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WO2009092281A1 - 低温余热提升能量品位的吸收式热泵系统及方法 - Google Patents

低温余热提升能量品位的吸收式热泵系统及方法 Download PDF

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WO2009092281A1
WO2009092281A1 PCT/CN2009/000028 CN2009000028W WO2009092281A1 WO 2009092281 A1 WO2009092281 A1 WO 2009092281A1 CN 2009000028 W CN2009000028 W CN 2009000028W WO 2009092281 A1 WO2009092281 A1 WO 2009092281A1
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heat
absorption
absorption solution
absorbent
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems

Definitions

  • the aforementioned absorption heat pump system further comprises an absorption solution from the heat exchanger for exchanging the absorption solution from the heat pump absorber with the absorption solution containing the absorbent crystals from the absorbent crystallizer.
  • a method for improving energy grade at low temperature residual heat comprising: using a low temperature waste heat as a driving heat source to concentrate an absorption solution in a heat pump generator and generating a vapor, and then introducing the vapor into a heat pump condenser;
  • the refrigerant is used to change the vapor into condensed water; in the heat pump evaporator, the condensed water is evaporated into steam by using low-temperature waste heat as a heat source; in the heat pump absorber, the absorption solution absorbs vapor from the evaporator and releases heat, and the heat pump is used.
  • the aforementioned method for raising the energy grade of the low temperature residual heat uses a vapor compression cycle to provide the required amount of cooling to the absorbent crystallizer of the heat pump subsystem.
  • the present invention has significant advantages and advantageous effects over the prior art. As can be seen from the above technical solutions,
  • the temperature rise of the present invention that is, the difference between the temperature of the produced saturated steam and the temperature of the low temperature residual heat used is significantly higher than that of the existing second type of absorption heat pump technology.
  • the absorption heat pump circulation subsystem includes: a heat pump generator 11, a heat pump condenser 12, a heat pump evaporator 13, and a heat pump absorber 14. , using an absorption solution of water-lithium bromide working medium.
  • the heat pump generator 11 is used for concentrating the absorption solution, and is provided with a heat exchanger 110, in which the low temperature waste heat to be utilized is passed to evaporate the water in the absorption solution, thereby increasing the concentration of lithium bromide in the absorption solution.
  • the generated vapor enters the heat pump condenser 12 through the vapor passage 19.
  • the heat pump generator 11 outlet absorption solution enters the heat pump absorber 14 through the absorption solution conduit 15, and the heat pump absorber 14 outlet absorption solution enters the heat pump generator 11 through the absorption solution conduit 16.
  • the absorption solution is circulated between the heat pump generator 11 and the heat pump absorber 14 by the absorption solution pipes 15, 16.
  • the heat pump condenser 12 is used for cooling the steam generated from the heat pump generator 11 to be converted into condensed water, and a heat exchanger 120 is disposed therein, and the refrigerant is introduced into the heat exchanger 120 for absorbing the heat pump condenser 12.
  • the vapor condenses heat and condenses it into water, which rises and then exits the heat pump condenser 12.
  • the condensed water generated by the heat pump condenser 12 is introduced into the heat pump evaporator 13 through the condensed water pipe 17.
  • the heat pump evaporator 13 is used to convert the condensed water from the heat pump condenser 12 into steam, which is provided therein.
  • the heat pump absorber 14 is configured to absorb and release heat from the absorption solution, and a heat exchanger 140 is disposed therein, and condensed water is introduced into the heat exchanger 140, and the condensed water is heated and evaporated to generate a certain temperature.
  • the steam is saturated to achieve the purpose of raising the energy level of the low temperature residual heat.
  • the present invention can realize a process condition which is very beneficial for the absorption heat pump cycle, that is, the heat pump generator operates at a high lithium bromide concentration, and the heat pump generator has a lower lithium bromide concentration condition than the heat pump absorber. It works, and this is difficult to achieve with conventional absorption heat pump cycles.
  • Figure 6 is a flow chart of the existing second type of absorption heat pump.
  • the systems and methods of the present second type of absorption heat pump are disclosed, and therefore will not be described herein.
  • the absorption solution pipe for outputting the absorption solution in the heat pump generator can also be used for the heat pump absorber.
  • the absorption solution conduits that absorb the output of the solution are connected such that the absorption solution from the heat pump generator is mixed with the absorption solution from the heat pump absorber.
  • the mixed absorption solution enters the absorption solution from the heat exchanger, so that heat can be more effectively utilized to exchange heat of the lower temperature absorption solution from the absorbent crystallizer, thereby further increasing the temperature of the absorption liquid supplied to the heat pump generator.
  • the temperature of the absorption solution supplied to the absorbent crystallizer is further lowered, and the mixer can be omitted.
