專利名稱：一種單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵的制作方法
技術領域：
本發明屬于熱泵/制冷技術與低溫余熱利用領域。
背景技術：
采用吸收式熱泵技術進行余熱利用具有比較好的節能、環保和經濟效益。在實際應用 中，具有較高的性能指數、盡可能簡單的結構與流程和能夠滿足用戶所需求的工作參數是 熱泵機組永遠追求的目標。
第一類吸收式熱泵在余熱利用領域有著較為廣泛的應用，不同級數的機組對應著一定 的供熱溫度區間和相應的性能指數。對于確定的余熱資源來說，低級數熱泵的性能指數高 但供熱溫度低，高級數的熱泵性能指數低但供熱溫度高，不同級數熱泵之間的性能指數是 跳躍、不連貫的。在余熱資源量較少、溫度較低或熱用戶需求的溫度較高、區間較寬—— 需要將被加熱介質由較低的溫度加熱到較高的溫度時，采用單一級數的熱泵往往不能滿足 用戶的熱需求或不能充分地利用余熱資源。不同級數的熱泵組成聯合供熱系統可以在滿足 用戶較寬溫度區間的熱需求的同時實現余熱的深度應用，但其系統往往造價大，運行復雜， 經濟效益低。相比之下，具有同等熱力學效果的復合吸收式熱泵能夠較大程度地實現機組 結構的簡單化，相應提高經濟效益。
不同級數熱泵流程之間的復合應該遵循流程相鄰的原則——與原熱泵流程進行復合的 高級別的新熱泵流程不僅要能夠提供更高的供熱溫度，還要具有相應供熱溫度下最高的性 能指數。為了滿足這樣的原則，新增熱泵流程與原熱泵流程之間不應該有跨越。
單級吸收式熱泵有著特殊的地位和廣泛的應用范圍，按照流程相鄰原則構成的單級與 雙級相鄰結合的復合吸收式熱泵將擴展一類吸收式熱泵的應用范圍。
發明內容
本發明的目的是要提供一種單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵，是在由發生器、 冷凝器、節流閥、蒸發器、吸收器、溶液泵和溶液熱交換器所組成的單級第一類吸收式熱 泵上，新增加發生器、冷凝器、吸收器、吸收-蒸發器、節流閥、冷劑液泵或第二節流閥、 溶液泵、溶液熱交換器或/和第二溶液熱交換器、溶液調節岡或第三溶液熱交換器，新增部 件結合原熱泵蒸發器，并借助于單級部分流程，構成與原熱泵流程在供熱溫度和性能指數 均相鄰的單發生器型兩級熱泵結構與流程，與原熱泵流程形成單級與雙級相鄰結合的復合 吸收式熱泵結構與流程。
本發明的目的是這樣實現的，將單級第一類吸收式熱泵中吸收器經溶液泵、溶液熱交 換器連接發生器的稀溶液管道該為連接新增吸收器，新增吸收器再有溶液管路經新增溶液 熱交換器連通新增吸收-蒸發器，新增吸收-蒸發器還有溶液管路經新增溶液泵、新增溶液熱 交換器連通新增發生器，新增發生器有溶液管路經新增溶液調節閥連通發生器，新增發生器還有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器和有驅動熱介質管路與外部連通，新增冷凝器還有冷 劑液管路經新增節流閥連通冷凝器或蒸發器，由蒸發器增設冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸 發器，或由蒸發器經新增冷劑液泵、或由冷凝器或新增冷凝器經新增第二節流閥連通新增 吸收-蒸發器和新增吸收-蒸發器有冷劑蒸汽管路連通新增吸收器，新增吸收器和新增冷凝器 還分別有被加熱介質管路與外部連通；新增發生器、新增冷凝器、新增吸收-蒸發器、新增 吸收器、新增溶液泵、新增節流閥、新增冷劑液泵或新增第二節流閥、新增溶液熱交換器、 新增溶液調節閥或新增第三溶液熱交換器，結合原熱泵蒸發器并借助于單級部分流程，構 成與原熱泵流程在供熱溫度和性能指數均相鄰的單發生器型兩級熱泵結構與流程——新增 吸收-蒸發器完成對余熱溫度的一次提升后再有新增吸收器、新增冷凝器進行對余熱溫度的 后續提升，這使得新熱泵流程比原熱泵流程高出一次溫度提升的級別，這也是不同熱泵流 程之間最小的級差；同時新熱泵流程的性能指數與原單級熱泵流程的性能指數是相鄰的， 新熱泵流程與原熱泵流程形成單級與雙級相鄰結合的復合吸收式熱泵。
