專利名稱：壓縮－吸收復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱能工程技術(shù)領(lǐng)域中余熱利用、節(jié)能環(huán)保技術(shù)。
背景技術(shù)：
壓縮式熱泵和吸收式熱泵(主要是溴化鋰吸收式熱泵)是余熱利用中兩種主要的節(jié)能設(shè)備，但由于其自身的原因，這兩種熱泵在實(shí)際應(yīng)用中都存在著各自的不足，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，不能更好地發(fā)揮節(jié)能效益。壓縮式熱泵的不足主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)①供熱溫度低，應(yīng)用范圍窄；②隨著供熱溫度的提高，其性能指數(shù)(產(chǎn)出/投入)下降較快；③以電能為驅(qū)動能源，運(yùn)行成本較高。吸收式熱泵的不足主要體現(xiàn)在三個方面①不能利用較低溫度的余熱，應(yīng)用場合受到一定限制；②發(fā)生器內(nèi)濃溶液溫度過高時，會導(dǎo)致溶液對設(shè)備的腐蝕；③用戶需要供熱的起始溫度高時，需要余熱資源的溫度相應(yīng)要高。但兩種熱泵也有各自的優(yōu)勢壓縮式熱泵具有應(yīng)用于余熱資源溫度低的場合；吸收式熱泵具有供熱溫度高，以熱驅(qū)動、運(yùn)行成本低，性能指數(shù)隨供熱溫度提高變化不明顯等優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種壓縮-吸收復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，將壓縮式和吸收式熱泵組合成復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)，發(fā)揮二者的優(yōu)勢，避免二者的不足。由壓縮式部分獲取低溫余熱，吸收式部分完成更高溫度的供熱。它能夠使余熱利用的程度更大，或降低吸收式部分發(fā)生器內(nèi)溶液的濃度和溫度，避免溶液對設(shè)備的腐蝕；增大了供熱的溫度區(qū)間，提高了節(jié)能效益。
在具體應(yīng)用中，可組成以下幾種主要形式的復(fù)合式熱泵系統(tǒng)供熱方案1.壓縮式系統(tǒng)和吸收式系統(tǒng)共用一個冷凝—蒸發(fā)器，兩系統(tǒng)組成一體式復(fù)合系統(tǒng)。其工藝流程為壓縮式系統(tǒng)獲取低溫余熱，其產(chǎn)出的熱流體進(jìn)入冷凝—蒸發(fā)器，放熱后回到壓縮式系統(tǒng)形成壓縮式部分的循環(huán)；吸收式系統(tǒng)自冷凝—蒸發(fā)器獲取壓縮式系統(tǒng)的產(chǎn)熱并提升溫度，連同其驅(qū)動熱一起對外供熱。
2.壓縮式熱泵和吸收式熱泵各成一獨(dú)立系統(tǒng)，壓縮式熱泵的冷凝器的放熱作為吸收式熱泵蒸發(fā)器的余熱，二者組成分體階梯式復(fù)合熱泵供熱系統(tǒng)。其工藝流程為壓縮式熱泵獲取低溫余熱，經(jīng)提升溫度后連同驅(qū)動能轉(zhuǎn)化成的熱能一起進(jìn)入吸收式熱泵的蒸發(fā)器被吸收式熱泵獲得，再經(jīng)吸收式熱泵提升溫度后與吸收式熱泵的驅(qū)動熱構(gòu)成熱泵供熱向用戶提供。
3.壓縮式熱泵與吸收式熱泵在余熱利用和熱能提供上均組成串聯(lián)式供熱系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，壓縮式系統(tǒng)利用余熱的低溫部分，吸收式系統(tǒng)利用余熱的高溫部分，在余熱利用上為串聯(lián)流程；壓縮式系統(tǒng)進(jìn)行用戶用熱的低溫段加熱，吸收式系統(tǒng)進(jìn)行用戶用熱的高溫段加熱，在提供用戶用熱需求上形成串聯(lián)加熱流程(此時也可分別向不同用熱需求的用戶供熱)。