  • the effect of this embodiment is that since the crystallization process of the absorbent in the above method can significantly increase the concentration of lithium bromide in the heat pump absorber, the heat pump absorber and the heat pump evaporator can be passed through the low temperature waste heat in the heat pump absorber. High-grade thermal energy is obtained, that is, saturated steam of higher temperature.

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Description

低温余热提升能量品位的吸收式热泵系统及方法 技术领域
本发明涉及一种热能工程领域的吸收式热泵循环技术， 特别涉及一种 利用低温余热产生高品位热能的吸收式热泵系统以及方法。 背景技术
余热利用是钢铁、 化工、 建材等高能耗行业节能减排的巨大潜在空间 和有效途径。 据文献报道， 钢铁联合企业生产过程中的能量损失一般约占 总输入的 66%， 其中余热约占总能耗的一半以上。 按温度， 余热大致可分为 高温、 中温和低温余热三种。 随着人们对余热利用的重视和相应技术的不 断完善， 品位较高的余热、 如高温烟气和低热值废气等大多得到了有效利 用。 而对于品位低、 数量大、 回收难度高的低温余热（温度 70 ~ 250°C的余 热）， 如 70 ~ 100°C的热水、 70 ~ 105 °C的乏蒸汽、 70 ~ 250°C的烟气等， 其 有效利用技术的研发仍是一个亟待解决的课题。
低温余热的较理想利用方式是将其转化为生产流程中有用的蒸汽等高 温热媒， 其转化技术有第二类吸收式热泵技术。 但是， 现有的第二类吸收 式热泵循环技术存在着温升小即所产蒸汽压力低的问题。
Figure imgf000003_0001
吸收式热泵循环系统存在的问题， 而提供一种基于吸收式循环原理的低温 余热提升能量品位的系统及方法， 所要解决的技术问题是通过设置吸收剂 结晶器使该吸收器在更高的吸收剂浓度下工作而发生器在更低的吸收剂浓 度下工作， 进而， 设置吸收式制冷循环子系统为热泵系统的冷凝器和吸收 剂结晶器提供冷量， 从而能够将更低温度的低温余热转化为更高品位的能 量即蒸汽等高温热媒， 从而更加适于实用， 且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。 依据 本发明提出的一种吸收式热泵系统， 其包含热泵发生器， 热泵冷凝器， 热 泵蒸发器及热泵吸收器； 还包含吸收剂结晶器， 该吸收剂结晶器具有吸收 溶液导入口， 吸收溶液导出口和含吸收剂结晶的吸收溶液导出口； 该吸收 溶液导入口连接于热泵吸收器， 该吸收溶液导出口连接于热泵发生器， 该 含吸收剂结晶的吸收溶液导出口连接于热泵吸收器。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 优选的， 前述吸收式热泵系统， 其还包含吸收式制冷循环子系统； 所述吸 收式制冷循环子系统由制冷发生器， 制冷冷凝器， 制冷蒸发器及制冷吸收 器构成； 上述制冷蒸发器的换热器与热泵冷凝器和吸收剂结晶器的换热器 相互连接， 使制冷蒸发器产生的冷媒在制冷蒸发器与热泵冷凝器和吸收剂 结晶器之间循环。
优选的、 前述吸收式热泵系统， 其还包含一种吸收溶液自换热器， 用 于将来自热泵吸收器的吸收溶液与来自吸收剂结晶器的吸收溶液进行换 热。
优选的、 前述吸收式热泵系统， 其还包含一种吸收溶液自换热器， 用 于将来自热泵吸收器的吸收溶液与来自吸收剂结晶器的含吸收剂结晶的吸 收溶液进行换热。
优选的、 前述吸收式热泵系统， 其还包含一种吸收溶液自换热器， 用 于将来自热泵吸收器的吸收溶液与来自吸收剂结晶器的吸收溶液和含吸收 剂结晶的吸收溶液进行换热。
