复合式大温差溴化锂吸收式热泵的制作方法

本实用新型涉及余热回收领域，特别是复合式大温差溴化锂吸收式热泵。

背景技术：

溴化锂吸收式热泵是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统，是回收利用低温位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。目前所采用的溴化锂吸收式热泵机组分为一类热泵和二类热泵两类。一类热泵也称增热型热泵,是利用少量的高温热源(如蒸汽、高温热水、可燃性气体燃烧热等)为驱动热源，产生大量的中温有用热能。即利用高温热能驱动,把低温热源的热能提高到中温，从而提高了热能的利用效率。第一类吸收式热泵的性能系数大于1，一般为1.5～2.5。二类热泵也称升温型热泵,是利用大量的中温热源产生少量的高温有用热能。即利用中低温热能驱动,用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量，将部分中低热能转移到更高温位，从而提高了热源的利用品位。第二类吸收式热泵性能系数总是小于1，一般为0.4～0.5。两类热泵应用目的不同,工作方式亦不同，但都是工作于三热源之间，三个热源温度的变化对热泵循环会产生直接影响，升温能力增大，性能系数下降。

在工业行业内对于余热回收利用热泵应用较为普遍，但是市场上常见的是单独的一类热泵运行，如图1所示；或是单独的二类热泵运行，如图2所示。对于某些工业对于热水品质需求不同，比如，某时段需求中温品质热水，某时段需求高温品质热水，或是热水温差大的情况等，现有的热泵则无法同时满足。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种复合式大温差溴化锂吸收式热泵，其既可实现单独运行一类热泵，同时也能够同时运行一类二类热泵，获取大温差的热水，减少设备初投资，提高设备利用率。有利于企业、国家节能降耗，可持续发展，应当具有很好的发展前景。

本实用新型的技术方案是：一种复合式大温差溴化锂吸收式热泵，包括吸收器ⅰ、蒸发器ⅰ、发生器、冷凝器、吸收器ⅱ和蒸发器ⅱ，吸收器ⅰ和蒸发器ⅰ内连通，发生器和冷凝器内连通，吸收器ⅱ和蒸发器ⅱ内连通，其中，

所述蒸发器ⅰ和冷凝器内的换热管相互连接，组成闭环的热源水循环管路，蒸发器ⅰ的换热管和冷凝器内的换热管之间通过连接管路ⅰ连接，蒸发器ⅰ的底部通过管路与蒸发器ⅰ的顶部连接，冷凝器的底部通过电动三通调节阀ⅰ分别与蒸发器ⅱ和蒸发器ⅰ连接；

所述吸收器ⅰ的底部通过连接管路ⅱ与发生器的顶部连接，发生器的底部通过电动三通调节阀ⅱ分别与吸收器ⅰ和吸收器ⅱ的顶部连接，电动三通调节阀ⅱ的一出口通过连接管路ⅲ与吸收器ⅰ的顶部连接，电动三通调节阀ⅱ的另一出口通过连接管路ⅳ与吸收器ⅱ的顶部连接，吸收器ⅱ的底部通过连接管路ⅴ与发生器的顶部连接；

所述吸收器ⅰ的换热管出口通过连接管路ⅵ与吸收器ⅱ内的换热管连接，发生器的换热管出口通过连接管路ⅶ与蒸发器ⅱ的换热管入口连接；

所述蒸发器ⅱ的底部通过管路与蒸发器ⅱ的顶部连接；

所述连接管路ⅱ与连接管路ⅲ分别连接热交换器ⅲ，并通过热交换器ⅲ换热；连接管路ⅳ与连接管路ⅴ分别连接热交换器ⅱ，并通过热交换器ⅱ换热；连接管路ⅵ与连接管路ⅶ分别连接热交换器ⅰ，并通过热交换器ⅰ换热；蒸发器ⅱ换热管出口与外部通过连接管路ⅷ连接，连接管路ⅷ与连接管路ⅰ分别连接热水回热器，并通过热水回热器换热。

