CN106196710B - 第一类热驱动压缩-吸收式热泵 - Google Patents
第一类热驱动压缩-吸收式热泵 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供第一类热驱动压缩‑吸收式热泵,属于动力、制冷与热泵技术领域。吸收器、发生器、溶液泵和溶液热交换器组成溶液循环***,发生器有冷剂蒸汽通道连通压缩机,压缩机有冷剂蒸汽通道连通冷凝器,冷凝器经节流阀连通蒸发器,冷凝器经冷剂液泵连通高温热交换器,高温热交换器有冷剂蒸汽通道连通膨胀机,膨胀机有冷剂蒸汽通道连通蒸发器,蒸发器有冷剂蒸汽通道连通吸收器,发生器和高温热交换器有高温热介质通道、吸收器和冷凝器有被加热介质通道、蒸发器有低温热介质通道分别与外部连通,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成第一类热驱动压缩‑吸收式热泵。
Description
技术领域:
本发明属于动力、制冷与热泵技术领域。
背景技术:
冷需求、热需求和动力需求,为人类生活与生产当中所常见;现实中,人们经常需要利用高温热能来实现制冷、供热或转化为动力,也需要利用动力来进行制冷或利用动力并结合低温热能进行供热。在实现上述目的之过程中,将面临多方面的条件限制——能源的类型、品位和数量,用户需求的类型、品位和数量,工作介质的类型,设备的流程、结构和制造成本,设备运行的安全性,环境温度和环境的可接受程度等。
以吸收式热泵技术为代表的热能(温差)利用技术,利用高温热负荷驱动实现供热或制冷;受到工作介质(溶液和冷剂介质)的性质影响,过高温度的高温热负荷或过低温度的低温热负荷往往无法合理地应用于吸收式热泵流程中,导致其应用领域和应用范围受到较大限制。压缩式热泵技术在热力学性能方面具有较好的灵活性,但压缩式热泵的核心部件为运动部件,这带来许多不利——比如,压缩式热泵运行中产生的噪声令人难以忍受;为此,需要考虑减少大运动部件(主要是压缩机和膨胀机)的使用和数量。
为了发挥吸收式热泵的技术优势,并兼顾动力驱动或对外提供动力需求,本发明提出包含冷剂液泵、高温热交换器、膨胀机和压缩机组成的温差利用环节,对高温热源与被加热介质之间温差进行有效利用或对高温热源与环境之间温差进行有效利用,具有综合优势的第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
发明内容:
本发明主要目的是要提供系列第一类热驱动压缩-吸收式热泵,具体发明内容分项阐述如下:
1.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,主要由吸收器、发生器、压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵、溶液热交换器、冷剂液泵、高温热交换器和膨胀机所组成;吸收器有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与发生器连通,发生器还有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通,发生器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,压缩机还有冷剂蒸汽通道与冷凝器连通,冷凝器还有冷剂液管路经节流阀与蒸发器连通,冷凝器还有冷剂液管路经冷剂液泵与高温热交换器连通之后高温热交换器再有冷剂蒸汽通道与膨胀机连通,膨胀机还有冷剂蒸汽通道与蒸发器连通,蒸发器还有冷剂蒸汽通道与吸收器连通,发生器和高温热交换器还分别有高温热介质通道与外部连通,吸收器和冷凝器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接压缩机并传输动力,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵;其中,或膨胀机连接压缩机、冷剂液泵和溶液泵并传输动力。
2.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1项所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀、第二溶液泵和第二溶液热交换器,吸收器增设稀溶液管路经第二溶液泵和第二溶液热交换器与第二发生器连通,第二发生器还有浓溶液管路经第二溶液热交换器与吸收器连通,将发生器有冷剂蒸汽通道与压缩机连通调整为发生器有冷剂蒸汽通道与第二发生器连通之后第二发生器再有冷剂液管路经第二节流阀与冷凝器连通,第二发生器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
3.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1项所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀和第二溶液热交换器,将吸收器有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与发生器连通调整为吸收器有稀溶液管路经溶液泵、溶液热交换器和第二溶液热交换器与发生器连通,将发生器有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通调整为发生器有浓溶液管路经第二溶液热交换器与第二发生器连通,第二发生器再有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通,将发生器有冷剂蒸汽通道与压缩机连通调整为发生器有冷剂蒸汽通道与第二发生器连通之后第二发生器再有冷剂液管路经第二节流阀与冷凝器连通,第二发生器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
4.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1项所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将吸收器有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与发生器连通调整为吸收器有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与第二发生器连通,第二发生器再有浓溶液管路经第二溶液泵和第二溶液热交换器与发生器连通,将发生器有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通调整为发生器有浓溶液管路经第二溶液热交换器和溶液热交换器与吸收器连通,将发生器有冷剂蒸汽通道与压缩机连通调整为发生器有冷剂蒸汽通道与第二发生器连通之后第二发生器再有冷剂液管路经第二节流阀与冷凝器连通,第二发生器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