优选的、 前述吸收式热泵系统， 其还可将所述热泵发生器和热泵吸收 器的吸收溶液混合后 1入到吸收溶液自换热器， 与来自吸收剂结晶器的吸 收溶液和含吸收剂结晶的吸收溶液进行换热。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。 依据 本发明提出的一种低温余热提升能量品位的方法， 其包括： 在热泵发生器 中采用低温余热作为驱动热源浓缩吸收溶液并产生蒸气， 然后将上述蒸气 引入到热泵冷凝器； 在热泵冷凝器中采用冷媒使上述蒸气变为冷凝水； 在 热泵蒸发器中釆用低温余热作为热源将上述的冷凝水蒸发为蒸气； 在热泵 吸收器中吸收溶液吸收来自蒸发器的蒸气并放热， 将热泵吸收器出口吸收 溶液 I入到吸收剂结晶器， 吸收过程中的放热用于产生蒸汽等高温热媒； 在吸收剂结晶器中对来自热泵吸收器的吸收溶液进行冷却结晶和固液分 离， 然后将固液分离后的吸收溶液引入到热泵发生器进行浓缩， 而将固液 分离后的含吸收剂结晶的吸收溶液和热泵发生器出口吸收溶液弓 ]入到热泵 吸收器。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 优选的， 前述的低温余热提升能量品位的方法， 所述的吸收式制冷循 环， 采用低温余热作为驱动热源， 向上述热泵冷凝器提供所需的冷量。
优选的， 前述的低温余热提升能量品位的方法， 采用蒸气压缩式循环， 向上述热泵子系统的吸收剂结晶器提供所需的冷量。
优选的， 前述的低温余热提升能量品位的方法， 所述的固液分离后的 含吸收剂结晶的吸收溶液先与来自热泵吸收器的吸收溶液换热后再被引入 到热泵吸收器中。
优选的， 前述的低温余热提升能量品位的方法， 所述的固液分离后的 吸收溶液先与来自热泵吸收器的吸收溶液换热后再被引入到热泵发生器 中。
优选的， 前述的低温余热提升能量品位的方法， 所述低温余热的利用 后温度不低于 70 °C。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。 由以上技术方案可 知，
a.在采用同一低温余热作为驱动热源的情况下， 本发明的温升即所产 饱和蒸汽的温度与所采用低温余热的温度之差显著高于现有第二类吸收式 热泵技术。
b. 在获得同等温升的情况下， 可使可利用低温余热的品位即温度得到 降低。
上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的 技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施， 以下以本发明的较佳实施例 并配合附图详细说明如后。 附图说明
图 1是本发明吸收式热泵的一实施例的流程图。
图 2是本发明吸收式热泵的另一实施例的流程图。
图 3是本发明的又一实施例的流程图。
图 4是本发明的又实施例的流程图。
图 5是本发明的又一实施例的流程图。 图 6是比较例的流程图。
10: 吸收式热泵循环子系统 11 : 热泵发生器
12: 热泵冷凝器 13: 热泵蒸发器
14： 热泵吸收器 15、 16 : 吸收溶液管道
17： 冷凝水管道 18、 19: 蒸气通路
110、 120、 130、 140:换热器 141： 吸收剂结晶器
142 : 混合器
20: 吸收式制冷循环子系统 21 : 制冷发生器
22： 制冷冷凝器 23: 制冷蒸发器
24： 制冷吸收器 25、 26: 吸收溶液管道
27: 冷凝水管道 28、 29： 蒸气通路
210、 220、 230、 240:换热器 150、 250: 吸收溶液自换热器 实现发明的最佳方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例， 对依据本发明提出的吸收式热泵系统其具 体实施方式、 结构、 特征及其功效， 详细说明如后。
请参阅图 1所示是本发明实施例 1的吸收式热泵系统的流程图， 该吸 收式热泵循环子系统， 包括： 热泵发生器 11、 热泵冷凝器 12、 热泵蒸发器 13以及热泵吸收器 14， 采用水-溴化锂工质对的吸收溶液。 热泵发生器 11 用于浓缩吸收溶液， 其内设有换热器 110， 在该换热器 110通入所要利用的 低温余热以蒸发吸收溶液中的水， 从而使吸收溶液的溴化锂浓度提高，其所 产生的蒸气通过蒸气通路 19进入到热泵冷凝器 12内。 热泵发生器 11出口 吸收溶液通过吸收溶液管道 15进入到热泵吸收器 14内， 而热泵吸收器 14 出口吸收溶液通过吸收溶液管道 16进入到热泵发生器 11 内。 通过吸收溶 液管道 15、 16使吸收溶液在热泵发生器 11和热泵吸收器 14之间循环。 