一种针对双效或多效吸收式热泵增加相邻高温流程的方法

文档序号:4768582阅读:206来源:国知局
专利名称:一种针对双效或多效吸收式热泵增加相邻高温流程的方法
技术领域
本发明属于热泵/制冷技术与低温余热利用领域。
背景技术
采用吸收式热泵技术进行余热利用具有比较好的节能、环保和经济效益。具有较高的 性能指数、尽可能简单的结构与流程和能够满足用户所需求的工作参数是热泵机组追求的 目标。
一类吸收式热泵在余热利用领域有着较为广泛的应用,不同效数的机组对应着一定 的供热温度区间和相应的性能指数——低效数热泵的性能指数高但供热温度低,高效数的 热泵性能指数低但供热温度高,且不同效数的热泵之间性能指数是不连贯的。在余热资源 量较少、温度较低或热用户需求的温度较高、区间较宽——需要将被加热介质由较低的温 度加热到较高温度时,采用单一效数的热泵往往不能满足用户热需求或不能充分利用余热。
不同效数的热泵组成联合供热系统可以在满足用户较宽温度区间的热需求的同时实现 余热的深度应用,但其系统往往造价大,运行复杂,经济效益低。相比之下,具有同等热 力学效果的复合吸收式热泵能够较大程度地实现机组结构的简单化,相应提高经济效益。
不同效数的热泵流程之间的复合应该遵循流程相邻的原则——与基础热泵流程进行复 合的高效数的新热泵流程不仅要能够提供更高的供热温度,还要具有相应供热温度下最高 的性能指数。为了满足这样的原则,新增热泵流程与基础热泵流程之间不应该有跨越,应 该是相邻的——二者之间仅相隔一个温升区间。
双效和多效热泵机组具有性能指数高的优势,但其供热温度低;找到双效或多效热泵 流程复合相邻高温热泵流程的方法,按照流程相邻原则构成双效或多效热泵流程基础上的 复合吸收式热泵将扩展一类吸收式热泵的应用范围。

发明内容
本发明的主要目的是要提供针对双效或多效吸收式热泵增加相邻高温流程的方法,是 在双效或多效吸收式热泵机组中增加必须部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、 节流阀、冷剂液泵或第二节流阀、溶液泵、溶液热交换器——和根据具体方法而定的部件 ——第二溶液热交换器、溶液调节阀、第三溶液热交换器、第三节流阀——后,或采用溶 液独立循环、或采用溶液串联循环、或采用溶液交叉循环,借助于双效或多效热泵流程的 蒸发器和部分路径,高压发生器向新增发生器提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸 发器或/和吸收器向新增发生器提供稀溶液,或新增发生器、或发生器、或吸收器向新增吸 收器提供溶液,蒸发器向新增吸收-蒸发器提供冷剂蒸汽、经来自新增吸收器的溶液吸收而 加热流经新增吸收-蒸发器的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器提供,得到与双效或 多效流程相邻的高温流程,形成由双效或多效流程及其相邻高温热泵流程复合而成、且仅有一个高压发生器的复合吸收式热泵。
针对双效吸收式热泵增加相邻高温供热端的具体方法是这样的新增发生器设冷剂蒸 汽管路连通新增冷凝器,新增冷凝器还有冷剂液管路经新增节流阀连通蒸发器或连通冷凝 器,由蒸发器设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器,或由蒸发器增设冷剂液管路经新增冷 剂液泵连通新增吸收-蒸发器和新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器、或由冷 凝器或新增冷凝器增设冷剂液管路经新增第二节流阀连通新增吸收-蒸发器和新增吸收-蒸 发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,或改高压发生器有冷剂蒸汽管路连通低压发生器 后再经第二节流阀连通冷凝器为有冷剂蒸汽管路依次连通新增发生器与低压发生器后再经 第二节流阀连通冷凝器、或自高压发生器新设冷剂蒸汽管路连通新增发生器后再经新增第 三节流阖连通新增冷凝器,新增冷凝器和新增吸收器分别有被加热介质管路与外部连通; 或采用溶液独立循环——新增吸收器设浓溶液管路经新增溶液热交换器连通新增吸收-蒸 发器,新增吸收-蒸发器再设溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增第二溶液热 交换器连通新增发生器,新增发生器还设溶液管路经新增第二溶液热交换器连通新增吸收 器,或釆用溶液串联循环——改吸收器有溶液管路经溶液泵、相关溶液热交换器(双效流 程采用溶液并联循环时为一个,采用溶液串联循环时为两个)连通低压发生器为吸收器有 溶液管路经溶液泵、相关溶液热交换器连通新增吸收器,新增吸收器再设浓溶液管路经新 增溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器再设溶液管路经新增溶液泵、新增 溶液热交换器连通新增发生器,新增发生器还设溶液管路经新增溶液调节阀连通低压发生 器,或采用溶液交叉循环——改吸收器有溶液管路经溶液泵、第一溶液热交换器连通低压 发生器为吸收器有溶液管路经溶液泵、第一溶液热交换器、新增第三溶液热交换器连通新 增发生器,新增发生器还设溶液管路经新增第三溶液热交换器连通低压发生器,自低压发 生器设溶液管路经新增第二溶液热交换器连通新增吸收器,新增吸收器再设浓溶液管路经 新增溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器再设溶液管路经新增溶液泵、新 增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器连通新增发生器;高压发生器向新增发生器提供 冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器或/和吸收器向新增发生器提供稀溶液,蒸发器 向新增吸收-蒸发器提供冷剂蒸汽、经来自新增吸收器的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发 器的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器提供;新增部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵或第二节流阀、溶液泵和溶液热交换器,结合双效蒸 发器,并借助于关联路径和部分双效流程实现双效流程的相邻流程,形成双效流程基础上 的、双效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式热泵。
针对三效吸收式热泵增加相邻高温供热端的具体方法是这样的新增发生器设冷剂蒸 汽管路连通新增冷凝器,新增冷凝器还有冷剂液管路经新增节流阀连通蒸发器或连通冷凝 器,由蒸发器设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器,或由蒸发器增设冷剂液管路经新增冷 剂液泵连通新增吸收-蒸发器和新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器、或由冷 凝器或新增冷凝器增设冷剂液管路经新增第二节流阀连通新增吸收-蒸发器和新增吸收-蒸发器再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,或改中压发生器有冷剂蒸汽管路连通低压发生器