5.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1项所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二吸收器、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将吸收器有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与发生器连通调整为吸收器有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与第二吸收器连通,第二吸收器再有稀溶液管路经第二溶液泵和第二溶液热交换器与发生器连通,将发生器有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通调整为发生器有浓溶液管路经第二溶液热交换器与第二发生器连通,第二发生器再有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通,第二发生器还有冷剂蒸汽通道与第二吸收器连通,第二发生器还有高温热介质通道与外部连通,第二吸收器还有被加热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
6.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第5项所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀、第三溶液泵和第三溶液热交换器,第二吸收器增设稀溶液管路经第三溶液泵和第三溶液热交换器与第三发生器连通,第三发生器还有浓溶液管路经第三溶液热交换器与第二发生器连通,将发生器有冷剂蒸汽通道与压缩机连通调整为发生器有冷剂蒸汽通道与第三发生器连通之后第三发生器再有冷剂液管路经第二节流阀与冷凝器连通,第三发生器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
7.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第5项所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀和第三溶液热交换器,将第二吸收器有稀溶液管路经第二溶液泵和第二溶液热交换器与发生器连通调整为第二吸收器有稀溶液管路经第二溶液泵、第二溶液热交换器和第三溶液热交换器与发生器连通,将发生器有浓溶液管路经第二溶液热交换器与第二发生器连通调整为发生器有浓溶液管路经第三溶液热交换器与第三发生器连通,第三发生器再有浓溶液管路经第二溶液热交换器与第二发生器连通,将发生器有冷剂蒸汽通道与压缩机连通调整为发生器有冷剂蒸汽通道与第三发生器连通之后第三发生器再有冷剂液管路经第二节流阀与冷凝器连通,第三发生器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
8.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第5项所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀、第三溶液泵和第三溶液热交换器,将第二吸收器有稀溶液管路经第二溶液泵和第二溶液热交换器与发生器连通调整为第二吸收器有稀溶液管路经第二溶液泵和第二溶液热交换器与第三发生器连通,第三发生器再有浓溶液管路经第三溶液泵和第三溶液热交换器与发生器连通,将发生器有浓溶液管路经第二溶液热交换器与第二发生器连通调整为发生器有浓溶液管路经第三溶液热交换器和第二溶液热交换器与第二发生器连通,将发生器有冷剂蒸汽通道与压缩机连通调整为发生器有冷剂蒸汽通道与第三发生器连通之后第三发生器再有冷剂液管路经第二节流阀与冷凝器连通,第三发生器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
9.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第2-4项所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵,取消第二节流阀,增加供热器,将第二发生器有冷剂液管路经第二节流阀与冷凝器连通调整为第二发生器有冷剂液管路经供热器与冷凝器连通,供热器还有被加热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
10.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第6-8项所述任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵,取消第二节流阀,增加供热器,将第三发生器有冷剂液管路经第二节流阀与冷凝器连通调整为第三发生器有冷剂液管路经供热器与冷凝器连通,供热器还有被加热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
11.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第2-4、9项所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵,第二发生器增设高温热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
12.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第6-8、10项所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵,第三发生器增设高温热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
13.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1项所述第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二吸收器、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将发生器有冷剂蒸汽通道与压缩机连通调整为发生器有冷剂蒸汽通道与第二吸收器连通,第二吸收器还有稀溶液管路经第二溶液泵和第二溶液热交换器与第二发生器连通,第二发生器还有浓溶液管路经第二溶液热交换器与第二吸收器连通,第二发生器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,第二发生器还有高温热介质通道与外部连通,第二吸收器还有被加热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
