專利名稱：復合第二類吸收式熱泵的制作方法
技術領域：
本發明屬于低溫余熱利用熱泵技術領域。
技術背景-
采用吸收式熱泵技術進行余熱利用是行之有效的手段，具有比較好的節能、環保和經 濟效益。在實際應用中，不僅要求熱泵的供熱溫度要滿足熱用戶的需求、熱泵的流程和構 造力求簡化，還要求熱泵具有較高的性能指數——即要有較高的余熱利用率。
在余熱溫度較高、余熱量較為豐富時，采用第二類吸收式熱泵技術可以實現高效節能。 單一級數第二類吸收式熱泵的流程和結構一般都做到了簡單化，但它的供熱溫度和性能指 數不能得到統一熱泵級數越高，其供熱溫度則越高，但性能指數卻越低；相反地，熱泵
級數越低，其性能指數則越高，但供熱溫度卻越低。這樣，當需要將被加熱流體從較低 的溫度加熱到較高的溫度時，受到余熱資源的溫度、數量以及冷卻介質條件的限制，單一 級數熱泵的使用往往無法得到滿意的效果。不同級數的熱泵組成聯合供熱系統可以在滿足 用戶較寬溫度區間用熱需求的同時實現余熱較高程度的應用，但這導致節能供熱系統的復 雜化，系統造價高，經濟效益降低甚至于無法滿足經濟方面的要求。
另外，采用單一蒸發器的各種第二類吸收式熱泵存在著余熱獲取階段的不合理——不 同溫度的余熱在單一蒸發器內一次性地進入冷劑蒸汽中，然后被后續流程提升到熱泵的最 高供熱溫度之上或是被提升中間環節的最高溫度，導致機組對被加熱介質低溫段的加熱溫 差大、不可逆程度高，使機組的性能指數得不到更進一步提高。
因此，綜合考慮上述熱泵存在的兩方面問題，采用兩個及兩個以上蒸發器為特征的復 合模式，得到結構簡單并同時具有較寬的供熱溫度區間和較高性能指數的一體式復合機 組，以實現對余熱資源的深度利用。
發明內容
本發明的主要目的是要提供復合第二類吸收式熱泵，它主要由吸收器、發生器或精餾 塔、冷凝器、蒸發器、吸收-蒸發器或/和復合式吸收-蒸發器與中間熱交換器、溶液泵、 冷劑液泵、節流閥、調壓閥和溶液熱交換器所組成，為使第二類吸收式熱泵同時具有寬供 熱區間和高性能指數，針對第二類吸收式熱泵機組，增加一個或一個以上的一級熱泵結構 與流程，構成含有一級熱泵結構與流程的一體式復合熱泵機組。
本發明的目的是這樣實現的，它主要針對第二類吸收式熱泵無法同時具有寬供熱區間 和高余熱利用率問題，主要以發生器、冷凝器、溶液泵和冷劑液泵作為共用部件，增加一 組吸收器、蒸發器、節流閥和調壓閥或一組吸收器、蒸發器、節流閥、溶液泵并結合原熱 泵中的發生器或精餾塔、冷凝器、溶液泵和冷劑液泵構成一級第二類吸收式熱泵結構， 共用部件與其它吸收器、蒸發器、吸收-蒸發器及輔助部件構成兩級或多級單發生器型第
二類吸收式熱泵結構，單發生器型增加發生器、中間熱交換器時構成兩級或多級雙發生器 及以上型第二類吸收式熱泵結構， 一級熱泵結構的蒸發器與所復合熱泵結構的蒸發器之間 經余熱介質通道連通或彼此獨立， 一級熱泵結構的吸收器與所復合熱泵結構的吸收器之間 經溶液管道連通或彼此相對獨立，從而構成了可同時實現兩個或多個同級數但不同供熱區 間或不同級數熱泵流程的一體式復合機組；共用溶液泵將濃溶液或分別、或依次向各吸收 器提供，共用冷劑液泵將冷劑液分別向各蒸發器、吸收-蒸發器、復合吸收-蒸發器提供， 余熱介質依次或分別流經各蒸發器釋放低溫熱，被加熱介質相應地分別在一級熱泵流程與 其它熱泵流程中得到不同溫度范圍的熱量，從而可實現余熱的深度利用。
實現本發明有不同的具體方案，主要體現在兩個方面①從溶液進入各吸收器的途徑 看， 一是溶液依次流經各吸收器，二是溶液分別進入各吸收器；②從余熱介質進入各蒸發 器的途徑看， 一是串聯流程——余熱介質首先進入一級熱泵流程后再進入其它熱泵流程或 反向進行，二是并聯流程一一余熱介質分別進入一級熱泵流程和其它熱泵流程。
以兩個由一級和單發生器型兩級熱泵復合而成的復合第二類吸收式熱泵為例，如圖1 和圖2所示，本發明的目的是這樣實現的
圖l中，①在結構上，發生器、冷凝器、溶液泵和冷劑液泵為共用部件，另有一溶液 熱交換器也處于兩熱泵流程中；共用部件與二級吸收器、二級吸收-蒸發器、二級蒸發器、 二級節流閥和二級溶液熱交換器構成單發生器型二級熱泵結構與流程，增加一級部件—— 一級吸收器、 一級蒸發器、 一級調壓閥和一級節流閥，共用部件與一級部件構成一級熱泵 結構與流程；兩熱泵結構之間的復合連接是這樣實現的——兩熱泵結構共用發生器、冷凝
器、溶液泵和冷劑液泵， 一級蒸發器與級蒸發器分別有通道連通余熱介質和彼此之間通