上述技術方案中，溶液在新增發生器、發生器、吸收器、新增吸收器、新增吸收-蒸發 器之間形成串聯循環流動——溶液自新增發生器依次流經發生器、吸收器、新增吸收器和 新增吸收-蒸發器后回到新增發生器；新增發生器、吸收器和單級熱泵中的發生器、吸收器 之間還可以采取這樣的連接方式將吸收器連接發生器的稀溶液管道該為連接新增發生器， 新增發生器有濃溶液管道連通單級熱泵發生器，單級熱泵發生器增設濃溶液管道連通新增 吸收器，溶液在新增發生器、發生器、吸收器、新增吸收器、新增吸收-蒸發器之間形成交
叉循環流動--路溶液自發生器依次流經吸收器和新增發生器后回到發生器，另一路溶
液自發生器依次流經新增吸收器、新增吸收-蒸發器和新增發生器后回到發生器，兩路溶液 循環在新增發生器和發生器流動環節是交叉進行的；第二種連接方式中，在新增發生器和 發生器之間增加溶液熱交換器用于吸收器進入新增發生器的溶液與新增發生器進入發生器 的溶液之間的熱交換，在發生器和新增吸收器之間增加溶液熱交換器用于發生器進入新增 吸收器的溶液與新增吸收-蒸發器進入新增發生器的溶液之間的熱交換。
本發明復合吸收式熱泵可用作制冷機；其中，當本發明用于余熱制冷時，發生器和新 增發生器之間由驅動熱介質管路連通，驅動熱介質依次流經發生器和新增發生器放出熱量， 吸收器和冷凝器之間、新增吸收器和新增冷凝器之間分別有冷卻介質管路連通。
以如圖1所示的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵為例，本發明的目的是這樣實 現的①結構上，在由發生器、冷凝器、節流閥、蒸發器、吸收器、溶液泵和溶液熱交換 器所組成的單級第一類吸收式熱泵中，新增加發生器、冷凝器、吸收器、吸收-蒸發器、節 流閥、冷劑液泵、溶液泵、溶液調節閥、溶液熱交換器，將單級第一類吸收式熱泵中的吸 收器經溶液泵、溶液熱交換器連接發生器的稀溶液管道改為由吸收器經溶液泵、溶液熱交 換器連接新增吸收器，新增吸收器還分別有溶液管道經新增溶液熱交換器連通新增吸收-蒸 發器和有冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器，新增吸收-蒸發器還有溶液管道經新增溶液 泵、新增溶液熱交換器連通新增發生器，新增發生器有濃溶液管道經新增溶液調節閥連通發生器，新增發生器還有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器，新增冷凝器經新增節流闊連通蒸 發器，由蒸發器增設冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器，由蒸發器增設冷劑液管路經新增 冷劑液泵連通新增吸收-蒸發器和新增吸收-蒸發器有冷劑蒸汽管路連通新增吸收器,新增吸 收器和新增冷凝器還分別有被加熱介質管道與外部連通。②流程上，新增發生器、新增冷 凝器、新增吸收器、新增吸收-蒸發器、新增節流閥、新增冷劑液泵、新增溶液泵、新增溶 液熱交換器，結合蒸發器并借助于單級第一類吸收式熱泵部分路徑——出自新增發生器的 溶液經新增溶液調節閥依次流經發生器、溶液熱交換器、吸收器、溶液泵、溶液熱交換器 后進入新增吸收器——構成新熱泵流程；單級熱泵流程中發生器的稀溶液來自新增發生器 ——即新增發生器的濃溶液為發生器的稀溶液，新熱泵流程中新增發生器的稀溶液來自新 增吸收-蒸發器，新熱泵流程中新增吸收器的濃溶液來自單級熱泵流程中的吸收器——即吸 收器的稀溶液作為新增吸收器的濃溶液；參與新熱泵流程的冷劑介質自新增發生器進入新 增冷凝器后再經新增節流閥進入蒸發器，其中一部分吸收余熱成冷劑蒸汽向新增吸收-蒸發 器提供，而另一部分再經新增冷劑液泵進入新增吸收-蒸發器、吸熱成冷劑蒸汽向新增吸收 器提供；在新熱泵流程中，新增吸收-蒸發器完成對余熱溫度的一次提升，新增吸收器、新 增冷凝器進行對余熱溫度的后續提升，新熱泵流程只比原單級熱泵流程高出一次溫度提升 的級別，與原單級熱泵流程在供熱溫度上是相鄰的，自然其性能指數與原單級熱泵流程的 性能指數也是相鄰的，這樣，新熱泵流程與原熱泵流程形成單級與雙級相鄰結合的復合吸 收式熱泵。
上述流程中，兩發生器產生的溶液濃度差可以是各自用于各自流程——發生器產生的 濃度差用于吸收器對來自蒸發器滿足單級流程的冷劑蒸汽的吸收，新增發生器產生的濃度 差用于新增吸收-蒸發器和新增吸收器對分別來自蒸發器和新增吸收-蒸發器的冷劑蒸汽的 吸收，也可以是共同用于原有熱泵流程和新增熱泵流程。
