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单双效联合运行的吸收式热泵机组的制作方法

时间:2022-02-03 阅读: 作者:专利查询

单双效联合运行的吸收式热泵机组的制作方法

1.本发明属于能源利用技术领域,特别涉及一种单双效联合运行的吸收式热泵机组。


背景技术:

2.目前,在传统的吸收式热泵供热系统中,以溴化锂为工质的单效溴化锂吸收式热泵系统,由于能够提供高参数的热水、具有较高的节能效益和较短的投资回收期等,得到了迅速的发展。与此同时,以溴化锂为工质的双效吸收式热泵系统,虽然具有更加显著的节能效益,却由于热水出水温度低而发展缓慢,应用场合受到了一定的限制。


技术实现要素:

3.(一)实用新型目的
4.本实用新型的目的是提供一种单双效联合运行的吸收式热泵机组,通过将双效热泵吸收器、双效热泵冷凝器、单效热泵吸收器和单效热泵冷凝器以串联、并联或串并联的方式相连通,使得热水经过双效热泵吸收器、双效热泵冷凝器、单效热泵吸收器和单效热泵冷凝器加热,可输出出水温度高的热水,这样综合了单效吸收式热泵和双效吸收式热泵的优点,在得到出水温度高的热水同时,可以达到更好的节能效益和经济效益,并且可广泛应用于更多的场合。
5.(二)技术方案
6.为解决上述问题,本实用新型提供了一种单双效联合运行的吸收式热泵机组,包括:单效吸收式热泵,其包括单效热泵发生器、单效热泵吸收器、单效热泵冷凝器和单效热泵蒸发器;双效吸收式热泵,其包括双效热泵高压发生器、双效热泵低压发生器、双效热泵吸收器、双效热泵冷凝器和双效热泵蒸发器;驱动热源管路,所述驱动热源管路连接于双效热泵高压发生器和单效热泵发生器,以驱动所述双效吸收式热泵和所述单效吸收式热泵;热水管路,所述热水管路以串联、并联或串并联的方式连接双效热泵吸收器、双效热泵冷凝器、单效热泵吸收器和单效热泵冷凝器;以及冷水管路,所述冷水管路以串联或并联的方式连接双效热泵蒸发器和单效热泵蒸发器。
7.可选的,所述热水管路依次与双效热泵吸收器、双效热泵冷凝器、单效热泵吸收器和单效热泵冷凝器连通;所述热水管路内的热水依次流经双效热泵吸收器、双效热泵冷凝器、单效热泵吸收器和单效热泵冷凝器,被逐级加热后输出。
8.可选的,所述热水管路分为并联的两个支路,其中一个支路依次与单效热泵吸收器、单效热泵冷凝器连通,另一个支路依次与双效热泵吸收器和双效热泵冷凝器连通,两个支路汇合后输出;所述热水管路内的热水分为两路,其中一路热水依次流经单效热泵吸收器和单效热泵冷凝器,另一路热水依次流经双效热泵吸收器和双效热泵冷凝器,两路热水汇合后输出。
9.可选的,所述热水管路分为并联的两个支路,其中一个支路与单效热泵吸收器连
通,另一个支路与双效热泵吸收器连通,两个支路汇合后再依次与双效热泵冷凝器和单效热泵冷凝器连通;所述热水管路内的热水分为两路,其中一路热水流经单效热泵吸收器,另一路热水流经双效热泵吸收器,两路热水汇合后依次流经双效热泵冷凝器和单效热泵冷凝器输出。
10.可选的,所述冷水管路依次与单效热泵蒸发器和双效热泵蒸发器连通;所述冷水管路内的冷水依次流经单效热泵蒸发器和双效热泵蒸发器降温后输出。
11.可选的,所述冷水管路分为并联的两个支路,其中一个支路与双效热泵蒸发器连通,另一个支路与单效热泵蒸发器连通;所述冷水管路内的冷水分为两路,其中一路冷水流经双效热泵蒸发器,另一路冷水流经单效热泵蒸发器,两路冷水汇合后输出。