過余熱介質通道連通， 一級吸收器與二級吸收器分別有通道連通被加熱介質和彼此之間經 被加熱介質通道連通，共用發生器和共用冷凝器之間有冷劑蒸汽通道連通；共用發生器還 有濃溶液通道通過共用溶液泵、共用溶液熱交換器分別經一級調壓閥連通一級吸收器和經 二級溶液熱交換器連通二級吸收器、有稀溶液通道分別經共用溶液熱交換器連通一級吸收 器和經共用溶液熱交換器、二級溶液熱交換器連通二級吸收-蒸發器，共用冷凝器有冷劑 液通道通過冷劑液泵分別經一級節流閥連通一級蒸發器、經兩個二級節流閥連通二級蒸發
器和直接與二級吸收-蒸發器相連；除上述連接外， 一級吸收器與一級蒸發器之間有冷劑 蒸汽通道相連，二級吸收器還有溶液通道經二級溶液熱交換器和有冷劑蒸汽通道分別連通 二級吸收-蒸發器，二級吸收-蒸發器還有冷劑蒸汽通道連通二級蒸發器，共用發生器還有 管道連通余熱介質，共用冷凝器還有管道連通冷卻介質。②在流程上， 一級熱泵流程—— 冷劑液泵將來自共用冷凝器的一部分冷劑液經一級節流閥打入一級蒸發器吸收流經其內 的余熱介質的熱成為蒸汽，冷劑蒸汽進入一級吸收器被來自共用發生器的濃溶液吸收并放 熱于被加熱介質，稀溶液經共用溶液熱交換器進入共用發生器并在余熱介質的加熱下釋放 出冷劑蒸汽進入共用冷凝器、被冷卻介質冷凝成液體，濃溶液通過共用溶液泵經一級調壓 閥打入一級吸收器；二級熱泵流程——冷劑液泵將來自共用冷凝器的另一部分冷劑液分別
經二級節流閥打入二級蒸發器和直接提供給二級吸收-蒸發器，進入二級蒸發器的冷劑介 質得到余熱介質的熱后成為蒸汽向二級吸收-蒸發器提供、被來自二級吸收器的溶液吸收 并放熱，進入二級吸收-蒸發器的冷劑液吸熱后成為蒸汽向二級吸收器提供、被來自共用 發生器的濃溶液吸收并放熱于被加熱介質，降低濃度后的溶液經二級溶液熱交換器進入二 級吸收-蒸發器、濃度進一步降低后經二級和共用溶液熱交換器后進入共用發生器，稀溶 液在共用發生器內受余熱介質的加熱釋放出冷劑蒸汽進入共用冷凝器、被冷卻介質冷凝成 液體，濃溶液通過共用溶液泵經各個溶液熱交換器后向二級吸收器提供；復合熱泵流程一 —來自共用冷凝器的冷劑液通過共用冷劑液泵分別將對應的冷劑液經一級節流閥打入一 級蒸發器、經二級節流閥打入二級蒸發器和直接向二級吸收-蒸發器提供——冷劑介質進 入一級和二級熱泵流程，來自共用發生器的濃溶液通過共用溶液泵經溶液熱交換器后分別 再經二級溶液熱交換器進入二級吸收器和再經一級調壓閥進入一級吸收器——溶液進入 一級和二級熱泵流程，進入一級熱泵流程的冷劑介質在一級蒸發器內被余熱加熱成蒸汽進 入一級吸收器被濃溶液吸收、放熱后成為稀溶液再回到共用發生器，進入二級熱泵流程的 冷劑介質在二級蒸發器和二級吸收-蒸發器內吸熱成為蒸汽分別向二級吸收-蒸發器和二 級吸收器提供、被相應濃度的溶液吸收、放熱后成為稀溶液回到共用發生器，兩流程的稀 溶液在共用發生器內被余熱介質加熱釋放出蒸汽后成濃溶液、冷劑蒸汽進入共用冷凝器被 冷卻介質冷凝成冷劑液，冷卻介質流經共用冷凝器帶走熱量，余熱介質在流經共用發生器 和依次流經一級蒸發器與二級蒸發器釋放熱量，被加熱介質分別在一級吸收器和二級吸收 器內得到不同溫度范圍的熱量，其特征在于 一級熱泵流程和二級熱泵流程的稀溶液進入 共用發生器、在余熱作用下釋放出冷劑蒸汽成為濃溶液，冷劑蒸汽進入共用冷凝器、被冷 卻介質冷凝成冷劑液、冷劑液通過共用冷劑液泵向一級熱泵流程和二級熱泵流程提供，共 用發生器的濃溶液通過共用溶液泵分別向一級熱泵流程和二級熱泵流程提供，冷卻介質流 經共用冷凝器帶走熱量，余熱介質流經共用發生器放熱和依次流經一級蒸發器和二級蒸發 器放熱，被加熱介質分別在一級吸收器和二級吸收器中得到不同溫度范圍的熱。
圖2中，與圖l所不同之處在于結構上后者沒有一級調壓閥， 一級吸收器有溶液通 道經二級溶液熱交換器連通二級吸收器；流程上，進入一級吸收器的濃溶液來自二級吸收 器，余熱介質分別流經二級蒸發器和一級蒸發器。
例1中，濃溶液分別直接進入二級熱泵流程的二級吸收器和經調壓閥減壓后進入一級 熱泵流程的一級吸收器，余熱介質依次流經一級熱泵流程的一級蒸發器和二級熱泵的二級 蒸發器提供低溫熱量；例2中，濃溶液首先進入二級熱泵流程中的二級吸收器，濃度降低 后的一部分溶液再進入一級熱泵流程中的一級吸收器，余熱介質分別進入一級熱泵流程放 熱。它們體現了本發明在溶液流程上的特點和余熱介質流程上的部分方式，這在具體應用 中需根據具體情況來體現。