后再有冷剂液管路经第三节流阀连通冷凝器为中压发生器有冷剂蒸汽管路依次连通新增发 生器与低压发生器后再有冷剂液管路经第三节流阀连通冷凝器、或自中压发生器新设冷剂 蒸汽管路连通新增发生器后再经新增第三节流阀连通新增冷凝器,新增冷凝器和新增吸收 器分别有被加热介质管路与外部连通;或采用溶液独立循环——新增吸收器设浓溶液管路 经新增溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器再设溶液管路经新增溶液泵、 新增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器连通新增发生器,新增发生器还设溶液管路经 新增第二溶液热交换器连通新增吸收器,或采用溶液串联循环——改吸收器有溶液管路经 溶液泵、相关溶液热交换器连通低压发生器为吸收器有溶液管路经溶液泵、相关溶液热交 换器(三效流程采用溶液并联循环时为一个,采用溶液串联循环时为三个)连通新增吸收 器,新增吸收器再设浓溶液管路经新增溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发 器再设溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器连通新增发生器,新增发生器还设溶液 管路经新增溶液调节阀连通低压发生器,或采用溶液交叉循环——改吸收器有溶液管路经 溶液泵、相关溶液热交换器连通低压发生器为吸收器有溶液管路经溶液泵、相关溶液热交 换器、新增第三溶液热交换器连通新增发生器,新增发生器还设溶液管路经新增第三溶液 热交换器连通低压发生器,自低压发生器设溶液管路经新增第二溶液热交换器连通新增吸 收器,新增吸收器再设浓溶液管路经新增溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器再设溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增第二溶液热交换器连通新增 发生器;中压发生器向新增发生器提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器或/和吸 收器向新增发生器提供稀溶液,蒸发器向新增吸收-蒸发器提供冷剂蒸汽、经来自新增吸收 器的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器提 供;新增部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵或第二节流 阀、溶液泵和溶液热交换器,结合三效蒸发器,并借助于关联路径和部分三效流程实现三 效流程的相邻流程,形成三效流程基础上的、三效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收 式热泵。
从新增流程与双效或多效流程看,新增冷凝器与冷凝器相比,进入新增发生器的稀溶 液浓度小于由吸收器或进入低压发生器的稀溶液的浓度,新增发生器产生的冷剂蒸汽的冷 凝温度要高于低压发生器产生的冷剂蒸汽的冷凝温度,新增冷凝器的冷凝温度高于冷凝器 的冷凝温度;新增吸收器与吸收器相比,新增吸收器的溶液浓度低于吸收器的溶液浓度, 但新增吸收-蒸发器将余热温度提升了一次,使进入新增吸收器的冷剂蒸汽比进入吸收器的 冷剂蒸汽高出一个温度等级,这样新增吸收器的温度高出吸收器温度一个等级;新增冷凝 器和新增吸收器相比,二者属于新增热泵流程中的相对应的两个放热端;因此,新增流程 是双效或多效流程的相邻高温流程,复合流程提升了供热温度,能够实现在同等工艺参数 下性能指数的最大化。
下面通过在双效和三效热泵流程中增加相邻高温流程的过程来阐述本发明图1所示,在双效吸收式热泵基础上采用溶液独立循环增加相邻高温流程的方法是这 样的
结构上,在由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、第一节流阀、第 二节流阀、溶液泵、第一溶液热交换器和第二溶液热交换器组成、采用并联溶液循环的单 级双效吸收式热泵中,新增加发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵、 溶液泵、溶液热交换器、第二溶液热交换器和第三节流阀;新增发生器设冷剂蒸汽管路连 通新增冷凝器,新增冷凝器还有冷剂液管路经新增节流阀连通蒸发器,由蒸发器设冷剂蒸 汽管路连通新增吸收-蒸发器,由蒸发器增设冷剂液管路经新增冷剂液泵连通新增吸收-蒸发 器和新增吸收-蒸发器有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,由高压发生器设冷剂蒸汽管路连通 新增发生器后再有冷剂液管路经新增第三节流阀连通新增冷凝器,新增冷凝器和新增吸收 器分别有被加热介质管路与外部连通;新增吸收器设浓溶液管路经新增溶液热交换器连通 新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器再设溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换器、新增 第二溶液热交换器连通新增发生器,新增发生器还设溶液管路经新增第二溶液热交换器连 通新增吸收器。
从流程上看,溶液在新增发生器、新增吸收器与新增吸收-蒸发器之间进行循环,与双 效流程在低压发生器、吸收器之间进行的溶液循环相互独立;高压发生器向新增发生器提 供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器向新增发生器提供稀溶液,蒸发器向新增吸 收-蒸发器提供冷剂蒸汽、经来自新增吸收器的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器的另一 路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器提供,新增部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、 吸收器、节流阀、冷剂液泵、溶液泵、溶液热交换器和第二溶液热交换器,结合双效蒸发 器形成新热泵流程新增发生器产生的冷剂蒸汽进入新增冷凝器、放热于流经其内的被加
热介质后成冷剂液,冷剂液经新增节流阔节流降压降温进入蒸发器后分成两部分--部
分吸收余热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器提供、被来自新增吸收器的溶液吸收并放热,而 另一部分冷剂液经新增冷剂液泵加压进入新增吸收-蒸发器、吸热成冷剂蒸汽向新增吸收器 提供、被来自新增发生器的溶液吸收并放热于流经其内的被加热介质;自新增发生器经新 增第二溶液热交换器进入新增吸收器的溶液,吸收来自新增吸收-蒸发器的冷剂蒸汽后浓度 降低,稀溶液进入新增吸收-蒸发器吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽后浓度进一步降低,再经新 增溶液泵、新增溶液热交换器和新增第二溶液热交换器进入新增发生器、被来自高压发生 器的冷剂蒸汽加热释放出冷剂蒸汽进入新增冷凝器。
新增冷凝器与冷凝器相比,进入新增发生器的稀溶液浓度小于自吸收器进入低压发生 器的稀溶液的浓度,新增发生器产生的冷剂蒸汽的冷凝温度要高于低压发生器产生的冷剂 蒸汽的冷凝温度,新增冷凝器的冷凝温度高于冷凝器的冷凝温度;新增吸收器与吸收器相 比,新增吸收器的溶液浓度低于吸收器的溶液浓度,但新增吸收-蒸发器将余热温度提升了 一次,使进入新增吸收器的冷剂蒸汽比进入吸收器的冷剂蒸汽高出一个温度等级,这样新 增吸收器的温度高出吸收器温度一个等级;新增冷凝器和新增吸收器相比,二者属于新增热泵流程中的相对应的两个放热端;因此,新流程为双效流程的相邻高温流程,从而得到 双效流程基础上的、双效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式热泵。
图6所示,在三效吸收式热泵基础上采用溶液串联循环增加相邻高温流程的方法是这 样的在由高压发生器、中压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、第一节流 阀、第二节流阀、第三节流阀、溶液泵、第二溶液泵、第三溶液泵、第一溶液热交换器、 第二溶液热交换器、第三溶液热交换器和冷剂液再循环泵组成、采用串联溶液循环的单级 三效吸收式热泵中,新增加发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、第二节流阀、 溶液泵和溶液热交换器;新增发生器设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器,新增冷凝器还有冷 剂液管路经新增节流阀连通冷凝器,由蒸发器设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器,由新 增冷凝器增设冷剂液管路经新增第二节流阀连通新增吸收-蒸发器和新增吸收-蒸发器有冷 剂蒸汽管路连通新增吸收器,由中压发生器增设冷剂蒸汽管路连通新增发生器与低压发生 器后再经第三节流阀连通冷凝器,新增冷凝器和新增吸收器分别有被加热介质管路与外部 连通;改吸收器有溶液管路经溶液泵、第一溶液热交换器、第二溶液热交换器和第三溶液 热交换器连通低压发生器为改吸收器有溶液管路经溶液泵、第一溶液热交换器、第二溶液 热交换器和第三溶液热交换器连通新增吸收器,新增吸收器设浓溶液管路经新增溶液热交 换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器再设溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交换 器连通新增发生器,新增发生器还设溶液管路经新增溶液调节阀连通低压发生器——溶液 在新增发生器、低压发生器、中压发生器、高压发生器、吸收器、新增吸收器和新增吸收-蒸发器之间形成串联溶液循环;中压发生器向新增发生器提供冷剂蒸汽作为其驱动热源, 新增吸收-蒸发器向新增发生器提供稀溶液,蒸发器向新增吸收-蒸发器提供冷剂蒸汽、被来 自新增吸收器的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新 增吸收器提供;新增部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、第二节流 阀、溶液泵与溶液热交换器,结合三效蒸发器,并借助于部分三效流程和二者间的关联路 径形成三效流程基础上的、三效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式热泵。