圖4所示的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵，新增發生器、吸收器和原發生器、 吸收器之間的連接與圖l所示的不同，它是這樣實現本發明的目的①結構上，在由發生 器、冷凝器、節流閥、蒸發器、吸收器、溶液泵和溶液熱交換器所組成的單級第一類吸收 式熱泵中，新增加發生器、冷凝器、吸收器、吸收-蒸發器、節流闊、溶液調節閥、溶液泵、 第二節流閥、溶液熱交換器和第二溶液熱交換器，將單級第一類吸收式熱泵中的吸收器經 溶液泵、溶液熱交換器連接發生器的稀溶液管道改為由吸收器經溶液泵、溶液熱交換器連 接新增發生器，由新增發生器增設溶液管路經新增溶液調節閥連通發生器，自發生器增設 溶液管路經新增第二溶液熱交換器連通新增吸收器，新增吸收器還分別有溶液管道經新增 溶液熱交換器連通新增吸收-蒸發器和冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器，新增吸收-蒸發 器還有溶液管道經新增溶液泵、新增溶液熱交換器和新增第二溶液熱交換器連通新增發生 器，新增發生器還有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器，新增發生器再有溶液管路經新增溶液 調節閥連通發生器，新增冷凝器經新增節流閥連通蒸發器，由蒸發器增設冷劑蒸汽通道連 通新增吸收-蒸發器，由新增冷凝器增設冷劑液管路經新增第二節流阓連通新增吸收-蒸發器和新增吸收-蒸發器有冷劑蒸汽管路連通新增吸收器，新增吸收器和新增冷凝器還分別有被 加熱介質管道與外部連通。②流程上，新增發生器、新增冷凝器、新增吸收器、新增吸收-蒸發器、新增節流閥、新增第二節流閥、新增溶液泵、新增溶液熱交換器、新增第二溶液 熱交換器，結合蒸發器并借助于單級第一類吸收式熱泵部分路徑——出自新增發生器的溶 液經新增溶液調節閥依次流經發生器、新增第二溶液熱交換器后進入新增吸收器——構成 新熱泵流程；單級熱泵流程中發生器的稀溶液來自新增發生器，新熱泵流程中新增發生器 的稀溶液來自新增吸收-蒸發器，新熱泵流程中新增吸收器的濃溶液來自單級熱泵流程中的 發生器；參與新熱泵流程的冷劑介質自新增發生器進入新增冷凝器后， 一部分經新增節流 閥進入蒸發器、吸收余熱成蒸汽向新增吸收-蒸發器提供，而另一部分經新增第二節流閥進 入新增吸收-蒸發器、吸熱成冷劑蒸汽向新增吸收器提供；在新熱泵流程中，新增吸收-蒸發 器完成對余熱溫度的一次提升，新增吸收器、新增冷凝器進行對余熱溫度的后續提升，新 熱泵流程只比原熱泵流程高出一次溫度提升的級別，與原熱泵流程在供熱溫度上是相鄰的， 自然其性能指數與原單級熱泵流程的性能指數也是相鄰的，這樣，新熱泵流程與原熱泵流 程形成單級與雙級相鄰結合的復合吸收式熱泵。
上述流程中，來自吸收器和新增吸收-蒸發器的稀溶液全部進入新增發生器、在外部驅 動熱的作用下釋放出高溫冷劑蒸汽進入新增冷凝器，新增發生器的濃溶液進入發生器、在 外部驅動熱的作用下釋放出冷劑蒸汽進入冷凝器。
圖5所示的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵，比較圖4所示，它沒有了溶液調 節閥，而是增加了第三溶液熱交換器，吸收器有溶液管路經溶液泵、溶液熱交換器和第三 溶液熱交換器連通新增發生器，新增發生器有溶液管路經新增第三溶液熱交換器連通發生 器；另外，新增冷凝器有冷劑液管路經新增節流陶連通冷凝器。圖5體現了兩點①新增 熱泵流程中冷劑液可以采用圖1-圖3所示的自新增冷凝器經新增節流閥連通蒸發器的方 式，也可以采用如圖5所示的自新增冷凝器經新增節流閥連通冷凝器的方式；②可以采用 溶液調節閥來平衡新增發生器和發生器之間壓力差，也可以采用溶液熱交換器增加阻力來 使消耗掉新增發生器和發生器之間的壓力差。
當然，采取適當的結構布局，也可以直接利用溶液管路的流動阻力消耗掉新增發生器 和發生器之間的壓力差。
圖6所示的本發明單級與兩級相鄰結合的復合吸收式制冷機，它是如圖1所示的采用 溶液串聯循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式機組用于制冷時的系統結構與流程示意 圖，它是這樣實現本發明的結構上，發生器和新增發生器之間由驅動熱介質管路連通， 吸收器和冷凝器之間、新增吸收器和新增冷凝器之間分別有冷卻介質管路連通，其余連接 與圖l所示相同；流程上，驅動熱介質依次流經發生器和新增發生器放出熱量，冷卻介質 分別流經吸收器和冷凝器、新增吸收器和新增冷凝器帶走熱量，其余流程與圖l所示相同。