14.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1项所述第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二溶液泵、第二吸收器、溶液节流阀、第二溶液节流阀和分汽室,将吸收器有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与发生器连通调整为吸收器有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与第二吸收器连通,第二吸收器还有稀溶液管路经溶液节流阀与第二发生器连通,第二发生器还有浓溶液管路经第二溶液泵与发生器连通,将发生器有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通调整为发生器有浓溶液管路经第二溶液节流阀和第二吸收器与分汽室连通,分汽室再有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通,将发生器有冷剂蒸汽通道与压缩机连通调整为发生器有冷剂蒸汽通道与第二吸收器连通,第二发生器和分汽室还分别有冷剂蒸汽通道与压缩机连通,第二发生器还有高温热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
15.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1-14项所述任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,将膨胀机有冷剂蒸汽通道与蒸发器连通调整为膨胀机有冷剂蒸汽通道与冷凝器连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
16.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1-15项所述任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加动力机,动力机连接压缩机并向压缩机传输动力,形成附加外部动力驱动的第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
17.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在第1-15项所述任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加工作机,膨胀机连接工作机并向工作机传输动力,形成附加对外提供动力负荷的第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
附图说明:
图1是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第1种原则性热力***图。
图2是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第2种原则性热力***图。
图3是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第3种原则性热力***图。
图4是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第4种原则性热力***图。
图5是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第5种原则性热力***图。
图6是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第6种原则性热力***图。
图7是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第7种原则性热力***图。
图8是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第8种原则性热力***图。
图9是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第9种原则性热力***图。
图10是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第10种原则性热力***图。
图11是依据本发明所提供的第一类热驱动压缩-吸收式热泵第11种原则性热力***图。
图中,1-吸收器,2-发生器,3-压缩机,4-冷凝器,5-蒸发器,6-节流阀,7-溶液泵,8-溶液热交换器,9-冷剂液泵,10-高温热交换器,11-膨胀机,12-第二发生器,13-第二节流阀,14-第二溶液泵,15-第二溶液热交换器,16-第二吸收器,17-第三发生器,18-第三溶液泵,19-第三溶液热交换器,20-供热器,21-溶液节流阀,22-第二溶液节流阀,23-分汽室。
具体实施方式:
首先要说明的是,在结构和流程的表述上,非必要情况下不重复进行;对显而易见的流程不作表述。下面结合附图和实例来详细描述本发明。
图1所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,它主要由吸收器、发生器、压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵、溶液热交换器、冷剂液泵、高温热交换器和膨胀机所组成;吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7和溶液热交换器8与发生器2连通,发生器2还有浓溶液管路经溶液热交换器8与吸收器1连通,发生器2还有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通,压缩机3还有冷剂蒸汽通道与冷凝器4连通,冷凝器4还有冷剂液管路经节流阀6与蒸发器5连通,冷凝器4还有冷剂液管路经冷剂液泵9与高温热交换器10连通之后高温热交换器10再有冷剂蒸汽通道与膨胀机11连通,膨胀机11还有冷剂蒸汽通道与蒸发器5连通,蒸发器5还有冷剂蒸汽通道与吸收器1连通,发生器2和高温热交换器10还分别有高温热介质通道与外部连通,吸收器1和冷凝器4还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器5还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机11连接压缩机3并传输动。
