一种吸收式热泵制冷动力联供方法
技术领域
本发明涉及一种动力提供的方法,属热动力技术领域。
背景技术
一般的蒸汽类动力输出装置(蒸汽机、汽轮机),蒸汽膨胀做功的热效率受初温、初压、排汽温度、排汽压力的影响。
当初温不变时,温差越高,效率越高。初压越高、效率越高。当初温不变时,排汽温度越低,效率越高;排汽压力越低,效率越高。
由于蒸汽动力装置膨胀做功会产生泛汽,需将泛汽冷凝成工质液体才能使循环进行下去。所以蒸汽动力装置的排汽温度一般需高于环境温度。此外,提高蒸汽动力装置的初温,必须提高其压力,压力提高对蒸汽动力机械的耐压设计要求更高,目前提高蒸汽初温的空间也较小。所以,水蒸汽动力装置的效率进一步提升的空间已很小。
其次,由于低品位热源无法提供较高的初温,排汽温度又必须高于环境温度,采用低品位热源的蒸汽动力机械效率低,实用价值低。
发明内容
本发明的目的是提供一种更高效的动力提供方法。要解决的问题是:进一步提高蒸汽动力装置的初温或者降低排汽温度。
本发明采用的技术方案:一种吸收式热泵制冷动力联供方法,采用工质和在工质中溶解度大的物质与工质组成工质对,在发生器中充装入工质对稀溶液,采用热源对发生器加热,使发生器中工质对稀溶液蒸发产生工质蒸汽,利用第一膨胀机使发生器产生的工质蒸汽膨胀做功并减压,所述第一膨胀机排出的泛汽经蒸发器吸热蒸发,使其中的制冷剂液体蒸发为低压蒸汽,低压蒸汽进入吸收器吸收放热。
进一步地,所述方法包括吸收式热泵制冷动力循环,所述吸收式热泵制冷动力循环包括工质循环和溶液循环。
进一步地,所述工质循环由所述发生器、所述第一膨胀机、所述蒸发器、低压压缩机、所述吸收器、溶液换热器、溶液泵、所述发生器由管道依次连接成回路,所述溶液循环包括所述发生器、溶液换热器、所述吸收器、溶液泵、所述发生器由管道依次连接成回路。
进一步地,所述方法还包括驱动循环,所述驱动循环由所述吸收器、所述发生器、驱动工质泵、所述吸收器由管道依次连接成回路。
进一步地,所述工质循环由所述发生器、所述第一膨胀机、所述蒸发器和所述吸收器、溶液泵、溶液换热器、所述发生器通过管道依次连接成回路,所述溶液循环包括所述发生器、溶液换热器、所述吸收器、溶液泵、所述发生器及管道连接成回路。
进一步地,所述方法还包括驱动循环,所述驱动循环由所述吸收器、压缩机、所述发生器、节流减压阀、吸收器由管道依次连接成回路。
进一步地,所述方法还包括有机朗肯蒸汽动力循环,所述有机朗肯蒸汽动力循环由所述吸收器、膨胀机、冷凝器、工质泵、所述吸收器由管道依次连接成回路。
附图说明
图1所示为吸收式热泵制冷动力联供***示意图。
图2所示为设低压蒸汽压缩机的吸收式热泵制冷动力联供***示意图。
图3所示为自驱动吸收式热泵制冷动力联供***示意图。
图4所示为设低压压缩机的自驱动吸收式热泵制冷动力联供***示意图。
图5所示为设低压压缩机的复合吸收式热泵制冷动力联供***示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、发生器,2、膨胀机,3、蒸发器,4、吸收器,5、溶液换热器,6、溶液泵,7、低压压缩机,8、节流减压阀,9、驱动工质泵,10、膨胀机,11、冷凝器,12、工质泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
