[发明专利]一种开式吸收式热泵

说明书

技术领域

本发明属于节能领域，具体涉及一种开式吸收式热泵。

技术背景

工业企业中往往存在大量的低压水蒸汽余热，如火力发电厂汽轮机的低压缸排汽，实践证明，吸收式热泵是回收这些低压水蒸汽余热的有效装置。目前利用吸收式热泵回收低压水蒸汽余热的方式主要有两种：一种是利用中间介质(如水)先与低压水蒸汽换热，再将热量带到热泵蒸发器，与冷剂换热；一种是将低压水蒸汽直接通入热泵蒸发器，与冷剂换热。前一种方式由于存在中间介质的两次换热，使热量的有用能损失较大，另外系统复杂，成本高；后一种方式虽然相比前一种方式减少了一次换热，但由于低压水蒸汽比容很大，在进入热泵蒸发器时由于流速很高会产生较大的阻力损失，同样造成有用能的损失。

发明内容

针对上述问题，本发明专利提出了一种新型的吸收式热泵装置，利用吸收剂(如溴化锂)直接吸收外部低压水蒸汽，外部低压水蒸汽在吸收器中被吸收而成为热泵工质的一部分并参与热泵的内部循环，取消了传统吸收式热泵的蒸发器。

一种开式吸收式热泵，如图1所示，该热泵主要由吸收器、溶液热交换器、冷凝器、发生器、溶液泵组成。来自热泵外部的低压水蒸汽经吸收器低压水蒸汽侧进口进入吸收器，所述低压水蒸汽通常为工业乏汽(例如电厂汽轮机乏汽)，吸收器中的浓溶液吸收低压水蒸汽变成稀溶液，吸收器生成的稀溶液通过稀溶液管道经溶液泵和溶液热交换器进入发生器，发生器生成的浓溶液通过浓溶液管道经溶液热交换器进入吸收器；

发生器中生成的冷剂蒸汽进入冷凝器中冷凝成凝结水，凝结水经冷凝器凝结水管口并通过回水管流出热泵；

热水进水管与吸收器热水进水侧进口相接，热水出水管与冷凝器热水出水侧出口连接，热水依次经过吸收器和冷凝器加热后，通过热水出水管输出；

热泵高温热源侧进口与高温热源输入管连接，热泵高温热源侧出口与高温热源排出管连接，高温热源经高温热源输入管进入发生器，放热后经高温热源排出管排出；

低压水蒸汽带入和外界漏入的空气等不凝性气体经抽气管路抽出。

具体流程为：低压水蒸汽进入热泵机组的吸收器，低压水蒸汽被溶液吸收，同时放出热量加热管内的热水，吸收器中吸收了低压水蒸汽的稀溶液经溶液泵输送，并经溶液热交换器升温后送入发生器，被高温热源加热发生出冷剂蒸汽，同时溶液变成浓溶液，发生出的冷剂蒸汽进入冷凝器凝结为水后经回水管流出热泵。发生器产生的浓溶液在溶液热交换器中换热后进入吸收器，再次吸收低压水蒸汽变成稀溶液，同时放出吸收热加热管内的热水。来自吸收器的稀溶液与来自发生器的浓溶液在溶液热交换器中换热。热水经吸收器和冷凝器逐级加热变为较高温度热水，热水通过热水出水管向外供热。

由于冷凝器中产生的凝结水可能含有微量的吸收剂(如溴化锂)，为了提高凝结水的纯度，可以采用二级甚至多级发生/冷凝结构。

一种二级发生/冷凝的开式吸收式热泵，该开式吸收式热泵主要由吸收器、溶液热交换器、冷凝器、发生器、溶液泵、抽气管路、二级发生器和二级冷凝器组成(即在上述开式吸收式热泵的基础上增加了二级发生器和二级冷凝器)。冷凝器产生的凝结水进入二级发生器，再次被高温热源加热产生蒸汽，蒸汽进入二级冷凝器冷凝成凝结水，二级冷凝器排水侧出口与回水管相接，凝结水经回水管流出热泵；二级发生器中的部分液体通过二级发生器排液管进入发生器或者吸收器；热水进水管与吸收器热水进水侧进口相接，冷凝器热水出水侧出口与二级冷凝器热水入口侧入口连接，热水经吸收器、冷凝器和二级冷凝器逐级加热成温度较高的热水，经二级冷凝器的热水出水管输出。

另一种二级发生/冷凝的开式吸收式热泵，该开式吸收式热泵机组主要由吸收器、溶液热交换器、冷凝器、发生器、溶液泵、抽气管路和发生/冷凝器组成(即在上述开式吸收式热泵的基础上增加了发生/冷凝器)。所述发生/冷凝器分为冷凝侧和发生侧，发生器中产生的冷剂蒸汽进入发生/冷凝器的冷凝侧，并冷凝成凝结水，凝结水经节流降压后再进入发生/冷凝器的发生侧，吸热发生出的蒸汽通过蒸汽管道进入冷凝器冷凝成凝结水，凝结水经回水管流出热泵；发生/冷凝器的发生侧部分液态水通过发生/冷凝器溶液排出管排到发生器或者吸收器。

在本发明中，开式吸收式热泵中工作流体可以是溴化锂水溶液(LiBr/H₂O)、氨水(NH₃/H₂O)或者其它工质对。发生器加热溶液的高温热源可以是高压的蒸汽、高温热水或高温烟气等。