吸收式热泵及其发生器和循环方法技术

本发明专利技术公开了一种吸收式热泵及发生器和循环方法，所述吸收式热泵系统的发生器包括吸收溶液闪蒸腔室、发生换热器和第二吸收溶液喷淋装置，发生换热器设于吸收溶液闪蒸腔室的外部，吸收溶液闪蒸腔室内的上部设有第二吸收溶液喷淋装置，第二吸收溶液喷淋装置与设于吸收溶液闪蒸腔室外部的第二吸收溶液喷淋管道连接，第二吸收溶液喷淋管道将吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液输送至第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋，第二吸收溶液喷淋管道上设有第二吸收溶液喷淋泵，第二吸收溶液喷淋管道与发生换热器的冷流体侧连接。本发明专利技术能够以更低品位的发生热源来获得工业余热更大的温度品位提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热能工程的热泵循环
，特别涉及一种吸收式热泵及其发生器和循环方法。
技术介绍
吸收式热泵，包括吸收式制冷系统、第一类吸收式热泵系统、第二类吸收式热泵系统以及其他形式的吸收式热泵，是一种利用热作为驱动力，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统，是回收利用低品位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。如图1所示，吸收式热泵系统通常包括蒸发器100、吸收器200、发生器300、冷凝器400、换热器、管道及屏蔽泵等部件。其中，蒸发器100与吸收器200之间通过第一工质蒸气通道700连通，发生器300与冷凝器400之间通过第二工质蒸气通道800连通，蒸发器100的蒸发腔室101内设有蒸发换热器102，吸收器200的吸收腔室201内设有吸收换热器202，发生器300的发生腔室301内设有发生换热器302，冷凝器400的冷凝腔室401内设有冷凝换热器402。蒸发器冷凝工质、吸收器吸收溶液、发生器吸收溶液和冷凝器工质蒸气通过蒸发换热器102、吸收换热器202、发生换热器302和冷凝换热器402分别与外部的蒸发热源、吸收热源、发生热源和冷凝热源进行换热。根据热源在放热或者吸热时产生的换热器入口与出口的温差，所采用的热源可分为变温热源和恒温热源，通常，热源的换热器入口与出口的温差小于3℃的热源可视为恒温热源，而换热器入口与出口的温差大于3℃的热源则为变温热源。现有的吸收式热泵中，发生器300的蒸发换热器302设于发生器300的蒸发腔室301内，对吸收溶液进行加热蒸发。现有的吸收式热泵的发生换热器302由于采用管壳式换热，难以提高换热强度和减小换热温差。对于第二类吸收式热泵系统，通过在蒸发器100投入工业余热，可从吸收器200输出高温热量，所输出高温热量的温度品位与所投入工业余热的温度品位之差称为热泵温升。而在发生器300投入的作为驱动力的发生热源通常利用同一工业余热或者温度品位比所述工业余热温度品位更低的低温热源。为了提升第二类吸收式热泵的热泵温升，就必需提高吸收器吸收溶液的浓度。可是，对于现有的所有种类的吸收式热泵，在原理上发生器吸收溶液的浓度总要比吸收器吸收溶液的浓度高(高出的部分称为放气范围，一般为3％至5％)，所以，进一步提升热泵温升就必须以在发生器300投入更高温度品位的发生热源为代价。更重要的是，当发生器300的吸收溶液浓度接近或达到吸收剂的饱和浓度时，吸收剂结晶会在发生换热器302的表面析出并成长，致使发生过程的传热传质受阻。不仅如此，所生成的大颗粒吸收剂结晶还会使吸收溶液循环泵、吸收溶液喷淋装置以及吸收溶液循环管道等面临堵塞的问题。还有，对于第二类吸收式热泵系统以及以高温热源为发生热源、以将低温热源提升至中温热源为目的第一类吸收式热泵或者吸收式制冷循环系统，当使用的发生热源为变温热源时，由于设置在发生器300的发生腔室301内的管壳式发生换热器302难以实现发生热源与吸收溶液之间的逆流换热而难以提高换热强度和减小换热温差，从而导致发生器的体积增大和成本上升。为了解决上述现有吸收式热泵发生器存在的问题，本专利技术将发生换热器移至发生腔室的外部，通过第二吸收溶液喷淋泵将发生器的吸收溶液经所述发生换热器与发生热源换热后在发生器内的闪蒸腔室进行喷淋闪蒸，以显著强化吸收溶液工质蒸发的传热传质过程。