本实用新型中，所述连接管路ⅰ上设有冷剂泵ⅰ。冷剂泵ⅰ提供动力，将蒸发器ⅰ内的冷剂水从底部抽至顶部。

所述连接管路ⅱ上设有稀溶液泵。稀溶液泵提供动力，将吸收器ⅰ内的稀溶液通过连接管路ⅱ抽至发生器内。

所述发生器的底部通过管路与电动三通调节阀ⅱ的入口连接，且在该管路上设有浓溶液泵，浓溶液泵提供动力，将发生器内的浓溶液抽至电动三通调节阀ⅱ内。

所述冷凝器的底部通过管路与电动三通调节阀ⅰ的入口连接，且在该管路上设有冷剂泵ⅱ，电动三通调节阀ⅰ的两出口分别通过管路与蒸发器ⅱ和蒸发器ⅰ连接。

所述蒸发器ⅰ的换热管和冷凝器内的换热管的连接管路ⅰ上设有循环水泵，从而实现热源水在蒸发器ⅰ和冷凝器内的换热管内循环流动。

所述吸收器ⅰ1的换热管的出口通过管路与外部的供水管路连接，管路上设有阀。

所述蒸发器ⅱ的顶部和蒸发器ⅱ的底部的连接管路上设有冷剂泵ⅲ。冷剂泵ⅲ提供动力，将蒸发器ⅱ内的冷剂水抽至蒸发器ⅱ的顶部，并滴淋在蒸发器ⅱ的换热管上。

所述吸收器ⅰ和蒸发器ⅰ之间设有挡液板ⅰ，发生器和冷凝器之间设有挡液板ⅱ，吸收器ⅱ和蒸发器ⅱ之间设有挡液板ⅲ。

本实用新型的有益效果是：

基于溴化锂吸收式一类和二类热泵的原理，将一类热泵与二类热泵有效结合，可实现单独运行一类热泵，同时运行一类二类热泵实现大温差热水等多种模式。实际使用过程中，可以根据使用方不同的热水温度需求，可以单独运行一类热泵模式，制取中温热水；也可以同时运行大温差模式，将热水温度大幅度提高制取高温品质热水，提高设备利用率，减少能源浪费、环境热污染，实现了节能、降耗、减排的目的。

附图说明

图1是溴化锂吸收式一类热泵循环原理流程示意图；

图2为溴化锂吸收式二类热泵循环原理流程示意图。

图3为本实用新型循环原理流程示意图。

图中：1吸收器ⅰ；2蒸发器ⅰ；3发生器；4冷凝器；5吸收器ⅱ；6蒸发器ⅱ；7热交换器ⅰ；8热交换器ⅱ；9热交换器ⅲ；10热水回热器；11稀溶液泵；12冷剂泵ⅰ；13浓溶液泵；14冷剂泵ⅱ；15冷剂泵ⅲ；16循环水泵；17电动三通调节阀ⅱ；18电动三通调节阀ⅰ；19挡液板ⅰ；20挡液板ⅱ；21挡液板ⅲ；22连接管路ⅰ；23连接管路ⅱ；24连接管路ⅲ；25连接管路ⅳ；26连接管路ⅴ；27连接管路ⅵ；28连接管路ⅶ；29连接管路ⅷ；30阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

如图3所示，本实用新型所述的复合式大温差溴化锂吸收式热泵包括吸收器ⅰ1、蒸发器ⅰ2、发生器3、冷凝器4、吸收器ⅱ5和蒸发器ⅱ6，吸收器ⅰ1和蒸发器ⅰ2内连通，发生器3和冷凝器4内连通，吸收器ⅱ5和蒸发器ⅱ6内连通。为了防止液滴随冷剂蒸汽流动引起腐蚀、冷剂污染或热损失，吸收器ⅰ1和蒸发器ⅰ2之间设有挡液板ⅰ19，发生器3和冷凝器4之间设有挡液板ⅱ20，吸收器ⅱ5和蒸发器ⅱ6之间设有挡液板ⅲ21。蒸发器ⅰ2和冷凝器4内的换热管相互连接，组成闭环的热源水循环管路。蒸发器ⅰ2的换热管和冷凝器4内的换热管的连接管路ⅰ22上设有循环水泵16，从而实现热源水在蒸发器ⅰ2和冷凝器4内的换热管内循环流动。冷凝器4的底部通过电动三通调节阀ⅰ18分别与蒸发器ⅱ6和蒸发器ⅰ2连接，其中冷凝器4的底部通过管路与电动三通调节阀ⅰ18的入口连接，且在该管路上设有冷剂泵ⅱ14，冷剂泵ⅱ14提供动力，将冷凝器4内的冷剂水抽至电动三通调节阀ⅰ18内。电动三通调节阀ⅰ18的两出口分别通过管路与蒸发器ⅱ6和蒸发器ⅰ2连接，本实用新型中，可以通过程序使电动三通调节阀ⅰ18自动进行流量分配，将冷凝器4内冷凝产生的冷剂水经电动三通调节阀ⅰ18分配流至蒸发器ⅱ6和/或蒸发器ⅰ2内。

