[发明专利]一种吸附式热泵制冷与动力联供方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力提供的方法，属热动力技术领域。 

背景技术

一般的蒸汽类动力输出装置(蒸汽机、汽轮机)，蒸汽膨胀做功的热效率受初温、初压、排汽温度、排汽压力的影响。 

当初温不变时，温差越高，效率越高。初压越高、效率越高。当初温不变时，排汽温度越低，效率越高；排汽压力越低，效率越高。 

由于蒸汽动力装置膨胀做功会产生泛汽，需将泛汽冷凝成工质液体才能使循环进行下去。所以蒸汽动力装置的排汽温度一般需高于环境温度。此外，提高蒸汽动力装置的初温，必须提高其压力，压力提高对蒸汽动力机械的耐压设计要求更高，目前提高蒸汽初温的空间也较小。所以，水蒸汽动力装置的效率进一步提升的空间已很小。 

其次，由于低品位热源无法提供较高的初温，排汽温度又必须高于环境温度，采用低品位热源的蒸汽动力机械效率低，实用价值低。 

发明内容

本发明的目的是提供一种更高效的动力提供方法。要解决的问题是：进一步提高蒸汽动力装置的初温或者降低排汽温度。 

本发明采用的技术方案：本发明对吸附式热泵制冷循环进行改进，采用膨胀机替代吸附式热泵制冷循环的冷凝器和节流减压装置，使解吸产生的工质蒸汽直接在膨胀机中膨胀做功并减压，膨胀机排出的泛汽进入蒸发器吸热蒸发，使其中的制冷剂湿蒸汽全部汽化为为低压蒸汽，低压蒸汽进入吸附床吸附。具体方法：选用合适的工质对，将吸附剂充入吸附床中。在吸附阶段，吸附床将工质吸附到床上，产生的吸附热向环境供热。当吸附床饱和时，停止吸附。解吸阶段，利用驱动热源对吸附床加热解吸，解吸产生高压工质蒸汽，高压工质蒸汽直接经膨胀机膨胀做功后产生低压泛汽，低压泛汽进入蒸发器吸热蒸发，泛汽全部汽化为低压蒸汽，低压蒸汽进入吸附床被吸附，吸附热向环境放热，完成循环。 

与有机朗肯蒸汽动力循环组成复合式蒸汽动力系统，回收利用吸附热，可提高系统效率。吸附床吸附产生的吸附热可向有机朗肯蒸汽动力循环工质供热，产生工质蒸汽，工质蒸汽经膨胀机膨胀做功，排出的乏汽采用冷却水冷凝成工质液体，工质液体再泵入到吸附床加热蒸发，完成循环。 

吸附床放热可回收用作驱动热源，实现自驱动。吸附放热对低压驱动工质液体加热，低压驱动工质液体吸热蒸发，产生低压驱动工质蒸汽，低压驱动工质蒸汽经压缩机压缩，产生高压驱动工质蒸汽用作吸附式热泵制冷循环的驱动热源，对吸附床进行加热解吸，高压驱动工质蒸汽放热，冷凝成驱动工质液体，工质液体经节流减压阀节流减压，进入用作蒸发器的吸附床吸收吸附热蒸发，完成驱动循环。对蒸发器产生的低压蒸汽进行压缩加压后进入吸附床吸附，使吸附床吸附温度高于解吸温度，也可实现系统自驱动。 

采用蒸汽压缩机对蒸发器产生的低压蒸汽加压压缩后再进入吸附床吸附，可提高吸附床放热温度，使热水温度提高。 

本发明的效果：本发明对吸附式热泵制冷循环进行改进，采用膨胀机替代吸附式热泵制冷循环的冷凝器和节流减压装置，使解吸产生的工质蒸汽直接膨胀做功并减压，膨胀机排出的泛汽经蒸发器吸热蒸发，使其中的制冷剂液体蒸发为低压蒸汽，低压蒸汽进入吸附床吸附放热。由于吸附床可吸附比其温度低得多的低压工质蒸汽。使得本发明蒸汽膨胀机的排汽温度可低于环境温度，排汽温度降低，提高了蒸汽动力装置的效率。还可采用低品位热源驱动。利用吸附放热产生的中温蒸汽加压压缩后制取高温蒸汽作为驱动热源，可实现吸附式热泵制冷动力循环的自驱动，不需低品位热源。此外，采用蒸汽直接膨胀做功减压，同吸附式热泵制冷循环相比，减少了冷凝过程消耗的低温冷却水，不需低温热源。采用吸附床对蒸汽膨胀机排出的泛汽进行吸收，同现有的蒸汽动力装置相比，不需对泛汽进行冷凝，减少了冷却水 消耗。只需单一低品位热源，可同时实现制冷、供热、动力提供，是一种多功能热、冷、动力联供方法。 

附图说明

图1连续性吸附式热泵制冷动力联供系统示意图 

图2复合式热泵制冷动力联供系统示意图 

图3自驱动吸附式热泵制冷动力联供系统示意图 

图4设低压压缩机的热泵制冷动力联供系统示意图 

具体实施方式