻吸收器的回熱管出口與冷凝器的回熱管入口相連，燃氣爐與第一發生器相連，太陽能集熱裝置與第二發生器相連，蒸發器與外部熱源相連；

進一步地，工質為NH₃-H₂O；

進一步地，太陽能集熱裝置包括槽式太陽能集熱器、集熱工質循環泵、三通閥，集熱工質，集熱器工質管路；

進一步地，外部熱源為環境空氣熱量或工業余熱；