蒸发器ⅰ2的底部通过管路与蒸发器ⅰ2的顶部连接，其连接管路上设有冷剂泵ⅰ12，冷剂泵ⅰ12提供动力，将蒸发器ⅰ2内的冷剂水抽至蒸发器ⅰ2的顶部，并滴淋在蒸发器ⅰ2的换热管上。

滴淋在蒸发器ⅰ2的换热管上的冷剂水吸收换热管内热源水的热量蒸发，冷剂水蒸发成冷剂蒸汽，进入吸收器ⅰ1内，被滴淋在吸收器ⅰ1的换热管上的浓溶液吸收，换热管上的浓溶液变为稀溶液，浓溶液变为稀溶液的过程中释放热量，此时吸收器ⅰ1的换热管内的流通热水吸热。

吸收器ⅰ1的底部通过连接管路ⅱ23与发生器3的顶部连接，连接管路ⅱ23上设有稀溶液泵11，稀溶液泵11提供动力，将吸收器ⅰ1内的稀溶液通过连接管路ⅱ23抽至发生器3内。

发生器3的底部通过电动三通调节阀ⅱ17分别与吸收器ⅰ1和吸收器ⅱ5连接，其中发生器3的底部通过管路与电动三通调节阀ⅱ17的入口连接，且在该管路上设有浓溶液泵13，浓溶液泵13提供动力，将发生器3内的浓溶液抽至电动三通调节阀ⅱ17内。电动三通调节阀ⅱ17的两出口分别通过管路与吸收器ⅰ1和吸收器ⅱ5：电动三通调节阀ⅱ17的一出口通过连接管路ⅲ24与吸收器ⅰ1的顶部连接，电动三通调节阀ⅱ17的另一出口通过连接管路ⅳ25与吸收器ⅱ5的顶部连接。本实用新型中，可以通过程序使电动三通调节阀ⅱ17自动进行流量分配，将发生器3内产生的浓溶液经电动三通调节阀ⅱ17分配流至吸收器ⅰ1和/或吸收器ⅱ5内。吸收器ⅱ5的底部通过连接管路ⅴ26与发生器3连接。

连接管路ⅱ23与连接管路ⅲ24分别连接热交换器ⅲ9，并通过热交换器ⅲ9换热；连接管路ⅳ25与连接管路ⅴ26分别连接热交换器ⅱ8，并通过热交换器ⅱ8换热。

通过吸收器ⅰ1的换热管入口向吸收器ⅰ1的换热管内通入热水，吸收器ⅰ1的换热管出口通过连接管路ⅵ27与吸收器ⅱ5内的换热管连接，同时吸收器ⅰ1的换热管的出口还通过管路与外部的供水管路连接，管路上设有阀30。阀30打开时，吸收器ⅰ1换热管内的热水直接流至外部供水管路；阀30关闭时，吸收器ⅰ1换热管内的热水通过连接管路ⅵ27流至吸收器ⅱ5换热管内。

通过发生器3的换热管入口向发生器3的换热管内通入热源，发生器3的换热管出口通过连接管路ⅶ28与蒸发器ⅱ6的换热管入口连接。连接管路ⅵ27与连接管路ⅶ28分别连接热交换器ⅰ7，并通过热交换器ⅰ7换热。

蒸发器ⅱ6换热管出口与外部通过连接管路ⅷ29连接，连接管路ⅷ29与连接管路ⅰ22分别连接热水回热器10，并通过热水回热器10换热。从蒸发器ⅱ6流出的热源，经过热水回热器10，与来自冷凝器4的循环热源水进行热交换，热源温度降低，循环热源水温度升高后，进入蒸发器ⅰ2的换热管内，释放热量。