12.可选的,双效吸收式热泵还包括溶液管路,所述溶液管路以串联、并联或串并联的方式连接所述双效热泵吸收器、所述双效热泵高压发生器和所述双效热泵低压发生器。
13.可选的,所述溶液管路依次与所述双效热泵吸收器、所述双效热泵低压发生器和所述双效热泵高压发生器连通;所述溶液管路内的溶液依次循环流经所述双效热泵吸收器、所述双效热泵低压发生器和所述双效热泵高压发生器;或者,所述双效热泵吸收器输出的溶液管路分为两个支路,其中一个支路与所述双效热泵低压发生器连通,另一个支路与所述双效热泵高压发生器连通,两个支路汇合后进入所述双效热泵吸收器;所述双效热泵吸收器输出的溶液分为两路,其中一路流经所述双效热泵低压发生器,另一路流经所述双效热泵高压发生器,两路溶液汇合后进入所述双效热泵吸收器。
14.可选的,所述驱动热源为高压蒸汽、高温热水、燃气或高温烟气;所述冷水为热源水或乏汽。
15.可选的,所述单效吸收式热泵和双效吸收式热泵均包括溶液热交换器,所述溶液热交换器连接于所述双效热泵吸收器和所述双效热泵低压发生器之间;和/或,所述溶液热交换器连接于所述双效热泵高压发生器和所述双效热泵低压发生器之间;和/或,所述溶液热交换器连接于所述双效热泵吸收器和所述双效热泵高压发生器之间;和/或,所述溶液热交换器连接于所述单效热泵吸收器和所述单效热泵发生器之间。
16.可选的,所述双效热泵低压发生器、所述双效热泵冷凝器、所述单效热泵发生器和所述单效热泵冷凝器均设为单级或多级;所述双效热泵低压发生器与所述双效热泵冷凝器一一对应,所述单效热泵发生器与所述单效热泵冷凝器一一对应;所述双效热泵高压发生器与所述双效热泵低压发生器设为单级或多级,所述双效热泵高压发生器与所述双效热泵低压发生器为一对一或一对多;所述双效热泵吸收器、所述双效热泵蒸发器、所述单效热泵吸收器和所述单效热泵蒸发器均设为单级或多级;所述双效热泵吸收器与所述双效热泵蒸发器一一对应;所述单效热泵吸收器与所述单效热泵蒸发器一一对应。
17.(三)有益效果
18.本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果:
19.通过将双效热泵吸收器、双效热泵冷凝器、单效热泵吸收器和单效热泵冷凝器以串联、并联或串并联的方式相连通,使得热水经过双效热泵吸收器、双效热泵冷凝器、单效热泵吸收器和单效热泵冷凝器加热,可输出出水温度高的热水,这样综合了单效吸收式热泵和双效吸收式热泵的优点,在得到出水温度高的热水同时,可以达到更好的节能效益和经济效益,并且可广泛应用于更多的场合。
附图说明
20.图1为本发明一可选实施方式的单双效联合运行的吸收式热泵机组结构示意图;
21.图2为本发明另一可选实施方式的单双效联合运行的吸收式热泵机组的结构示意图;
22.图3为本发明又一可选实施方式的单双效联合运行的吸收式热泵机组的结构示意图;
23.附图标记:
24.1-双效热泵高压发生器;2-双效热泵低压发生器:3-单效热泵发生器;4-双效热泵吸收器;5-双效热泵蒸发器;6-双效热泵冷凝器;8-单效热泵吸收器;9-单效热泵蒸发器;10-单效热泵冷凝器;11-驱动热源管路;12-热水管路;13-冷水管路;
25.71-双效高温溶液热交换器;72-双效低温溶液热交换器;73-单效溶液热交换器。
具体实施方式
26.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。