采用溶液串联循环方式在双效或多效流程基础上增加相邻高温流程所形成的复合吸收 式热泵中,新增发生器产生的浓度差用于新增热泵流程,发生器产生的浓度差用于原有热 泵流程。
图8所示,在三效吸收式热泵基础上采用溶液交叉循环增加相邻高温流程的方法是这 样的在由高压发生器、中压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、第一节流 阀、第二节流阀、第三节流阈、溶液泵、第二溶液泵、第三溶液泵、第一溶液热交换器、 第二溶液热交换器、第三溶液热交换器和冷剂液再循环泵组成、釆用串联溶液循环的单级 三效吸收式热泵中,新增加发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵、 溶液泵、第三节流阀、溶液热交换器、第二溶液热交换器和第三溶液热交换器;新增发生 器设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器,新增冷凝器还有冷剂液管路经新增节流阀连通冷凝器, 由蒸发器设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器,由蒸发器增设冷剂液管路经新增冷剂液泵连通新增吸收-蒸发器和新增吸收-蒸发器有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,由中压发生器增 设冷剂蒸汽管路连通新增发生器后再经新增第三节流阀连通新增冷凝器,新增冷凝器和新 增吸收器分别有被加热介质管路与外部连通;改吸收器有溶液管路经溶液泵、第一溶液热 交换器、第二溶液热交换器和第三溶液热交换器连通低压发生器为吸收器有溶液管路经溶 液泵、第一溶液热交换器、第二溶液热交换器和新增第三溶液热交换器连通新增发生器, 新增发生器还设溶液管路经新增第三溶液热交换器连通低压发生器,自低压发生器设溶液 管路经新增第二溶液热交换器连通新增吸收器,新增吸收器再设浓溶液管路经新增溶液热 交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器再设溶液管路经新增溶液泵、新增溶液热交
换器、新增第二溶液热交换器连通新增发生器--路溶液在低压发生器、新增吸收器、
新增吸收-蒸发器和新增发生器之间进行循环,另一路溶液在低压发生器、中压发生器、高 压发生器、吸收器和新增发生器之间进行循环,两路溶液在低压发生器和新增发生器路径 中形成交叉;中压发生器向新增发生器提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器向 新增发生器提供稀溶液,蒸发器向新增吸收-蒸发器提供冷剂蒸汽、被来自新增吸收器的溶 液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器提供;新增 部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵、溶液泵、溶液热交 换器与第二溶液热交换器和三效蒸发器并结合双效部分流程及两流程间关联环节实现三效
流程的相邻流程,形成三效流程基础上的、三效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式 热泵。
采用溶液串联循环方式在双效或多效流程基础上增加相邻高温流程所形成的复合吸收 式热泵中,新增发生器和发生器产生的浓度差或共同用于原有热泵流程和新增热泵流程, 或分别用于新增热泵流程和原有热泵流程。
图l、图6和图8是采用本发明的三个例子,分别体现了采用溶液独立循环、溶液串 联循环和溶液交叉循环实现双效或三效流程的相邻高温流程的方法,除此之外还需要指出 的是
① 采用冷剂液泵或采用第二节流阀属于两种基本的技术细节,二者选一;
② 新增冷凝器经新增节流阀可以连通冷凝器,也可以连通蒸发器;
③ 由双效高压发生器或三效中压发生器进入新增发生器的冷剂蒸汽冷凝后,经新增第 三节流阀可以连接新增冷凝器,也可以连接冷凝器,或连接蒸发器;
④ 三效也代表多效。
本发明提供了在双效或多效吸收式热泵基础上增加相邻高温流程的方法,其核心为主 要增加发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵或第二节流阀、溶液泵 和溶液热交换器,由双效高压发生器或三效中压发生器向新增发生器提供冷剂蒸汽作为其 驱动热源,新增吸收-蒸发器向新增发生器提供稀溶液,蒸发器向新增吸收-蒸发器提供冷剂 蒸汽、被来自新增吸收器的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器的另一路冷剂介质成冷剂 蒸汽向新增吸收器提供,新增部件主要结合蒸发器形成了基础热泵流程的相邻高温流程,具有更高的供热温度和同等工艺参数下最大的性能指数,具有创造性、新颖性和实用性。


图1是依据本发明所提供的方法,采用溶液独立循环方式、在双效流程上复合相邻热 泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。
图2是依据本发明所提供的方法,采用溶液串联循环方式、在双效流程上复合相邻热 泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。。
图3是依据本发明所提供的方法,采用溶液交叉循环方式、在双效流程上复合相邻热
泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。
图4也是依据本发明所提供的方法,采用溶液串联循环方式、在双效流程上复合相邻 热泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。与图2所示的不同之处在于, 图2中由蒸发器设冷剂液管路经新增冷剂液泵连通新增吸收-蒸发器和新增吸收-蒸发器有 冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,而图4中则是由冷凝器设冷剂液管路经新增第二节流阀连 通新增吸收-蒸发器和新增吸收-蒸发器有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器。
图5也是依据本发明所提供的方法,采用溶液独立循环方式、在双效流程上复合相邻 热泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。除了溶液循环方式外,图5所 示与图1-图4所示的不同之处之一是图5中的双效流程采用串联溶液循环,而图1-图4中 的双效流程采用并联溶液循环;另外,图5中新增冷凝器经新增节流阀连通冷凝器,而图 1-图4中新增冷凝器经新增节流阀连通蒸发器。
图6是依据本发明所提供的方法,采用溶液串联循环方式、在三效流程上复合相邻热 泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。
图7是依据本发明所提供的方法,采用溶液独立循环方式、在三效流程上复合相邻热 泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。
图8是依据本发明所提供的方法,采用溶液交叉循环方式、在三效流程上复合相邻热 泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。