在热负荷一定的条件下，发生热源的变温幅度越大所需的吸收溶液喷淋流量就越小，所述第二吸收溶液喷淋泵所需的动力也就越小。因此，本专利技术尤其适用于采用变温幅度大的发生热源的吸收式热泵。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种吸收式热泵系统的发生器，主要目的是为了避免因吸收溶液的浓度过高而在发生换热器的换热面上生成吸收剂结晶，以及实现在吸收器吸收溶液浓度高于发生器吸收溶液浓度的条件下工作，同时，提高发生器吸收溶液工质蒸发的传热传质过程，以降低发生器的体积和成本。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供了一种吸收式热泵的发生器，包括吸收溶液闪蒸腔室、第二吸收溶液喷淋装置、第二吸收溶液喷淋管道、第二吸收溶液喷淋泵以及发生换热器，发生换热器设于吸收溶液闪蒸腔室的外部，吸收溶液闪蒸腔室内的上部设有第二吸收溶液喷淋装置，第二吸收溶液喷淋装置与设于吸收溶液闪蒸腔室外部的第二吸收溶液喷淋管道连接，第二吸收溶液喷淋管道将吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液输送至第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋，第二吸收溶液喷淋管道上设有第二吸收溶液喷淋泵，第二吸收溶液喷淋管道与发生换热器的冷流体侧连接，发生热源的发生热媒管道与发生换热器的热流体侧连接。作为优选，所述发生换热器为逆流换热器。作为优选，所述发生器还包括固液分离装置，所述发生器的吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液中的吸收剂结晶时，所述固液分离装置将所述吸收溶液分离成含有吸收剂结晶和不含吸收剂结晶的两部分，其中不含吸收剂结晶的吸收溶液经第二吸收溶液喷淋管道输送至第二吸收溶液喷淋装置，含有吸收剂结晶的吸收溶液由第一溶液循环管道输送至吸收器内。作为优选，所述固液分离装置包括：挡液板，与发生器的形成吸收溶液闪蒸腔室的容器体的内壁面连接，挡液板与发生器的吸收溶液闪蒸腔室内壁面之间形成夹层，吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液由挡液板的下端的夹层入口进入夹层内；溢流槽，形成于发生器的容器体的外壁面上，用于容纳由夹层内
溢出的吸收溶液；溢流口，开设于发生器的容器体的侧壁上，溢流口连通夹层和溢流槽；第二吸收溶液喷淋管道与溢流槽连通，第一溶液循环管道与吸收溶液闪蒸腔室的底部连通；其中当吸收溶液的吸收剂结晶时，吸收剂结晶沿挡液板以及发生器的容器体内壁面落到发生器的底部，落到底部的吸收剂结晶随吸收溶液通过第一溶液循环管道输送至吸收器，吸收溶液由挡液板下端进入夹层内，夹层内上部分不含有吸收剂结晶的吸收溶液从溢流口进入溢流槽，并通过第二吸收溶液喷淋管道输送至第二吸收溶液喷淋装置。作为优选，所述发生器的吸收溶液闪蒸腔室的下部的横截面逐渐缩小，呈漏斗形，所述挡液板倾斜设置。作为优选，所述发生器的形成吸收溶液闪蒸腔室的容器体为圆筒形。一方面，本专利技术实施例提供了一种吸收式热泵，包括蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器，所述蒸发器和吸收器通过第一工质蒸气通道连通，所述冷凝器和发生器通过第二工质蒸气通道连通，所述发生器和吸收器之间通过第一溶液循环管道和第二溶液循环管道连通，所述第一溶液循环管道将吸收溶液由发生器输送至吸收器，所述第二溶液循环管道将吸收溶液由吸收器输送至发生器，所述第一溶液循环管道和第二溶液循环管道上设有溶液换热器，第一溶液循环管道和第二溶液循环管道内输送的吸收溶液通过溶液换热器进行热量交换，所述蒸发器和冷凝器通过工质管道连接，所述工质管道将所述冷凝器内的工质输送至蒸发器，所述发生器为上述的发生器。作为优选，所述吸收式热泵为第二类吸收式热泵，所述第二溶液循环管道上设有节流阀，所述节流阀设于吸收器与所述溶液换热器之间。由此可避免由于吸收溶液降温而引起节流阀结晶堵塞。作为优选，所述冷凝器包括冷凝腔室、冷凝换热器、冷凝工质喷淋装置、冷凝工质喷淋管道和冷凝工质喷淋泵，所述冷凝工质喷淋装
置设于冷凝腔室内，所述冷凝工质喷淋管道设于冷凝腔室外部，所述冷凝换热器和冷凝工质喷淋泵设本文档来自技高网...