4.可以根據(jù)獲取余熱的途徑、壓縮式部分供熱的去向、熱用戶用熱的來源等方面組成不同流程組合的復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)。
兩種熱泵組成復(fù)合式熱泵技術(shù)，優(yōu)化兩部分的參數(shù)配置，取長補(bǔ)短，可帶來如下優(yōu)勢①擴(kuò)大熱泵應(yīng)用的范圍，可以利用比吸收式熱泵更低溫度的余熱(0℃以下)，提供壓縮式熱泵所無法提供的更高溫度的熱能。②克服吸收式熱泵發(fā)生器內(nèi)濃溶液溫度過高現(xiàn)象，避免溶液對設(shè)備的腐蝕。③復(fù)合式系統(tǒng)利用余熱的溫度落差擴(kuò)大，余熱利用量增大；④可將冷流體加熱到更高的溫度，提供更高溫度的熱，節(jié)能效益增加。


圖中，1-發(fā)生器、2-冷凝器、3-節(jié)流閥、4-蒸發(fā)器、5-吸收器、6-溶液熱交換器、7-壓縮機(jī)、8-節(jié)流閥、9-蒸發(fā)器、10-電動機(jī)，11-冷凝器、12-溶液泵、13-冷劑泵、14-循環(huán)泵、15-供熱水循環(huán)泵。I為壓縮式系統(tǒng)、II為吸收式系統(tǒng)。
圖1是依據(jù)本發(fā)明所提供的共用冷凝—蒸發(fā)器的壓縮—吸收一體式復(fù)合熱泵供熱系統(tǒng)流程示意圖。
圖2是依據(jù)本發(fā)明所提供的分體階梯式復(fù)合熱泵供熱系統(tǒng)流程示意圖。
圖3是依據(jù)本發(fā)明所提供的在余熱利用和熱能提供上均采用串聯(lián)式流程的全串聯(lián)型復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)流程示意圖。
圖4是依據(jù)本發(fā)明所提供的可以根據(jù)獲取余熱的途徑、壓縮式系統(tǒng)產(chǎn)熱的去向、熱用戶用熱的來源等方面組成不同流程組合的復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)中的一個代表。壓縮式熱泵I的產(chǎn)熱根據(jù)實(shí)際情況可以直接用來加熱流體1，也可作為吸收式熱泵II的余熱，吸收式熱泵II獲取壓縮式系統(tǒng)I的產(chǎn)熱并提升溫度，連同其驅(qū)動熱一起加熱流體2，具體實(shí)現(xiàn)方式為
打開閥門F2，關(guān)閉閥門F1，壓縮式熱泵I直接用來加熱流體1。打開閥門F1，關(guān)閉閥門F2，吸收式熱泵II獲取壓縮式系統(tǒng)I的產(chǎn)熱并提升溫度，連同其驅(qū)動熱一起加熱流體2。
打開閥門F1、F2壓縮式熱泵I的產(chǎn)熱一部分直接加熱流體2，另一部分作為吸收式熱泵II的余熱，吸收式熱泵II獲取壓縮式系統(tǒng)I的這部分產(chǎn)熱并提升溫度，連同其驅(qū)動熱一起加熱流體2。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明。
如圖1所示為共用一冷凝—蒸發(fā)器的壓縮—吸收一體式復(fù)合熱泵供熱系統(tǒng)，在該復(fù)合式系統(tǒng)中，冷凝—蒸發(fā)器4放置在吸收式系統(tǒng)II部分，與冷凝器2相連接，同時又分別連接壓縮機(jī)7和蒸發(fā)器8，這樣蒸發(fā)器4既是壓縮式系統(tǒng)I的冷凝器，又是吸收式系統(tǒng)II的蒸發(fā)器；吸收器5連接溶液熱交換器6，溶液熱交換器6再連接發(fā)生器1，壓縮式系統(tǒng)I獲取余熱，其產(chǎn)熱作為吸收式系統(tǒng)II的余熱，用戶用熱(冷流體被加熱成熱流體)由吸收式系統(tǒng)II提供。