图9也是依据本发明所提供的方法,采用溶液串联循环方式、在三效流程上复合相邻 热泵流程而实现的复合吸收式热泵系统结构和流程示意图。除了溶液循环方式外,图9所 示与图6-图8所示的不同之处之一是图9中的三效流程采用并联溶液循环,而图6-图8中 的三效流程采用串联溶液循环;另外,图9中新增冷凝器经新增节流阀连通蒸发器,而图 6、图8中新增冷凝器经新增节流阀连通冷凝器。
需要指出的是,三效流程也是多效流程之一,它也是多效流程的代表。
图中,l一新增发生器,2—新增冷凝器,3—新增吸收-蒸发器,4一新增吸收器,5— 新增节流阀,6—新增冷剂液泵,7—新增溶液泵,8—新增溶液热交换器,9一新增第二溶 液热交换器,10—新增第三节流阀,ll一新增溶液调节阀,12—新增第三溶液热交换器, 13—新增第二节流阀。
图1-图5中,A2—高压发生器,B2—低压发生器,C2—冷凝器,D2—蒸发器,E2—吸收器,F2—第一节流阀,G2—第二节流阀,H2—溶液泵,12—第一溶液热交换器,J2—第 二溶液热交换器;为表述需要,必要时在双效机组的部件名称前加上"双效"二字,如"双 效蒸发器(D2)"。
图6-图9中,A3—高压发生器,B3—中压发生器,C3—低压发生器,D3—冷凝器,E3 一蒸发器,F3—吸收器,G3—第一节流阀,H3—第二节流阀,13—第三节流阀,J3—溶液 泵,K3—第二溶液泵,L3—第三溶液泵,M3—第一溶液热交换器,N3—第二溶液热交换器, 03—第三溶液热交换器,P3—冷剂液再循环泵;为表述需要,必要时在三效机组的部件名 称前加上"三效"二字,如"三效蒸发器(E3)"。
具体实施方式
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下面结合附图和实例来详细描述本发明。
图1所示,在双效吸收式热泵基础上采用溶液独立循环增加相邻高温流程的方法是这
样的
① 结构上,在由高压发生器A2、低压发生器B2、冷凝器C2、蒸发器D2、吸收器E2、 第一节流阀F2、第二节流阀G2、溶液泵H2、第一溶液热交换器I2和第二溶液热交换器 J2组成、采用并联溶液循环的单级双效吸收式热泵中,新增加发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、冷剂液泵6、溶液泵7、溶液热交换器8、第三节流阀IO 和第二溶液热交换器9;新增发生器1设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器2,新增冷凝器2还 有冷剂液管路经新增节流阀5连通蒸发器D2,由蒸发器D2设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器3,由蒸发器D2增设冷剂液管路经新增冷剂液泵6依次新增吸收-蒸发器3后再有 冷剂蒸汽管路连通新增吸收器4,自高压发生器A2设冷剂蒸汽管路连通新增发生器1后再 有冷剂液管路经新增第三节流阀10连通新增冷凝器2 (或描述为自高压发生器A2设冷剂 介质管路连通新增发生器1后再经新增第三节流阀10连通新增冷凝器2),新增冷凝器2 和新增吸收器4分别有被加热介质管路与外部连通;新增吸收器4设浓溶液管路经新增溶 液热交换器8连通新增吸收-蒸发器3,新增吸收-蒸发器3再设溶液管路经新增溶液泵7、 新增溶液热交换器8、新增第二溶液热交换器9连通新增发生器1,新增发生器1还设溶液 管路经新增第二溶液热交换器9连通新增吸收器4。
② 流程上,溶液在新增发生器l、新增吸收器4与新增吸收-蒸发器3之间进行循环, 与双效流程在低压发生器B2、吸收器E2之间进行的溶液循环各自相互独立;高压发生器 A2向新增发生器1提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器3向新增发生器1提 供稀溶液,蒸发器D2向新增吸收-蒸发器3提供冷剂蒸汽、经来自新增吸收器4的溶液吸 收而加热流经新增吸收-蒸发器3的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器4提供;新增 部件——发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、冷剂液泵6、溶液泵7 与溶液热交换器(8, 9),结合双效蒸发器D2形成新热泵流程新增发生器l产生的冷剂 蒸汽进入新增冷凝器2、放热于流经其内的被加热介质后成冷剂液,冷剂液经新增节流阀5 节流降压降温进入蒸发器D2后分成两部分--部分吸收余热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器3提供、被来自新增吸收器4的溶液吸收并放热,而另一部分冷剂液经新增冷剂液泵 6加压进入新增吸收-蒸发器3、吸热成冷剂蒸汽向新增吸收器4提供、被来自新增发生器l 的溶液吸收并放热于流经其内的被加热介质;自新增发生器1经新增第二溶液热交换器9 进入新增吸收器4的溶液,吸收来自新增吸收-蒸发器3的冷剂蒸汽后浓度降低,稀溶液进 入新增吸收-蒸发器3吸收来自蒸发器D2的冷剂蒸汽后浓度进一步降低,再经新增溶液泵 7、新增溶液热交换器8、新增第二溶液热交换器9进入新增发生器1、被来自高压发生器 A2的冷剂蒸汽加热释放出冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入新增冷凝器2。另外,自高压发生器A2 进入新增发生器1的冷剂蒸汽,在新增发生器1内放热成冷剂液后经新增第三节流阀10进 入新增冷凝器2,放出部分热量后经新增节流阀5节流进入蒸发器D2吸收余热成冷剂蒸汽 后进入吸收器E2、被来自高压发生器A2的溶液吸收并放热,稀溶液经溶液泵H2、第二溶 液热交换器J2进入高压发生器A2后在外部驱动热介质加热下重新释放出来进入新增发生 器l。
新增冷凝器2与冷凝器C2相比,进入新增发生器1的稀溶液浓度小于自吸收器E2进 入低压发生器B2的稀溶液的浓度,新增发生器1产生的冷剂蒸汽的冷凝温度要高于低压发 生器B2产生的冷剂蒸汽的冷凝温度,新增冷凝器2的冷凝温度高于冷凝器C2的冷凝温度; 新增吸收器4与吸收器E2相比,新增吸收器4的溶液浓度低于吸收器E2的溶液浓度,但 新增吸收-蒸发器3将余热温度提升了一次,使进入新增吸收器4的冷剂蒸汽比进入吸收器 E2的冷剂蒸汽高出一个温度等级,这样新增吸收器4的温度高出吸收器E2温度一个等级; 新增冷凝器2和新增吸收器4相比,二者属于新增热泵流程中的相对应的两个放热端;因 此,新流程为双效流程的相邻高温流程,从而得到双效流程基础上的、双效流程与相邻高 温流程相结合的复合吸收式热泵。
换一个角度看,由新增部件结合蒸发器组成的新热泵流程与由低压发生器、冷凝器、 第一节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵和第一溶液热交换器所组成的热泵流程(基础热泵 流程)相比,二者驱动热和余热的品位(温度)均相同,但新热泵流程中的吸收-蒸发器将 余热的品位(温度)预先提升了一个档次,这样新热泵流程比基础热泵流程的供热温度高 且只相差一次温度提升,因此新增热泵流程是基础热泵流程的相邻高温流程。
图2所示,依据本发明所提供的方法,在双效吸收式热泵基础上采用溶液串联循环增 加相邻高温流程的过程是这样的
①结构上,在由高压发生器A2、低压发生器B2、冷凝器C2、蒸发器D2、吸收器E2、 第一节流阀F2、第二节流阀G2、溶液泵H2、第一溶液热交换器12和第二溶液热交换器 J2组成、采用并联溶液循环的单级双效吸收式热泵中,新增加发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、冷剂液泵6、溶液泵7、溶液热交换器8、第三节流阀10 和溶液调节阀11;新增发生器1设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器2,新增冷凝器2还有冷 剂液管路经新增节流阀5连通蒸发器D2,由蒸发器D2设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发 器3,由蒸发器D2增设冷剂液管路经新增冷剂液泵6连通新增吸收-蒸发器3和新增吸收-蒸发器3有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器4,自高压发生器A2新设冷剂蒸汽管路连通新增 发生器1后再有冷剂液管路经新增第三节流阀10连通新增冷凝器2,新增冷凝器2和新增 吸收器4分别有被加热介质管路与外部连通;将吸收器E2有溶液管路经溶液泵H2、第一 溶液热交换器12连通低压发生器B2改为吸收器E2有溶液管路经溶液泵H2、第一溶液热 交换器12连通新增吸收器4,新增吸收器4再设浓溶液管路经新增溶液热交换器8连通新 增吸收-蒸发器3,新增吸收-蒸发器3再设溶液管路经新增溶液泵7、新增溶液热交换器8 连通新增发生器1,新增发生器1还设溶液管路经新增溶液调节阀11连通低压发生器B2。