當然，熱泵與制冷機沒有本質的區別，上述所有熱泵機組均可用作制冷機。
圖1是依據本發明所提供、采用溶液串聯循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱 泵的系統結構和流程示意圖。
圖2也是依據本發明所提供、采用溶液串聯循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式 熱泵的系統結構和流程示意圖。與圖l所示的不同在于，圖2中采用第二節流閥而沒有了 冷劑液泵；圖1中由蒸發器增設冷劑液管路經新增冷劑液泵連通新增吸收-蒸發器和新增吸 收-蒸發器有冷劑蒸汽管路連通新增吸收器，而圖2中則由冷凝器增設冷劑液管路經新增第 二節流閥連通新增吸收-蒸發器和新增吸收-蒸發器有冷劑蒸汽管路連通新增吸收器。
圖3也是依據本發明所提供、采用溶液串聯循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式 熱泵的系統結構和流程示意圖。與圖2所示的不同在于，它采用精餾塔代替了發生器；新 增冷凝器的冷劑液經新增節流閥節流降壓直接進入蒸發器。
圖4是依據本發明所提供、采用溶液交叉循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱 泵的系統結構和流程示意圖。與圖1-圖3所示的在主要區別在于，圖1-圖3中溶液為串聯 循環方式流動——溶液自吸收器依次流經新增吸收器、新增吸收-蒸發器、新增發生器、發
生器后回到吸收器，而圖4中溶液為交叉循環方式流動--路溶液自發生器依次流經吸
收器和新增發生器后回到發生器，另一路溶液自發生器依次流經新增吸收器、新增吸收-蒸發器和新增發生器后回到發生器，兩路溶液在新增發生器和發生器這一流動環節是交叉 進行的。
圖5也是依據本發明所提供、采用溶液交叉循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式 熱泵的系統結構和流程示意圖。與圖4所示的不同之處在于，圖5中采用新增第三溶液熱 交換器代替了圖4中的新增溶液調節閥；新增冷凝器經新增節流閥連通冷凝器而不是圖4 中的新增冷凝器經新增節流閥連通蒸發器。
圖6是依據本發明所提供、采用溶液串聯循環單級與兩級相鄰結合的復合吸收式制冷 機的系統結構和流程示意圖。
圖中，l一新增發生器，2—新增冷凝器，3—新增吸收-蒸發器，4一新增吸收器，5— 新增節流閥，6—新增冷劑液泵，7—新增溶液泵，8—新增溶液調節閥(溶液節流閥)，9 一新增溶液熱交換器，IO—新增第二節流閥；11—新增精餾塔，12—新增第二溶液熱交換 器，13—新增第三溶液熱交換器；A—發生器，B—冷凝器，C一蒸發器，D—吸收器，E—節 流閥，F—溶液泵，G—溶液熱交換器，H—精餾塔；其中，采用大寫英文字母表示的部件屬 于單級熱泵結構與流程，在相關表述時可加前綴"單級熱泵"。
新增溶液調節閥8是用來平衡新增發生器1和發生器A之間的壓力差，當有管路阻力 可以利用或在新增發生器1和發生器A采用新增第三溶液熱交換器13時，溶液調節閥8可 省去或被替代。
具體實施例方式
下面結合附圖和實例來詳細描述本發明。
如圖1所示，依據本發明所提供、采用溶液串聯循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵，它是這樣實現本發明的
