一种复合式热泵系统的制作方法

本实用新型涉及能源环保技术领域，尤其是涉及一种复合式热泵系统。

背景技术：

现有的第二类吸收式热泵在废热温度较低时，产生蒸汽压力比较低，如果需要较高的蒸汽压力，需采用两级吸收的方式，即采用两台常规的二类热泵串联，第一级热泵产生高温热水后，作为废水加热第二级热泵，最后第二级热泵产生较高温度的水，将该较高温度的水闪蒸得到较高压力的蒸汽，采用两级吸收的方式会导致热泵系统的效率较低，能量消耗和冷却水消耗较大。并且，当第一级热泵产生的高温热水的温度较低时，无法产生压力足够高的蒸汽，其使用的范围受限。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种复合式热泵系统。该复合式热泵系统中，蒸发器产生的水蒸气经第一蒸汽压缩机加压后，被吸收器吸收放出热量，利用这部分热量，可以提高吸收器内换热管内液体的温度，换热管内液体流入第一蒸汽罐内被闪蒸产生低压蒸汽，该低压蒸汽经升压后流入第二蒸汽罐，得到高压蒸汽。通过对蒸汽的直接压缩的方式及吸收式热泵流程，能够直接和间接抬升蒸汽品位，使得消耗的能量较少。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种复合式热泵系统，包括：发生器、吸收器、第一蒸汽罐、蒸发器、冷凝器和第一蒸汽压缩机；发生器的底端与吸收器内的第一布液器连通，发生器内设的第二布液器与吸收器的底端连通，形成第一流体闭合循环回路；发生器与所述冷凝器连通，所述冷凝器与所述蒸发器连通；蒸发器还与吸收器连通，以使蒸发器内蒸汽流动至吸收器；第一蒸汽罐的两端分别与吸收器内的换热管连通，形成第二流体闭合回路。第一蒸汽压缩机设置在吸收器和蒸发器之间；第一蒸汽压缩机将从蒸发器内流出的水蒸气压力提升后输送至吸收器中。

进一步地，还包括：第二蒸汽罐和第二蒸汽压缩机；第二蒸汽压缩机设置在第一蒸汽罐和第二蒸汽罐之间；第二蒸汽压缩机将从第一蒸汽罐内流出的水蒸气压力提升后输送至第二蒸汽罐；第二蒸汽罐内压高于第一蒸汽罐的内压。

进一步地，还包括：热交换器，设置在发生器和吸收器之间，以使得从发生器流向吸收器内的液体与从吸收器流向发生器的液体热交换。

进一步地，还包括：第一泵，设置在发生器和吸收器之间，将发生器内的流体输送至吸收器内设的布液器处。

进一步地，还包括：第二泵，设置在冷凝器和蒸发器之间，将冷凝器内的流体输送至蒸发器内设的布液器处。

进一步地，还包括：第三泵，其输入端与蒸发器的底部连通，其输出端与蒸发器内设的布液器连通，将蒸发器内的流体输送至蒸发器内设的布液器处。

进一步地，还包括：第四泵，设置在第一蒸汽罐和吸收器之间，将第一蒸汽罐内的流体输送吸收器内的换热管中，并通过换热管流回第一蒸汽罐。

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本实用新型实施例提供的复合式热泵系统中，吸收器吸收蒸发器产生的水蒸气后放出热量，利用这部分热量提高吸收器内换热管内液体的温度，换热管内液体流入第一蒸汽罐内被闪蒸产生低压蒸汽，该低压蒸汽经第一蒸汽压缩机进一步升压后流入第二蒸汽罐，第二蒸汽罐将这部分蒸汽再次将蒸发得到高压蒸汽。能够直接和间接抬升蒸汽品味，消耗的能量较少。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式的复合式热泵系统结构示意图。

附图标记：

1：发生器；2：吸收器；3：第一蒸汽罐；4：蒸发器；5：冷凝器；6：第一蒸汽压缩机；7：第二蒸汽罐；8：第二蒸汽压缩机；9：热交换器；10：第一泵；11：第二泵；12：第三泵；13：第四泵；14：第一废热水管路；15：冷却水管路；16：第二废热水管路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