27.在本实用新型的实施例中,提供了一种单双效联合运行的吸收式热泵机组,包括单效吸收式热泵、双效吸收式热泵、驱动热源管路11、热水管路12和冷水管路13。单效吸收式热泵包括单效热泵发生器3、单效热泵吸收器8、单效热泵冷凝器10和单效热泵蒸发器9。双效吸收式热泵,其包括双效热泵高压发生器1、双效热泵低压发生器2、双效热泵吸收器4、双效热泵冷凝器6和双效热泵蒸发器5。驱动热源管路11,所述驱动热源管路11连接于双效热泵高压发生器1和单效热泵发生器3之间,以驱动所述双效吸收式热泵和所述单效吸收式热泵。热水管路12,所述热水管路12以串联、并联或串并联的方式连接双效热泵吸收器4、双效热泵冷凝器6、单效热泵吸收器8和单效热泵冷凝器10;以及冷水管路13,所述冷水管路13以串联或并联的方式连接双效热泵蒸发器5和单效热泵蒸发器9。通过将双效热泵吸收器4、双效热泵冷凝器6、单效热泵吸收器8和单效热泵冷凝器10以串联、并联或串并联的方式相连通,使得热水经过双效热泵吸收器4、双效热泵冷凝器6、单效热泵吸收器8和单效热泵冷凝器10加热,可输出出水温度高的热水,这样综合了单效吸收式热泵和双效吸收式热泵的优点,在得到出水温度高的热水同时,可以达到更好的节能效益和经济效益,并且可广泛应用于更多的场合。
28.一些实施例中,所述热水管路12依次与双效热泵吸收器4、双效热泵冷凝器6、单效热泵吸收器8、单效热泵冷凝器10连通;所述热水管路12内的热水依次流经双效热泵吸收器4、双效热泵冷凝器6、单效热泵吸收器8、单效热泵冷凝器10,被逐级加热后输出。热水最终由单效吸收式热泵输出,热水加热后的出口温度可以更高,甚至可到90℃。
29.一些实施例中,所述热水管路12分为并联的两个支路,其中一个支路依次与单效热泵吸收器8、单效热泵冷凝器10连通,另一个支路依次与双效热泵吸收器4、双效热泵冷凝器6连通,两个支路汇合后输出;所述热水管路12内的热水分为两路,其中一路热水依次流经单效热泵吸收器8、单效热泵冷凝器10,另一路热水依次流经双效热泵吸收器4、双效热泵
冷凝器6,两路热水汇合后输出。热水最终由单效吸收式热泵和双效吸收式热泵汇合后输出,热水加热后的出口温度可以更高,可节约能源。
30.一些实施例中,所述热水管路12分为并联的两个支路,其中一个支路与单效热泵吸收器8连通,另一个支路与双效热泵吸收器4连通,两个支路汇合后再依次与双效热泵冷凝器6和单效热泵冷凝器10连通;所述热水管路12内的热水分为两路,其中一路热水流经单效热泵吸收器8,另一路热水流经双效热泵吸收器4,两路热水汇合后依次流经双效热泵冷凝器6和单效热泵冷凝器10输出。热水最终由单效吸收式热泵输出,热水加热后的出口温度可以更高,甚至可到90℃,与双效吸收式热泵联合运行,可充分利用热能,达到更好的节能效益。
31.一些实施例中,所述冷水管路10依次与单效热泵蒸发器9和双效热泵蒸发器5连通;所述冷水管路10内的冷水依次流经单效热泵蒸发器9和双效热泵蒸发器5降温后输出。冷水经单效吸收式热泵的单效热泵蒸发器9流入,这样冷水的进口温度可以更低,可有效利用热源水或乏汽的余热。而双效吸收式热泵的冷水的进口温度相对来说不可太低,因此可扩大本实用新型提供的热泵机组的应用范围。
32.一些实施例中,所述冷水管路10分为并联的两个支路,其中一个支路与双效热泵蒸发器5连通,另一个支路与单效热泵蒸发器9连通;所述冷水管路10内的冷水分为两路,其中一路冷水流经双效热泵蒸发器5,另一路冷水流经单效热泵蒸发器9,两路冷水汇合后输出。