① 在結構上，在由發生器A、冷凝器B、節流閥E、蒸發器C、吸收器D、溶液泵F 和溶液熱交換器G所組成的單級第一類吸收式熱泵中，新增加發生器l、冷凝器2、吸收-蒸發器3、吸收器4、節流閥5、冷劑液泵6、溶液泵7、溶液調節閥8、溶液熱交換器9， 將單級第一類吸收式熱泵中的吸收器D經溶液泵F、溶液熱交換器G連接發生器A的稀溶 液管路改為由吸收器D經溶液泵F、溶液熱交換器G連接新增吸收器4，新增吸收器4還 分別有溶液管道經新增溶液熱交換器9連通新增吸收-蒸發器3和有冷劑蒸汽通道連通新增 吸收-蒸發器3，新增吸收-蒸發器3還有溶液管道并經新增溶液泵7、新增溶液熱交換器9 連通新增發生器l，新增發生器1還有濃溶液管道經新增溶液調節閥8連通發生器A，新 增發生器1再有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器2，新增冷凝器2經新增節流闊5連通蒸發 器C，由蒸發器C增設冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器3，由蒸發器C增設冷劑液管路 經新增冷劑液泵6連通新增吸收-蒸發器3和新增吸收-蒸發器3有冷劑蒸汽管路連通新增吸 收器4,新增吸收器4和新增冷凝器2還分別有被加熱介質管道與外部連通。
② 流程上，新增發生器l、新增冷凝器2、新增吸收-蒸發器3、新增吸收器4、新增節 流閥5、新增冷劑液泵6、新增溶液泵7、新增溶液熱交換器9,結合蒸發器C并借助于單 級第一類吸收式熱泵部分路徑——出自新增發生器1的溶液經新增溶液調節閥8依次流經 發生器A、溶液熱交換器G、吸收器D、溶液泵F、溶液熱交換器G后進入新增吸收器4 ——構成新熱泵流程新增發生器1產生的冷劑蒸汽進入新增冷凝器2、放熱于被加熱介 質后成冷劑液，冷劑液經新增節流閥5節流降壓進入蒸發器C后分為兩部分——一部分吸 收余熱成冷劑蒸汽向新增吸收-蒸發器3提供、被來自新增吸收器4的溶液吸收并放熱于流 經其內的另一路冷劑液，另一部分經新增冷劑液泵6加壓進入吸收-蒸發器3、吸熱成冷劑 蒸汽進入新增吸收器4、被來自吸收器D的溶液吸收并放熱于被加熱介質，新增吸收-蒸發 器3的稀溶液經新增溶液泵7、新增溶液熱交換器9進入新增發生器1后在外部驅動熱介 質的加熱下釋放出冷劑蒸汽進入新增冷凝器2;在新熱泵流程中，新增吸收-蒸發器3完成 對余熱溫度的一次提升，新增吸收器4、新增冷凝器2進行對余熱溫度的后續提升，新熱 泵流程只比單級熱泵流程高出一次溫度提升的級別，與單級熱泵流程在供熱溫度上是相鄰 的，自然其性能指數與單級熱泵流程的性能指數也是相鄰的，這樣，新熱泵流程與單級熱 泵流程形成單級與雙級相鄰結合的復合吸收式熱泵；在復合熱泵流程中，單級熱泵流程中 發生器A的稀溶液來自新增發生器1——即新增發生器1的濃溶液為發生器A的稀溶液， 新熱泵流程中新增發生器l的稀溶液來自新增吸收-蒸發器3，新熱泵流程中新增吸收器4 的濃溶液來自單級熱泵流程中的吸收器D——即吸收器D的稀溶液作為新增吸收器4的濃 溶液；參與新熱泵流程的冷劑介質自新增發生器1進入新增冷凝器2后再經新增節流閥5 進入蒸發器C，其中一部分吸收余熱成蒸汽向新增吸收-蒸發器3提供，而另一部分再經新 增冷劑液泵6進入新增吸收-蒸發器3、吸熱成冷劑蒸汽向新增吸收器4提供，吸收器D與 冷凝器B、新增吸收器4與新增冷凝器2分別承擔對被加熱介質的低溫段供熱和高溫段供執。
如圖2所示，它也是依據本發明所提供、采用溶液串聯循環的單級與兩級相鄰結合的 復合吸收式熱泵；與圖l所示相比在結構上，①圖2中采用新增第二節流閥10而沒有了 冷劑液泵6，由冷凝器B增設冷劑液管路經新增第二節流閥10連通新增吸收-蒸發器3和 新增吸收-蒸發器3有冷劑蒸汽管路連通新增吸收器4;②新增冷凝器2有冷劑液管路經新 增節流閥5連通冷凝器B;在流程上，新增發生器1產生的冷劑蒸汽進入新增冷凝器2、放 熱于被加熱介質后成冷劑液，冷劑液經新增節流閥5節流降壓進入冷凝器B后分為兩部分
--部分再經節流闊E節流進入蒸發器C吸收余熱成冷劑蒸汽向新增吸收-蒸發器3提
供、被來自吸收器4的溶液吸收并放熱于流經其內的另一路冷劑液，另一部分經新增第二 節流閥10節流后進入吸收-蒸發器3、吸熱成冷劑蒸汽進入新增吸收器4、被來自吸收器D 的溶液吸收并放熱于被加熱介質，新增吸收-蒸發器3的稀溶液經新增溶液泵7、新增溶液 熱交換器9進入新增發生器1后在外部驅動熱介質的加熱下釋放出冷劑蒸汽進入新增冷凝 器2。
如圖3所示，它也是依據本發明所提供、采用溶液串聯循環的單級與兩級相鄰結合的 復合吸收式熱泵；與圖2所示的不同在于它采用新增精餾塔ll代替了新增發生器l，新 增冷凝器2的冷劑液經新增節流閥5節流降壓直接進入蒸發器C。
如圖4所示，依據本發明所提供、采用溶液交叉循環的的單級與兩級相鄰結合的復合 吸收式熱泵，它是這樣實現本發明的