吸收式热泵制冷动力联供装置如图1所示,吸收式热泵制冷动力***由工质循环和溶液循环构成。所述工质循环由发生器1、膨胀机2、蒸发器3、吸收器4、溶液泵6、溶液换热器5、发生器1及管道依次连接而成。所述溶液循环包括发生器1、溶液换热器5、吸收器4、溶液泵6、发生器1及管道连接成回路;采用工质和在工质中溶解度大的物质与工质组成工质对,在发生器1中充装入工质对稀溶液,工质对稀溶液在发生器1中被驱动热源加热,产生高压工质蒸汽,高压工质蒸汽经膨胀机2膨胀做功,低压泛汽排入蒸发器3,低压泛汽中的低压工质液体在蒸发器3中吸热蒸发,低压泛汽全部汽化为低压蒸汽,低压蒸汽进入吸收器4中,被吸收器4中的溶液吸收,向环境放热,浓溶液吸收工质蒸汽后变成稀溶液,进入溶液换热器5与来自发生器1的稀溶液进行换热后进入发生器1,开始下一循环。具体方法:采用合适的热泵制冷工质对,将工质及其溶质配制成一定浓度的工质对稀溶液,充装入发生器中,驱动热源对发生器中的工质对稀溶液进行加热,稀溶液浓缩,产生高压工质蒸汽,浓溶液进入溶液换热器,与来自吸收器的溶液换热后进入吸收器;高压工质蒸汽经膨胀机膨胀做功后产生低压泛汽,低压泛汽进入蒸发器吸热蒸发,泛汽中的低压液体蒸发汽化为低压蒸汽,低压蒸汽进入吸收器被浓溶液吸收,吸收热向环境放热,吸收了低压工质蒸汽的工质对稀溶液进入溶液换热器,与来自发生器的浓溶液换热后进入发生器,维持发生器和吸收器中的液位、浓度和温度的稳定,实现吸收式热泵制冷与动力联供循环的连续进行。
设低压压缩机的吸收式热泵制冷动力联供***如图2,由工质循环和溶液循环构成,所述工质循环由发生器1、膨胀机2、蒸发器3、低压压缩机7、吸收器4、溶液泵6、溶液换热器5、发生器1经管道依次连接组成。所述溶液循环包括发生器1、溶液换热器5、吸收器4、溶液泵6、发生器1及管道连接成回路。采用工质和在工质中溶解度大的物质与工质组成工质对,在发生器中充装入工质对稀溶液,采用热源对发生器加热,使发生器中工质对稀溶液蒸发产生工质蒸汽,工质对稀溶液在发生器1中被驱动热源加热,产生高压工质蒸汽,高压工质蒸汽经膨胀机2膨胀做功,低压泛汽排入蒸发器3,低压泛汽中的低压工质液体在蒸发器3中吸热蒸发,低压泛汽全部汽化为低压蒸汽,低压蒸汽经压缩机7压缩加压后进入吸收器4中,被吸收器4中的浓溶液吸收,向环境放热,浓溶液吸收工质蒸汽后变成稀溶液,进入溶液换热器5与来自发生器1的浓溶液进行换热后进入发生器1,开始下一循环。
自驱动吸收式热泵制冷动力联供***如图3,该***由驱动循环和吸收式热泵制冷动力循环组成。吸收式热泵制冷动力循环由工质循环和溶液循环构成,所述工质循环由发生器1、膨胀机2、蒸发器3、吸收器4、溶液泵6、溶液换热器5经管道依次连接组成。所述溶液循环包括发生器1、溶液换热器5、吸收器4、溶液泵6、发生器1及管道连接成回路;采用工质和在工质中溶解度大的物质与工质组成工质对,在发生器1中充装入工质对稀溶液,工质对稀溶液在发生器1中被驱动热源加热,产生高压工质蒸汽,高压工质蒸汽经膨胀机2膨胀做功,低压泛汽排入蒸发器3,低压泛汽中的低压工质液体在蒸发器3中吸热蒸发,低压泛汽全部汽化为低压蒸汽,低压蒸汽进入吸收器4中,被吸收器4中的浓溶液吸收,向环境放热,浓溶液吸收工质蒸汽后变成稀溶液,进入溶液换热器5与来自发生器1的浓溶液进行换热后进入发生器1,开始下一循环。