(2)流程上,吸收器1的稀溶液经溶液泵7和溶液热交换器8进入发生器2,高温热介质流经发生器2、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,发生器2的浓溶液经溶液热交换器8进入吸收器1、吸收冷剂蒸汽并放热于被加热介质;冷剂蒸汽流经压缩机3升压升温,之后进入冷凝器4并放热于被加热介质成冷剂液;冷凝器4的冷剂液分成两路——第一路经节流阀6节流进入蒸发器5,第二路经冷剂液泵9加压之后进入高温热交换器10、吸热成冷剂蒸汽并向膨胀机11提供;冷剂蒸汽流经膨胀机11降压作功,膨胀机11输出的功提供给压缩机3作动力,膨胀机11排放的冷剂蒸汽进入蒸发器5;低温热介质流经蒸发器5、加热进入其内的冷剂液成冷剂蒸汽,蒸发器5的冷剂蒸汽提供给吸收器1,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图2所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀、第二溶液泵和第二溶液热交换器,吸收器1增设稀溶液管路经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15与第二发生器12连通,第二发生器12还有浓溶液管路经第二溶液热交换器15与吸收器1连通,将发生器2有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通调整为发生器2有冷剂蒸汽通道与第二发生器12连通之后第二发生器12再有冷剂液管路经第二节流阀13与冷凝器4连通,第二发生器12还有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通。
(2)流程上,发生器2产生的冷剂蒸汽提供给第二发生器12作驱动热介质,吸收器1的部分稀溶液经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15进入第二发生器12,冷剂蒸汽流经第二发生器12、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,第二发生器12的浓溶液经第二溶液热交换器15进入吸收器1;流经第二发生器12的冷剂蒸汽放热成冷剂液,之后经第二节流阀13节流进入冷凝器4,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图3所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀和第二溶液热交换器,将吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7和溶液热交换器8与发生器2连通调整为吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7、溶液热交换器8和第二溶液热交换器15与发生器2连通,将发生器2有浓溶液管路经溶液热交换器8与吸收器1连通调整为发生器2有浓溶液管路经第二溶液热交换器15与第二发生器12连通,第二发生器12再有浓溶液管路经溶液热交换器8与吸收器1连通,将发生器2有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通调整为发生器2有冷剂蒸汽通道与第二发生器12连通之后第二发生器12再有冷剂液管路经第二节流阀13与冷凝器4连通,第二发生器12还有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通。
(2)流程上,发生器2产生的冷剂蒸汽提供给第二发生器12作驱动热介质,吸收器1的稀溶液经溶液泵7、溶液热交换器8和第二溶液热交换器15进入发生器2,发生器2的浓溶液经第二溶液热交换器15进入第二发生器12,冷剂蒸汽流经第二发生器12、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,第二发生器12的浓溶液经溶液热交换器8进入吸收器1;流经第二发生器12的冷剂蒸汽放热成冷剂液,之后经第二节流阀13节流进入冷凝器4,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图4所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7和溶液热交换器8与发生器2连通调整为吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7和溶液热交换器8与第二发生器12连通,第二发生器12再有浓溶液管路经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15与发生器2连通,将发生器2有浓溶液管路经溶液热交换器8与吸收器1连通调整为发生器2有浓溶液管路经第二溶液热交换器15和溶液热交换器8与吸收器1连通,将发生器2有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通调整为发生器2有冷剂蒸汽通道与第二发生器12连通之后第二发生器12再有冷剂液管路经第二节流阀13与冷凝器4连通,第二发生器12还有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通。
(2)流程上,发生器2产生的冷剂蒸汽提供给第二发生器12作驱动热介质,吸收器1的稀溶液经溶液泵7和溶液热交换器8进入第二发生器12,冷剂蒸汽流经第二发生器12、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,第二发生器12的浓溶液经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15进入发生器2,发生器2的浓溶液经第二溶液热交换器15和溶液热交换器8进入吸收器1;流经第二发生器12的冷剂蒸汽放热成冷剂液,之后经第二节流阀13节流进入冷凝器4,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图5所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二吸收器、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7和溶液热交换器8与发生器2连通调整为吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7和溶液热交换器8与第二吸收器16连通,第二吸收器16再有稀溶液管路经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15与发生器2连通,将发生器2有浓溶液管路经溶液热交换器8与吸收器1连通调整为发生器2有浓溶液管路经第二溶液热交换器15与第二发生器12连通,第二发生器12再有浓溶液管路经溶液热交换器8与吸收器1连通,第二发生器12还有冷剂蒸汽通道与第二吸收器16连通,第二发生器12还有高温热介质通道与外部连通,第二吸收器16还有被加热介质通道与外部连通。
