CN104990299A - 一种第二类吸收式热泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种第二类吸收式热泵，该第二类吸收式热泵包括发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器；吸收器、发生器上下布置，在吸收器和发生器二者内压差和高度差的驱动下，吸收器内部的稀溶液自动回流至发生器内部；与现有技术中吸收器中的稀溶液借助屏蔽泵的驱动力回至发生器相比，本发明中吸收器、发生器上下布置，两者具有高度差，可以加大吸收器内部的稀溶液进入发生器的动力，即仅在内压差和高度差的作用下，返回发生器内部，在发生器内部稳定喷淋。无需设置屏蔽泵。这样仅可以保证发生器内容稳定的溶液喷淋，而且可以降低机组成本和电力消耗。

Description

一种第二类吸收式热泵

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种第二类吸收式热泵。

背景技术

第二类吸收式热泵为升温型热泵，其利用大量中间品位的废热和低温冷却水的热势差制取温度高于中间品位废热的热源，从而满足用户高品位的用热需求。

目前，第二类吸收式热泵主要有两种：单级升温第二类吸收式热泵(以下简称单级升温热泵)和二级升温第二类吸收式热泵(以下简称二级升温热泵)。单级升温第二类吸收式热泵，制取的高品位热媒与低品位热源的温升幅度比较小，但热效率高；二级升温第二类吸收式热泵的高品位热媒与低品位热源的温升幅度高，但热效率较低。

由以上描述可以看出，二级升温热泵比单级升温热泵制取的热媒温度高。单级升温热泵主要包括发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、热交换器，浓溶液自发生器的出口泵送至吸收器的入口，在吸收器内被稀释散发热量，然后回至发生器，在发生器内部进行喷淋浓缩。现有技术中吸收器与发生器一般水平布置，并且发生器中稀溶液喷淋过程时，会存在闪发的现象，溶液散布时阻力会变大，为了使吸收器内部的稀溶液顺利流至发生器的内部，吸收器与发生器之间必须增加屏蔽泵，提供溶液回流的动力。

与单级升温热泵结构相比，二级升温热泵还进一步包括高温吸收器、高温蒸发器、高低温热交换器，相应地单级升温热泵中的吸收器为低温吸收器，蒸发器为低温蒸发器，单级升温热泵制取的高温热媒提供给高温蒸发器，由高温吸收器制取更高品位的热媒。在屏蔽泵的泵送动力下，稀溶液由低温吸收器的出口流回发生器。

机组所需的屏蔽泵越多，成本就越高，电力消耗也越多。

因此，如何提供一种第二类吸收式热泵，优化热泵结构，尽量减 小机组成本，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供第二类吸收式热泵，该热泵吸收器与发生器上下设置，在吸收器和发生器两者内压差和高度差的作用下，吸收器内部的溶液可自动流至发生器的内部，实现稳定喷淋，并且无需设置屏蔽泵，减少机组内部零部件，进而降低机组成本，减少电力消耗。

为解决上述技术问题，本发明提供一种第二类吸收式热泵，包括发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器；所述吸收器、所述发生器上下布置，在所述吸收器和所述发生器二者内压差和高度差的驱动下，所述吸收器内部的稀溶液自动回流至所述发生器内部，而不需另设驱动泵。

与现有技术中吸收器中的稀溶液借助屏蔽泵的驱动力回至发生器相比，本发明中吸收器、发生器上下布置，两者具有高度差，可以加大吸收器内部的稀溶液进入发生器的动力，即仅在内压差和高度差的作用下，返回发生器内部，在发生器内部稳定喷淋。无需设置屏蔽泵。这样不仅可以保证发生器内容稳定的溶液喷淋，而且可以降低机组成本和电力消耗。

可选的，所述第二类吸收式热泵为二级或多级升温第二类吸收式热泵，各级所述吸收器按照其内部压力由高到低的顺序依次由上到下排列，在相邻两所述吸收器的内压差和高度差的作用下，上一级吸收器内的溶液自动回流至下一级的吸收器内部，且所述发生器位于高度位置最低的所述吸收器的下方。

