一种蒸汽压力升降吸附法及使用该方法的热泵的制作方法
【专利摘要】目前比较成熟的热泵主要有两种形式：一种是电驱动机械压缩式系统，另一种是液—汽吸收式系统。但这两种均有不足之处，机械压缩式需要消耗电能，设备投资大，运行费用高，系统大型化应用受到限制。液—汽吸收式系统则受到效率低的影响，设备庞大，经济性比较差。由于制冷剂、吸收剂、机械设备以及系统工艺的特性，现有热泵有一个共同问题就是热泵的输出温度不高。针对现有上述缺陷，本发明提供了一种蒸汽压力升降吸附法，其使大量余热能得到充分利用，本发明还提供了蒸汽压力升降吸附式热泵，其使用蒸汽压力升降吸附法传递热量，直接引入余热蒸汽作为循环介质，简化传热环节和系统设备构成，解决了低品位余热蒸汽利用问题，以及节能的问题。
【专利说明】一种蒸汽压力升降吸附法及使用该方法的热泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及余热利用节能的【技术领域】，具体为一种蒸汽压力升降吸附法，本发明还提供了使用该方法传递热量的蒸汽压力升降吸附式热泵。
【背景技术】
[0002]目前比较成熟的热泵主要有两种形式:一种是电驱动机械压缩式系统，另一种是液一汽吸收式系统。但这两种均有不足之处，机械压缩式需要消耗电能，设备投资大，运行费用高，系统大型化应用受到限制。液一汽吸收式系统则受到效率低的影响，设备庞大，经济性比较差。由于制冷剂、吸收剂、机械设备以及系统工艺的特性，现有热泵有一个共同问题就是热泵的输出温度不高，对于冶金、化工、建材、电力等行业存在的大量余热蒸汽，采用传统热泵提高输出温度相当困难，使得余热蒸汽不能广泛应用，大量余热白白浪费。
[0003]
【发明内容】
针对现有上述缺陷，本发明提供了一种蒸汽压力升降吸附法，其使大量余热能得到充分利用，本发明还提供了蒸汽压力升降吸附式热泵，其使用蒸汽压力升降吸附法传递热量，直接引入余热蒸汽作为循环介质，简化传热环节和系统设备构成，解决了低品位余热蒸汽利用问题，以及节能的问题。
[0004]一种蒸汽压力升降吸附法，其特征在于:由装有吸附剂的吸附器对余热蒸汽进行吸附，一部分余热蒸汽被吸附变为液态，释放出大量的热量，这些热量又对剩余部分的余热蒸汽进行加热，提高了余热蒸汽的温度。经过吸附器吸附后的高温余热蒸汽对外部介质进行加热，外部介质吸收热量后其温度得到提升，提升后的外部介质温度可以高于吸附器前余热蒸汽的温度，实现了热量从低温热源到高温热源的传递。
[0005]其进一步特征在于:将放热后的蒸汽通过蒸汽混合器与来自汽源的余热蒸汽混合，混合后的蒸汽进入吸附器继续被吸附剂吸附提高其温度；
在余热蒸汽压力下吸附水分达到饱和的吸附剂迅速减压，被吸附的部分水分就会脱附，然后将脱附的水分排出，实现了吸附剂的再生，就能够进行下一次的吸附，吸附剂得到
重复使用；
所述吸附剂包括硅胶、活性铝、合成沸石、活性炭。
[0006]蒸汽压力升降吸附式热泵，其技术方案是这样的:其包括热交换器，其特征在于:其还包括蒸汽混合器以及升温模块，所述升温模块为吸附器升温模块；所述蒸汽混合器开有蒸汽混合器进口、循环进口和蒸汽混合器出口，所述蒸汽混合器进口通过管道与蒸汽的来源连接，所述蒸汽混合器出口通过低温管道与所述升温模块相连接，所述热交换器上开有热交换器进口、热交换器出口、外部介质进口和外部介质出口，所述热交换器进口与所述升温模块通过高温管道连接，所述热交换器出口与所述蒸汽混合器上的循环进口通过管道连接。