(2)流程上,吸收器1的稀溶液经溶液泵7和溶液热交换器8进入第二吸收器16、吸收冷剂蒸汽并放热于被加热介质,第二吸收器16的稀溶液经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15进入发生器2,发生器2的浓溶液经第二溶液热交换器15进入第二发生器12,高温热介质流经第二发生器12、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向第二吸收器16提供,第二发生器12的浓溶液经溶液热交换器8进入吸收器1,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图6所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图5所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀、第三溶液泵和第三溶液热交换器,第二吸收器16增设稀溶液管路经第三溶液泵18和第三溶液热交换器19与第三发生器17连通,第三发生器17还有浓溶液管路经第三溶液热交换器19与第二发生器12连通,将发生器2有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通调整为发生器2有冷剂蒸汽通道与第三发生器17连通之后第三发生器17再有冷剂液管路经第二节流阀13与冷凝器4连通,第三发生器17还有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通。
(2)流程上,发生器2产生的冷剂蒸汽提供给第三发生器17作驱动热介质,第二吸收器16的部分稀溶液经第三溶液泵18和第三溶液热交换器19进入第三发生器17,冷剂蒸汽流经第三发生器17、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,第三发生器17的浓溶液经第三溶液热交换器19进入第二发生器12;流经第三发生器17的冷剂蒸汽放热成冷剂液,之后经第二节流阀13节流进入冷凝器4,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图7所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图5所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀和第三溶液热交换器,将第二吸收器16有稀溶液管路经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15与发生器2连通调整为第二吸收器16有稀溶液管路经第二溶液泵14、第二溶液热交换器15和第三溶液热交换器19与发生器2连通,将发生器2有浓溶液管路经第二溶液热交换器15与第二发生器12连通调整为发生器2有浓溶液管路经第三溶液热交换器19与第三发生器17连通,第三发生器17再有浓溶液管路经第二溶液热交换器15与第二发生器12连通,将发生器2有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通调整为发生器2有冷剂蒸汽通道与第三发生器17连通之后第三发生器17再有冷剂液管路经第二节流阀13与冷凝器4连通,第三发生器17还有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通,第三发生器17还有高温热介质通道与外部连通。
(2)流程上,外部高温热介质和发生器2产生的冷剂蒸汽提供给第三发生器17作驱动热介质,第二吸收器16的稀溶液经第二溶液泵14、第二溶液热交换器15和第三溶液热交换器19进入发生器2,发生器2的浓溶液经第三溶液热交换器19进入第三发生器17,冷剂蒸汽和高温热介质分别流经第三发生器17、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,第三发生器17的浓溶液经第二溶液热交换器15进入第二发生器12;流经第三发生器17的冷剂蒸汽放热成冷剂液,之后经第二节流阀13节流进入冷凝器4,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图8所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图5所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀、第三溶液泵和第三溶液热交换器,将第二吸收器16有稀溶液管路经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15与发生器2连通调整为第二吸收器16有稀溶液管路经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15与第三发生器17连通,第三发生器17再有浓溶液管路经第三溶液泵18和第三溶液热交换器19与发生器2连通,将发生器2有浓溶液管路经第二溶液热交换器15与第二发生器12连通调整为发生器2有浓溶液管路经第三溶液热交换器19和第二溶液热交换器15与第二发生器12连通,将发生器2有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通调整为发生器2有冷剂蒸汽通道与第三发生器17连通之后第三发生器17再有冷剂液管路经第二节流阀13与冷凝器4连通,第三发生器17还有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通。
(2)流程上,发生器2产生的冷剂蒸汽提供给第三发生器17作驱动热介质,第二吸收器16的稀溶液经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15进入第三发生器17,冷剂蒸汽流经第三发生器17、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,第三发生器17的浓溶液经第三溶液泵18和第三溶液热交换器19进入发生器2,发生器2的浓溶液经第三溶液热交换器19和第二溶液热交换器15进入第二发生器12;流经第三发生器17的冷剂蒸汽放热成冷剂液,之后经第二节流阀13节流进入冷凝器4,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图9所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