33.一些实施例中,双效吸收式热泵还包括溶液管路,所述溶液管路以串联、并联或串并联的方式连接所述双效热泵吸收器4、所述双效热泵高压发生器1和所述双效热泵低压发生器2。同理,单效吸收式热泵也包括溶液管路,溶液管路可以以串联、并联或串并联的方式连接于多级的单效热泵吸收器8和单效热泵发生器3之间。
34.一些实施例中,所述溶液管路依次与所述双效热泵吸收器4所述双效热泵低压发生器2和所述双效热泵高压发生器1连通;所述溶液管路内的溶液依次循环流经所述双效热泵吸收器4、所述双效热泵低压发生器2和所述双效热泵高压发生器1;或者,所述双效热泵吸收器4输出的溶液管路分为两个支路,其中一个支路与所述双效热泵低压发生器2连通,另一个支路与所述双效热泵高压发生器1连通,两个支路汇合后进入所述双效热泵吸收器4;所述双效热泵吸收器4输出的溶液分为两路,其中一路流经所述双效热泵低压发生器2,另一路流经所述双效热泵高压发生器1,两路溶液汇合后进入所述双效热泵吸收器4。
35.一些实施例中,所述驱动热源为高压蒸汽、高温热水、燃气或高温烟气;所述冷水为热源水或乏汽。
36.一些实施例中,所述单效吸收式热泵和双效吸收式热泵均包括溶液热交换器,所述溶液热交换器连接于所述双效热泵吸收器4和所述双效热泵低压发生器2之间,该溶液热交换器为双效低温溶液热交换器72;和/或,所述溶液热交换器连接于所述双效热泵高压发生器1和所述双效热泵低压发生器2之间,该溶液热交换器为双效高温溶液热交换器71;和/或,所述溶液热交换器连接于所述单效热泵吸收器8和所述单效热泵发生器3之间,该溶液热交换器为单效溶液热交换器73;和/或,所述溶液热交换器连接于所述双效热泵吸收器4和所述双效热泵高压发生器1之间,该溶液热交换器为双效高温溶液热交换器71。
37.一些实施例中,所述双效热泵低压发生器2、所述双效热泵冷凝器6、所述单效热泵
发生器3、所述单效热泵冷凝器10均设为单级或多级;所述双效热泵低压发生器2与所述双效热泵冷凝器6一一对应,所述单效热泵发生器3与所述单效热泵冷凝器10一一对应;所述双效热泵高压发生器1与所述双效热泵低压发生器2设为单级或多级,所述双效热泵高压发生器1与所述双效热泵低压发生器2为一对一或一对多;所述双效热泵吸收器4、所述双效热泵蒸发器5、所述单效热泵吸收器8、所述单效热泵蒸发器9均设为单级或多级;所述双效热泵吸收器4与所述双效热泵蒸发器5一一对应;所述单效热泵吸收器8与所述单效热泵蒸发器9一一对应。
38.如图1所示,在本发明一可选实施例中,驱动热源通过驱动热源管路11分两路并联进入双效热泵高压发生器1和单效热泵发生器3,作为两者的驱动热源;双效热泵高压发生器1发生的蒸汽作为双效热泵低压发生器2的驱动热源;双效热泵低压发生器2发生的蒸汽进入双效热泵冷凝器6中冷凝放热,加热热水;在双效热泵冷凝器6中产生的冷剂水,进入双效热泵蒸发器5中吸热蒸发,形成冷剂蒸汽;在双效热泵蒸发器5中产生的冷剂蒸汽进入双效热泵吸收器4,在双效热泵吸收器4中被浓溶液吸收,溶液吸收冷剂蒸汽的同时放热,加热热水;单效热泵发生器3发生的蒸汽进入单效热泵冷凝器10中冷凝放热,加热热水;在单效热泵冷凝器10中产生的冷剂水,进入单效热泵蒸发器9中吸热蒸发,形成冷剂蒸汽;在单效热泵蒸发器9中产生的冷剂蒸汽进入单效热泵吸收器8,在单效热泵吸收器8中被浓溶液吸收