[发明专利]一种耦合热泵换热器

摘要

本发明提出一种高效的提取冷水的热量用于加热热水的高效换热器，将两级压缩过程、稀释‑再生过程以及热管换热器耦合实现该换热过程。该高效换热器可以根据换热的参数要求选择一种或者多种成分组成循环工质。同时，两级压缩机可以采用汽轮机或者电机驱动，相比现有换热方式而言，可实现在“热侧与冷侧温差大”和“热侧出口温度高”的极限工况下高效工作，具有显著的性能优势。

主权项

1.一种耦合热泵换热器，其特征在于：该换热器包括再生冷凝器1、冷凝蒸发器2、稀释器3、蒸发器4、蒸汽压缩机5、蒸汽压缩机6、热管换热器11、节流阀7、节流阀8和连接管路构成。如前所述一种耦合热泵换热器，组成部件连接方式为：蒸汽压缩机5与再生冷凝器1和冷凝蒸发器2相连，蒸汽压缩机6与稀释器3和蒸发器4相连，再生冷凝器1与蒸汽压缩机5、热管换热器11、冷凝蒸发器2、节流阀7和循环泵10相连，冷凝蒸发器2与蒸汽压缩机5、再生冷凝器1、节流阀8和循环泵9相连，稀释器3与热管换热器11、蒸汽压缩机6和热水管路相连，蒸发器4与节流阀8、蒸汽压缩机6和冷水管路相连，热管换热器11与稀释器3、再生冷凝器1和循环泵10相连。如前所述一种耦合热泵换热器，再生冷凝器1实现在水平传热管外部溶液吸热后沸腾产生工质B蒸汽。同时在水平传热管内部完成工质C由汽态变成液态的放热过程。冷凝蒸发器2实现在水平传热管外部工质C从液态变成汽态的蒸发过程，同时在水平传热管内部实现工质B蒸汽冷凝为液态的放热过程。稀释器3实现工质A和工质B组成的浓溶液吸收工质B蒸汽变成稀溶液的过程。蒸发器4实现液态工质B变成汽态的蒸发过程。蒸汽压缩机5和蒸汽压缩机6分别实现工质C和工质B蒸汽进行压缩提升其温度压力。节流阀7和节流阀8分别实现对液态的工质C和工质B减温减压的目的。热管换热器11内置于稀释器3以实现稀溶液在进入再生冷凝器1之前被预热的目的。热水经热水管路12内部被升温，同时冷水经冷水管路13内部被降温。如前所述一种耦合热泵换热器内部循环过程包含：工质B的蒸发冷凝循环以及工质C的蒸发冷凝循环：①工质B的蒸发冷凝循环原理：工质A和工质B组成的溶液在再生冷凝器1被加热再生产生汽态工质B，汽态工质B进入冷凝蒸发器2后被冷却变为液态后离开，液态工质B经过节流阀8后被减温减压后进入蒸发器4被冷水加热变成蒸汽，工质B蒸汽经过蒸汽压缩机6被升压后在稀释器3冷凝，工质B冷凝后的稀溶液经热管换热器11进入再生冷凝器1后再次产生汽态工质B，如此往复循环。②工质C的蒸发冷凝循环原理：液态的工质C在冷凝蒸发器2内被加热变成汽态，汽态的工质C经过蒸发器压缩机5后压力被提升，汽态工质C在再生冷凝器1内被冷却释放热量变成液态，液态的工质C经过节流阀7被减温减压后进入冷凝蒸发器2后被加热变成汽态，如此往复循环。如前所述一种耦合热泵换热器，蒸汽压缩机5和蒸汽压缩机6可以分别采用汽轮机或者电机驱动。如前所述一种耦合热泵换热器，其内部循环循环工质包括工质A、工质B和工质C，其中工质A和工质B组成工质对，工质A为固体或者液体工质，工质B为液体工质，工质A溶解于工质B中形成溶液。工质C为液体工质，可选用与工质B相同或者不同的物质。