可选的，所述第二类吸收式热泵中蒸发器和所述吸收器上下布置，且所述吸收器位于所述蒸发器的上方。

可选的，所述第二类吸收式热泵中最高级的所述蒸发器和所述吸收器左右并排布置，其余各级所述蒸发器和所述吸收器上下布置。

可选的，同级的所述蒸发器和所述吸收器上下布置或左右并排布置。

可选的，同级的所述蒸发器和所述吸收器设置于同一筒体内部。

可选的，同级的所述蒸发器和所述吸收器分别设置于不同的筒体内部。

可选的，所述冷凝器和所述发生器设置于同一筒体内部。

附图说明

图1为本发明单级第二类吸收式热泵第一种具体实施方式的工作原理图；

图2为本发明单级第二类吸收式热泵第二种具体实施方式的工作原理图；

图3为本发明单级第二类吸收式热泵第三种具体实施方式的工作原理图；

图4为本发明二级第二类吸收式热泵一种具体实施方式中的工作原理图；

图5为本发明二级第二类吸收式热泵另一种具体实施方式中的工作原理图。

其中，图1至图5中部件名称和附图标记之间的一一对应关系如下所示：

蒸发器1、吸收器2、冷凝器3、发生器4、屏蔽泵5、低温换热器6、高温蒸发器7、高温吸收器8、高温换热器9、低温蒸发器11、低温吸收器12。

具体实施方式

本发明的核心为提供第二类吸收式热泵，该热泵吸收器与发生器上下设置，在吸收器和发生器两者内压差和高度差的作用下，吸收器内部的溶液可自动流至发生器的内部，实现稳定喷淋，并且无需设置屏蔽泵，减少机组内部零部件，进而降低机组成本和电力消耗。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明单级升温第二类吸收式热泵第一种具 体实施例中的工作原理图。

第二类吸收式热泵分一般为两类：单级升温第二类吸收式热泵(以下简称单级升温热泵)和多级升温第二类吸收式热泵，其中多级升温第二类吸收式热泵中二级升温类型热泵应用较为广泛，(以下将多级升温第二类吸收式热泵简称为多级升温热泵，二级升温第二类吸收式热泵简称为二级升温热泵)。请参考图1至图3，单级升温热泵主要包括发生器4、冷凝器3、吸收器2、蒸发器1，用于制取较高品位热媒。

请参考图4和图5，二级升温热泵是在单级升温热泵的基础上增加高温吸收器8、高温蒸发器7，即利用单级升温热泵制取的较高品位热媒作为基础热源，进一步制取温度更高的高品位热媒。此时，制取基础热源中的吸收器被称为低温吸收器12，蒸发器被称为低温蒸发器11。单级升温热泵和二级升温热泵的工作原理在此不做详述，可参考现有技术。

同理，多级升温热泵是在前一级升温热泵的基础上增加吸收器和蒸发器，利用前一级升温热泵制取的热媒作为基础热源，进一步制取温度更高的高品位热媒。

本文提供了一种第二类吸收式热泵，包括发生器4、冷凝器3、吸收器2、蒸发器1，对于二级或多级升温热泵而言，吸收器和蒸发器的数量均为多个。蒸发器为同级吸收器提供稀释蒸汽，前一级吸收器为后一级的蒸发器提供热源。从以上对于二级升温热泵描述可以看出，吸收器包括低温吸收器12、高温吸收器8，蒸发器包括低温蒸发器11、高温蒸发器7。高温吸收器8和高温蒸发器7为同级，低温吸收器12和低温蒸发器11为同级。

本发明中吸收器、发生器4上下布置，即吸收器布置于发生器4的上方，其位置高于发生器4，一般情况，吸收器内部的压力高于发生器4内部的压力，在吸收器和发生器4二者内压差和高度差的作用下，吸收器内部的稀溶液自动回流至发生器4内部。对于单级升温热泵，吸收器2与发生器4上下布置，稀释散热后的稀溶液自吸收器2 流至发生器4。对于二级升温热泵或其他级热泵而言，低温吸收器12中的溶液流至发生器4。

与现有技术中吸收器中的稀溶液借助屏蔽泵的驱动力回至发生器4相比，本发明中吸收器、发生器4上下布置，两者具有高度差，可以加大吸收器内部的稀溶液进入发生器4的动力，即仅在内压差和高度差的作用下，返回发生器4内部，在发生器4内部稳定喷淋。无需设置屏蔽泵。这样不仅可以保证发生器内容稳定的溶液喷淋，而且可以降低机组成本和电力消耗。

具体地，对于第二类吸收式热泵为二级或多级升温热泵而言，各级吸收器中的压力、温度也是不相同，一般，上一级的吸收器内部压力、温度高于下一吸收器内部压力、温度，需要说明的是，本文中将N级升温热泵中热源流出的吸收器定义为第N级吸收器，相应地，给第N级吸收器提供基础热源的为第N-1级吸收器，则第N级吸收器即为第N-1级吸收器的上一级吸收器，第N-1级吸收器即为第N级吸收器的下一级吸收器。以上二级升温热泵，高温吸收器为第二级吸收器，低温吸收器为第一级吸收器。