,溶液吸收冷剂蒸汽的同时放热,加热热水;热水通过热水管路12顺次进入双效热泵吸收器4、双效热泵冷凝器6、单效热泵吸收器8和单效热泵冷凝器10,逐级升温后供给热用户;冷水通过冷水管路13顺次进入单效热泵蒸发器9和双效热泵蒸发器5,对余热进行回收利用;进入双效热泵吸收器4的浓溶液,吸收来自双效热泵蒸发器5的冷剂蒸汽形成稀溶液;稀溶液从双效热泵吸收器4流出后,进入双效低温溶液热交换器72中升温,升温后进入双效热泵低压发生器2中发生,形成中间浓溶液;在双效热泵低压发生器2中形成的中间浓溶液进入双效高温溶液热交换器71进一步升温,升温后进入双效热泵高压发生器1中发生,形成浓溶液;浓溶液从双效热泵高压发生器1流出后,顺次进入双效高温溶液热交换器71和双效低温溶液热交换器72,作为高温侧与其低温侧的中间浓溶液和稀溶液进行换热降温,经过两次降温后的浓溶液进入双效热泵吸收器4,在双效热泵吸收器4中吸收放热,加热热水的同时形成稀溶液,从而形成一路溶液闭环循环回路;进入单效热泵吸收器8的浓溶液,吸收来自单效热泵蒸发器9的冷剂蒸汽形成稀溶液;稀溶液从单效热泵吸收器8流出后,进入单效溶液热交换器73升温,升温后进入单效热泵发生器3中发生,形成浓溶液;浓溶液从单效热泵发生器3流出后,进入单效溶液热交换器73,作为高温侧与其低温侧的稀溶液进行换热降温,降温后的浓溶液进入单效热泵吸收器8,在单效热泵吸收器8中吸收放热,加热热水的同时形成稀溶液,从而形成另一路溶液闭环循环回路。
39.如图2所示,在本发明另一可选实施例中,驱动热源通过驱动热源管路11分两路并联进入双效热泵高压发生器1和单效热泵发生器3,作为两者的驱动热源;双效热泵高压发生器1发生的蒸汽作为双效热泵低压发生器2的驱动热源;双效热泵低压发生器2发生的蒸汽进入双效热泵冷凝器6中冷凝放热,加热热水;在双效热泵冷凝器6中产生的冷剂水,进入双效热泵蒸发器5中吸热蒸发,形成冷剂蒸汽;在双效热泵蒸发器5中产生的冷剂蒸汽进入双效热泵吸收器4,在双效热泵吸收器4中被浓溶液吸收,溶液吸收冷剂蒸汽的同时放热,加热热水;单效热泵发生器3发生的蒸汽进入单效热泵冷凝器10中冷凝放热,加热热水;在单
效热泵冷凝器10中产生的冷剂水,进入单效热泵蒸发器9中吸热蒸发,形成冷剂蒸汽;在单效热泵蒸发器9中产生的冷剂蒸汽进入单效热泵吸收器8,在单效热泵吸收器8中被浓溶液吸收,溶液吸收冷剂蒸汽的同时放热,加热热水;热水通过热水管路12进入后分为两路:一路顺次进入双效热泵吸收器4和双效热泵冷凝器6逐级升温;另一路顺次进入单效热泵吸收器8和单效热泵冷凝器10逐级升温,升温后的两路热水汇合成一路共同供给热用户;冷水通过冷水管路13顺次进入单效热泵蒸发器9和双效热泵蒸发器5,对余热进行回收利用;进入双效热泵吸收器4的浓溶液,吸收来自双效热泵蒸发器5的冷剂蒸汽形成稀溶液;稀溶液从双效热泵吸收器4流出后,分成两路:一路进入双效低温溶液热交换器72中升温,升温后进入双效热泵低压发生器2中发生,形成浓溶液;另一路进入双效高温溶液热交换器71中升温,升温后进入双效热泵高压发生器1中发生,形成浓溶液;从双效热泵低压发生器2流出的浓溶液,进入双效低温溶液热交换器72,作为高温侧与其低温侧的稀溶液进行换热降温;从双效热泵高压发生器1流出的浓溶液,进入双效高温溶液热交换器71,作为高温侧与其低温侧的稀溶液进行换热降温;在双效低温溶液热交换器72和双效高温溶液热交换器71中降温后的两路浓溶液,