[发明专利]单效混合式热泵机组和双效混合式热泵机组

说明书

技术领域

本发明涉及采暖或工艺领域的制热设备领域，是一种以溴化锂溶液为工质、由热能和电能共同驱动、吸收式与压缩式相结合的单效混合式热泵机组和双效混合式热泵机组。该热泵机组在蒸发器吸收余热、在发生器通入驱动热源进行水蒸汽的热压缩并进一步通过蒸汽压缩机对其进行机械压缩、实现吸收器产生中温热源和冷凝器产生高温热源的目标。 

背景技术

目前市场上主流的热泵机组有两种：一种是以热能驱动的溴化锂吸收式热泵机组，另一种是以电能驱动的压缩式热泵机组。 

溴化锂吸收式热泵机组是以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂、采用高温热源(包括蒸汽、热水、烟气等)驱动，单效溴化锂吸收式热泵机组基本结构为图3所示，包括冷凝器(16)、吸收器(17)、蒸发器(18)、发生器(19)、冷剂泵(20)、溶液泵(21)、溶液换热器(22)。其中：蒸发器(18)和吸收器(17)是安装在同一个筒体内的由挡液板分隔而成的相互连通的两个相变换热器。其中，冷剂水在高真空的蒸发器(18)筒体内低沸点汽化来吸收传热管内余热水的热量、发生器(19)通入驱动热源(包括蒸汽、高温热水、高温烟气等)对冷剂蒸汽进行热压缩、来实现吸收器(17)和冷凝器(16)放热产生中温热源的目标。溴化锂吸收式热泵机组采用水作为制冷剂、比采用R22、R134a等氟利昂冷媒的电驱动压缩式热泵机组更加具有环保的优势(这些氟利昂制冷剂都在 不同程度上对大气臭氧层或地球的温室效应造成负面的影响，没有一种绝对环保，只能作为一些过渡冷媒、不能作为永久环保的冷媒)；同时，该机组采用热能驱动、节省电力消耗，单机制热能力大(较压缩式热泵大一倍以上)且升温幅度较高(同样的余热源温度情况下较压缩式热泵机组升温幅度高20℃以上)，在回收热电厂循环水余热的城市集中供热领域已有少量的应用。但该机组也存在明显的缺点：制热温度除受热源的品位限制外(若采用蒸汽驱动，蒸汽压力通常不低于0.2MPa)还受余热源温度的限制(在集中供热领域应用一般不低于30℃)。这就大大限制了这种热泵在集中供热领域的应用。因为，从需求上来看，越是气温低、越需要供应更高温度的热网水，但从热泵的性能来看，越是气温低，余热水的温度越低，热泵的供热温度越低，这是一对矛盾，该机组在一年中气温很低时段无法满足热网供热要求，若要强制调高余热水的温度，势必影响机组的发电能力，得不偿失。

以电为驱动能源的压缩式冷水机组，其基本结构如图4所示，包括：蒸发器(23)、压缩机(24)、冷凝器(25)、膨胀阀(26)。通过冷媒在蒸发器(23)筒体内气化吸收铜管内流动的余热水的热量，通过压缩机(24)对冷媒蒸汽进行机械压缩，在压力较高的冷凝器(25)中进行冷凝放热、获得较高温度的供暖或工艺用热水；该机组具有结构简单、制冷系数较高(COP值可达到5左右)的优点，广泛应用在制热温度要求不高、进行分散供热的地区。但由于采用的R22、R134a等氟利昂作冷媒，对大气臭氧层或地球的温室效应会造成负面影响的不符合环保要求的冷媒；机组以电能驱动、耗电量大；单机的供热能力小、相对于余热源的温升小，无法用于有热电厂循环水的集中供热领域。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中两种热泵机组的不足之处，提供一种单效混合式热泵机组和双效混合式热泵机组，热能与电能共同驱动的、吸收式与压缩式相结合的环保、高温、高效的新型热泵机组。