[0007]其进一步特征在于:所述升温模块包括至少两个吸附器，在工作状态下的所述吸附器包括吸附状态下的吸附器、脱附状态下的吸附器； 所述低温管道连接进口分支，在所述低温管道和各个进口分支之间装有进口单向阀，所述进口单向阀指向所述吸附器；在靠近所述吸附器进口处连接有出水线，所述出水线两端连接在所述进口分支上，在所述出水线上靠近所述进口分支的两侧各安装有出水单向阀，在各个所述出水单向阀中间连接出水管，所述出水单向阀指向所述出水管；所述高温管道连接出口分支，在所述高温管道和各个出口分支之间装有出口单向阀，所述出口单向阀指向所述高温管道；在靠近所述吸附器出口处连接有清洗线，所述清洗线两端接在所述出口分支上，所述清洗线上靠近所述出口分支的两侧各安装有清洗单向阀，所述清洗单向阀指向所述出口分支；在所述升温模块中装有减压阀线，所述减压阀线一端连接在各个所述出口单向阀之间，一端连接在各个所述清洗单向阀之间，在所述减压阀上装有减压阀。
[0008]采用本发明后，由于利用了蒸汽作为循环媒介，这样蒸汽就被利用起来而不被浪费，而且蒸汽是在不断地循环利用，这样就提高了蒸汽使用率，综上所述，采用本发明后，能够有效利用蒸汽，并节约了能源消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的蒸汽压力升降吸附式热泵工艺流程示意图；
图2是本发明工作时，右吸附器吸附升温、左吸附器脱附再生时的工作理示意图；
图3是本发明工作时，左吸附器吸附升温、右吸附器脱附再生时的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0010]见图1?图3，蒸汽压力升降吸附式热泵，其包括蒸汽混合器1、热交换器2以及升温模块3，蒸汽混合器开有蒸汽混合器进口、循环进口和蒸汽混合器出口，蒸汽混合器进口通过管道与蒸汽来源连接，蒸汽混合器出口通过低温管道4与升温模块3相连，升温模块3为吸附器升温模块，热交换器2上开有热交换器进口、热交换器出口、外部介质进口和外部介质出口，热交换器进口与所述升温模块3通过高温管道5连接，热交换器出口与所述蒸汽混合器上的循环进口通过管道连接。
[0011]升温模块3包括两个吸附器，分别为左吸附器6和右吸附器7，吸附器内装有吸附齐IJ，左吸附器6和右吸附器7并联连接，所述低温管道4连接进口分支，在低温管道4和各个进口分支之间装有进口单向阀8和9，进口单向阀8指向吸附器6，进口单向阀9指向吸附器7 ；在靠近吸附器进口处连接有出水线10，出水线10两端连接在所述进口分支上，在出水线10上靠近所述进口分支的两侧各安装有出水单向阀15和16，在出水单向阀15和16的中间连接出水管11，出水单向阀15和16都指向出水管11 ;高温管道5连接出口分支，在高温管道5和各个出口分支之间装有出口单向阀19和20，出口单向阀19和20都指向高温管道5 ;在靠近吸附器出口处连接有清洗线12，清洗线12两端接在出口分支上，清洗线12上靠近出口分支的两侧各安装有清洗单向阀17和18，清洗单向阀17和18都指向出口分支；在升温模块中装有减压阀线13，减压阀线13 —端连接在出口单向阀19和20之间，一端连接在清洗单向阀17和18之间，在所述减压阀上装有减压阀14。
[0012]当热泵开始工作时，蒸汽通过管道进入蒸汽混合器I，然后通过低温管道4进入升温模块3。
[0013]首先关闭单向阀8、16、17、19，打开单向阀9、15、18、20和减压阀14，蒸汽进入右吸附器7，部分蒸汽被右吸附器7内的吸附剂吸附至饱和形成液态水并放出热量，这些热量将剩余蒸汽加热至成高温蒸汽，大部分高温蒸汽在离开右吸附器后通过高温管道5进入热交换器2，对从外部介质进口进入的外部介质进行加热，加热过后外部介质从外部介质出口中排出，高温蒸汽此时温度降低，经过出口和管道进入蒸汽混合器1，与新进入的低温蒸汽混合，少部分高温蒸汽离开右吸附器7后经过减压阀14进入左吸附器6，迫使左吸附器6内脱附水在压力下通过出水线10向外排出，使得左吸附器内的吸附剂能够再次吸附；当右吸附器7完成吸附、左吸附器6脱水后，关闭单向阀9、15、18、20，打开单向阀8、16、17、19，此时在蒸汽混合器I内混合的蒸汽通过低温管道4进入左吸附器6，部分蒸汽被左吸附器6内的吸附剂吸附至饱和形成液态水并放出热量，这些热量将剩余蒸汽加热至成高温蒸汽，大部分高温蒸汽在离开右吸附器后通过高温管道5进入热交换器2，对从外部介质进口进入的外部介质进行加热，加热过后外部介质从外部介质出口中排出，高温蒸汽此时温度降低,经过出口和管道进入蒸汽混合器1，与持续新进入的低温蒸汽混合，少部分高温蒸汽离开左吸附器6后经过减压阀14进入右吸附器7，迫使右吸附器7内脱附水在压力下通过出水线10向外排出，使得右吸附器内的吸附剂能够再次吸附，接着再次关闭单向阀8、16、17、19，打开单向阀9、15、18、20，上述步骤接着循环。