在图3所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,取消第二节流阀,增加供热器,将第二发生器12有冷剂液管路经第二节流阀13与冷凝器4连通调整为第二发生器12有冷剂液管路经供热器20与冷凝器4连通,供热器20还有被加热介质通道与外部连通;冷剂蒸汽流经第二发生器12放热成冷剂液,冷剂液流经供热器20并放热于被加热介质,之后冷剂液进入冷凝器4,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图10所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二吸收器、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将发生器2有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通调整为发生器2有冷剂蒸汽通道与第二吸收器16连通,第二吸收器16还有稀溶液管路经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15与第二发生器12连通,第二发生器12还有浓溶液管路经第二溶液热交换器15与第二吸收器16连通,第二发生器12还有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通,第二发生器12还有高温热介质通道与外部连通,第二吸收器16还有被加热介质通道与外部连通。
(2)流程上,发生器2产生的冷剂蒸汽进入第二吸收器16,第二吸收器16的稀溶液经第二溶液泵14和第二溶液热交换器15进入第二发生器12,高温热介质流经第二发生器12、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,第二发生器12的浓溶液经第二溶液热交换器15进入第二吸收器16、吸收冷剂蒸汽并放热于被加热介质,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
图11所示的第一类热驱动压缩-吸收式热泵是这样实现的:
(1)结构上,在图1所示第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二溶液泵、第二吸收器、溶液节流阀、第二溶液节流阀和分汽室,将吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7和溶液热交换器8与发生器2连通调整为吸收器1有稀溶液管路经溶液泵7和溶液热交换器8与第二吸收器16连通,第二吸收器16还有稀溶液管路经溶液节流阀21与第二发生器12连通,第二发生器12还有浓溶液管路经第二溶液泵14与发生器2连通,将发生器2有浓溶液管路经溶液热交换器8与吸收器1连通调整为发生器2有浓溶液管路经第二溶液节流阀22和第二吸收器16与分汽室23连通,分汽室23再有浓溶液管路经溶液热交换器8与吸收器1连通,将发生器2有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通调整为发生器2有冷剂蒸汽通道与第二吸收器16连通,第二发生器12和分汽室23还分别有冷剂蒸汽通道与压缩机3连通,第二发生器12还有高温热介质通道与外部连通。
(2)流程上,吸收器1的稀溶液经溶液泵7和溶液热交换器8进入第二吸收器16、吸收冷剂蒸汽并放热,第二吸收器16的稀溶液经溶液节流阀21节流进入第二发生器12,高温热介质流经第二发生器12、加热进入其内的溶液释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供;第二发生器12的浓溶液经第二溶液泵14进入发生器2,发生器2的浓溶液经第二溶液节流阀22节流之后流经第二吸收器16吸热并部分汽化;吸热汽化之后的溶液进入分汽室23,分汽室23释放冷剂蒸汽并向压缩机3提供,分汽室23的浓溶液经溶液热交换器8进入吸收器1,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的第一类热驱动压缩-吸收式热泵,具有如下效果和优势:
(1)提出了温差利用的新思路和新技术。
(2)热能(温差)驱动,实现供热/制冷,或可选择同时对外提供动力。
(3)流程合理,性能指数可变且热力学参数变化相对应,能够实现热能(温差)的充分和高效利用。
(4)必要时,借助外部动力实现供热/制冷,方式灵活,适应性好。
(5)实现高温热能的有效利用,避免高温热介质参数与溶液性能之间的冲突,弥补了吸收式热泵技术的不足。
(6)相比热驱动压缩式热泵,采用吸收式热泵流程完成冷剂蒸汽升压,减少运动部件,提高设备安全性,降低对环境不利影响。
(7)给出多种具体技术方案,能够应对众多不同的实际状况,有较宽的适用范围。
(8)扩展了热泵技术,丰富了压缩-吸收式热泵的类型,有利于更好地实现热能高效利用。
Claims (17)
1.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,主要由吸收器、发生器、压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵、溶液热交换器、冷剂液泵、高温热交换器和膨胀机所组成;吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)和溶液热交换器(8)与发生器(2)连通,发生器(2)还有浓溶液管路经溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通,发生器(2)还有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,压缩机(3)还有冷剂蒸汽通道与冷凝器(4)连通,冷凝器(4)还有冷剂液管路经节流阀(6)与蒸发器(5)连通,冷凝器(4)还有冷剂液管路经冷剂液泵(9)与高温热交换器(10)连通之后高温热交换器(10)再有冷剂蒸汽通道与膨胀机(11)连通,膨胀机(11)还有冷剂蒸汽通道与蒸发器(5)连通,蒸发器(5)还有冷剂蒸汽通道与吸收器(1)连通,发生器(2)和高温热交换器(10)还分别有高温热介质通道与外部连通,吸收器(1)和冷凝器(4)还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器(5)还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机(11)连接压缩机(3)并传输动力,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵;其中,或膨胀机(11)连接压缩机(3)、冷剂液泵(9)和溶液泵(7)并传输动力。
2.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀、第二溶液泵和第二溶液热交换器,吸收器(1)增设稀溶液管路经第二溶液泵(14)和第二溶液热交换器(15)与第二发生器(12)连通,第二发生器(12)还有浓溶液管路经第二溶液热交换器(15)与吸收器(1)连通,将发生器(2)有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通调整为发生器(2)有冷剂蒸汽通道与第二发生器(12)连通之后第二发生器(12)再有冷剂液管路经第二节流阀(13)与冷凝器(4)连通,第二发生器(12)还有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