一級熱泵流程余熱利用率高、供熱溫度低，用于滿足被加熱介質低溫段的用熱需求或 對外提供低品位熱量；其它熱泵流程余熱利用率低、供熱溫度高，用于滿足被加熱介質高
溫段的用熱需求或對外提供高品位熱量。這樣， 一體式復合機組以較為簡單的結構與流程
可以實現同類熱泵所組成的熱泵聯合供熱系統的熱力學效果。
圖1是依據本發明所提供的，可實現一級與單發生器型二級熱泵功能的復合第二類吸 收式熱泵的系統結構和流程示意圖。
圖2是依據本發明所提供的，可實現一級與單發生器型二級熱泵功能的復合第二類吸 收式熱泵的系統結構和流程示意圖；它與圖l所示的不同之處在于，后者一級吸收器與二 級吸收器之間經溶液熱交換器有溶液管道連通， 一級蒸發器與二級蒸發器之間無余熱介質 通道連通。
圖3是依據本發明所提供的，可實現一級與單發生器型三級熱泵功能的復合第二類吸 收式熱泵的系統結構和流程示意圖。
圖4是依據本發明所提供的，可實現一級與單發生器型三級熱泵功能的復合第二類吸 收式熱泵的系統結構和流程示意圖；它與圖l所示的不同之處在于， 一是后者以精餾塔取 代了發生器，前者用于以溴化鋰水溶液為工質作代表的機組，后者用于以氨水溶液為工質 作代表的機組；二是后者單發生器型三級熱泵本身具有兩端供熱特點，被加熱介質依次流 經一級吸收器、三級復合系數-蒸發器和三級吸收器得到不同溫度范圍的供熱。它是具有 兩端或多端供熱的三級與多級熱泵與一級熱泵復合的代表。
圖5是依據本發明所提供的，可實現一級與雙發生器型二級熱泵功能的復合第二類吸 收式熱泵的系統結構和流程示意圖；它是雙發生器型熱泵與一級熱泵復合的代表。
圖6是依據本發明所提供的，可實現一級與單發生器型二級熱泵功能的復合第二類合 吸收式熱泵相變供熱系統的結構和流程示意圖；它是本發明熱泵相變供熱系統的代表。
圖7是依據本發明所提供的，可實現兩個一級熱泵功能的復合第二類吸收式熱泵的系 統結構和流程示意圖。
圖8是依據本發明所提供的，可實現兩個一級熱泵功能的復合第二類吸收式熱泵的系 統結構和流程示意圖；它與圖7所示的不同之處在于，后者的兩個吸收器之間經溶液熱交 換器有溶液通道連通。
圖中，各部件的序號按照其在完成溫度提升的各不同熱泵流程結構中的位置和與之有 直接聯系的角度進行編號，分別用"阿拉伯數字+英文字母"組成的兩位數排列，阿拉伯 數字代表部件所處的熱泵流程與結構的級數，如2A代表處于二級熱泵流程與結構的吸收 器；屬于不同級數共用或處于不同熱泵流程中的部件采用羅馬數字表示，如II代表冷凝器。
圖中，1A——級吸收器，1B——級蒸發器，1C一一級調壓閥，1D~—級節流閥，1E _一級溶液熱交換器，1F—一級溶液泵，1G——級相變熱交換器；la——級吸收器，lb —一級蒸發器，lc_一級溶液熱交換器；2A—二級吸收器，2B—二級吸收-蒸發器，2C— 二級蒸發器，2D^二級節流閥，2E、 2F—二級溶液熱交換器，2G—二級相變熱交換器，2H 一二級中間工作介質循環泵；2a—二級吸收器，2b—二級復合吸收-蒸發器，2c—二級發
生器，2d—二級蒸發器，2e—二級節流閥，2f—二級溶液泵，2g"二級中間熱交換器，2h 一二級溶液熱交換器；3A—三級吸收器/三級高溫吸收器，3B—三級吸收-蒸發器/三級復 合吸收-蒸發器，3C—三級吸收-蒸發器，3D^三級蒸發器，3E、 3F—三級節流閥，3G、 3H、
3i—三級溶液熱交換器；I—共用發生器/共用精餾塔，n—共用冷凝器，in—共用溶液
泵，IV—共用冷劑液泵，V—共用溶液熱交換器。
具體實施方式
.-
下面結合附圖和實例來詳細描述本發明。
以本發明所提供的由一級和單發生器型二級熱泵復合而成的第二類吸收式熱泵為例，
如圖l所示，本發明的目的是這樣實現的
1. 結構上，該復合熱泵主要由共用發生器i 、共用冷凝器n、共用溶液泵m、共用冷
凝液泵IV、共用溶液熱交換器V、 一級吸收器1A、 一級蒸發器1B、 一級調壓闊1C、 一級 節流閥1D、 二級吸收器2A、 二級吸收-蒸發器2B、 二級蒸發器2C、 二級節流閥2D、 二級 溶液熱交換器2E與2F所組成；其中，共用部件與二級吸收器2A、 二級吸收-蒸發器2B、 二級蒸發器2C、 二級節流閥2D、 二級溶液熱交換器2E與2F構成二級熱泵結構，增加一 級部件-"級吸收器1A、 一級蒸發器1B、 一級調壓閥1C和一級節流閥1D，共用部件