[0014]采用本发明后，由于利用了蒸汽作为循环媒介，这样蒸汽就被利用起来而不被浪费，而且蒸汽是在不断地循环利用，这样就提高了蒸汽使用率，综上所述，采用本发明后，有效利用蒸汽，并节约了能源消耗。
【权利要求】
1.一种蒸汽压力升降吸附法，其特征在于:由装有吸附剂的吸附器对余热蒸汽进行吸附，一部分余热蒸汽被吸附变为液态，释放出大量的热量，这些热量又对剩余部分的余热蒸汽进行加热，提高了余热蒸汽的温度，经过吸附器吸附后的高温余热蒸汽对外部介质进行加热，外部介质吸收热量后其温度得到提升，提升后的外部介质温度可以高于吸附器前余热蒸汽的温度，实现了热量从低温热源到高温热源的传递。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽压力升降吸附法，其特征在于:将放热后的蒸汽通过蒸汽混合器与来自汽源的余热蒸汽混合，混合后的蒸汽进入吸附器继续被吸附剂吸附提高其温度。
3.根据权利要求2所述的一种蒸汽压力升降吸附法，其特征在于:在余热蒸汽压力下吸附水分达到饱和的吸附剂迅速减压，被吸附的部分水分就会脱附，然后将脱附的水分排出，实现了吸附剂的再生，就能够进行下一次的吸附，吸附剂得到重复使用。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种蒸汽压力升降吸附法，其特征在于:所述吸附剂包括硅胶、活性铝、合成沸石、活性炭。
5.蒸汽压力升降吸附式热泵，其技术方案是这样的:其包括热交换器，其特征在于:其还包括蒸汽混合器以及升温模块，所述升温模块为吸附器升温模块；所述蒸汽混合器开有蒸汽混合器进口、循环进口和蒸汽混合器出口，所述蒸汽混合器进口通过管道与蒸汽的来源连接，所述蒸汽混合器出口通过低温管道与所述升温模块相连接，所述热交换器上开有热交换器进口、热交换器出口、外部介质进口和外部介质出口，所述热交换器进口与所述升温模块通过高温管道连接，所述热交换器出口与所述蒸汽混合器上的循环进口通过管道连接。
6.根据权利要求5所述的蒸汽压力升降吸附式热泵，其特征在于:所述升温模块包括至少两个吸附器，在工作状态下的所述吸附器包括吸附状态下的吸附器、脱附状态下的吸附器。
7.根据权利要求6所述的蒸汽压力升降吸附式热泵，其特征在于:所述低温管道连接进口分支，在所述低温管道和各个进口分支之间装有进口单向阀，所述进口单向阀指向所述吸附器；在靠近所述吸附器进口处连接有出水线，所述出水线两端连接在所述进口分支上，在所述出水线上靠近所述进口分支的两侧各安装有出水单向阀，在各个所述出水单向阀中间连接出水管，所述出水单向阀指向所述出水管；所述高温管道连接出口分支，在所述高温管道和各个出口分支之间装有出口单向阀，所述出口单向阀指向所述高温管道；在靠近所述吸附器出口处连接有清洗线，所述清洗线两端接在所述出口分支上，所述清洗线上靠近所述出口分支的两侧各安装有清洗单向阀，所述清洗单向阀指向所述出口分支；在所述升温模块中装有减压阀线，所述减压阀线一端连接在各个所述出口单向阀之间，一端连接在各个所述清洗单向阀之间，在所述减压阀上装有减压阀。
【文档编号】F25B27/02GK103615831SQ201310569116
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】尹华勤, 杨建平 申请人:无锡雪浪环境科技股份有限公司