[發明專利]一種帶煙氣余熱回收的新型燃氣空氣源吸收式熱泵系統

在審

• 申請號: 202010892965.1
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112097416A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 由世俊;吳璋翔;張歡;王雅然;葉天震;鄭雪晶;鄭萬冬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F25B30/04
• 分類號: F25B30/04;F25B30/06;F25B47/02;F25B33/00;F25B37/00;F25B41/06;F24D3/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種帶煙氣余熱回收的新型燃氣空氣源吸收式熱泵系統，該系統包括發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器、三個換熱器、溶液熱交換器、溶液泵、風扇以及五個節流閥，三個換熱器分別記為換熱器Ⅰ、換熱器Ⅱ和換熱器Ⅲ,所述換熱器Ⅰ和所述換熱器Ⅱ均包括煙氣通道和水通道，所述換熱器Ⅲ包括制冷劑蒸汽通道和制冷劑通道；五個節流閥分別記為第一節流閥(V1)、第二節流閥(V2)、第三節流閥(V3)、第四節流閥(V4)和第五節流閥(V5)；該系統的工質對為R22-DEGDME；其特征在于，

所述發生器稀溶液進口、制冷劑蒸汽出口(R1)、濃溶液出口(S4)和煙氣排放口(G1)；所述吸收器包括濃溶液進口(S6)、稀溶液出口(S1)、制冷劑蒸汽進口(R6)、回水進口(W1)和出水口(W2)；所述溶液熱交換器包括稀溶液進口(S2)、稀溶液出口(S3)、濃溶液進口和濃溶液出口(S5)；

所述吸收器的稀溶液出口(S1)通過所述溶液泵后自所述溶液熱交換器的稀溶液通道后連接至所述發生器的稀溶液進口；

所述發生器的制冷劑蒸汽出口(R1)經過所述第一節流閥(V1)后分為兩路，一路通過所述冷凝器的制冷劑蒸汽通道后連接至一儲液器，所述儲液器的出口通過所述交換器Ⅲ的制冷劑通道后連接至蒸發器的制冷劑進口(R4)；另一路通過所述第二節流閥(V2)后連接至所述蒸發器的制冷劑進口(R4)；

所述發生器的濃溶液出口(S4)通過所述溶液熱交換器的濃溶液通道后連接至所述吸收器的濃溶液進口(S6)；

所述吸收器的出水口(W2)依次通過所述冷凝器的水通道和所述換熱器Ⅰ的水通道后連接至用戶的供熱水管，用戶的回水管通過一水泵后連接至吸收器的回水進口(W1)；

所述發生器的煙氣排放口(G1)依次通過所述換熱器Ⅰ和所述換熱器Ⅱ的煙氣通道后排放，所述蒸發器的制冷劑蒸汽出口依次經過所述換熱器Ⅱ的制冷劑通道和所述換熱器Ⅲ的制冷劑蒸汽通道后連接至吸收器的制冷劑蒸汽進口(R6)；

所述第三節流閥(V3)設置在所述溶液熱交換器的濃溶液出口(S5)連接至所述吸收器的濃溶液進口(S6)的管路上，所述第四節流閥(V4)設置在所述溶液熱交換器的稀溶液出口(S3)連接至所述發生器的稀溶液進口的的管路上，所述第五節流閥(V5)設置在所述換熱器Ⅲ的制冷劑通道的制冷劑出口(R3)連接至所述蒸發器的制冷劑進口(R4)的管路上。

2.根據權利要求1所述的帶煙氣余熱回收的新型燃氣空氣源吸收式熱泵系統，其特征在于，

系統運行時，首先，開啟第一節流閥(V1)、第二節流閥(V2),第三節流閥(V3)、第四節流閥(V4)和第五節流閥(V5)，開啟風扇，開啟溶液泵，再開啟發生器的燃燒器，此時系統通過發生器驅動，通過蒸發器從室外提取一部分熱量，并將天然氣燃燒產生的煙氣與供暖熱水進行換熱，充分利用煙氣的余熱為用戶供暖；

當系統檢測到室外蒸發器需要除霜時，開啟第二節流閥(V2)，從發生器排出的制冷劑蒸汽的一部分直接進入蒸發器中，進行除霜。

3.根據權利要求1所述的帶煙氣余熱回收的新型燃氣空氣源吸收式熱泵系統，其特征在于，

系統運行中，所述發生器由燃氣燃燒驅動，對發生器中的稀溶液進行加熱，制冷劑R22開始蒸發，溶液濃度增加，發生完全后，稀溶液變成濃溶液進入所述溶液熱交換器，濃溶液在所述溶液熱交換器中放熱后，進入吸收器中，在吸收器中濃溶液吸收來自蒸發器的R22制冷劑蒸汽并釋放熱量，變成稀溶液；所述稀溶液經過溶液泵進入溶液熱交換器吸熱，之后進入發生器中；發生器中高溫的制冷劑蒸汽進入冷凝器，釋放熱量后存于儲液器，然后進入換熱器Ⅲ與來自蒸發器的制冷劑蒸汽進行換熱，經過節流后進入所述蒸發器中，蒸發吸熱后變為制冷劑蒸汽，在換熱器Ⅲ中，換熱后的制冷劑蒸汽進入吸收器中。

4.根據權利要求1所述的帶煙氣余熱回收的新型燃氣空氣源吸收式熱泵系統，其特征在于，天然氣燃燒產生的煙氣的主要成分為水和CO₂，煙氣(G1)先進入所述換熱器Ⅰ，將來自冷凝器的供暖熱水進一步加熱，之后，降溫后的煙氣(G2)進入所述換熱器Ⅱ與蒸發器排出的制冷劑蒸汽進一步換熱，換熱后的煙氣(G3)從系統排出。