與一級部件構成一級熱泵結構；共用發生器i有濃溶液通道通過共用溶液泵m、共用溶液熱交換器V分別經一級調壓閥1C連通一級吸收器1A和經二級溶液熱交換器2E與2F連通 二級吸收器2A以及有稀溶液通道分別經共用溶液熱交換器V連通一級吸收器1A和經共用 溶液熱交換器V、 二級溶液熱交換器2F連通二級吸收-蒸發器2B,共用發生器I還有冷 劑蒸汽通道連通共用冷凝器II和有管道連通余熱介質，共用冷凝器II有管道通過冷劑液泵 IV分別經一級節流閥1D連通一級蒸發器1B、經二級節流閥2D連通二級蒸發器2C和直接 連通二級吸收-蒸發器2B， 一級蒸發器1B和二級蒸發器2C還有通道連通余熱介質和經余 熱介質通道彼此間連通， 一級蒸發器1B和二級蒸發器2C還分別有冷劑蒸汽通道連通一級 吸收器1A和二級吸收-蒸發器2B, 二級吸收-蒸發器2B還有冷劑蒸汽通道和有溶液管道 經二級溶液熱交換器2E分別連通二級吸收器2A, —級吸收器1A和二級吸收器2A還分別 有通道連通被加熱介質和經被加熱介質通道彼此間連通。
2. 流程上，①一級熱泵流程——共用冷劑液泵IV將來自共用冷凝器I的一部分冷劑液 經一級節流閥1D打入一級蒸發器1B、吸收流經其內的余熱介質的熱成為蒸汽，冷劑蒸汽 進入一級吸收器1A、被來自共用發生器I的濃溶液吸收并放熱于被加熱介質，稀溶液經 共用溶液熱交換器V進入共用發生器I并在余熱介質的加熱下釋放出冷劑蒸汽進入共用
冷凝器n、被冷卻介質冷凝成液體，濃溶液通過共用溶液泵in經一級調壓閥1C打入一級
吸收器1A;②二級熱泵流程——共用冷劑液泵IV將來自共用冷凝器I的另一部分冷劑液 分別經二級節流閥2D打入二級蒸發器2C和直接向二級吸收-蒸發器2B提供，進入二級蒸 發器2C的冷劑介質得到余熱介質的熱后成為蒸汽向二級吸收-蒸發器2B提供、被來自二
級吸收器2A的溶液吸收并放熱，進入二級吸收-蒸發器2B的另一路冷劑液吸熱后成為蒸 汽向二級吸收器2A提供、被來自共用發生器I的濃溶液吸收并放熱于流經其二級吸收-蒸發器2B的被加熱介質，濃度降低后的溶液經二級溶液熱交換器2E進入二級吸收-蒸發 器2B、濃度進一步降低后經溶液熱交換器2F、 V后進入共用發生器I ,稀溶液在共用發 生器I內被余熱介質加熱釋放出冷劑蒸汽后濃度增大、濃溶液通過共用溶液泵III直接打入
二級吸收器，冷劑蒸汽進入共用冷凝器n并被冷卻介質冷凝成液體；③復合熱泵流程——
來自共用冷凝器II的冷劑液通過共用冷劑液泵IV將對應的冷劑液分三路分別經一級節流 閥1D打入一級蒸發器1B、經二級節流閥2D打入二級蒸發器2C和直接向二級吸收-蒸發 器2B提供——冷劑介質進入一級和二級熱泵流程，來自共用發生器I的濃溶液通過共用 溶液泵m經溶液熱交換器V后分別再經溶液熱交換器2F與2E進入二級吸收器2A和再經 一級調壓閥1C進入一級吸收器1A——溶液進入一級和二級熱泵流程，進入一級熱泵流程 的冷劑介質在一級蒸發器1B內被余熱加熱成蒸汽進入一級吸收器1A被濃溶液吸收并放 熱、稀溶液再回到共用發生器I ,進入二級熱泵流程的冷劑介質在二級蒸發器2C和二級 吸收-蒸發器2B內吸熱成為蒸汽分別向二級吸收-蒸發器2B和二級吸收器2A提供、被相 應的溶液吸收并放熱、稀溶液回到共用發生器I，兩流程的稀溶液在共用發生器I內被余 熱介質加熱釋放出蒸汽后成濃溶液、冷劑蒸汽進入共用冷凝器II被冷卻介質冷凝成冷劑 液，冷卻介質流經共用冷凝器II帶走熱量，余熱介質流經共用發生器I和依次流經一級蒸 發器1B與二級蒸發器2C釋放熱量，被加熱介質分別在一級吸收器1A和二級吸收器2A內 得到不同溫度范圍的熱量，其特征在于 一級熱泵流程和二級熱泵流程的稀溶液進入共用
發生器i、在余熱作用下釋放出冷劑蒸汽成濃溶液，冷劑蒸汽進入共用冷凝器n被冷卻介
質冷凝成冷劑液、冷劑液通過共用冷劑液泵IV向一級熱泵流程和二級熱泵流程提供，共用
發生器i的濃溶液通過溶液泵m分別向一級熱泵流程和二級熱泵流程提供，余熱介質流經
共用發生器I放熱和依次流經一級蒸發器1B、 二級蒸發器2C放熱，被加熱介質分別在一 級吸收器1A和二級吸收器2A中得到不同溫度范圍的熱。
圖2所示的也是由一級和單發生器型二級熱泵復合而成的復合第二類吸收式熱泵，它 與圖所示的區別之處在于圖2所示復合熱泵中， 一是它沒有了一級調壓閥， 一級吸收器 (1A)通過二級溶液熱交換器(2E)與二級吸收器(2A)相連，進入一級吸收器(1A)的 溶液來自二級吸收器(2A); 二是一級蒸發器(1B)與二級蒸發器(2C)之間無余熱介質 管道彼此間連通。