蒸发器ⅱ6的底部通过管路与蒸发器ⅱ6的顶部连接，其连接管路上设有冷剂泵ⅲ15，冷剂泵ⅲ15提供动力，将蒸发器ⅱ6内的冷剂水抽至蒸发器ⅱ6的顶部，并滴淋在蒸发器ⅱ6的换热管上。

利用该热泵单独运行一类热泵的工作模式如下所述。热源水在蒸发器ⅰ2的换热管内流动，通过程序将电动三通调节阀ⅰ18自动进行流量分配，使冷凝器4内冷凝得到的所有冷剂水流入蒸发器ⅰ2内，流入蒸发器ⅰ2的冷剂水经冷剂泵ⅰ12输送至蒸发器ⅰ2的顶部，并滴淋在蒸发器ⅰ2的换热管上，冷剂水吸收换热管内热源水的热量蒸发。冷剂水蒸发成冷剂蒸汽，进入吸收器ⅰ1内，被滴淋在吸收器ⅰ1的换热管上的浓溶液吸收，浓溶液吸收冷剂蒸汽变为稀溶液，吸收过程中释放热量，此时吸收器ⅰ1的换热管内流通的热水吸热，温度升高。

吸收器ⅰ1内产生的稀溶液由稀溶液泵11通过连接管路ⅱ23送至发生器3内，发生器3内产生的浓溶液，通过程序将电动三通调节阀ⅱ18自动进行流量分配，浓溶液泵13将发生器3内所有的浓溶液经连接管路ⅲ24送至吸收器ⅰ1内，连接管路ⅱ23内的稀溶液和连接管路ⅲ24内的浓溶液在热交换器ⅲ9内换热，浓溶液的温度传递至稀溶液，从而使流入发生器3的稀溶液的温度升高，流入吸收器ⅰ1的浓溶液的温度降低。

稀溶液由稀溶液泵11输送至发生器3的顶部，并滴淋在发生器3的换热管上，稀溶液吸收发生器3换热管内的热源热量，产生冷剂蒸汽，同时稀溶液浓缩成浓度溶液。冷剂蒸汽流入冷凝器4内，在冷凝器4中因放热凝结为水并放热，其释放的热量被冷凝器4内的循环热源水吸收并带走。发生器3流出的浓溶液输送至吸收器ⅰ1的顶部，滴淋在吸收器ⅰ1的换热管上，浓溶液吸收来自蒸发器ⅰ2的冷剂蒸汽，成为稀溶液，从而完成制热过程的溶液循环。

流入吸收器ⅰ1换热管的热水被加热后，热水温度升高。当阀30呈打开状态时，被加热的热水可以直接从吸收器ⅰ1换热管的出口流出。当阀30呈关闭状态时，吸收器ⅰ1内被加热的热水经过连接管路ⅵ27流至热交换器ⅰ7时，与来自发生器3的热源再次换热后，热水吸热温度升高，热水流至吸收器ⅱ5的换热管内并流出。发生器3内的热源经热交换器ⅰ7换热后温度降低，经过蒸发器ⅱ6的换热管和连接管路ⅷ29，流至热水回热器10，与冷凝器4换热管的循环热源水进行热交换，热源放热温度降低，循环热源水吸热温度升高。循环热源水温度升高后，进入蒸发器ⅰ2中的换热管内，放出热量。通过以上完成单独运行一类热泵的制热过程，制取中温品质的热水。

利用该热泵同时运行一类热泵和二类热泵的工作模式如下所述。来自发生器3的热源与来自吸收器ⅰ1的热水经过热交换器ⅰ7进行热交换后，温度降低的热源流入蒸发器ⅱ6的换热管内。通过程序将电动三通调节阀ⅰ18自动进行流量分配，将冷凝器4冷凝得到的一部分冷剂水流入蒸发器ⅱ6，蒸发器ⅱ6中的冷剂水经冷剂泵ⅰ15提供动力，滴淋在蒸发器ⅱ6的换热管上吸收管内热源的热量，冷剂水蒸发成冷剂蒸汽。冷剂蒸汽进入吸收器ⅱ5内，被滴淋在吸收器ⅱ5的换热管上的浓溶液吸收，浓溶液变为稀溶液并放热，吸收器ⅱ5换热管中的热水吸热。