圖2所示為分體階梯式復(fù)合熱泵供熱系統(tǒng)流程，在該復(fù)合式系統(tǒng)中，壓縮式系統(tǒng)I和吸收式系統(tǒng)II各自為一完整熱泵系統(tǒng)。壓縮式系統(tǒng)I中，冷凝器2分別連接蒸發(fā)器4和吸收器5，吸收器5還連接溶液熱交換器6，溶液熱交換器6再連接發(fā)生器1；壓縮機(jī)7、冷凝器11、節(jié)流閥8、蒸發(fā)器9、壓縮機(jī)7依次連接而成的串聯(lián)回路組成吸收式系統(tǒng)II，壓縮機(jī)7由電機(jī)10驅(qū)動，冷凝器11與蒸發(fā)器4相連通。壓縮式系統(tǒng)I獲取余熱，其產(chǎn)熱由中間介質(zhì)傳遞到吸收式系統(tǒng)II的蒸發(fā)器作為其余熱，用戶用熱(冷流體被加熱成熱流體)由吸收式系統(tǒng)II提供。
圖3所示為在余熱利用和熱能提供上均采用串聯(lián)式流程的全串聯(lián)型復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)流程，在該復(fù)合式系統(tǒng)中，壓縮式系統(tǒng)I和吸收式系統(tǒng)II各自為一完整熱泵系統(tǒng)；壓縮機(jī)7、冷凝器11、節(jié)流閥8、蒸發(fā)器9、壓縮機(jī)7依次連接而成的串聯(lián)回路組成吸收式系統(tǒng)II，壓縮式系統(tǒng)I中，冷凝器2分別連接蒸發(fā)器4和吸收器5，吸收器5還連接溶液熱交換器6，溶液熱交換器6再連接發(fā)生器1，吸收器5的冷流體進(jìn)口連接冷凝器11的出口，蒸發(fā)器4的出水口連接蒸發(fā)器9的余熱進(jìn)水口。吸收式系統(tǒng)II利用余熱的高溫部分，壓縮式系統(tǒng)I利用余熱的低溫部分，在余熱利用上為串聯(lián)流程，壓縮式系統(tǒng)I完成用戶用熱的第一階段的加熱，吸收式系統(tǒng)II完成用戶用熱的第二階段的加熱，在對外供熱上形成串聯(lián)流程。
圖4所示為根據(jù)獲取余熱的途徑、壓縮式系統(tǒng)產(chǎn)熱的去向、熱用戶用熱的來源等方面組成不同流程組合的復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)中的一個代表。在該復(fù)合式系統(tǒng)中，在圖2所示系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在冷凝器11上增設(shè)了蒸發(fā)器15，該蒸發(fā)器15與蒸發(fā)器4并聯(lián)連接在冷凝器11兩端。壓縮式系統(tǒng)I獲取余熱，其產(chǎn)熱的一部分進(jìn)入吸收式系統(tǒng)II的蒸發(fā)器，一部分滿足熱用戶的低溫供熱需求；吸收式系統(tǒng)II產(chǎn)生高溫供熱對外提供。
需要指明的是，在其它方面不變的條件下，利用壓縮式系統(tǒng)I的產(chǎn)熱用于低溫需求的用戶，吸收式系統(tǒng)II的產(chǎn)熱用于高溫需求的用戶，在本質(zhì)上與圖2所示系統(tǒng)沒有區(qū)別，只是流程上少許改變(熱用戶由一個變成了兩個)。圖1～圖4中所示吸收式系統(tǒng)II為單效模式，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體情況確定吸收式系統(tǒng)II采用單效、雙效或多效模式。
本發(fā)明可適用于眾多低溫廢熱利用的場合，可以擴(kuò)展余熱利用的領(lǐng)域，取得更大的節(jié)能、環(huán)保效益，解決單純的壓縮式熱泵系統(tǒng)或單純的吸收式熱泵供熱系統(tǒng)中可能存在的問題。
權(quán)利要求