圖3所示的是由一級和單發生器型三級熱泵復合而成的復合第二類吸收式熱泵，它是
這樣實現本發明的①結構上，該復合熱泵主要由共用發生器i、共用冷凝器n、共用溶
液泵m、共用冷凝液泵IV、共用溶液熱交換器V、 一級吸收器1A、 一級蒸發器1B、 一級 調壓閥1C、 一級節流閥1D、 一級溶液熱交換器1E和三級吸收器3A、三級吸收-蒸發器犯 與3C、三級蒸發器3D、三級節流閥3E與3F、三級溶液熱交換器3G與3H所組成；其中， 共用部件與三級吸收器3A、三級吸收-蒸發器3B與3C、三級蒸發器3D、三級節流閥犯
與3F、三級溶液熱交換器3G與3H并經過一級溶液熱交換器1E組成三級熱泵結構與流程， 共用部件與一級吸收器1A、 一級蒸發器1B、 一級調壓閥1C和一級節流閥1D、 一級溶液 熱交換器1E組成一級熱泵結構與流程；②流程上，來自共用冷凝器II的冷劑液通過共用 冷劑液泵IV將對應的冷劑液分四路分別經一級節流閥1D打入一級蒸發器1B、經三級節流 閥3F打入三級蒸發器3D、經三級節流閥犯打入三級吸收-蒸發器3C和直接向三級吸收-蒸發器3B提供——冷劑介質進入一級和三級熱泵流程，來自共用發生器I的濃溶液通過 共用溶液泵m經溶液熱交換器V、 1E后分別再經溶液熱交換器3H與3G進入三級吸收器 3A和再經一級調壓閥1C進入一級吸收器1A——溶液進入一級和三級熱泵流程，進入一級 熱泵流程的冷劑介質在一級蒸發器1B內被余熱加熱成蒸汽進入一級吸收器1A被濃溶液吸 收并放熱、稀溶液再回到共用發生器I ，進入三級熱泵流程的冷劑介質在三級蒸發器3D、 三級吸收-蒸發器3C與3B內吸熱成為蒸汽分別向三級吸收-蒸發器3C、三級吸收-蒸發器 3B和三級吸收器3A提供、被相應的溶液吸收并放熱、稀溶液回到共用發生器I，兩流程 的稀溶液在共用發生器I內被余熱介質加熱釋放出蒸汽后成濃溶液、冷劑蒸汽進入共用冷 凝器II被冷卻介質冷凝成冷劑液，冷卻介質流經共用冷凝器II帶走熱量，余熱介質流經共 用發生器I和依次流經三級蒸發器3D與一級蒸發器1B釋放熱量，被加熱介質分別在一級 吸收器1A和三級吸收器3A內得到不同溫度范圍的熱量，其特征在于 一級熱泵流程和三
級熱泵流程的稀溶液進入共用發生器i 、在余熱作用下釋放出冷劑蒸汽進入共用冷凝器n
被冷卻介質冷凝成冷劑液，冷劑液通過共用冷劑液泵IV向一級熱泵流程和三級熱泵流程提
供，共用發生器i的濃溶液通過溶液泵m分別向一級熱泵流程和三級熱泵流程提供，余熱
介質流經共用發生器I放熱和依次流經三級蒸發器3D與一級蒸發器1B放熱，被加熱介質 分別在一級吸收器1A和三級吸收器3A中得到不同溫度范圍的熱。
圖4所示的也是由一級和單發生器型三級熱泵復合而成的復合第二類吸收式熱泵，它 與圖3所示的不同之處在于 一是后者沒有一級調壓閥，而是增設了一級溶液泵1F，進 入一級吸收器1A的溶液由一級溶液泵1F提供；二是一級吸收器1A、三級復合吸收-蒸發 器3B與三級吸收器3A通過被加熱介質通道相連，被加熱介質依次流經一級吸收器1A、 三級復合吸收-蒸發器3B與三級吸收器3A獲得不同溫度范圍的熱量。
圖5所示的由一級和雙發生器型二級熱泵復合而成的復合第二類吸收式熱泵，它是這
樣實現本發明的①結構上，該復合熱泵主要由共用發生器i 、共用冷凝器n、共用溶液
泵m、共用冷凝液泵IV、 一級吸收器1A、 一級蒸發器1B、 一級調壓閥1C、 一級節流閥1D、 一級溶液熱交換器1E和二級吸收器2a、 二級吸收-蒸發器2b、 二級發生器2c、 二級蒸發 器2d、 二級節流閥2e、 二級溶液泵2f、 二級中間熱交換器2g與二級溶液熱交換器2h所 組成；其中，共用部件與二級吸收器2a、 二級吸收-蒸發器2b、 二級發生器2c、 二級蒸 發器2d、 二級節流閥2e、 二級溶液泵2f、 二級中間熱交換器2g與二級溶液熱交換器組 成雙發生器型二級熱泵結構與流程，共用部件與一級吸收器1A、 一級蒸發器1B、 一級調 壓閥1C和一級節流閥1D、 一級溶液熱交換器IE并借助于二級發生器2c、 二級溶液泵2f 組成一級熱泵結構與流程；②流程上，來自共用冷凝器II的冷劑液通過共用冷劑液泵IV將 冷劑液分成對應的三路分別經一級節流閥1D打入一級蒸發器1B、經二級節流閥2e打入 二級蒸發器2d和直接向二級復合吸收-蒸發器2b提供——冷劑介質進入一級和二級熱泵 