②流程上,溶液在吸收器E2、新增吸收器4、新增吸收-蒸发器3、新增发生器l和低 压发生器B2之间形成串联循环;高压发生器A2向新增发生器1提供冷剂蒸汽作为其驱动 热源,新增吸收-蒸发器3向新增发生器1提供稀溶液,蒸发器D2向新增吸收-蒸发器3提 供冷剂蒸汽、被来自新增吸收器4的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器3的另一路冷剂 介质成冷剂蒸汽向新增吸收器4提供,新增部件——发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、 吸收器4、节流阀5、冷剂液泵6、溶液泵7和溶液热交换器8结合双效蒸发器D2、并借 助于新增发生器1与低压发生器B2之间的关联环节和双效部分流程构成新热泵流程新增 发生器1产生的冷剂蒸汽进入新增冷凝器2、放热于流经其内的被加热介质后成冷剂液,
冷剂液经新增节流阀5节流降压降温进入蒸发器D2后分成两部分--部分吸收余热成
冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器3提供、被来自新增吸收器4的溶液吸收并放热,而另一部分 冷剂液经新增冷剂液泵6加压进入新增吸收-蒸发器3、吸热成冷剂蒸汽向新增吸收器4提 供、被来自吸收器E2的溶液吸收并放热于流经其内的被加热介质;自吸收器E2进入新增 吸收器4的溶液吸收来自新增吸收-蒸发器3的冷剂蒸汽后浓度降低,稀溶液进入新增吸收 -蒸发器3吸收来自蒸发器D2的冷剂蒸汽后浓度进一步降低,再经新增溶液泵7、经新增 溶液热交换器8进入新增发生器K被来自高压发生器的冷剂蒸汽加热释放出冷剂蒸汽, 浓溶液经新增溶液调节阀11进入低压发生器B2进行双效相关流程——浓溶液经第一溶液 热交换器12进入吸收器E2、吸收来自蒸发器D2的冷剂蒸汽成稀溶液、稀溶液再流经溶液 泵H2与第一溶液热交换器I2——后进入新增吸收器4。
新增冷凝器2与冷凝器C2相比,稀溶液首先进入新增发生器1释放出较高压力的冷剂 蒸汽浓度增大后经新增溶液调节阀11节流进入低压发生器B2,低压发生器B2产生的冷剂 蒸汽压力较低,则新增冷凝器2内冷剂蒸汽的冷凝温度高于冷凝器C2内冷剂蒸汽的冷凝温 度;新增吸收器4与吸收器E2相比,新增吸收器4的溶液浓度低于吸收器E2的溶液浓度, 但新增吸收-蒸发器3将余热温度提升了一次,使进入新增吸收器4的冷剂蒸汽比进入吸收 器E2的冷剂蒸汽高出一个温度等级,这样新增吸收器4的温度高出吸收器E2温度一个等 级;新增冷凝器2和新增吸收器4相比,二者属于新增热泵流程中的相对应的两个放热端; 这样,新增热泵流程是双效热泵流程的相邻高温流程,得到的是双效流程基础上的、双效 流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式热泵。
图3所示,在双效吸收式热泵基础上采用溶液交叉循环增加相邻高温流程的方法是这样的-
① 结构上,在由高压发生器A2、低压发生器B2、冷凝器C2、蒸发器D2、吸收器E2、 第一节流阀F2、第二节流阀G2、溶液泵H2、第一溶液热交换器12和第二溶液热交换器 J2组成、采用并联溶液循环的单级双效吸收式热泵中,新增加发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、冷剂液泵6、溶液泵7、溶液热交换器8、第二溶液热交换 器9和第三溶液热交换器12;新增发生器1设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器2,新增冷凝 器2还有冷剂液管路经新增节流阀5连通蒸发器D2,由蒸发器D2设冷剂蒸汽管路连通新 增吸收-蒸发器3,由蒸发器D2增设冷剂液管路经新增冷剂液泵6连通新增吸收-蒸发器3 和新增吸收-蒸发器3有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器4,改高压发生器A2有冷剂蒸汽管 路连通低压发生器B2后再有冷剂液管路经第二节流阀G2连通冷凝器C2为高压发生器A2 有冷剂蒸汽管路依次连通新增发生器1与低压发生器B2后再有冷剂液管路经第二节流阀 G2连通冷凝器C2,新增冷凝器2和新增吸收器4分别有被加热介质管路与外部连通;改 吸收器E2有溶液管路经溶液泵H2、第一溶液热交换器12连通低压发生器B2为吸收器E2 有溶液管路经溶液泵H2、第一溶液热交换器I2、新增第三溶液热交换器12连通新增发生 器1,新增发生器1还设溶液管路经新增第三溶液热交换器12连通低压发生器B2,自低压 发生器B2设溶液管路经新增第二溶液热交换器9连通新增吸收器4,新增吸收器4再设浓 溶液管路经新增溶液热交换器8连通新增吸收-蒸发器3,新增吸收-蒸发器3再设溶液管路 经新增溶液泵7、新增溶液热交换器8和新增第二溶液热交换器9连通新增发生器1 。
② 流程上, 一路溶液在低压发生器B2、新增吸收器4、新增吸收-蒸发器3、新增发生 器1之间进行循环,另一路溶液在低压发生器B2、吸收器E2和新增发生器1之间进行循 环,二者在新增发生器1进入低压发生器B2的路径中形成交叉;高压发生器A2向新增发 生器1提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器3向新增发生器1提供稀溶液,蒸 发器D2向新增吸收-蒸发器3提供冷剂蒸汽、经来自新增吸收器4的溶液吸收而加热流经 新增吸收-蒸发器3的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器4提供;新增部件——发生 器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、冷剂液泵6、溶液泵7、溶液热交换 器8和第二溶液热交换器9结合双效蒸发器D2,并借助于低压发生器B2,形成双效流程 的相邻流程,从而得到双效流程基础上的、双效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式 热泵。
图4所示的也是在双效吸收式热泵基础上采用溶液串联循环增加相邻高温流程后形成 的复合吸收式热泵;与图2所示的不同之处在于,图2中由蒸发器D2增设冷剂介质管路 经新增冷剂液泵6连通新增吸收-蒸发器3和新增吸收-蒸发器3有冷剂蒸汽管路连通新增吸 收器4,图4中由冷凝器C2增设冷剂介质管路经新增第二节流阀13依次新增吸收-蒸发器 3和新增吸收器4,体现出流经新增吸收-蒸发器3的冷剂介质的不同来源。
图5所示,在双效吸收式热泵基础上采用溶液独立循环增加相邻高温流程的方法是这 样的① 结构上,在由高压发生器A2、低压发生器B2、冷凝器C2、蒸发器D2、吸收器E2、 第一节流阀F2、第二节流阀G2、溶液泵H2、第二溶液泵K2、第一溶液热交换器I2和第 二溶液热交换器J2组成、采用串联溶液循环的单级双效吸收式热泵中,新增加发生器l、 冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、溶液泵7、溶液热交换器8、第二溶液热 交换器9、第三节流阀IO和第二节流阀13;新增发生器1设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器 2,新增冷凝器2还有冷剂液管路经新增节流阀5连通冷凝器C2,由蒸发器D2设冷剂蒸汽 管路连通新增吸收-蒸发器3,由冷凝器C2增设冷剂液管路经新增第二节流阀13连通新增 吸收-蒸发器3、新增吸收-蒸发器3再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器4,由高压发生器A2 增设冷剂蒸汽管路连通新增发生器1后再有冷剂液管路经新增第三节流阔IO连通冷凝器 C2,新增冷凝器2和新增吸收器4分别有被加热介质管路与外部连通;新增吸收器4设浓 溶液管路经新增溶液热交换器8连通新增吸收-蒸发器3,新增吸收-蒸发器3再设溶液管路 经新增溶液泵7、新增溶液热交换器8、新增第二溶液热交换器9连通新增发生器1,新增 发生器1还设溶液管路经新增第二溶液热交换器9连通新增吸收器4。