在一种具体的实施方式中，各级吸收器按照其内部压力由高到低的顺序依次由上到下排列，在相邻两吸收器的内压差和高度差的作用下，上一级的吸收器内的溶液自动回流至下一级的吸收器内部，且发生器4位于高度位置最低的吸收器的下方。

请参考图4和图5，以二级升温热泵为例，高温吸收器8位于低温吸收器12的上方，低温吸收器12位于发生器4的上方，这样因高温吸收器8与低温吸收器12两者存在压力差和高度差，高温吸收器8中被稀释的溶液可顺利流至低温吸收器12，低温吸收器12中的被稀释溶液在低温吸收器12与发生器4两者压力差和高度差的作用下，自动回流至发生器4内部。

该实施例中各吸收器的布置方式，使溶液从位置最高的吸收器在压力差和高度差的作用下，逐级回流直至返回发生器4，溶液回流各段路径均无需设置屏蔽泵，进一步优化机组结构，降低机组的使用成 本。

上述各实施例中，第二类吸收式热泵中蒸发器和吸收器上下布置，且吸收器位于蒸发器的上方。请参考图2，图2中单级第二类吸收器热泵中吸收器2布置于蒸发器1的上方。从上述定义可以看出，第一级的吸收器也就是与发生器4的溶液入口直接相连的吸收器。

该实施例充分考虑了某些特殊工况下，例如机组吸收器与发生器内压差比较小的工况，为了能够将本发明中的技术方案应用于该环境中，将吸收器设置于蒸发器的上方可以最大限度提高吸收器与发生器4的高度差，尽可能增加吸收器内稀溶液回流动力。

对于高度方向受限的空间，第二类吸收式热泵中的最高级的蒸发器和吸收器可以左右并排布置，其余各级蒸发器和吸收器上下布置。请参考图4，图4中二级升温热泵中高温蒸发器7和高温吸收器8左右布置，低温蒸发器和低温吸收器上下布置。

这样在不影响机组性能的前提下，可以尽量降低机组的高度尺寸，有利于机组的安装。

当然，同级的蒸发器和吸收器也可以均采用上下布置或左右并排布置。例如，图1至图2中单级升温热泵中的低温蒸发器和低温吸收器上下布置，图3中低温蒸发器和低温吸收器上下布置或左右布置；图5中二级升温热泵中高温蒸发器7和高温吸收器8、低温蒸发器和低温吸收器均左右布置。

上述各实施例中，同级的所述蒸发器和吸收器可以设置于同一筒体内部，也可以分别设置于不同的筒体内部。

同理，同级冷凝器3和发生器4可以设置于同一筒体内部，也可以分别设置于不同的筒体内部。

需要说明的是，本文中上、下、左、右等方位词均是以图1-5中各部件之间的相对位置为参考定义，本领域内技术人员应当理解，本文中方位词的使用不应限制本文的保护范围。

以上对本发明所提供的一种第二类吸收式热泵进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上 实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种第二类吸收式热泵，包括发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器；其特征在于，所述吸收器、所述发生器上下布置，在所述吸收器和所述发生器二者内压差和高度差的驱动下，所述吸收器内部的稀溶液自动回流至所述发生器内部，而不需另设驱动泵。

2.如权利要求1所述的第二类吸收式热泵，其特征在于，所述第二类吸收式热泵为二级或多级升温第二类吸收式热泵，各级所述吸收器按照其内部压力由高到低的顺序依次由上到下排列，在相邻两所述吸收器的内压差和高度差的作用下，上一级吸收器内的溶液自动回流至下一级的吸收器内部，且所述发生器位于高度位置最低的所述吸收器的下方。

3.如权利要求2所述的第二类吸收式热泵，其特征在于，所述第二类吸收式热泵中蒸发器和所述吸收器上下布置，且所述吸收器位于所述蒸发器的上方。

4.如权利要求2所述的第二类吸收式热泵，其特征在于，所述第二类吸收式热泵中最高级的所述蒸发器和所述吸收器左右并排布置，其余各级所述蒸发器和所述吸收器上下布置。

5.如权利要求1所述的第二类吸收式热泵，其特征在于，同级的所述蒸发器和所述吸收器上下布置或左右并排布置。

6.如权利要求1至5任一项所述的第二类吸收式热泵，其特征在于，同级的所述蒸发器和所述吸收器设置于同一筒体内部。

7.如权利要求1至5任一项所述的第二类吸收式热泵，其特征在于，同级的所述蒸发器和所述吸收器分别设置于不同的筒体内部。

8.如权利要求1至5任一项所述的第二类吸收式热泵，其特征在于，所述冷凝器和所述发生器设置于同一筒体内部。