图1是根据本实用新型第一实施方式的复合式热泵系统结构示意图。

如图1所示，该复合式热泵系统，包括：发生器1、吸收器2、第一蒸汽罐3、蒸发器4、冷凝器5和第一蒸汽压缩机6；发生器1的底端与吸收器2内的第一布液器连通，发生器1内设的第二布液器与吸收器2的底端连通，形成第一流体闭合循环回路；发生器1与冷凝器5连通，冷凝器5与蒸发器4连通；蒸发器4还与吸收器2连通，以使蒸发器内蒸汽流动至吸收器2；第一蒸汽罐3的输入端与吸收器2内的换热管的输出端连通；第一蒸汽罐3的输出端与吸收器2内的换热管的输入端连通，形成第二流体闭合回路。

其中，发生器1与冷凝器5可以通过管道连通，或者将发生器1和冷凝器5的腔体设置在一个筒体内，中间通过带孔的隔板连通。

第一蒸汽压缩机6为水蒸气压缩机，利用电能将从蒸发器4流出的水蒸气的压力提升后输送至吸收器2内。采用第一蒸汽压缩机6，一方面使得将蒸发器4内的水蒸气提升压力后输入到吸收器2内，使得吸收器2内的压力升高，能够进一步提升吸收器2内的吸收效率，提高吸收器2内换热管的温度，可以提升第一蒸汽罐3的蒸汽压力。另一方面，使得蒸发器4内的蒸汽压力下降，使蒸发器4在相同温度的第二废热水管路16内的废热水下，可以产生更多的水蒸气，废热水的出水温度更低，能够利用更多的废热。因此，采用第一蒸汽压缩机6能够直接提升蒸汽的品味，进一步提升余热回收效率，能够更加节能。

在一个优选的实施例中，复合式热泵系统还包括：第二蒸汽罐7和第二蒸汽压缩机8；第二蒸汽压缩机8设置在第一蒸汽罐3和第二蒸汽罐7之间；第二蒸汽压缩机8将从第一蒸汽罐3内流出的水蒸气压力提升后输送至第二蒸汽罐7；第二蒸汽罐3内压高于第一蒸汽罐3的内压。使得从第二蒸汽罐3内流出的蒸汽温度更高，使用范围更广。

可选的，第二蒸汽压缩机8为水蒸气压缩机，利用电能将从第一蒸汽罐3流出的水蒸气压力提升后输送至第二蒸汽罐6中。

本实用新型实施例提供的上述复合式热泵系统，设置有第一蒸汽压缩机和第二蒸汽压缩机，与现有的两级式吸收热泵，在达到相同的较高压力的前提下，现有的两级式吸收热泵的余热利用效率较低，差不多在0.3左右，而本实用新型实施例的吸收式热泵系统，余热利用率较高，差不多在0.5左右，因此，相比于现有的两级式吸收热泵，本实用新型实施例提供的吸收热泵较为节能。

举例来说，如果采用一级的热泵系统技术，1份废热热量可以产生0.5份蒸汽热量，其余热量排放了，那么其余热利用效率在0.5,虽然其效率较高，但是其产生的蒸汽压力较低。采用现有的二级热泵技术，1份废热约可产生0.3份蒸汽热量，其余0.7份的热量排放了，其余热利用效率较低，为0.3，但是产生的蒸汽压力较高。而本发明在一级热泵系统的基础上设置有第一蒸汽压缩机和第二蒸汽压缩机，能够产生0.5份以上的、压力较高的蒸汽，相比于一级热泵系统，仅仅利用少量的电能，蒸汽的压力大幅度提升，相比于二级热泵系统，在获得相同压力的蒸汽时，余热的利用率提高，使用更少的废热水就能得到相同压力的蒸汽，与二级热泵系统相比，消耗的能量较少。

在一个实施例中，复合式热泵系统还包括：热交换器9，设置在发生器1和吸收器2之间，以使得从发生器1流向吸收器2内的液体与从吸收器2流向发生器1的液体热交换。

可选的，热交换器9为管壳式热交换器，从吸收器2流向发生器1的流体经过热交换器的换热管中流入发生器1，从发生器1流向吸收器2的流体经过热交换器的壳体内且换热管外流入吸收器2。

