[发明专利]一种蒸汽压缩型吸收式热泵

说明书

本发明提出一种高效的回收工业余热的热量用于加热热水的热泵机组，内部采用两种循环工质实现制冷剂的内部交换，并同时使用压气机提升吸收器的溶液吸收效果，其中压气机采用多级叶片方式，相比现有热泵技术而言，可以实现制热温度的大幅度提升，更为充分的回收工业余热，进而具有显著的节能减排技术优势。

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，特别是涉及回收工业余热用于提升热水温度的热泵技术。

背景技术

在能源利用领域广泛存在热量交换过程，热量的传递过程可以归纳为从高温流体向低温流体传递或者从低温流体向高温流体传递。根据牛顿第二定律，热量可以自发的从高温物体传向低温物体，仅使用普通换热器即可实现；如果需要将热量从低温物体传向高温物体则需要消耗一定的代价，往往需要消耗一定量的高品位能源，比如电力、高温度的蒸汽或者热水等，需要使用热泵、引射装置等。在现有技术中，采用热泵技术由于其较高的效率和可靠性得到了市场的认可和应用。热泵技术中按原理分为吸收式热泵或者压缩式热泵方式，其中吸收式热泵又分为第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵，第一类吸收式热泵需要消耗高品位能量将低温物体的热量大量传输给高温物体，也称为增热型热泵，而第二类热泵不需要消耗高品位能量，而需要比低温物体更低温度的冷源，提取低温物体的少量热量将高温物体继续升温，也称为升温型热泵。第二类吸收式热泵需要更低品位的冷水，进而利用余热与冷水之间的温差完成内部循环以加热热水。但就现有报道的第二类吸收式热泵技术而言，受内部热力学循环和工质物性的影响，热水升温的幅度有限，进而难以满足热水获得“大温升”的需求。

为了解决该技术难题，该发明提出了一种采用制冷剂蒸汽交换和制冷剂蒸汽压缩的吸收式热泵机组，显著的提升了热水侧的出口温度。

发明内容

为了回收工业余热以实现热水侧“大温升”的换热目的，该发明所述热泵采用了制冷剂蒸汽交换器和制冷剂蒸汽压缩风机的流程。该热泵内部包括吸收器1、蒸发器2、制冷剂气化段3、制冷剂冷凝段4、发生器5、冷凝器6、压气机7、溶液热交换器8、溶液热交换器9、循环泵10、循环泵11、循环泵12、循环泵13、循环泵14、热水入口15、热水出口16、余热入口17、余热出口18、冷水入口19和冷水出口20。

所述一种蒸汽压缩型吸收式热泵，热水在吸收器1中被加热，余热流体依次经过蒸发器2、制冷剂气化段3和发生器5被逐级降温，冷水依次经过制冷剂冷凝段4和冷凝器6被加热后离开。

所述一种蒸汽压缩型吸收式热泵，吸收器1与溶液热交换器8、热水入口15和热水出口16相连；蒸发器2与余热入口17、循环泵10和制冷剂气化段3相连；制冷剂气化段3与溶液热交换器8、循环泵11、蒸发器2和发生器5相连；制冷剂冷凝段4与溶液热交换器9、循环泵12、冷水入口19和冷凝器6相连；冷凝器6与冷水出口20、制冷剂冷凝段4和循环泵14相连；发生器5与溶液热交换器9、循环泵13、制冷剂气化段3和余热出口18相连。

所述一种蒸汽压缩型吸收式热泵，同时采用两种循环工质对，两种工质对中吸收剂不同，制冷剂相同。介质A和介质B构成溶液C，介质A和介质D构成溶液E，其中介质A为制冷剂，介质B和介质C为吸收剂，溶液C循环于吸收器1和制冷剂气化段3之间，溶液E循环于制冷剂冷凝段4和发生器5。