3.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀和第二溶液热交换器,将吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)和溶液热交换器(8)与发生器(2)连通调整为吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)、溶液热交换器(8)和第二溶液热交换器(15)与发生器(2)连通,将发生器(2)有浓溶液管路经溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通调整为发生器(2)有浓溶液管路经第二溶液热交换器(15)与第二发生器(12)连通,第二发生器(12)再有浓溶液管路经溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通,将发生器(2)有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通调整为发生器(2)有冷剂蒸汽通道与第二发生器(12)连通之后第二发生器(12)再有冷剂液管路经第二节流阀(13)与冷凝器(4)连通,第二发生器(12)还有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
4.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二节流阀、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)和溶液热交换器(8)与发生器(2)连通调整为吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)和溶液热交换器(8)与第二发生器(12)连通,第二发生器(12)再有浓溶液管路经第二溶液泵(14)和第二溶液热交换器(15)与发生器(2)连通,将发生器(2)有浓溶液管路经溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通调整为发生器(2)有浓溶液管路经第二溶液热交换器(15)和溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通,将发生器(2)有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通调整为发生器(2)有冷剂蒸汽通道与第二发生器(12)连通之后第二发生器(12)再有冷剂液管路经第二节流阀(13)与冷凝器(4)连通,第二发生器(12)还有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
5.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二吸收器、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)和溶液热交换器(8)与发生器(2)连通调整为吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)和溶液热交换器(8)与第二吸收器(16)连通,第二吸收器(16)再有稀溶液管路经第二溶液泵(14)和第二溶液热交换器(15)与发生器(2)连通,将发生器(2)有浓溶液管路经溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通调整为发生器(2)有浓溶液管路经第二溶液热交换器(15)与第二发生器(12)连通,第二发生器(12)再有浓溶液管路经溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通,第二发生器(12)还有冷剂蒸汽通道与第二吸收器(16)连通,第二发生器(12)还有高温热介质通道与外部连通,第二吸收器(16)还有被加热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
6.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求5所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀、第三溶液泵和第三溶液热交换器,第二吸收器(16)增设稀溶液管路经第三溶液泵(18)和第三溶液热交换器(19)与第三发生器(17)连通,第三发生器(17)还有浓溶液管路经第三溶液热交换器(19)与第二发生器(12)连通,将发生器(2)有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通调整为发生器(2)有冷剂蒸汽通道与第三发生器(17)连通之后第三发生器(17)再有冷剂液管路经第二节流阀(13)与冷凝器(4)连通,第三发生器(17)还有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
7.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求5所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀和第三溶液热交换器,将第二吸收器(16)有稀溶液管路经第二溶液泵(14)和第二溶液热交换器(15)与发生器(2)连通调整为第二吸收器(16)有稀溶液管路经第二溶液泵(14)、第二溶液热交换器(15)和第三溶液热交换器(19)与发生器(2)连通,将发生器(2)有浓溶液管路经第二溶液热交换器(15)与第二发生器(12)连通调整为发生器(2)有浓溶液管路经第三溶液热交换器(19)与第三发生器(17)连通,第三发生器(17)再有浓溶液管路经第二溶液热交换器(15)与第二发生器(12)连通,将发生器(2)有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通调整为发生器(2)有冷剂蒸汽通道与第三发生器(17)连通之后第三发生器(17)再有冷剂液管路经第二节流阀(13)与冷凝器(4)连通,第三发生器(17)还有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