① 結構上，在由發生器A、冷凝器B、蒸發器C、吸收器D、節流閥E、溶液泵F和溶 液熱交換器G所組成的單級第一類吸收式熱泵中，新增加發生器l、冷凝器2、吸收-蒸發 器3、吸收器4、節流閥5、溶液泵7、溶液調節閥8、第二節流閥IO、溶液熱交換器9和 第二溶液熱交換器12，將單級第一類吸收式熱泵中的吸收器D經溶液泵F、溶液熱交換器 G連接發生器A的稀溶液管道改為由吸收器D經溶液泵F、溶液熱交換器G連接新增發生 器l，由新增發生器1增設溶液管路經新增溶液調節閥8連通發生器A，自發生器A增設 溶液管路經新增第二溶液熱交換器12連通新增吸收器4，新增吸收器4還分別有溶液管道 經新增溶液熱交換器9連通新增吸收-蒸發器3和冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器3，新 增吸收-蒸發器3還有溶液管道并經新增溶液泵7、新增溶液熱交換器9和新增第二溶液熱 交換器12連通新增發生器1，新增發生器1還有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器2，新增發 生器1再有溶液管路經新增溶液調節閥8連通發生器A，新增冷凝器2經新增節流闊5連 通蒸發器C，由蒸發器C增設冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器3，由新增冷凝器2增設 冷劑液管路經新增第二節流閥10連通新增吸收-蒸發器3和新增吸收-蒸發器3有冷劑蒸汽 管路連通新增吸收器4，新增吸收器4和新增冷凝器2還分別有被加熱介質管道與外部連 通。
② 流程上，新增發生器l、新增冷凝器2、新增吸收-蒸發器3、新增吸收器4、新增節 流閥5、新增第二節流閥IO、新增溶液泵7、新增第一溶液熱交換器9、新增第二溶液熱交換器12，結合蒸發器C并借助于單級第一類吸收式熱泵部分路徑——出自新增發生器1的 溶液經新增溶液調節閥8依次流經發生器A、新增第二溶液熱交換器12后進入新增吸收器 4——構成新熱泵流程新增發生器1產生的冷劑蒸汽進入新增冷凝器2、放熱于被加熱介
質后成冷劑液后分為兩部分--部分經新增節流閥5節流降壓進入蒸發器C、吸收余熱
成冷劑蒸汽向新增吸收-蒸發器3提供、被來自新增吸收器4的溶液吸收并放熱于流經其內 的另一路冷劑液，另一部分經新增第二節流閥10節流后進入新增吸收-蒸發器3、吸熱成冷 劑蒸汽進入新增吸收器4、被來自吸收器D的溶液吸收并放熱于被加熱介質，新增吸收-蒸 發器3的稀溶液經新增溶液泵7、新增溶液熱交換器9、新增第二溶液熱交換器12進入新 增發生器1后在外部驅動熱介質的加熱下釋放出冷劑蒸汽進入新增冷凝器2;在復合熱泵 流程中，單級熱泵流程中發生器A的稀溶液來自新增發生器1——即新增發生器1的濃溶 液為發生器A的稀溶液，新熱泵流程中新增發生器l的稀溶液來自吸收器D，新熱泵流程 中新增吸收器4的濃溶液來自單級熱泵流程中的發生器A——即發生器A的一部分濃溶液 進入新增吸收器4;新增發生器1產生的冷劑蒸汽進入新增冷凝器2放熱于被加熱介質后 成冷劑液，其中一部分吸收余熱成蒸汽向新增吸收-蒸發器3提供，而另一部分再經新增第 二節流閥10進入新增吸收-蒸發器3吸熱成冷劑蒸汽向新增吸收器4提供、被來自發生器A 的濃溶液吸收并放熱于被加熱介質，吸收器D與冷凝器B、新增吸收器4與新增冷凝器2分 別承擔對被加熱介質的低溫段供熱和高溫段供熱。
如圖5所示，它也是依據本發明所提供、采用溶液交叉循環的單級與兩級相鄰結合的 復合吸收式熱泵；與圖4所示的不同之處在于，圖5中采用第三溶液熱交換器13代替了圖 4中的溶液調節闊8;新增冷凝器2經新增節流閥5連通冷凝器B而不是圖4中的新增冷凝 器2經新增節流閥5連通蒸發器C。
如圖6所示，依據本發明提供、采用溶液串聯循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收 式制冷機，它是這樣實現本發明的
