[发明专利]吸收式热泵循环系统

说明书

本发明提出一种吸收式热泵循环系统，其根据热源温度在单效模式、1.n级模式和两极模式间自适应变化。本发明包括一个具有吸收发生换热的第二溶液回路和一个第一溶液回路，吸收发生换热的第二溶液回路所产生的冷量用来冷却第一溶液回路的第一吸收器。吸收发生换热的温度重叠范围由热源温度决定：当该温度重叠范围覆盖整个发生过程时，循环为单效热泵工作模式；当该温度重叠范围为零时，循环为两级热泵工作模式；其他情况下循环为1.n级热泵工作模式。本发明可以扩大吸收式热泵的输出温度范围，并可在不同输出温度下保证最优的系统效率，为低品位热源驱动的热泵系统提供了一种优选方案。

技术领域

本发明涉及热泵系统，尤其涉及一种利用低品位热源驱动的吸收式热泵循环系统。

背景技术

能源和环境问题是困扰当前人类社会的两大难题之一。例如当前我国大部分地区采用的燃煤采暖系统不但消耗大量化石能源，而且燃煤燃烧所产生的排放物也是雾霾天气的重要原因之一。如采用空调系统采暖，则有可能使用造成臭氧层破坏和温室效应的制冷剂作为工质，并且需要消耗很多电能。

吸收式热泵和制冷技术可以利用热量输入得到热量或冷量输出，热源可以来自燃气燃烧、工业余热、内燃机缸套水余热或太阳能蒸汽热水等，得到的热量可以用于采暖，得到的冷量可以用在空调系统。吸收式热泵和制冷技术所使用的余热回收或太阳能利用也可以同时减少能源消耗并减少能源使用时带来的环境污染。因此吸收式热泵和制冷技术是对现行能源和环境问题的一个较好解决方案。

吸收式热泵和制冷技术是已经商业化的成熟技术，传统的吸收式热泵和制冷技术中已经存在很多种循环，例如最常见的的单效循环和双效循环，其他循环方式包括两级循环、三效循环等。这些循环均具有使用价值并已经在实际产品中应用。

吸收式热泵和制冷技术也存在自己的问题，这些包括工质方面和循环方面的局限。例如，溴化锂吸收机组的运行受冰点和结晶的限制，并在高温时受腐蚀问题限制；而氨水吸收机组的运行则由于系统压力较高，如果出现泄露会对人造成一定危害。此外，常规的吸收式循环所能适应的热源温度范围不大，系统效率也相对恒定，这导致了当热源温度介于两级循环和单效循环之间或单效循环和双效循环之间时，并没有针对这些中间热源温度的最优的系统设计。同理在热源温度恒定的情况下，传统两级、单效和双效热泵的输出温度范围不大，没有针对中间输出温度的系统设计。这对于低品位热源的利用是不利的。

发明内容

为了改进常规吸收式热泵循环系统可工作的热输出范围较窄的现状，本发明提供一种吸收式热泵循环系统。

一种可以对热源温度和输出温度有较好适应性的吸收式热泵循环系统，是由以下分别属于三个等级的各个部件组成的：高压部分包括第一发生器、第二发生器和冷凝器，中压部分包括第二吸收器和第二蒸发器，低压部分包括第一吸收器和第一蒸发器。其他次要部件包括不同部件间的节流阀、溶液管路和溶液泵。可选的部件包括溶液管路间的回热器。

所述吸收式热泵循环系统的热量输入输出方式如下：所述第一发生器的热输入来自热源，所述第二发生器的热输入来自热源和所述第二吸收器的吸收热回收，所述冷凝器为热输出部件，所述第二吸收器的吸收热包括被所述第二发生器回收和对外热输出两部分，所述第二蒸发器的冷量用于冷却所述第一吸收器，所述第一蒸发器吸收来自环境或低温热源的热输入。

所述吸收式热泵循环系统中溶液和制冷剂的流动方式如下：在第一溶液回路中，溶液依次经过所述第一发生器、节流阀、第一吸收器和溶液泵并回到所述第一发生器。在第二溶液回路中，溶液依次经过所述第二发生器、节流阀、第二吸收器和溶液泵并回到所述第二发生器。所述第一发生器和所述第二发生器产生的制冷剂蒸汽进入所述冷凝器，制冷剂蒸汽在所述冷凝器中冷凝成液体制冷剂并经过节流进入所述第二蒸发器，所述第二蒸发器中没有蒸发的液体制冷剂经过节流进入所述第一蒸发器，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器中的液体制冷剂被加热成制冷剂蒸汽并分别被所述第一吸收器和所述第二吸收器吸收。