② 流程上,溶液在新增发生器l、新增吸收器4与新增吸收-蒸发器3之间形成独立循 环,与双效流程的溶液在低压发生器B2、吸收器E2与高压发生器A2之间形成的原有溶 液循环各自独立;高压发生器A2向新增发生器1提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸 收-蒸发器3向新增发生器1提供稀溶液,蒸发器D2向新增吸收-蒸发器3提供冷剂蒸汽、 被来自新增吸收器4的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器3的另一路冷剂介质成冷剂蒸 汽向新增吸收器4提供;新增部件——发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节 流阀5、第二节流阀13、溶液泵7、第三节流阀IO、溶液热交换器8和第二溶液热交换器 9,结合双效蒸发器D2实现双效流程的相邻流程,形成双效流程基础上的、双效流程与相 邻高温流程相结合的复合吸收式热泵。
图6所示,在三效吸收式热泵基础上采用溶液串联循环增加相邻高温流程的方法是这 样的
①结构上,在由高压发生器A3、中压发生器B3、低压发生器C3、冷凝器D3、蒸发 器E3、吸收器F3、第一节流阀G3、第二节流阀H3、第三节流阀13、溶液泵J3、第二溶 液泵K3、第三溶液泵L3、第一溶液热交换器M3、第二溶液热交换器N3、第三溶液热交 换器03和冷剂液再循环泵P3组成、采用串联溶液循环的单级三效吸收式热泵中,新增加 发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、第二节流阀13、溶液泵7和溶 液热交换器8;新增发生器1设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器2,新增冷凝器2还有冷剂液 管路经新增节流阀5连通冷凝器D3,由蒸发器E3设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器3, 由新增冷凝器2增设冷剂液管路经新增第二节流阀13连通新增吸收-蒸发器3、新增吸收-蒸发器3再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器4,改中压发生器B3有冷剂蒸汽管路连通低压 发生器C3后再有冷剂液管路经第三节流阀13连通冷凝器D3为中压发生器B3设冷剂蒸汽 管路依次连通新增发生器1与低压发生器C3后再有冷剂液管路经第三节流阀13连通冷凝器D3,新增冷凝器2和新增吸收器4分别有被加热介质管路与外部连通;将吸收器F3有 溶液管路经溶液泵J3、第一溶液热交换器M3、第二溶液热交换器N3和第三溶液热交换器 03连通低压发生器C3改为吸收器F3有溶液管路经溶液泵J3、第一溶液热交换器M3、第 二溶液热交换器N3和第三溶液热交换器03连通新增吸收器4,新增吸收器4设浓溶液管 路经新增溶液热交换器8连通新增吸收-蒸发器3,新增吸收-蒸发器3再设溶液管路经新增 溶液泵7、新增溶液热交换器8连通新增发生器1,新增发生器1还设溶液管路经新增溶液 调节阀ll连通低压发生器C3。
②流程上,溶液在新增发生器l、低压发生器C3、中压发生器B3、高压发生器A3、 吸收器F3、新增吸收器4和新增吸收-蒸发器3之间形成串联溶液循环;中压发生器B3向 新增发生器1提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器3向新增发生器1提供稀溶 液,蒸发器E3向新增吸收-蒸发器3提供冷剂蒸汽、被来自新增吸收器4的溶液吸收而加 热流经新增吸收-蒸发器3的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器4提供;新增部件一 一发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、第二节流阔13、溶液泵7与 溶液热交换器8和三效蒸发器E3,并借助于关联环节——溶液自新增发生器1经溶液调节 阀11进入低压发生器C3——和三效部分流程——溶液自低压发生器C3依次流经中压发生 器B3、高压发生器A3、吸收器F3、溶液泵J3和溶液热交换器(M3, N3, 03)——形成 新热泵流程新增发生器1产生的冷剂蒸汽进入新增冷凝器2、放热于流经其内的被加热 介质后成冷剂液,其中一部分冷剂液经新增节流阀5节流降压降温进入冷凝器D3、放热后 再经第一节流阀G3节流进入蒸发器E3、吸收余热成冷剂蒸汽向新增吸收-蒸发器3提供、 被来自新增吸收器4的溶液吸收并放热,而另一部分冷剂液经新增第二节流阀13节流进入 新增吸收-蒸发器3、吸热成冷剂蒸汽向新增吸收器4提供、被来自吸收器F3溶液吸收并放 热于流经其内的被加热介质;自吸收器F3经溶液泵J3、第一溶液热交换器M3、第二溶液 热交换器N3和第三溶液热交换器03进入新增吸收器4的溶液,吸收来自新增吸收-蒸发 器3的冷剂蒸汽后浓度降低,稀溶液进入新增吸收-蒸发器3吸收来自蒸发器E3的冷剂蒸 汽后浓度进一步降低,再经新增溶液泵7、新增溶液热交换器8进入新增发生器1、被来自 中压发生器B3的冷剂蒸汽加热释放出冷剂蒸汽,冷剂蒸汽进入新增冷凝器2。另外,自中 压发生器B3进入新增发生器1与低压发生器C3的冷剂蒸汽,在新增发生器1与低压发生 器C3内放热成冷剂液后经第三节流阀I3进入冷凝器D3,放出部分热量后经第一节流阀 G3节流进入蒸发器E3吸收余热成冷剂蒸汽后进入吸收器F3、被来自高压发生器A3的溶 液吸收并放热,稀溶液经溶液泵J3、第一溶液热交换器M3、第二溶液热交换器N3和第三 溶液热交换器03进入新增吸收器4,经溶液热交换器8进入新增吸收-蒸发器3,经新增溶 液泵7与溶液热交换器8进入新增发生器1 ,还经新增溶液调节阀11进入低压发生器C3, 继续经第三溶液热交换器03、第三溶液泵L3、中压发生器B3、第二溶液热交换器N3、 第二溶液泵K3进入高压发生器A3后在外部驱动热介质的加热下重新释放出来。
从新增流程与三效流程看,新增冷凝器2与冷凝器D3相比,进入新增发生器l的稀溶液浓度小于进入低压发生器C3的稀溶液的浓度——在整个热泵中新增发生器l中的溶液
浓度最低,新增发生器1产生的冷剂蒸汽的冷凝温度要高于低压发生器C3产生的冷剂蒸汽 的冷凝温度,新增冷凝器2的冷凝温度高于冷凝器D3的冷凝温度;新增吸收器4与吸收 器F3相比,新增吸收器4的溶液浓度低于吸收器F3的溶液浓度,但新增吸收-蒸发器3将 余热温度提升了一次,使进入新增吸收器4的冷剂蒸汽比进入吸收器F3的冷剂蒸汽高出一 个温度等级,这样新增吸收器4的温度高出吸收器F3温度一个等级;新增冷凝器2和新增 吸收器4相比,二者属于新增热泵流程中的相对应的两个放热端;因此,新增流程是三效 流程的相邻高温流程,复合流程提升了供热温度,可实现同等工艺参数下性能指数最大化。 图7所示,在三效吸收式热泵基础上采用溶液独立循环增加相邻高温流程的方法是这 样的
① 结构上,在由高压发生器A3、中压发生器B3、低压发生器C3、冷凝器D3、蒸发 器E3、吸收器F3、第一节流阀G3、第二节流阀H3、第三节流阀I3、溶液泵J3、第二溶 液泵K3、第三溶液泵L3、第一溶液热交换器M3、第二溶液热交换器N3、第三溶液热交 换器03和冷剂液再循环泵P3组成、采用串联溶液循环的单级三效吸收式热泵中,新增加 发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、第二节流阀13、溶液泵7、第 三节流阀10、溶液热交换器8和第二溶液热交换器9;新增发生器1设冷剂蒸汽管路连通 新增冷凝器2,新增冷凝器还2有冷剂液管路经新增节流阀5连通蒸发器E3,由蒸发器E3 设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器3,由新增冷凝器2增设冷剂液管路经新增第二节流 阀13连通新增吸收-蒸发器3、新增吸收-蒸发器3再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器4 (也 可称之为"由新增冷凝器2增设冷剂介质管路经新增第二节流阀13依次连通新增吸收-蒸 发器3和新增吸收器4"),由中压发生器B3增设冷剂蒸汽管路连通新增发生器1、新增发 生器1再有冷剂液管路经新增第三节流阀10连通新增冷凝器2,新增冷凝器2和新增吸收 器4分别有被加热介质管路与外部连通;新增吸收器4设浓溶液管路经新增溶液热交换器 8连通新增吸收-蒸发器3,新增吸收-蒸发器3再设溶液管路经新增溶液泵7、新增溶液热 交换器8、新增第二溶液热交换器9连通新增发生器1,新增发生器1还设溶液管路经新增 第二溶液热交换器9连通新增吸收器4。