①在結構上，在由發生器A、冷凝器B、節流閥E、蒸發器C、吸收器D、溶液泵F 和溶液熱交換器G所組成的單級第一類吸收式制冷機中，新增加發生器l、冷凝器2、吸 收-蒸發器3、吸收器4、節流閥5、冷劑液泵6、溶液泵7、溶液調節閥8、溶液熱交換器9， 將單級第一類吸收式制冷機中的吸收器D經溶液泵F、溶液熱交換器G連接發生器A的稀 溶液管路改為由吸收器D經溶液泵F、溶液熱交換器G連接新增吸收器4，新增吸收器4 還分別有溶液管道經新增溶液熱交換器9連通新增吸收-蒸發器3和有冷劑蒸汽通道連通新 增吸收-蒸發器3，新增吸收-蒸發器3還有溶液管道并經新增溶液泵7、新增溶液熱交換器 9連通新增發生器1，新增發生器1還有濃溶液管道經新增溶液調節閥8連通發生器A，新 增發生器1再有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器2，新增冷凝器2經新增節流閥5連通蒸發 器C，由蒸發器C增設冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器3，由蒸發器C增設冷劑液管路 經新增冷劑液泵6連通新增吸收-蒸發器3和新增吸收-蒸發器3有冷劑蒸汽管路連通新增吸 收器4，新增吸收器4和新增冷凝器2還分別有冷卻介質管道與外部連通，發生器A與新增發生器1之間由驅動熱介質管路連通。
②流程上，新增發生器l、新增冷凝器2、新增吸收-蒸發器3、新增吸收器4、新增節 流閥5、新增冷劑液泵6、新增溶液泵7、新增溶液熱交換器9，結合蒸發器C并借助于單 級第一類吸收式制冷機部分路徑——出自新增發生器1的溶液經新增溶液調節閥8依次流 經發生器A、溶液熱交換器G、吸收器D、溶液泵F、溶液熱交換器G后進入新增吸收器4 ——構成新制冷機流程新增發生器1產生的冷劑蒸汽進入新增冷凝器2、放熱于冷卻介
質后成冷劑液，冷劑液經新增節流閥5節流降壓進入蒸發器C后分為兩部分--部分吸
收被制冷介質的熱量成冷劑蒸汽向新增吸收-蒸發器3提供、被來自新增吸收器4的溶液吸 收并放熱于流經其內的另一路冷劑液，另一部分經新增冷劑液泵6加壓進入新增吸收-蒸發 器3、吸熱成冷劑蒸汽進入新增吸收器4、被來自吸收器D的溶液吸收并放熱于冷卻介質， 新增吸收-蒸發器3的稀溶液經新增溶液泵7、新增溶液熱交換器9進入新增發生器1后在 外部驅動熱介質的加熱下釋放出冷劑蒸汽進入新增冷凝器2;在復合熱泵流程中，單級制 冷流程中發生器A的稀溶液來自新增發生器1——即新增發生器1的濃溶液為發生器A的 稀溶液，新制冷流程中新增發生器l的稀溶液來自新增吸收-蒸發器3，新制冷流程中新增 吸收器4的濃溶液來自單級制冷流程中的吸收器D——即吸收器D的稀溶液作為新增吸收 器4的濃溶液；參與新制冷流程的冷劑介質自新增發生器1進入新增冷凝器2后再經新增 節流閥5進入蒸發器C，其中一部分吸收被制冷介質的熱量成蒸汽向新增吸收-蒸發器3提 供，而另一部分再經新增冷劑液泵6進入新增吸收-蒸發器3、吸熱成冷劑蒸汽向新增吸收 器4提供，吸收器D與冷凝器B、新增吸收器4與新增冷凝器2分向冷卻介質放出熱量； 驅動熱介質依次流經發生器A和新增發生器1放出熱量。
本發明技術可以實現的效果——本發明所提出的一種單級與雙級相鄰結合的復合吸收
式熱泵具有如下的效果和優勢
① 實現了單級與相鄰兩級熱泵流程的復合，以簡單的復合流程實現復合熱泵機組供熱 溫度的盡可能提高和相應性能指數的最大化。
② 溶液在相關部件之間串聯循環，可有利于機組的結構布局。
③ 能夠更好地實現熱泵供熱與用戶熱需求的相互匹配，達到簡化熱泵結構和提高節能 率的雙重目的。
④ 用于余熱制冷時，可實現對余熱的深度利用。
總之，本發明實現相鄰熱泵流程的復合和機組結構的簡單化，機組同時具有更高的供 熱溫度和性能指數，能夠更好地實現熱泵供熱與用戶熱需求的相互匹配，具有創造性、新 穎性和實用性。
權利要求
一種單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵，其特征是在由發生器、冷凝器、節流閥、吸收器、溶液泵和溶液熱交換器組成的單級一類吸收式熱泵上增加發生器、冷凝器、吸收器、吸收-蒸發器、節流閥、冷劑液泵或第二節流閥、溶液調節閥、溶液泵和溶液熱交換器，新增部件結合蒸發器形成與單級熱泵流程在供熱溫度和性能指數均相鄰的兩級熱泵流程，形成溶液串聯循環或交叉循環的單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵；溶液串聯循環——溶液依次自新增發生器(1)依次流經發生器(A)、吸收器(D)、新增吸收器(4)和新增吸收-蒸發器(3)后回到新增發生器(1)——時，將單級第一類吸收式熱泵中