[发明专利]喷射辅助吸收式热泵循环系统与装置

说明书

技术领域

本发明属于热量转换与节能领域，特别涉及一种吸收式热泵循环系统与装置。

背景技术

吸收式热泵技术在世界上已有一百余年历史，近年在热电冷联产和低温余热利用领域有广泛的应用实例。如燃气空调制冷，普遍采用溴化锂吸收式热泵循环，以商品化的两效吸收系统为例，采用的热源温度150℃以上，性能系数COP(即获取的冷量与消耗的热量的数值之比)可达1.35；热源温度低于150℃一般采用单效系统，COP可达0.7；热源温度70～80℃的机组，COP仅0.3～0.4；开发COP可达1.65的三效机组，目前因为溴化锂水溶液的腐蚀性严重而尚未实现商品化。(戴永庆等，燃气空调技术及应用，机械工业出版社，2004)。可见，降低吸收式热泵循环工质对的腐蚀性、提高循环系统的性能系数，是改进提高吸收式热泵技术经济性和利用低温热源节能的有效途径。

ZL200520049987.2(刘小江，一种减压发生喷射吸收复合制冷装置，实用新型，授权日2006年9月27日)公开了一种采用双级溶液喷射泵的溴化锂-水吸收式制冷循环，使溶液始终处在临界发生状态(刘小江，减压发生喷射吸收复合制冷原理与经济分析，制冷，2007，26(2)：35～39)，溶液在喷射泵入口已经处于水蒸气饱和的状态，这对其喷射吸收能力是一个限制。

顾兆林等(顾兆林，蒋立本，冯诗愚，王彦峰.吸收-喷射复合制冷技术的研究进展，低温工程，1999，No.2：1～4；蒋立本，顾兆林，冯霄，李云.吸收-喷射与吸收式制冷系统的热经济学比较，西安交通大学学报，2000，36(6)：76～79)提出了同时采用溶液喷射泵和蒸气喷射器的四压吸收-喷射复合制冷循环和只采用蒸气喷射器的三压吸收-喷射复合制冷循环，以使用170℃以上的热源、7℃的蒸发温度、40℃的冷凝温度的溴化锂-水吸收式制冷循环为例，其性能系数COP为0.9～1.1，而同工况双效制冷循环COP为1.3～1.4。四压或三压循环用发生器释放的蒸气直接从蒸发器抽吸蒸气加压到冷凝器饱和压力，其压缩比大于7.0已超出单级蒸气喷射制冷的经济操作范围(燃料化学工业部化学工业设计院等，《蒸汽喷射制冷设计手册》，中国建筑工业出版社，1972)；循环的溶液先升温到系统的最高温度发生蒸气后再通过与低温溶液换热降温吸收系统最低温度下蒸发的水蒸气，反复升降温过程产生热量损失和热力学势的损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种喷射辅助吸收式热泵循环系统与装置，此种循环系统以水-硝酸钙水溶液为工质对，循环过程避免溶液反复升降温、以溶液发生放汽促使其降温，以蒸气喷射吸引促使溶液放汽，提高了循环系统热量利用率和性能系数，缩短了循环流程，而且装置结构简单，铝制设备重量轻、耐腐蚀。

本发明所述喷射辅助吸收式热泵循环系统，以水-硝酸钙水溶液为工质对，其浓度-温度-热焓-平衡水蒸气压关系(C.S.Oakes，A.R.Felmy and S.M.Sterner.Thermodynamic properties of aqueous calcium nitrate{Ca(NO₃)₂}to the temperature 373Kincluding new enthalpy of dilution data，J.Chem.Thermodynamics 2000，32：29-54)满足本发明所述循环过程的要求。此种工质对使用铝制设备具有优良的耐腐蚀性能(虞璜等，《铝制化工设备设计》，上海科学技术出版社，1989)。

本发明所述压力均为绝对压力，溶液浓度均为质量百分浓度。