[发明专利]异级复合第一类吸收式热泵

摘要

本发明提供异级复合第一类吸收式热泵，属于余热利用与热泵/制冷技术领域。针对单一级数热泵存在的不足，它提供了主要由发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、吸收－蒸发器、节流阀和溶液泵等基本部件组成的一体式机组，分为共用蒸发器、共用冷凝器和无主要共用部件三类；不同级数热泵流程之间或主要通过蒸发器、或通过冷凝器和/或单独依靠余热介质通道并伴有其它部件进行复合；共用蒸发器时各冷凝器或经节流阀相连、或各独立或部分独立，其它情况时余热介质依次进出各蒸发器；冷剂介质自冷凝器经节流进入蒸发器和吸收－蒸发器并在各相关环节被溶液吸收，稀溶液在驱动热作用下释放冷剂蒸汽到冷凝器。热泵可充分利用余热，余热制冷效益也高。

主权项

1.异级复合第一类吸收式热泵，分为以主要共用蒸发器、主要共用冷凝器和无共用部件为区分特征的三大类，与闭式热泵相比，省略蒸发器时为开式第一类异级复合吸收式热泵，结合相变热交换器时组成第一类异级复合吸收式热泵相变供热系统；①在由共用蒸发器、节流阀和各个级数的发生器或精馏塔、吸收器、冷凝器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成的第一类异级复合吸收式热泵中：级数为一的发生器/精馏塔、吸收器、冷凝器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器，结合共用蒸发器和节流阀构成起一级热泵结构，增加溶液泵、吸收-蒸发器或/和发生器构成二级及以上级数的热泵结构——蒸发器(I)和节流阀(II，III，IV，VII)为共用部件；一级冷凝器(1A)、一级发生器(1B)、一级吸收器(1C)、溶液泵(1D)和溶液热交换器(1E)结合共用部件构成一级热泵结构；二级冷凝器(2A)、二级发生器(2B)、二级吸收器(2C)、二级吸收-蒸发器(2D)、二级节流阀(2H)、二级溶液泵(2E)和二级溶液热交换器(2F)与(2G)结合相应共用部件构成单发生器二级热泵结构，增加发生器(2i)和溶液泵(2j)构成双发生器二级热泵结构；三级冷凝器(3A)、三级发生器(3B)、三级吸收器(3C)、三级吸收-蒸发器(3D)与(3K)、三级节流阀(3H)、三级溶液泵(3E)和三级溶液热交换器(3F)、(3G)与(3I)结合相应共用部件构成单发生器三级热泵结构，增加溶液泵和发生器也可构成双发生器及以上三级热泵结构；同一级数热泵结构中的部件之间除按照各自的位置与作用进行彼此间的连通外，一级冷凝器(1A)和二级冷凝器(2A)/(2a)之间、二级冷凝器(2A)与二级冷凝器(2a)之间、二级冷凝器(2A)和三级冷凝器(3A)之间或各自独立或/和分别经节流阀(II)、节流阀(IV)、节流阀(VII)连通冷剂液通道，一级冷凝器(1A)还有冷剂介质管道经节流阀(1F)或节流阀(III)连通蒸发器(I)、经节流阀(2H)/(2h)连通二级吸收-蒸发器(2D)/(2d)、分别经三级节流阀(3H)和(3J)连通三级吸收-蒸发器(3D)和(3K)，蒸发器(I)与一级吸收器(1C)、二级吸收-蒸发器(2D)或(2a)、三级吸收-蒸发器(3D)之间分别有冷剂蒸汽通道连通，一级吸收器(1C)和一级冷凝器(1A)、二级吸收器(2C)和二级冷凝器(2A)、三级吸收器(3C)和三级冷凝器(3A)分别各自有管道连通和彼此间连通被加热介质，一级发生器(1B)、二级发生器(2B)、三级发生器(3B)还分别有通道连通驱动热介质，其特征在于：冷剂介质在冷凝器彼此独立时的通过如二级节流阀(2I)和一级节流阀(1F)节流降压后进入蒸发器(I)或在冷凝器经级间节流阀相连时经节流阀(III)节流降压后进入蒸发器(I)、通过二级节流阀(2H)或(2a)节流降压后进入二级吸收-蒸发器(2D)或(2a)、通过二级节流阀(2H)节流降压后进入二级吸收-蒸发器(2D)、分别通过三级节流阀(3H)和(3J)节流降压后进入三级吸收-蒸发器(3D)和(3K)，蒸发器(I)分别向一级吸收器(1C)、二级吸收-蒸发器(2D)和三级吸收-蒸发器(3C)提供冷剂蒸汽，进入各热泵流程的冷剂介质完成相应环节后分别在一级发生器(1B)、二级发生器(2B)/(2b)、三级发生器(3B)中释放出进入对应的冷凝器内，被加热介质依次或分别在一级吸收器(1C)和一级冷凝器(1A)、二级吸收器(2C)和二级冷凝器(2A)、三级吸收器(3C)和三级冷凝器(3A)中得到加热，驱动热介质分别流经一级发生器(1B)、二级发生器(2B)/(2b)和三级发生器(3B)或按由低级数到高级数的顺序依次流经各发生器，上述连接和特征对应于不同级数复合的各第一类异级复合吸收