流程，來自共用發生器I的濃溶液通過共用溶液泵III經一級溶液熱交換器1E打入二級發 生器2c、受熱釋放出冷劑蒸汽后濃度提高、再經二級溶液泵2f分別直接通過二級溶液熱 交換器2h向二級吸收器2a提供和經一級調壓閥1C向一級吸收器1A提供——溶液進入一 級和二級熱泵流程，進入一級熱泵流程的冷劑介質在一級蒸發器1B內被余熱加熱成蒸汽 進入一級吸收器1A被濃溶液吸收并放熱、稀溶液再回到共用發生器I ,進入二級熱泵流 程的冷劑介質在二級蒸發器2d、 二級復合吸收-蒸發器2b吸熱成為蒸汽分別向二級復合 吸收-蒸發器2b和二級吸收器2a提供、被相應的溶液吸收并放熱后稀溶液回到共用發生 器I ，兩流程的稀溶液在共用發生器I內被余熱介質加熱釋放出蒸汽后成濃溶液、冷劑蒸 汽進入共用冷凝器II被冷卻介質冷凝成冷劑液，冷卻介質流經共用冷凝器II帶走熱量，余 熱介質流經共用發生器I和依次流經一級蒸發器1B與二級蒸發器2d釋放熱量，被加熱介 質分別在一級吸收器lA和二級吸收器2a內得到不同i^度范圍的熱量，其特征在于 一級 熱泵流程和二級熱泵流程的稀溶液進入共用發生器I 、在余熱作用下釋放出冷劑蒸汽進入 共用冷凝器II被冷卻介質冷凝成冷劑液，冷劑液通過共用冷劑液泵IV向一級熱泵流程和二
級熱泵流程提供，共用發生器i的濃溶液通過溶液泵m向一級熱泵流程和二級熱泵流程提 供——首先進入二級熱泵流程、然后再向一級熱泵流程提供，余熱介質流經共用發生器i
放熱和依次流經一級蒸發器1B與二級蒸發器2d放熱，被加熱介質分別在一級吸收器1A 和二級吸收器2a中得到不同溫度范圍的熱。
圖6所示的由一級和單發生器型二級熱泵復合而成的復合第二類吸收式熱泵相變供 熱系統，它是在圖1所示的復合第二類吸收式熱泵的基礎上增加一級相變熱交換器1G和 二級相變熱交換器2G、 二級中間工作介質循環泵2H的結果。它是這樣實現本發明的一 級吸收器1A通過中間工作介質管道連通一級相變熱交換器1G并形成密閉式結構， 一級相 變熱交換器1G還有管道連通被加熱介質，中間工作介質采用自然對流循環、以液態進入 一級吸收器1A、吸熱后成為氣態進入一級相變熱交換器1G、加熱流經一級相變熱交換器 1G的被加熱介質后成為液體再回到一級吸收器1A; 二級吸收器2A有中間工作介質管道通 過二級中間介質循環泵2H連通二級相變熱交換器2G并形成密閉式結構，二級相變熱交換 器2G還有管道連通被加熱介質，中間工作介質在二級循環泵2H作用下以液態進入二級吸 收器2A、吸熱后成為氣態進入二級相變熱交換器2G、加熱流經二級相變熱交換器2G的被 加熱介質后成為液體再回到二級吸收器2A。
圖7所示的由兩個一級熱泵復合而成的復合第二類吸收式熱泵，它是這樣實現本發明
的①結構上，該復合熱泵主要由共用發生器i 、共用冷凝器n、共用溶液泵III、共用冷
凝液泵IV、共用溶液熱交換器V、 一級吸收器1A、 一級蒸發器1B、 一級調壓閥1C、 一級
節流閥1D和一級吸收器la、 一級蒸發器lb、 一級溶液熱交換器lc所組成；其中，共用 部件與一級吸收器la、 一級蒸發器lb、 一級溶液熱交換器lc組成一級熱泵結構與流程， 共用部件與一級吸收器1A、 一級蒸發器1B、 一級調壓閥1C和一級節流閥1D組成另一級 熱泵結構與流程；②流程上，來自共用冷凝器II的冷劑液通過共用冷劑液泵IV將對應的冷 劑液分二路分別經一級節流閥1D打入一級蒸發器1B和直接向一級蒸發器lb提供——冷
劑介質進入兩個熱泵流程，來自共用發生器i的濃溶液通過共用溶液泵m經共用溶液熱交
換器V后分別再經一級溶液熱交換器lc打入一級吸收器la和再經一級調壓閥1C向一級 吸收器1A提供——溶液進入兩熱泵流程，進入第一個一級熱泵流程的冷劑介質在一級蒸 發器1B內被余熱加熱成蒸汽進入一級吸收器1A被濃溶液吸收并放熱、稀溶液再回到共用 發生器I ，進入第二個一級熱泵流程的冷劑介質在二級蒸發器2b內吸熱成為蒸汽向一級 吸收器la提供、被相應的濃溶液吸收并放熱、稀溶液回到共用發生器I ,兩流程的稀溶
液在共用發生器i內被余熱介質加熱釋放出蒸汽后成濃溶液、冷劑蒸汽進入共用冷凝器n 被冷卻介質冷凝成冷劑液，冷卻介質流經共用冷凝器n帶走熱量，余熱介質流經共用發生