8.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求5所述的第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第三发生器、第二节流阀、第三溶液泵和第三溶液热交换器,将第二吸收器(16)有稀溶液管路经第二溶液泵(14)和第二溶液热交换器(15)与发生器(2)连通调整为第二吸收器(16)有稀溶液管路经第二溶液泵(14)和第二溶液热交换器(15)与第三发生器(17)连通,第三发生器(17)再有浓溶液管路经第三溶液泵(18)和第三溶液热交换器(19)与发生器(2)连通,将发生器(2)有浓溶液管路经第二溶液热交换器(15)与第二发生器(12)连通调整为发生器(2)有浓溶液管路经第三溶液热交换器(19)和第二溶液热交换器(15)与第二发生器(12)连通,将发生器(2)有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通调整为发生器(2)有冷剂蒸汽通道与第三发生器(17)连通之后第三发生器(17)再有冷剂液管路经第二节流阀(13)与冷凝器(4)连通,第三发生器(17)还有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
9.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求2-4所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵,取消第二节流阀,增加供热器,将第二发生器(12)有冷剂液管路经第二节流阀(13)与冷凝器(4)连通调整为第二发生器(12)有冷剂液管路经供热器(20)与冷凝器(4)连通,供热器(20)还有被加热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
10.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求6-8所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵,取消第二节流阀,增加供热器,将第三发生器(17)有冷剂液管路经第二节流阀(13)与冷凝器(4)连通调整为第三发生器(17)有冷剂液管路经供热器(20)与冷凝器(4)连通,供热器(20)还有被加热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
11.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求2-4、9所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵,第二发生器(12)增设高温热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
12.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求6-8、10所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵,第三发生器(17)增设高温热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
13.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1所述第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二吸收器、第二溶液泵和第二溶液热交换器,将发生器(2)有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通调整为发生器(2)有冷剂蒸汽通道与第二吸收器(16)连通,第二吸收器(16)还有稀溶液管路经第二溶液泵(14)和第二溶液热交换器(15)与第二发生器(12)连通,第二发生器(12)还有浓溶液管路经第二溶液热交换器(15)与第二吸收器(16)连通,第二发生器(12)还有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,第二发生器(12)还有高温热介质通道与外部连通,第二吸收器(16)还有被加热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
14.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1所述第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加第二发生器、第二溶液泵、第二吸收器、溶液节流阀、第二溶液节流阀和分汽室,将吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)和溶液热交换器(8)与发生器(2)连通调整为吸收器(1)有稀溶液管路经溶液泵(7)和溶液热交换器(8)与第二吸收器(16)连通,第二吸收器(16)还有稀溶液管路经溶液节流阀(21)与第二发生器(12)连通,第二发生器(12)还有浓溶液管路经第二溶液泵(14)与发生器(2)连通,将发生器(2)有浓溶液管路经溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通调整为发生器(2)有浓溶液管路经第二溶液节流阀(22)和第二吸收器(16)与分汽室(23)连通,分汽室(23)再有浓溶液管路经溶液热交换器(8)与吸收器(1)连通,将发生器(2)有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通调整为发生器(2)有冷剂蒸汽通道与第二吸收器(16)连通,第二发生器(12)和分汽室(23)还分别有冷剂蒸汽通道与压缩机(3)连通,第二发生器(12)还有高温热介质通道与外部连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
15.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1-14所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,将膨胀机(11)有冷剂蒸汽通道与蒸发器(5)连通调整为膨胀机(11)有冷剂蒸汽通道与冷凝器(4)连通,形成第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
16.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1-15所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加动力机,动力机连接压缩机(3)并向压缩机(3)传输动力,形成附加外部动力驱动的第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
17.第一类热驱动压缩-吸收式热泵,是在权利要求1-15所述的任一第一类热驱动压缩-吸收式热泵中,增加工作机,膨胀机(11)连接工作机并向工作机传输动力,形成附加对外提供动力负荷的第一类热驱动压缩-吸收式热泵。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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