吸收器ⅱ5内流出的稀溶液与发生器3流出的浓溶液经过热交换器ⅱ8进行热交换后，稀溶液吸热温度升高，浓溶液放热温度降低。稀溶液输送到发生器3的顶部，稀溶液被发生器管3内的热源加热，冷剂水吸热产生冷剂蒸汽，稀溶液浓缩成浓溶液，冷剂蒸汽流入冷凝器4内，在冷凝器4内放热凝结为冷剂水，释放的热量被循环热源水吸收并带走。通过程序将电动三通调节阀ⅱ17自动进行流量分配，通过浓溶液泵13将发生器3产生的一部分浓溶液经热交换器ⅱ8进行换热降温后，流入吸收器ⅱ5的顶部，滴淋在吸收器ⅱ5的换热管上，吸收来自蒸发器ⅱ6的冷剂水蒸气，从而使浓溶液成为稀溶液并放热，吸收器ⅱ5换热管内的热水吸热，温度升高。

热源水在蒸发器ⅰ2的换热管内流动，通过程序将电动三通调节阀ⅰ18自动进行流量分配，使冷凝器中4冷凝得到的另一部分冷剂水通过连接管路ⅰ22进入蒸发器ⅰ2内。流入蒸发器ⅰ2的冷剂水经冷剂泵ⅰ12输送至蒸发器ⅰ2的顶部，并滴淋在蒸发器ⅰ2的换热管上，冷剂水吸收换热管内热源水的热量蒸发。冷剂水蒸发成冷剂蒸汽，进入吸收器ⅰ1内，被滴淋在吸收器ⅰ1的换热管上的浓溶液吸收，浓溶液吸收冷剂蒸汽变为稀溶液，吸收过程中释放热量，此时吸收器ⅰ1的换热管内流通的热水吸热，温度升高。

吸收器ⅰ1内产生的稀溶液由稀溶液泵11通过连接管路ⅱ23送至发生器3内，发生器3内产生的浓溶液，通过程序将电动三通调节阀ⅱ18自动进行流量分配，浓溶液泵13将发生器3内的另一部分浓溶液经连接管路ⅲ24送至吸收器ⅰ1内，连接管路ⅱ23内的稀溶液和连接管路ⅲ24内的浓溶液在热交换器ⅲ9内换热，浓溶液的温度传递至稀溶液，从而使流入发生器3的稀溶液的温度升高，流入吸收器ⅰ1的浓溶液的温度降低。

吸收器ⅰ1内的稀溶液由稀溶液泵11输送至发生器3的顶部，同时吸收器ⅱ5内流出的稀溶液经过热交换器ⅱ8进行热交换后也流至发生器3的顶部，并滴淋在发生器3的换热管上，稀溶液吸收发生器3换热管内的热源热量，产生冷剂蒸汽，同时稀溶液浓缩成浓度溶液。冷剂蒸汽流入冷凝器4内，在冷凝器4中因放热凝结为水并放热，其释放的热量被冷凝器4内的循环热源水吸收并带走。通过程序将电动三通调节阀ⅱ17自动进行流量分配，将发生器3内的另一部分浓溶液通过热交换器ⅲ9换热后输送至吸收器ⅰ1的顶部，滴淋在吸收器ⅰ1的换热管上，浓溶液吸收来自蒸发器ⅰ2的冷剂蒸汽，成为稀溶液，从而完成制热过程的溶液循环。

流入吸收器ⅰ1换热管的热水被加热后，热水温度升高。吸收器ⅰ1内被加热的热水经过连接管路ⅵ27流至热交换器ⅰ7时，与来自发生器3的热源再次换热后，热水再次吸热温度升高，热水流至吸收器ⅱ5的换热管内，再次吸热温度升高并流出。发生器3内的热源经热交换器ⅰ7换热后温度降低，经过蒸发器ⅱ6再次放热降温后，流至热水回热器10，与冷凝器4换热管的循环热源水进行热交换，热源再次放热温度降低，循环热源水吸热温度升高。循环热源水温度升高后，进入蒸发器ⅰ2中的换热管内，放出热量。通过以上完成同时运行一类热泵和二类热泵的制热过程，制取大温差的高温品质的热水。

以上对本实用新型所提供的复合式大温差溴化锂吸收式热泵进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。