② 流程上,溶液在新增发生器l、新增吸收器4与新增吸收-蒸发器3之间进行循环, 与三效流程在低压发生器C3、中压发生器B3、高压发生器A3与吸收器F3之间形成的原 有溶液循环各自独立;中压发生器B3向新增发生器1提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增 吸收-蒸发器3向新增发生器1提供稀溶液,蒸发器E3向新增吸收-蒸发器3提供冷剂蒸汽、 被来自新增吸收器4的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器3的另一路冷剂介质成冷剂蒸 汽向新增吸收器4提供;新增部件——发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节 流阀5、第二节流阀13、溶液泵7、溶液热交换器8和第二溶液热交换器9,结合三效蒸发 器E3新的热泵结构与流程,得到三效流程基础上的、三效流程与相邻高温流程相结合的复 合吸收式热泵。图8所示,在三效吸收式热泵基础上采用溶液交叉循环增加相邻高温流程的方法是这 样的
① 结构上,在由高压发生器A3、中压发生器B3、低压发生器C3、冷凝器D3、蒸发 器E3、吸收器F3、第一节流阀G3、第二节流阀H3、第三节流阔I3、溶液泵J3、第二溶 液泵K3、第三溶液泵L3、第一溶液热交换器M3、第二溶液热交换器N3和第三溶液热交 换器03组成、采用串联溶液循环的单级三效吸收式热泵中,新增加发生器l、冷凝器2、 吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、冷剂液泵6、溶液泵7、溶液热交换器8、第二溶液 热交换器9、第三节流阀10和第三溶液热交换器12;新增发生器1设冷剂蒸汽管路连通新 增冷凝器2,新增冷凝器2还有冷剂液管路经新增节流阀5连通冷凝器D3,由蒸发器E3 设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器3,由蒸发器E3增设冷剂液管路经新增冷剂液泵6 连通新增吸收-蒸发器3、新增吸收-蒸发器3再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器4,由中压 发生器B3增设冷剂蒸汽管路连通新增发生器1、新增发生器1再有冷剂液管路经新增第三 节流阔10连通新增冷凝器2,新增冷凝器2和新增吸收器4分别有被加热介质管路与外部 连通;将吸收器F3有溶液管路经溶液泵J3、第一溶液热交换器M3、第二溶液热交换器 N3和第三溶液热交换器03连通低压发生器C3改为吸收器F3有溶液管路经溶液泵J3、第 一溶液热交换器M3、第二溶液热交换器N3、第三溶液热交换器03和新增第三溶液热交 换器12连通新增发生器1,新增发生器1还设溶液管路经新增第三溶液热交换器12连通 低压发生器C3,自低压发生器C3设溶液管路经新增第二溶液热交换器9连通新增吸收器 4,新增吸收器4再设浓溶液管路经新增溶液热交换器8连通新增吸收-蒸发器3,新增吸收 -蒸发器3再设溶液管路经新增溶液泵7、新增溶液热交换器8和新增第二溶液热交换器9 连通新增发生器l。
② 流程上, 一路溶液在低压发生器C3、新增吸收器4、新增吸收-蒸发器3和新增发生 器l之间进行循环,另一路溶液在低压发生器C3、中压发生器B3、高压发生器A3、吸收 器F3和新增发生器1之间进行循环,两路溶液在低压发生器C3和新增发生器1路径中形 成交叉;中压发生器B3向新增发生器1提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器 3向新增发生器1提供稀溶液,蒸发器E3向新增吸收-蒸发器3提供冷剂蒸汽、被来自新增 吸收器4的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器3的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸 收器4提供;新增部件——发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀5、冷 剂液泵6、溶液泵7、溶液热交换器8和第二溶液热交换器9,结合三效蒸发器E3并借助 于关联路径——溶液自新增发生器1经第三溶液热交换器12进入低压发生器C3——和三 效流程部分路径——溶液顺序流经低压发生器C3、中压发生器B3、高压发生器A3、吸收 器F3——形成新的热泵流程,新流程是三效流程的相邻高温流程,从而得到三效流程基础 上的、三效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式热泵。
图9所示,在三效吸收式热泵基础上采用溶液串联循环增加相邻高温流程的方法是这 样的① 结构上,在由高压发生器A3、中压发生器B3、低压发生器C3、冷凝器D3、蒸发 器E3、吸收器F3、第一节流阀G3、第二节流阀H3、第三节流阀13、溶液泵J3、第一溶 液热交换器M3、第二溶液热交换器N3和第三溶液热交换器03组成、采用并联溶液循环 的单级三效吸收式热泵中,新增加发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发器3、吸收器4、节流阀 5、第二节流阀13、溶液泵7、第三节流阀10和溶液热交换器8;新增发生器1设冷剂蒸 汽管路连通新增冷凝器2,新增冷凝器2还有冷剂液管路经新增节流阀5连通蒸发器E3, 由蒸发器E3设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器3,由冷凝器D3增设冷剂液管路经新增 第二节流阀13连通新增吸收-蒸发器3、新增吸收-蒸发器3再有冷剂蒸汽管路连通新增吸 收器4,由中压发生器B3增设冷剂蒸汽管路连通新增发生器1、新增发生器1再冷剂液管 路经新增第三节流阀10连通新增冷凝器2,新增冷凝器2和新增吸收器4分别有被加热介 质管路与外部连通;将吸收器F3有溶液管路经溶液泵J3、第三溶液热交换器03连通低压 发生器C3改为吸收器F3有溶液管路经溶液泵J3、第三溶液热交换器03连通新增吸收器 4,新增吸收器4设浓溶液管路经新增溶液热交换器8连通新增吸收-蒸发器3,新增吸收-蒸发器3再设溶液管路经新增溶液泵7、新增溶液热交换器8连通新增发生器1,新增发生 器1还设溶液管路经新增溶液调节阀11连通低压发生器C3。
② 流程上,溶液在新增发生器l、低压发生器C3、吸收器F3、新增吸收器4和新增吸 收-蒸发器3之间形成串联溶液循环;中压发生器B3向新增发生器1提供冷剂蒸汽作为其 驱动热源,新增吸收-蒸发器3向新增发生器1提供稀溶液,蒸发器E3向新增吸收-蒸发器 3提供冷剂蒸汽、被来自新增吸收器4的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器3的另一路 冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器4提供;新增部件——发生器l、冷凝器2、吸收-蒸发 器3、吸收器4、节流阀5、第二节流阀13、溶液泵7与溶液热交换器8结合三效蒸发器 E3形成新的热泵结构与流程,从而得到三效流程基础上的、三效流程与相邻高温流程相结 合的复合吸收式热泵。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的一种针对双效或多效吸收式热泵增加 相邻高温流程的方法具有如下的效果和优势
① 提供了实现双效、多效与相邻高温热泵流程复合的方法,利用该方法能够以简单的 复合流程实现复合热泵机组供热温度的尽可能提高和性能指数的尽可能最大化。
② 利用本发明的方法,得到了只有一个高压发生器的复合热泵,降低了机组的造价。
③ 利用本发明,可形成多个介于不同效数之间的新复合热泵系统,丰富了复合热泵的 级别和类型,扩展了第一类吸收式热泵的应用范围。
④ 利用本发明实现的热泵系统,能够更好地实现热泵供热与用户热需求的相互匹配, 达到简化热泵结构和提高节能率的双重目的。
总之,本发明结合已有和在利用本发明所产生的不同效数、不同结构的热泵,能够实 现机组种类的多样性,实现机组结构的简单化,实现机组的高性能指数,降低机组造价, 能够更好地实现热泵供热与用户热需求的相互匹配,具有很好的创造性、新颖性和实用性。
权利要求