式热泵中；②在由共用冷凝器和各个级数的发生器或精馏塔、吸收器、蒸发器、吸收-蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成的异级复合第一类吸收式热泵中：级数为一的发生器/精馏塔、吸收器、蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器，结合共用冷凝器构成起一级热泵结构，增加溶液泵、吸收-蒸发器或/和发生器构成二级及以上级数的热泵结构——冷凝器(I)为共用部件；一级发生器/一级精馏塔(A1)、一级吸收器(A2)、一级蒸发器(A3)、一级溶液泵(A4)、一级节流阀(A5)和一级溶液热交换器(A6)结合冷凝器(I)构成一级热泵结构；二级发生器(B1)、二级吸收器(B2)、二级蒸发器(B3)、二级吸收-蒸发器(B4)、二级溶液泵(B5)、二级节流阀(B6)与(B7)和二级溶液热交换器(B8)与(B9)结合冷凝器(I)构成单发生器二级热泵结构，再增加二级低压发生器(b10)和二级溶液泵(b11)构成双发生器二级热泵结构；三级发生器/精馏塔(C1)、三级吸收器(C2)、三级蒸发器(C3)、三级吸收-蒸发器(C4)与(C5)、三级溶液泵(C6)、三级节流阀(C7)、(C8)与(C9)和溶液热交换器(C10)、(C11)与(C12)构成单发生器三级热泵结构，增加溶液泵和发生器也可构成双发生器及以上三级热泵结构；同一热泵结构中的部件之间除按照各自的位置与作用进行彼此间的连通外，冷凝器(I)分别与一级发生器(A1)、二级发生器(B1)或二级高压发生器(b1)、三级发生器(C1)之间有冷剂蒸汽通道连通，冷凝器(I)还分别有冷剂液管道经一级节流阀(A5)连通一级蒸发器(A3)、经二级节流阀(B6)连通二级蒸发器(B3)和二级节流阀(B7)连通二级吸收-蒸发器(B4)、经二级节流阀(b6)连通二级蒸发器(b3)和经二级节流阀(b7)连通二级吸收-蒸发器(b4)、经三级节流阀(C7)连通三级蒸发器(C3)、三级节流阀(C8)连通三级吸收-蒸发器(C4)和三级节流阀(C9)连通三级吸收-蒸发器(C5)，一级蒸发器(A3)、二级蒸发器(B3)与三级蒸发器(C3)分别有管道连通余热介质并在进行复合的机组中彼此间经余热介质通道连通，一级发生器(A1)、二级发生器(B1)与三级发生器(C1)分别有管道连通驱动热介质或在进行复合的机组中彼此间经驱动热介质通道连通，冷凝器(I)与一级吸收器(A2)、冷凝器(I)与二级吸收器(B2)、冷凝器(I)与三级吸收器(C2)分别各自有管道连通被加热介质，冷凝器(I)与一级吸收器(A2)之间、冷凝器(I)与二级吸收器(B2)之间、冷凝器(I)与三级吸收器(C2)之间在进行复合的机组中彼此间经被加热介质管道连通，一级发生器(A1)、二级发生器(B1)/(b1)、三级发生器(C1)还分别有通道连通驱动热介质，其特征在于：一级发生器(A1)、二级发生器(B1)/(b1)和三级发生器(C1)产生的冷剂蒸汽进入冷凝器放热成冷剂液，一部分冷剂液经一级节流阀(A5)节流降压后进入一级蒸发器(A3)吸收余热成冷剂蒸汽进入一级吸收器(A2)被溶液吸收并放热、稀溶液经一级溶液泵(A4)打入一级发生器(A1)并在驱动热作用下重新释放出冷剂蒸汽实现一级热泵相应流程，一部分冷剂液分别经二级节流阀(B6)/(b6)与(B7)/(b7)进入二级蒸发器(B3)/(b3)与二级吸收-蒸发器(B4)/(b4)成为冷剂蒸汽、分别在二级吸收器(B2)或(b2)和二级吸收-蒸发器(B4)或(b4)内被溶液吸收并在二级溶液泵(B5)或(b5)与(b11)作用下经过相应环节实现二级热泵相应流程，一部分冷剂液分别经三级节流阀(C7)、(C8)与(C9)进入三级蒸发器(C3)、三级吸收-蒸发器(C4)与三级吸收-蒸发器(C5)成为冷剂蒸汽、分别在三级吸收-蒸发器(C4)、(C5)和三级吸收器(C2)内被溶液吸收并在三级溶液泵(C6)作用下经过相应环节实现三级热泵相应流程，被加热介质依次或分别在一级吸收器(A2)和一级冷凝器(I)、二级吸收器(B2)和冷凝器(I)、三级吸收器(C2)和冷凝器(I)中得到加热，余热介质按由低级数到高级数的顺序依次流经各蒸发器，驱动热介质分别流经一级发生器(A1)、二级发生器(B1)/(b1)和三级发生器(C1)或按由低级数到高级数的顺序依次流经各发生器，上述连接和特征对应于不同级数复合的各第一类异级复合吸收式热泵中；③无主要共用部件时，与复合的各级数热泵的蒸发器之间通过余热介质通道彼此间相连通，低级数热泵流程的冷凝器与高级数热泵流程的吸收器之间经被加热介质管道连通或被加热介质管道各自连通各级数热泵的吸收器与冷凝器，驱动热介质可相互独立或彼此间连通。