驱动循环由吸收器4(作蒸发器)、压缩机7、发生器1(作冷凝器)、节流减压阀8、吸收器(作蒸发器)及管道依次连接而成。驱动蒸汽在用作冷凝器的发生器1中对工质对稀溶液加热,自身放热凝结成驱动工质液体,驱动工质液体经节流减压阀8减压,进入用作蒸发器的吸收器4,吸热蒸发,产生低压驱动蒸汽,低压驱动蒸汽经压缩机7压缩加压,再进入发生器1作驱动热源。
设低压压缩机的自驱动吸收式热泵制冷动力联供***如图4,该***由驱动循环和吸收式热泵制冷动力循环组成。吸收式热泵制冷动力循环由工质循环和溶液循环构成,所述工质循环由发生器1、膨胀机2、蒸发器3、压缩机7、吸收器4、溶液换热器5、溶液泵6、发生器1经管道依次连接而成。所述溶液循环包括发生器1、溶液换热器5、吸收器4、溶液泵6、发生器1及管道连接成回路;采用工质和在工质中溶解度大的物质与工质组成工质对,在发生器1中充装入工质对稀溶液,工质对稀溶液在发生器1中被驱动热源加热,产生高压工质蒸汽,高压工质蒸汽经膨胀机2膨胀做功,低压泛汽排入蒸发器3,低压泛汽中的低压工质液体在蒸发器3中吸热蒸发,低压泛汽全部汽化为低压蒸汽,低压蒸汽经压缩机7加压压缩,进入吸收器4中,被吸收器4中的浓溶液吸收,向环境放热,浓溶液吸收工质蒸汽后变成稀溶液,进入溶液换热器5与来自发生器1的浓溶液进行换热后进入发生器1,开始下一循环。
驱动循环由吸收器4(作蒸发器)、发生器1(作冷凝器)、驱动工质泵9、吸收器4(作蒸发器)由管道依次连接成回路。驱动蒸汽在发生器1中对工质对稀溶液加热,自身放热凝结成驱动工质液体,驱动工质液体经工质泵9压入吸收器4,吸热蒸发,产生驱动蒸汽,进入发生器1作驱动热源。
复合吸收式热泵制冷动力联供装置如图5所示,由有机朗肯蒸汽动力循环和吸收式热泵制冷动力循环复合而成。吸收式热泵制冷动力***由工质循环和溶液循环构成,所述工质循环由发生器1、膨胀机2、蒸发器3、吸收器4、溶液泵6、溶液换热器5、发生器1及管道依次连接而成。所述溶液循环包括发生器(1)、溶液换热器(5)、吸收器(4)、溶液泵(6)、发生器(1)及管道连接成回路;采用工质和在工质中溶解度大的物质与工质组成工质对,在发生器1中充装入工质对稀溶液,工质对稀溶液在发生器1中被驱动热源加热,产生高压工质蒸汽,高压工质蒸汽经膨胀机2膨胀做功,低压泛汽排入蒸发器3,低压泛汽中的低压工质液体在蒸发器3中吸热蒸发,低压泛汽全部汽化为低压蒸汽,低压蒸汽进入吸收器4中,被吸收器4中的浓溶液吸收,向环境放热,浓溶液吸收工质蒸汽后变成稀溶液,经溶液泵6泵入溶液换热器5与来自发生器1的浓溶液进行换热后进入发生器1,开始下一循环。
有机朗肯蒸汽动力循环由用作蒸汽发生器的吸收器4、膨胀机10、冷凝器11、工质泵12、用作蒸汽发生器的吸收器4经管道依次连接而成。动力工质液体在用作蒸汽发生器的吸收器4中吸收热量,产生工质蒸汽,工质蒸汽经膨胀机10膨胀做功减压,乏汽经冷凝器11冷却,成为工质液体,工质液体经工质泵泵入用作蒸发器的吸收器4,开始下一循环。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。