1.一種壓縮—吸收復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)，由壓縮式部分獲取低溫余熱，吸收式部分完成更高溫度的供熱，或使余熱利用的程度更大，或降低吸收式部分發(fā)生器內(nèi)溶液的濃度和溫度，避免溶液對設(shè)備的腐蝕。能夠增大供熱的溫度區(qū)間，提高節(jié)能效益，其特征是按以下方案的任意一種組成復(fù)合式供熱系統(tǒng)①壓縮式系統(tǒng)和吸收式系統(tǒng)共用一個冷凝—蒸發(fā)器，兩系統(tǒng)組成一體式復(fù)合系統(tǒng)，壓縮式系統(tǒng)獲取低溫余熱，吸收式系統(tǒng)對外供熱；②壓縮式熱泵和吸收式熱泵各成一獨(dú)立系統(tǒng)，壓縮式系統(tǒng)的冷凝器產(chǎn)出的熱流體進(jìn)入吸收式系統(tǒng)的蒸發(fā)器，放熱后回到壓縮式系統(tǒng)的冷凝器；兩系統(tǒng)組成分體聯(lián)合裝置，低溫余熱由壓縮式熱泵系統(tǒng)獲取，吸收式系統(tǒng)對外供熱；③壓縮式熱泵與吸收式熱泵在余熱利用和熱能提供上均組成串聯(lián)式供熱系統(tǒng)，壓縮式系統(tǒng)利用余熱的低溫部分，吸收式系統(tǒng)利用余熱的高溫部分，在余熱利用上為串聯(lián)流程；壓縮式系統(tǒng)進(jìn)行用戶用熱的低溫段加熱，吸收式系統(tǒng)進(jìn)行用戶用熱的高溫段加熱，在提供用戶用熱需求上形成串聯(lián)加熱流程；④壓縮式熱泵與吸收式熱泵組成混聯(lián)式供熱系統(tǒng)，如壓縮式熱泵的產(chǎn)熱一部分進(jìn)入吸收式蒸發(fā)器作為其余熱，一部分供給熱用戶；吸收式熱泵蒸發(fā)器的吸熱，由余熱和壓縮式熱泵產(chǎn)熱共同提供。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)，其特征是所說的吸收式熱泵，可以是直燃型吸收式熱泵，也可以是蒸汽型熱泵；可以是單效的熱泵，也包括雙效、多效的熱泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)，其特征是所說的壓縮式熱泵為單級的熱泵。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種壓縮－吸收復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)，它是將壓縮式熱泵和吸收式熱泵以不同的方式結(jié)合在一起的復(fù)合式余熱利用供熱系統(tǒng)，屬于余熱利用、節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域?？梢圆捎脡嚎s式系統(tǒng)和吸收式系統(tǒng)共用一個冷凝－蒸發(fā)器，兩系統(tǒng)組成一體式復(fù)合系統(tǒng)；也可以采用壓縮式熱泵和吸收式熱泵各獨(dú)立系統(tǒng)組合成復(fù)合式熱泵供熱系統(tǒng)；也可以采用壓縮式熱泵與吸收式熱泵在余熱利用和熱能提供上均組成串聯(lián)式供熱系統(tǒng)；也可以采用壓縮式熱泵與吸收式熱泵組成混聯(lián)式供熱系統(tǒng)。本發(fā)明將壓縮式和吸收式兩種熱泵技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢，克服了各自的不足，使得余熱利用的程度提高，應(yīng)用范圍擴(kuò)大，擴(kuò)展了供熱的溫度區(qū)間，設(shè)備安全性提高，總的節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益得到提高。
文檔編號F25B30/00GK1804511SQ20061004230
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月23日
發(fā)明者李華玉 申請人:李華玉