[发明专利]一种带机械热回收的吸收-压缩混合循环系统及工作方法

说明书

本发明涉及一种带机械热回收的吸收‑压缩混合循环系统及工作方法，包括吸收器、溶液换热器、膨胀阀、发生器、气液分离器、混合器和机械热回收机构；该系统工作方法具有发生器低压发生过程、压缩机压缩过程、吸收器高压吸收过程和机械热回收过程四个过程。与现有技术相比，本发明通过在溶液换热器之后添加机械热回收，在回收热量的同时进一步降低膨胀阀前溶液温度，机械热回收释放的高温热量可用以加热压缩机排气、加热溶液换热器冷流体通道出口的稀溶液或加热吸收器侧的高温流体，通过两级热回收，不仅可降低膨胀阀前溶液温度，从而降低节流过程的不可逆损失，而且可提升循环制热量和制热能效，循环能效约可提升10‑20％。

技术领域

本发明涉及热泵设备技术领域，尤其是涉及一种带机械热回收的吸收-压缩混合循环系统及工作方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，能源危机环境污染日益严重，开发高效清洁取热技术变得十分迫切。作为新型取热方式，热泵由于有较高能效和简单的结构特征等优势得到广泛关注。目前较成熟的热泵技术是蒸气压缩热泵技术和吸收热泵技术。

对于蒸气压缩热泵循环，目前受限于循环和部件等因素，系统能效和运行范围受到一定的限制。最高供水温度一般低于90℃，难以突破100℃。对于制取100℃以上的热水或蒸汽，目前较成熟的热泵技术是第二类吸收热泵，但是需要利用中温热源(80℃废热水)驱动，适用范围十分有限。为了使热泵能高效满足供热需求，研究学者提出了一种吸收-压缩混合循环，如图1所示，该循环可以采用低温热源驱动，并且压缩机吸排气压力可得到显著降低，比较适合高温供热。然而对于该循环，尽管采用了溶液换热器降低膨胀阀前溶液温度，但是由于溶液换热器两侧溶液流量差异较大，即使不计成本提高溶液换热器效率，膨胀阀前的溶液温度仍然较高，直接节流会造成比较大的热损失和节流损失，因此循环能效偏低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带机械热回收的吸收-压缩混合循环系统及工作方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种带机械热回收的吸收-压缩混合循环系统，包括吸收器、溶液换热器、膨胀阀、发生器、气液分离器、混合器和机械热回收机构；

通过将吸收器的溶液出口、溶液换热器的热流体通道、机械热回收机构、膨胀阀和发生器的溶液进口依次连接，以形成第一溶液流路；

通过将发生器的溶液出口和气液分离器的进口连接，气液分离器的溶液出口、溶液换热器的冷流体通道和混合器的溶液进口依次连接，混合器的溶液出口和吸收器的溶液进口连接，以形成第二溶液流路；

通过将气液分离器的制冷剂出口和混合器的制冷剂进口顺次连接，以形成制冷剂流路。

优选地，气液分离器和溶液换热器之间的第一溶液流路上设有溶液泵。

优选地，所述的气液分离器和混合器之间的制冷剂流路上设有压缩机。

优选地，所述的机械热回收机构释放的热量用以加热压缩机排气、加热溶液换热器冷流体通道出口的稀溶液或加热吸收器侧的高温流体。

优选地，所述的机械热回收机构采用蒸汽压缩热泵。本发明还提供一种带机械热回收的吸收-压缩混合循环系统的工作方法，包括以下过程：

发生器低压发生吸热过程：发生器中的浓溶液从热源吸热，溶液中的制冷剂被蒸发出来，溶液浓度由浓变稀，稀溶液经溶液泵加压后流向混合器；

压缩机压缩及蒸气压缩冷却过程：发生器产生的气态制冷剂被压缩机压缩成高温高压状态，然后流入混合器与稀溶液进行混合；

吸收器高压吸收过程：来自压缩机的高温高压气态制冷剂被来自发生器的稀溶液逐渐吸收，制冷剂溶液浓度由稀变浓，同时吸收过程释放的高温热由高温流体带走，然后浓溶液流向溶液换热器；