器I和依次流經一級蒸發器lb與一級蒸發器1B釋放熱量，被加熱介質分別在一級吸收器 lA和一級吸收器la內得到不同溫度范圍的熱量，其特征在于兩熱泵流程的稀溶液進入 共用發生器I、在余熱作用下釋放出冷劑蒸汽后溶液濃度增大，進入共用冷凝器II的冷劑 蒸汽被冷卻介質冷凝成冷劑液，冷劑液通過共用冷劑液泵IV向兩熱泵流程提供，共用發生
器i的濃溶液通過溶液泵ni向兩熱泵流程提供，余熱介質流經共用發生器i放熱和依次流
經一級蒸發器lb和1B放熱，被加熱介質分別在一級吸收器1A和la中得到不同溫度范圍 的熱量。
圖8所示的也是由兩個一級熱泵復合而成的復合第二類吸收式熱泵，它與圖7所示不 同之處在于 一是它沒有了一級調壓閥， 一級吸收器lA通過一級溶液熱交換器lc與一級 吸收器la相連，進入一級吸收器1A的溶液來自一級吸收器la,共用發生器I 、共用冷 凝器II、共用溶液泵III、共用冷凝液泵IV為兩流程所共用，共用部件與一級吸收器la、 一級蒸發器lb、 一級溶液熱交換器lc組成一級熱泵結構與流程，共用部件與一級吸收器 1A、 一級蒸發器1B、 一級調壓閥1C和一級節流閥1D并借助于一級吸收器la、 一級溶液 熱交換器lc組成另一級熱泵結構與流程；二是一級蒸發器1B與lb之間無余熱介質管道 彼此間連通。
上述本發明各實例分別體現了不同的復合細節——不同級數熱泵的復合連接， 一級吸 收器與其它部件的不同連接方式，各蒸發器的各自獨立，各蒸發器相連時余熱介質的不同
流向，溶液泵的共用和各熱泵流程各自設置溶液泵，熱泵相變供熱系統，以及以精餾塔替 代發生器等，采用這些具體的內容可構成更多的復合第二類吸收式熱泵和基于它的熱泵供 熱系統。
下面采用一組數據來進一步說明本發明
現有52。C的余熱，從中提取2000KW的負荷，其溫度降低到42t;冷卻介質的溫度為
4°C/12°C，被加熱流體水的初始溫度為60°C,流量為10kg/S;采用不同第二類吸收式熱 泵構成供熱系統，并對比其熱力學效果。計算結果表明
1. 采用一級第二類吸收式熱泵，可將被加熱介質由60'C加熱到約68°C，熱泵性能 指數為0.47,余熱溫度約降低4。C,提供335KW、 6(TC—68t:溫度區間的熱負荷。
2. 采用單發生器型兩級第二類吸收式熱泵，可將被加熱介質由6(TC加熱到68"， 熱泵性能指數為0.32，提供640KW、 60。C一75'C溫度區間的熱負荷。
3. 采用單級和兩級第二類吸收式熱泵組成聯合供熱系統，可將被加熱介質由60'C加 熱到約77。C，熱泵綜合性能指數為0. 36，提供720KW、 60'C—77X:溫度區間的熱負荷。
4. 采用具有一級和單發生器型兩級功能的復合第二類吸收式熱泵，可將被加熱介質 由6(TC加熱到約77。C，熱泵綜合性能指數為0. 36，提供719KW 、 60°C—77'C溫度區間的 熱負荷，與第3種方案的熱力學效果是一致的。
比較以上不同方案可見①采用單一級數的熱泵提供的熱負荷低、對外供熱溫度區間 窄且溫度低；②采用具有一級和單發生器型兩級功能的復合第二類吸收式熱泵，不僅供熱 溫度更高、范圍寬，而且供熱負荷分別比第l、 2兩種方案高出115%和12%;③采用一級 和單發生器型兩級第二類吸收式熱泵組成聯合供熱系統與采用具有一級和單發生器型兩 級功能的復合第二類吸收式熱泵相對比，二者的熱力學效果一致；但后者在設備制造、占 地空間、控制操作和系統造價等方面具有顯著的優勢，這反映出本發明的主要目的所在。
本發明技術可以實現的效果——本發明所提出的復合第二類吸收式熱泵具有如下的
效果和優勢
CD以簡單的流程和結構實現了一體式復合第二類吸收式熱泵，并具有相對應的熱泵所 組成的熱泵聯合供熱系統的供熱效果。
② 與相同供熱溫度區間的單一級數第二類吸收式熱泵相比，其性能指數得到提高；能 夠解決單一級數的同類熱泵性能指數低或是供熱溫度低的難題。
③ 具有余熱利用率較高、供熱溫度區間較寬、設備和系統造價低等多方面的綜合優勢。
權利要求