可选的，从发生器1流向吸收器2的流体经过热交换器的换热管中流入吸收器2，从吸收器2流向发生器1的流体经过热交换器的壳体内且换热管外流入发生器1。

在一个实施例中，复合式热泵系统还包括：第一泵10，设置在发生器1和吸收器2之间，将发生器1内的流体输送至吸收器2内设的布液器处。

在一个实施例中，复合式热泵系统还包括：第二泵11，设置在冷凝器5和蒸发器4之间，将冷凝器5内的流体输送至蒸发器4内设的布液器处。

在一个实施例中，复合式热泵系统还包括：第三泵12，其输入端与蒸发器4的底部连通，其输出端与蒸发器4内设的布液器连通，将蒸发器4内的流体输送至蒸发器4内设的布液器处。

在一个实施例中，复合式热泵系统还包括：第四泵13，设置在第一蒸汽罐3和吸收器2之间，将第一蒸汽罐3内的流体输送到吸收器2内的换热管中，并通过换热管流回第一蒸汽罐3。

进一步地，上述复合式热泵还包括第一废热水管路14、冷却水管路15和第二废热水管路16。

第一废热水管路14与发生器1内的换热管连通，以实现第一废热水管路内的废热水与发生器内液体热交换。冷却水管路15与冷凝器5内的换热管连通，以实现冷却水与冷凝器内的液体热交换，第二废热水管路与蒸发器4内的换热管连通，以实现蒸发器4内的液体与第二废热水管路中的废热水实现热交换。

可选的，还可以将第一废热水管路的出口与第二废热水管路的入口连通，将第二废热水管路的出口与第一废热水管路的入口连通，作为废热水循环管路。

以下将说明一下本实用新型实施例提供的复合式热泵系统的工作方式：

发生器内的溶液通过第一泵10加压经过热交换器9吸收从吸收器2流入发生器1内的液体的热量后进入吸收器2，在吸收器2内部的换热管外吸收来自蒸发器4中冷剂水蒸发产生的蒸汽，变成稀溶液释放热量，这部分热量被吸收器2换热管内热水吸收后进入第一蒸汽罐3，第一蒸汽罐3对该稀溶液闪蒸产生蒸汽，这部分蒸汽在经过第二蒸汽压缩机8的升压后，进入第二蒸汽罐7。

蒸发器4蒸发冷剂得到的蒸汽经第一蒸汽压缩机6进入吸收器2，提高吸收器2内部换热管中的热水的出温度，使得该热水进入第一蒸汽罐3产生的饱和蒸汽温度和压力相应提高。

吸收器2中的稀溶液经过热交换器9放出热量后进入发生器1，吸收第一废热水含有的热量，在发生器1中产生冷剂蒸汽流入冷凝器5，同时，发生器1内的稀溶液变成浓溶液。发生器1底部流出的浓溶液通过第一泵10加压经过热交换器9流入吸收器，溶液完成循环。

从发生器1流入冷凝器5的冷剂蒸汽在冷凝器5中冷凝成冷剂水，冷剂水通过第二泵11加压后进入蒸发器4，在蒸发器4内流出的冷剂水由第三泵12加压后在通过其内部的布液器流回蒸发器4。冷剂水在蒸发器4中吸收第二废热水的热量，然后蒸发形成冷剂蒸汽。该冷剂蒸汽由第一蒸汽压缩机6提高压力后进入吸收器2，吸收器2管外浓度溶液吸收冷剂蒸汽的热量，提高吸收器2管内热水的温度，同时吸收器2内的浓溶液吸收蒸汽后变成稀溶液。

第一蒸汽罐3内的饱和水经第四泵13输送进入吸收器2的换热管中，在吸收器2内温度升高，在第一蒸汽罐3内闪发为低压蒸汽，经第二蒸汽压缩机8进一步升压为高压蒸汽，进入第二蒸汽罐。

本实用新型实施例提供的复合式热泵系统中，吸收器吸收蒸发器产生的水蒸气后放出热量，利用这部分热量提高吸收器内换热管内液体的温度，换热管内液体流入第一蒸汽罐内被闪蒸产生低压蒸汽，该低压蒸汽经第一蒸汽压缩机进一步升压后流入第二蒸汽罐，第二蒸汽罐将这部分蒸汽再次将蒸发得到高压蒸汽。能够直接和间接抬升蒸汽品味，消耗的能量较少。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。