流出后汇合成一路,共同进入双效热泵吸收器4,在双效热泵吸收器4中吸收放热,加热热水的同时形成稀溶液,从而形成一路溶液闭环循环回路;进入单效热泵吸收器8的浓溶液,吸收来自单效热泵蒸发器9的冷剂蒸汽形成稀溶液;稀溶液从单效热泵吸收器8流出后,进入单效溶液热交换器73中升温,升温后进入单效热泵发生器3中发生,形成浓溶液;浓溶液从单效热泵发生器3流出后,进入单效溶液热交换器73,作为高温侧与其低温侧的稀溶液进行换热降温,降温后的浓溶液进入单效热泵吸收器8,在单效热泵吸收器8中吸收放热,加热热水的同时形成稀溶液,从而形成另一路溶液闭环循环回路。
40.如图3所示,在本发明又一可选实施例中,驱动热源通过驱动热源管路11分两路并联进入双效热泵高压发生器1和单效热泵发生器3,作为两者的驱动热源;双效热泵高压发生器1发生的蒸汽作为双效热泵低压发生器2的驱动热源;双效热泵低压发生器2发生的蒸汽进入双效热泵冷凝器6中冷凝放热,加热热水;在双效热泵冷凝器6中产生的冷剂水,进入双效热泵蒸发器5中吸热蒸发,形成冷剂蒸汽;在双效热泵蒸发器5中产生的冷剂蒸汽进入双效热泵吸收器4,在双效热泵吸收器4中被浓溶液吸收,溶液吸收冷剂蒸汽的同时放热,加热热水;单效热泵发生器3发生的蒸汽进入单效热泵冷凝器10中冷凝放热,加热热水;在单效热泵冷凝器10中产生的冷剂水,进入单效热泵蒸发器9中吸热蒸发,形成冷剂蒸汽;在单效热泵蒸发器9中产生的冷剂蒸汽进入单效热泵吸收器8,在单效热泵吸收器8中被浓溶液吸收,溶液吸收冷剂蒸汽的同时放热,加热热水;热水通过热水管路12进入后分为两路:一路进入双效热泵吸收器4中升温;另一路进入单效热泵吸收器8中升温,升温后的两路热水汇合成一路,再顺次进入双效热泵冷凝器6和单效热泵冷凝器10中逐级升温,升温后的热水供给热用户;冷水通过冷水管路13进入后分为两路,并联进入单效热泵蒸发器9和双效热泵蒸发器5中分别降温,对余热进行回收利用,降温后再汇合成一路流出;进入双效热泵吸收器4的浓溶液,吸收来自双效热泵蒸发器5的冷剂蒸汽形成稀溶液;稀溶液从双效热泵吸收器4流出后,分成两路:一路进入双效低温溶液热交换器72中升温,升温后进入双效热泵低压发生器2中发生,形成浓溶液;另一路进入双效高温溶液热交换器71中升温,升温后进入双效热泵高压发生器1中发生,形成浓溶液;从双效热泵低压发生器2流出的浓溶液,进入双效低温溶液热交换器72,作为高温侧与其低温侧的稀溶液进行换热降温;从双效热泵高压
发生器1流出的浓溶液,进入双效高温溶液热交换器71,作为高温侧与其低温侧的稀溶液进行换热降温;在双效低温溶液热交换器72和双效高温溶液热交换器71中降温后的两路浓溶液,流出后汇合成一路,共同进入双效热泵吸收器4,在双效热泵吸收器4中吸收放热,加热热水的同时形成稀溶液,从而形成一路溶液闭环循环回路;进入单效热泵吸收器8的浓溶液,吸收来自单效热泵蒸发器9的冷剂蒸汽形成稀溶液;稀溶液从单效热泵吸收器8流出后,进入单效溶液热交换器73中升温,升温后进入单效热泵发生器3中发生,形成浓溶液;浓溶液从单效热泵发生器3流出后,进入单效溶液热交换器73,作为高温侧与其低温侧的稀溶液进行换热降温,降温后的浓溶液进入单效热泵吸收器8,在单效热泵吸收器8中吸收放热,加热热水的同时形成稀溶液,从而形成另一路溶液闭环循环回路。
41.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。