吸收器(D)經溶液泵(F)、溶液熱交換器(G)連接發生器(A)的稀溶液管道改為吸收器(D)經溶液泵(F)、溶液熱交換器(G)連接新增吸收器(4)，新增吸收器(4)再有溶液管路經新增溶液熱交換器(9)連通新增吸收-蒸發器(3)，新增吸收-蒸發器(3)還有溶液管路經新增溶液泵(7)、新增溶液熱交換器(9)連通新增發生器(1)，新增發生器(1)有溶液管路經新增溶液調節閥(8)連通發生器(A)；溶液交叉循環——一路溶液自發生器(A)依次流經吸收器(D)和新增發生器(1)后回到發生器(A)，另一路溶液自發生器(A)依次流經新增吸收器(4)、新增吸收-蒸發器(3)和新增發生器(1)后回到發生器(A)——時，將單級第一類吸收式熱泵中的吸收器(D)經溶液泵(F)、溶液熱交換器(G)連接發生器(A)的稀溶液管路改為由吸收器(D)經溶液泵(F)、溶液熱交換器(G)連接新增發生器(1)，由新增發生器(1)增設溶液管路經新增溶液調節閥(8)連通發生器(A)，自發生器(A)增設溶液管路經新增第二溶液熱交換器(12)連通新增吸收器(4)；新增發生器(1)還有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器(2)和有驅動熱介質管路與外部連通，新增冷凝器(2)還有冷劑液管路經新增節流閥(5)連通冷凝器(B)或蒸發器(C)，由蒸發器(C)增設冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器(3)，或由蒸發器(C)經新增冷劑液泵(6)、或由冷凝器(B)或新增冷凝器(2)經新增第二節流閥(10)連通新增吸收-蒸發器(3)和新增吸收-蒸發器(3)有冷劑蒸汽管路連通新增吸收器(4)，新增吸收器(4)和新增冷凝器(2)還分別有被加熱介質管路與外部連通；新增加的發生器(1)、冷凝器(2)、吸收-蒸發器(3)、吸收器(4)、節流閥(5)、冷劑液泵(6)或第二節流閥(10)、溶液泵(7)與溶液熱交換器(9)，結合蒸發器(C)，并借助于單級第一類吸收式熱泵部分路徑——溶液串聯循環時，出自新增發生器(1)的溶液經新增溶液調節閥(8)依次流經發生器(A)、溶液熱交換器(G)、吸收器(D)、溶液泵(F)、溶液熱交換器(G)后進入新增吸收器(4)；溶液交叉循環時，出自新增發生器(1)的溶液經新增溶液調節閥(8)依次流經發生器(A)、新增第二溶液熱交換器(12)后進入新增吸收器(4)——構成與原熱泵流程在供熱溫度和性能指數均相鄰的兩級熱泵結構與流程，與單級熱泵結構組成單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵，單級流程中的吸收器(D)與冷凝器(B)承擔對被加熱介質的低溫段供熱，兩級流程中的新增吸收器(4)與新增冷凝器(2)承擔對被加熱介質的高溫段供熱；用于余熱制冷時，發生器(A)和新增發生器(1)之間由驅動熱介質管路連通，驅動熱介質依次流經發生器(A)和新增發生器(1)放出熱量，吸收器(D)和冷凝器(B)之間、新增吸收器(4)和新增冷凝器(2)之間分別有冷卻介質管路與外部連通。
全文摘要
本發明提供一種單級與兩級相鄰結合的復合吸收式熱泵，屬熱泵/制冷技術領域。在單級熱泵中新增發生器、冷凝器、吸收器、吸收-蒸發器、節流閥、冷劑液泵或第二節流閥、溶液調節閥、溶液泵和溶液熱交換器，將吸收器稀溶液管道改為連接新增吸收器，新增吸收器還分別有溶液管道和冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器，新增吸收-蒸發器還有溶液管道經新增溶液泵連通新增發生器，新增發生器有濃溶液管道經溶液調節閥連通發生器，新增發生器還有冷劑蒸汽通道連通新增冷凝器，新增冷凝器經新增節流閥連通冷凝器或蒸發器，蒸發器增設冷劑蒸汽通道連通新增吸收-蒸發器，或由蒸發器經新增冷劑液泵、或由冷凝器經新增第二節流閥連通新增吸收-蒸發器，新增吸收器和新增冷凝器還有被加熱介質管道分別與外部連通。
文檔編號F25B30/04GK101413732SQ200810237600
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月23日 優先權日2008年11月23日
發明者李華玉 申請人:李華玉