【技术保护点】
吸收式热泵的发生器，其特征在于，包括吸收溶液闪蒸腔室、第二吸收溶液喷淋装置、第二吸收溶液喷淋管道、第二吸收溶液喷淋泵以及发生换热器，发生换热器设于吸收溶液闪蒸腔室的外部，吸收溶液闪蒸腔室内的上部设有第二吸收溶液喷淋装置，第二吸收溶液喷淋装置与设于吸收溶液闪蒸腔室外部的第二吸收溶液喷淋管道连接，第二吸收溶液喷淋管道将吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液输送至第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋，第二吸收溶液喷淋管道上设有第二吸收溶液喷淋泵，第二吸收溶液喷淋管道与发生换热器的冷流体侧连接，发生热源的发生热媒管道与发生换热器的热流体侧连接。

【技术特征摘要】
1.吸收式热泵的发生器，其特征在于，包括吸收溶液闪蒸腔室、第二吸收溶液喷淋装置、第二吸收溶液喷淋管道、第二吸收溶液喷淋泵以及发生换热器，发生换热器设于吸收溶液闪蒸腔室的外部，吸收溶液闪蒸腔室内的上部设有第二吸收溶液喷淋装置，第二吸收溶液喷淋装置与设于吸收溶液闪蒸腔室外部的第二吸收溶液喷淋管道连接，第二吸收溶液喷淋管道将吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液输送至第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋，第二吸收溶液喷淋管道上设有第二吸收溶液喷淋泵，第二吸收溶液喷淋管道与发生换热器的冷流体侧连接，发生热源的发生热媒管道与发生换热器的热流体侧连接。2.根据权利要求1所述的吸收式热泵的发生器，其特征在于，所述发生换热器为逆流换热器。3.根据权利要求1所述的吸收式热泵的发生器，其特征在于，所述发生器还包括固液分离装置，所述发生器的吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液中的吸收剂结晶时，所述固液分离装置将所述吸收溶液分离成含有吸收剂结晶和不含吸收剂结晶的两部分，其中不含吸收剂结晶的吸收溶液经第二吸收溶液喷淋管道输送至第二吸收溶液喷淋装置，含有吸收剂结晶的吸收溶液由第一溶液循环管道输送至吸收器内。4.根据权利要求3所述的吸收式热泵的发生器，其特征在于，所述固液分离装置包括：挡液板，与发生器的形成吸收溶液闪蒸腔室的容器体的内壁面连接，挡液板与发生器的吸收溶液闪蒸腔室内壁面之间形成夹层，吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液由挡液板的下端的夹层入口进入夹层内；溢流槽，形成于发生器的容器体的外壁面上，用于容纳由夹层内溢出的吸收溶液；溢流口，开设于发生器的容器体的侧壁上，溢流口连通夹层和溢流槽；第二吸收溶液喷淋管道与溢流槽连通，第一溶液循环管道与吸收溶液闪蒸腔室的底部连通；其中当吸收溶液的吸收剂结晶时，吸收剂结晶沿挡液板以及发生器的容器体内壁面落到发生器的底部，落到底部的吸收剂结晶随吸收溶液通过第一溶液循环管道输送至吸收器，吸收溶液由挡液板下端进入夹层内，夹层内上部分不含有吸收剂结晶的吸收溶液从溢流口进入溢流槽，并通过第二吸收溶液喷淋管道输送至第二吸收溶液喷淋装置。5.根据权利要求4所述的吸收式热泵的发生器，其特征在于，所述发生器的吸收溶液闪蒸腔室的下部的横截面逐渐缩小，呈漏斗形，所述挡液板倾斜设置。6.吸收式热泵，包括蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器，所述蒸发器和吸收器通过第一工质蒸气通道连通，所述冷凝器和发生器通过第二工质蒸气通道连通，所述发生器和吸收器之间通过第一溶液循环管道和第二溶液循环管道连通，所述第一溶液循环管道将吸收溶液由发生器输送至吸收器，所述第二溶液循环管道将吸收溶液由吸收器输送至发生器，所述第一溶液循环管道和第二溶液循环管道上设有溶液换热器，第一溶液循环管道和第二溶液循环管道内输送的吸收溶液通过溶液换热器进行热量交换，所述蒸发器和冷凝器通过工质管道连接，所述工质管道将所述冷凝器内的工质输送至蒸发器，其特征在于，所述发生器为权利要求1至5中任一项所述的发生器。7.根据权利要求6所述的吸收式热泵，其特征在于，所述冷凝器包括冷凝腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏庆泉，
申请(专利权)人：北京联力源科技有限公司，北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11