1.復合第二類吸收式熱泵，主要由吸收器、發生器或精餾塔、冷凝器、蒸發器、吸收-蒸發器或/和復合式吸收一蒸發器與中間熱交換器、溶液泵、冷劑液泵、節流閥、調壓閥和溶液熱交換器所組成，結合相變熱交換器時得到復合第二類吸收式熱泵相變供熱系統；為使第二類吸收式熱泵同時具有寬供熱區間和高性能指數，在原熱泵中主要增加一組吸收器、蒸發器、節流閥和調壓閥或一組吸收器、蒸發器、節流閥、溶液泵并結合原熱泵中的發生器或精餾塔、冷凝器、溶液泵和冷劑液泵構成一級第二類吸收式熱泵結構，共用發生器經或溶液熱交換器、調壓閥連通一級吸收器或經溶液熱交換器、原熱泵吸收器連通一級吸收器，原熱泵蒸發器和新增蒸發器由余熱介質通道相連或彼此獨立，被加熱介質管道依次或分別連通一級熱泵結構中的一級吸收器和原熱泵中的吸收器，構成含有一個一級熱泵結構與流程的一體式復合熱泵機組，依次類推可得到含有兩個與多個一級熱泵結構與流程的一體式復合熱泵機組；共用發生器(I)有冷劑蒸汽通道連通共用冷凝器(II)和有通道連通余熱介質，共用冷凝器(II)還有冷劑液通道通過共用冷劑液泵(IV)分別經一級節流閥(1D)連通一級蒸發器(1B)、經二級節流閥(2D)/(2d)連通二級蒸發器(2D)/(2d)、通過三級節流閥(3F)與(3E)連通三級蒸發器(3D)與三級吸收-蒸發器(3C)和直接連通二級吸收-蒸發器(2B)、三級吸收-蒸發器(3B)；共用發生器(I)還有溶液通道或經溶液熱交換器、調壓閥(1C)與一級吸收器(1A)相連，兩個與多個發生器時一級吸收器也可與不同發生器間連通，共用發生器(I)也可以有溶液通道或經各二級/多級吸收器與溶液熱交換器與一級吸收器(1A)相連以及還有稀溶液通道連通一級吸收器(1A)、二級吸收蒸發器(2B)、三級吸收-蒸發器(3B)；一級蒸發器(1B)與二級蒸發器(2C)或與三級蒸發器(3D)分別有通道連通余熱介質和彼此間獨立或彼此間經余熱介質通道連通；一級吸收器(1A)與二級吸收器(2A)/(2a)、或三級吸收器(3A)、或三級復合吸收-蒸發器(3B)分別有通道連通被加熱介質和彼此間獨立或彼此間經被加熱介質通道連通；除上述連接之外，各熱泵結構還按照各自的位置與作用進行所在熱泵結構與流程中的其它連接；其特征在于一級熱泵流程和與之進行復合的熱泵流程的稀溶液進入共用發生器(I)、在余熱作用下釋放出冷劑蒸汽成為濃溶液，冷劑蒸汽進入共用冷凝器(II)被冷卻介質冷凝成冷劑液、冷劑液通過共用冷劑液泵(IV)向一級熱泵流程和相復合的熱泵流程提供，共用發生器(I)的濃溶液通過溶液泵(III)分別向一級熱泵流程和相復合的熱泵流程提供，冷卻介質流經共用冷凝器(II)帶走熱量，余熱介質流經共用發生器(I)放熱和依次流經一級蒸發器(1B)、二級蒸發器(2C)或(2d)、三級蒸發器(3D)放熱，被加熱介質分別在一級吸收器(1A)和二級吸收器(2A)或(2a)、三級復合吸收-蒸發器(3B)、三級吸收器(3A)中得到不同溫度范圍的熱，上述連接和特征對應于相應的各具體復合第二類吸收式熱泵中；在單級第二類熱泵中增加一組吸收器、蒸發器、節流閥和調壓閥或一組吸收器、蒸發器、節流閥，構成一級復合第二類吸收式熱泵；增加單獨的溶液泵(1F)時，可去掉調壓閥(1C)。
2. 根據權利要求l所述的復合第二類吸收式熱泵，其特征是所說的一級復合第二 類吸收式熱泵中，發生器或精餾塔、冷凝器、溶液泵、冷劑液泵和溶液熱交換器為共用 部件，共用部件主要分別與一級吸收器(la)、 一級蒸發器(lb)、 一級溶液熱交換器(lc) 和與一級吸收器(1A)、 一級蒸發器(1B)、 一級調壓閥(1C)構成不同供熱溫度區間的 一級熱泵結構。
3. 根據權利要求1所述的復合第二類吸收式熱泵，其特征是所說的復合第二類吸 收式熱泵相變供熱系統，是指復合第二了吸收式熱泵的供熱端與對應的相變熱交換器之 間連通成為密閉式系統，在熱泵供熱端和相變熱交換器之間有中間介質采用自然或通過 中間介質循環泵進行強制對流循環、以相變方式加熱流經相變換熱器的被加熱介質。
全文摘要
本發明提供了復合第二類吸收式熱泵，屬于余熱利用熱泵技術領域。為使第二類吸收式熱泵同時具有寬供熱區間和高性能指數，主要以發生器、冷凝器、溶液泵和冷劑液泵為共用部件，增加一組蒸發器、吸收器與輔助部件組成一級二類熱泵結構，共用部件與另外的吸收器、蒸發器、吸收-蒸發器或再增加發生器、中間熱交換器與輔助部件組成兩級或多級二類熱泵結構，構成可同時實現兩個與多個熱泵流程的一體復合式機組；溶液泵將濃溶液分別或依次向各吸收器提供，冷劑液泵將冷劑液分別向各蒸發器、吸收-蒸發器提供，余熱介質依次或分別流經各蒸發器放熱，被加熱介質在各吸收器中得到不同品位的熱量；機組結構簡單，供熱區間寬，余熱利用率高。
文檔編號F25B30/00GK101101161SQ20071001642
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月30日 優先權日2007年7月30日
發明者李華玉 申請人:李華玉