一种针对双效或多效吸收式热泵增加相邻高温流程的方法,其特征是在双效或多效吸收式热泵的基础上增加必须部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵或第二节流阀、溶液泵、溶液热交换器——和根据具体方法而需要的部件——第二溶液热交换器、溶液调节阀、第三溶液热交换器、第三节流阀——后,或采用溶液串联循环、或采用溶液独立循环、或采用溶液交叉循环,借助于双效或多效热泵流程的蒸发器和部分路径,高压发生器向新增发生器提供冷剂蒸汽作为其驱动热源,新增吸收-蒸发器或/和吸收器向新增发生器提供稀溶液,或新增发生器、或发生器、或吸收器向新增吸收器提供溶液,蒸发器向新增吸收-蒸发器提供冷剂蒸汽、经来自新增吸收器的溶液吸收而加热流经新增吸收-蒸发器的另一路冷剂介质成冷剂蒸汽向新增吸收器提供,形成由双效或多效流程及其相邻高温热泵流程复合而成、且仅有一个高压发生器的复合吸收式热泵;①针对双效吸收式热泵增加相邻高温流程的方法是,新增发生器(1)设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器(2),新增冷凝器还有冷剂液管路经新增节流阀(5)连通蒸发器(D2)或连通冷凝器(C2),由蒸发器(D2)设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器(3),或由蒸发器(D2)增设冷剂液管路经新增冷剂液泵(6)连通新增吸收-蒸发器(3)和新增吸收-蒸发器(3)再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器(4)、或由冷凝器(C2)或新增冷凝器(2)增设冷剂液管路经新增第二节流阀(13)连通新增吸收-蒸发器(3)和新增吸收-蒸发器(3)再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器(4),或改高压发生器(A2)有冷剂蒸汽管路连通低压发生器(B2)后再经第二节流阀(G2)连通冷凝器(C2)为有冷剂蒸汽管路依次连通新增发生器(1)与低压发生器(B2)后再有冷剂液管路经第二节流阀(G2)连通冷凝器(C2)、或自高压发生器(A2)新设冷剂蒸汽管路连通新增发生器(1)后再经新增第三节流阀(10)连通新增冷凝器(2),新增冷凝器(2)和新增吸收器(4)分别有被加热介质管路与外部连通;或采用溶液独立循环——新增吸收器(4)设浓溶液管路经新增溶液热交换器(8)连通新增吸收-蒸发器(3),新增吸收-蒸发器(3)再设溶液管路经新增溶液泵(7)、新增溶液热交换器(8)、新增第二溶液热交换器(9)连通新增发生器(1),新增发生器(1)还设溶液管路经新增第二溶液热交换器(9)连通新增吸收器(4),或采用溶液串联循环——改吸收器(E2)有溶液管路经溶液泵(H2)、溶液热交换器(I2或I2,J2)连通低压发生器(B2)为吸收器(E2)有溶液管路经溶液泵(H2)、溶液热交换器(I2或I2,J2)连通新增吸收器(4),新增吸收器(4)再设浓溶液管路经新增溶液热交换器(8)连通新增吸收-蒸发器(3),新增吸收-蒸发器(3)再设溶液管路经新增溶液泵(7)、新增溶液热交换器(8)连通新增发生器(1),新增发生器(1)还设溶液管路经新增溶液调节阀(11)连通低压发生器(B2),或采用溶液交叉循环——改吸收器(E2)有溶液管路经溶液泵(H2)、第一溶液热交换器(I2)连通低压发生器(B2)为吸收器(E2)有溶液管路经溶液泵(H2)、第一溶液热交换器(I2)、新增第三溶液热交换器(12)连通新增发生器(1),新增发生器(1)还设溶液管路经新增第三溶液热交换器(12)连通低压发生器(B2),自低压发生器(B2)设溶液管路经新增第二溶液热交换器(9)连通新增吸收器(4),新增吸收器(4)再设浓溶液管路经新增溶液热交换器(8)连通新增吸收-蒸发器(3),新增吸收-蒸发器(3)再设溶液管路经新增溶液泵(7)、新增溶液热交换器(8)和新增第二溶液热交换器(9)连通新增发生器(1);新增部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵或第二节流阀、溶液泵与溶液热交换器,结合双效蒸发器,并借助于部分双效流程及两流程间关联路径实现双效流程的相邻流程,形成双效流程基础上的、双效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式热泵;②针对三效吸收式热泵增加相邻高温流程的方法是,新增发生器(1)设冷剂蒸汽管路连通新增冷凝器(2),新增冷凝器(2)还有冷剂液管路经新增节流阀(5)连通蒸发器(E3)或连通冷凝器(D3),由蒸发器(E3)设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器(3),或由蒸发器(E3)增设冷剂液管路经新增冷剂液泵(6)连通新增吸收-蒸发器(3)和新增吸收-蒸发器(3)再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器(4)、或由冷凝器(D3)或新增冷凝器(2)增设冷剂液管路经新增第二节流阀(13)连通新增吸收-蒸发器(3)和新增吸收-蒸发器(3)再有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器(4),或改中压发生器(B3)有冷剂蒸汽管路连通低压发生器(C3)后再经第三节流阀(I3)连通冷凝器(D3)为中压发生器(B3)有冷剂蒸汽管路依次连通新增发生器(1)与低压发生器(C3)后再有冷剂液管路经第三节流阀(I3)连通冷凝器(D3)、或自中压发生器(B3)新设冷剂蒸汽管路连通新增发生器(1)后再经新增第三节流阀(10)连通新增冷凝器(2),新增冷凝器(2)和新增吸收器(4)分别有被加热介质管路与外部连通;或采用溶液独立循环——新增吸收器(4)设浓溶液管路经新增溶液热交换器(8)连通新增吸收-蒸发器(3),新增吸收-蒸发器(3)再设溶液管路经新增溶液泵(7)、新增溶液热交换器(8)、新增第二溶液热交换器(9)连通新增发生器(1),新增发生器(1)还设溶液管路经新增第二溶液热交换器(9)连通新增吸收器(4),或采用溶液串联循环——改吸收器(F3)有溶液管路经溶液泵(J3)、溶液热交换器(O3或M3,N3,O3)连通低压发生器(C3)为吸收器(F3)有溶液管路经溶液泵(J3)、溶液热交换器(O3或M3,N3,O3)连通新增吸收器(4),新增吸收器(4)再设浓溶液管路经新增溶液热交换器(8)连通新增吸收-蒸发器(3),新增吸收-蒸发器(3)再设溶液管路经新增溶液泵(7)、新增溶液热交换器(8)连通新增发生器(1),新增发生器(1)还设溶液管路经新增溶液调节阀(11)连通低压发生器(C3),或采用溶液交叉循环——改吸收器(F3)有溶液管路经溶液泵(J3)、溶液热交换器(O3或M3,N3,O3)连通低压发生器(C3)为吸收器(F3)有溶液管路经溶液泵(J3)、溶液热交换器(O3或M3,N3,O3)、新增第三溶液热交换器(12)连通新增发生器(1),新增发生器(1)还设溶液管路经新增第三溶液热交换器(12)连通低压发生器(C3),自低压发生器(C3)设溶液管路经新增第二溶液热交换器(9)连通新增吸收器(4),新增吸收器(4)再设浓溶液管路经新增溶液热交换器(8)连通新增吸收-蒸发器(3),新增吸收-蒸发器(3)再设溶液管路经新增溶液泵(7)、新增溶液热交换器(8)和新增第二溶液热交换器(9)连通新增发生器(1);新增部件——发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵或第二节流阀、溶液泵与溶液热交换器,结合三效蒸发器,并借助于部分三效流程及两流程间关联路径实现三效流程的相邻流程,形成三效流程基础上的、三效流程与相邻高温流程相结合的复合吸收式热泵。
全文摘要
本发明提供一种对双效与多效吸收式热泵增加相邻高温流程的方法,属热泵/制冷技术领域。在双效或多效机组中,增加发生器、冷凝器、吸收-蒸发器、吸收器、节流阀、冷剂液泵或第二节流阀、溶液泵、溶液调节阀和溶液热交换器等,新增吸收器经溶液热交换器连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器经新增溶液泵、溶液热交换器连通新增发生器,由蒸发器增设冷剂蒸汽管路连通新增吸收-蒸发器,或由冷凝器经新增节流阀、或由蒸发器经新增冷剂液泵连通新增吸收-蒸发器,新增吸收-蒸发器有冷剂蒸汽管路连通新增吸收器,由相关发生器设冷剂蒸汽管路连通新增发生器,溶液串联循环时吸收器经溶液泵、溶液热交换器连通新增吸收器和新增发生器经溶液调节阀连通发生器,新增部件形成双效或三效的相邻流程;另有溶液独立循环和交叉循环方式。
文档编号F25B15/02GK101413734SQ20081023760
公开日2009年4月22日 申请日期2008年11月23日 优先权日2008年11月23日
发明者李华玉 申请人:李华玉
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