[发明专利]三级等温平衡式氨-水再吸收式热泵循环及供热方法

说明书

本发明涉及一种三级等温平衡式氨‑水再吸收式热泵循环设备，包括溶液回路、制冷剂蒸汽管路、供回水管路和驱动热源；所述溶液回路包括高压发生器、高压吸收器、中高压发生器、中高压吸收器、中低压发生器、中低压吸收器、低压发生器、低压吸收器、四个节流阀、低压溶液混合罐、高压溶液分离罐、两个溶液混合/分离罐、三个溶液循环泵、三个高温溶液换热器、三个低温溶液换热器和六个三通阀；所述制冷剂蒸汽管路包括高压、中高压、中低压和低压制冷剂蒸汽管路；所述供回水管路包括供水管路和回水管路；所述驱动热源包括高温驱动热源和低温驱动热源。使用该设备进行供热方法包括供回水循环过程、氨溶液循环过程、氨蒸汽管路运行过程。

技术领域

本发明涉及太阳能热利用及热泵空调领域，尤其涉及一种三级等温平衡式氨-水再吸收式热泵循环设备及供热方法。

背景技术

目前太阳能开发利用方式比较单一，绝大部分是低温热水。太阳能采暖、制冷、工业加热和太阳能热发电已有应用，但远未达到规模化。在太阳能采暖的各种实现方式中，给定条件下以太阳能集热器产生热能驱动热泵供热效率较好，理论上能够把80％的太阳辐射能量转变为供热能力。

经对现有技术的公开文献检索发现，目前的太阳能热泵采暖仍然不稳定和不高效等问题。太阳能能量密度低，且太阳辐射受昼夜、天气变化存在间歇性和不稳定性。但供暖要求稳定、可靠；冬季环境温度低，日照时间短，会造成太阳能系统热损增加，集热温度不高，但效率降低会导致不能满足供暖负荷要求。理论上，热能驱动的常规吸收、吸附式热泵结合太阳能集热器可用于供暖，但传统以水为工质的吸收式或吸附式热泵循环难以满足低温冷冻环境要求，采用氨等低沸点工质的热泵系统要求驱动热源温度高(一般大于120℃)，完全靠太阳能集热器驱动工作时间短或难以启动。

本发明在单级平衡式氨-水再吸收热泵循环的基础上，增加了两个中压环节，即由中高压发生器和中高压吸收器等组成的中高压环节和由中低压发生器和中低压吸收器等组成的中低压环节，形成了三级等温平衡式氨-水再吸收式热泵循环，并给出了此循环应用于室内供热时的运行方法。在不提高高温驱动热源温度的前提下，本发明中的热泵循环可以在更低的环境温度下工作。本发明摆脱了传统吸收式热泵循环工作压差受制冷剂冷凝压力和蒸发压力的限制，大大减小系统工作压力和压差，对驱动热源温度的变化，适应性增强。同时，与传统氨-水吸收循环相比，减少了精馏环节，系统结构更加简单紧凑。

发明内容

由于太阳能热泵采暖的上述技术缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够长时间利用太阳能驱动，同时能在较低温度环境(＜-20℃)下工作的低温太阳能热(70～100℃)驱动的三级等温平衡式氨-水再吸收式热泵循环设备，并给出此循环设备应用于室内供热时的方法。