[发明专利]一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统

说明书

本发明公开了一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，包括双级吸收式热泵和水‑水换热器，双级吸收式热泵是由通过管路依次连接并形成回路的低压吸收器、低压溶液泵、低压溶液热交换器、低压发生器、低压节流阀、高压吸收器、高压溶液泵、高压溶液热交换器、高压发生器、高压节流阀、冷凝器、制冷剂节流阀以及蒸发器组成。本发明供热系统采用外接水‑水换热器与双级吸收式热泵共同运行的方式，降低了供热系统的驱动热源温度，提高了供热系统的使用范围，同时对高温地热水的梯级利用，有效降低了地热水回灌温度，大幅提高了地热取水与回灌的温差，从而在很大程度上降低了供热管网初投资和管线输配能耗，降低了供热的运营成本。

技术领域

本发明涉及供热技术领域，尤其涉及一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统。

背景技术

随着技术进步和新材料、新设备的使用，采用热水地面辐射供暖系统的温度已降低到40℃，这就使得利用大量存在于工业生产和可再生能源(太阳能、地热能等)中低品位热能为我国北方城镇采暖成为可能。如果这些中低品位热源能够被使用或再利用，不仅可以提高整个系统的能源效率，而且还可以减少对环境的污染。但是以地热能供暖为例，传统的地热供暖中，地热水与热媒循环水之间的换热采用的是板式换热器。在板式换热器中，为实现换热的进行并保证一定的换热效率，冷热流体之间必须留有较大的传热温差，而大温差换热过程存在较大的不可逆损失，将造成大量可用能的浪费。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，它以NH₃(氨)/LiNO₃(硝酸锂)作为双级吸收式热泵的工质，采用双级吸收式热泵和水-水换热器组合的方式，提高了用户侧供水的温度，同时降低了高温热水管路的出口温度，可以在高温热水温度为80～95℃时，提供用户侧40～50℃的热水，高温热水出口温度低于35℃，具有较高的COP和较大的制热量。

NH₃/LiNO₃具有良好的热物理性质，与H₂O/LiBr热泵系统相比，NH₃/LiNO₃热泵系统具有无需真空，不宜结晶的优点；与NH₃/H₂O热泵系统相比，LiNO₃在液态NH₃中以离子形态存在，无挥发性，系统不需要设置精馏设备。此外，理论分析的结果表明，双级NH₃/LiNO₃吸收式热泵系统的性能要优于常规的NH₃/H₂O系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，包括低压吸收器、低压发生器、高压吸收器、高压发生器、冷凝器、蒸发器以及水-水换热器，其中，

地热水流动：来自取水井的高温地热水依次进入所述高压发生器、所述低压发生器、所述水-水换热器和所述蒸发器后流回至回灌井，以降低来自地热水回灌温度以及增大地热水取水与回灌的温差；

用户热水流动，其分为两路：一路依次进入所述低压吸收器、所述高压吸收器和所述冷凝器，另一路进入所述水-水换热器，两路混合后进入用户热水供水管路，以提高用户热水的供水温度；

在所述水-水换热器中，所述用户热水流动与用户热水流动进行换热。

如上所述的基于双级吸收式热泵的地热能梯级供暖系统，进一步地，还包括低压溶液泵、低压溶液热交换器、低压节流阀、高压溶液泵、高压溶液热交换器、高压节流阀、制冷剂节流阀以及热水泵，其中，