所 述的热泵冷凝器 12用于冷却从热泵发生器 11产生的蒸气使其转变为冷凝 水，其内设有换热器 120,冷媒通入换热器 120中用于吸收热泵冷凝器 12中 蒸气的冷凝热并使其冷凝为水，该冷媒温度升高后流出热泵冷凝器 12。热泵 冷凝器 12所产生的冷凝水通过冷凝水管道 17引入到热泵蒸发器 13内。 所 述的热泵蒸发器 1 3用于将来自热泵冷凝器 12的冷凝水转化为蒸气,其内设 有换热器 130，在换热器 130中通入低温余热以蒸发冷凝水， 所产生蒸气通 过蒸气通路 18引入到热泵吸收器 14内。 所述的热泵吸收器 14用于使吸收 溶液吸收蒸气并放热， 其内设有换热器 140，在换热器 140 内通入冷凝水， 该冷凝水受热后蒸发并产生具有一定温度的饱和蒸汽， 从而实现将所述低 温余热提升能量品位的目的。
根据吸收式热泵循环的原理， 在所采用低温余热的温度一定的情况下， 提高热泵吸收器吸收溶液的溴化锂浓度是进一步提高所产蒸汽等高温热媒 温度的有效手段。 为此， 本实施例在热泵吸收器 14和热泵发生器 11之间 设置吸收溶液自换热器 150、 吸收剂结晶器 141和混合器 142， 热泵吸收器 14 出口吸收溶液经吸收溶液自换热器 150进入到吸收剂结晶器 141 , 在吸 收剂结晶器 141 中采用温度较低的冷媒对吸收溶液进行冷却结晶， 析出的 吸收剂结晶经重力分离后进入到混合器 142中。其中， 该吸收剂结晶器 141 所采用的冷媒可以来自于蒸气压缩式热泵循环系统。 由于部分吸收剂的结 晶析出， 吸收溶液的吸收剂浓度得到了降低。 吸收剂浓度降低了的吸收剂 结晶器 141 出口吸收溶液通过吸收溶液管道 16， 经吸收溶液自换热器 150 引入到热泵发生器 11中。 吸收溶液自换热器 150的作用在于使来自热泵吸 收器 14的温度较高的吸收溶液与来自吸收剂结晶器的温度较低的吸收溶液 进行热交换， 从而提高供给热泵发生器 11的吸收液温度， 并降低供给吸收 剂结晶器的吸收溶液的温度。 根据吸收式热泵循环的原理， 在所采用低温 余热的温度一定的情况下， 降低热泵发生器吸收溶液的溴化锂浓度是促进 热泵发生器吸收溶液中水的蒸发、 即强化发生器能力的有效手段。 通过热 泵发生器 11的浓缩， 溴化锂浓度得到了提升的热泵发生器 11 出口吸收溶 液首先被引入到混合器 142 中， 全部或部分溶解来自吸收剂结晶器 141的 吸收剂结晶，然后一起被引入到热泵吸收器 14 内中。 本发明可分别设定和 优化热泵吸收器 14与热泵发生器 11的吸收溶液的溴化锂工作浓度。 也就 是说， 本发明可实现一种对于吸收式热泵循环十分有益的工艺条件， 即，使 热泵吸收器在高溴化锂浓度条件下工作的同时， 热泵发生器在比热泵吸收 器低的溴化锂浓度条件下工作， 而这是传统的吸收式热泵循环所难以做到 的。
请参阅图 1所示是本发明实施例 2的吸收式热泵系统的流程图， 该系 统包括吸收式热泵循环子系统 10和吸收式制冷循环子系统 20。该吸收式热 泵循环子系统 10与实施例 1所述的吸收式热泵循环系统基本相同， 所述的 吸收式制冷循环子系统 20包含： 制冷发生器 21、 制冷冷凝器 22、 制冷蒸 发器 23以及制冷吸收器 24， 采用水-溴化锂工质对的吸收溶液。 制冷发生 器 21用于浓缩吸收溶液， 其内设有换热器 210, 在该换热器 210通入低温 热源用于蒸发吸收溶液中的水， 从而使吸收溶液的溴化锂浓度提高， 其所 产生的蒸气通过蒸气通路 29进入到制冷冷凝器 22内。 制冷发生器 21出口 吸收溶液通过吸收溶液管道 25进入到制冷吸收器 24内， 而制冷吸收器 24 出口吸收溶液通过吸收溶液管道 26进入到制冷发生器 21 内。 通过吸收溶 液管道 25、 26使吸收溶液在制冷发生器 21和制冷吸收器 24之间循环。 在 吸收溶液管道 25、 26的循环线路上设置吸收溶液自换热器 250用于降低进 入制冷发生器 21的吸收溶液的温度， 同时提高进入制冷吸收器 24的吸收 溶液的温度。 所述的制冷冷凝器 22用于冷凝从制冷发生器 21产生的蒸气， 其内设有换热器 220，温度较低的冷却水通入换热器 220中以吸收制冷冷凝 器 22中蒸气的冷凝热并使其冷凝为水，温度升高后流出制冷冷凝器 22。 制 冷冷凝器 22所产生的冷凝水通过冷凝水管道 27输送到制冷蒸发器 23内。 所述的制冷蒸发器 23用于将来自制冷冷凝器 22的冷凝水转化为蒸气，同时 向来自上述热泵循环子系统冷凝器的冷媒输出冷量， 其内设有换热器 230， 来自上述热泵循环子系统冷凝器的冷媒通入换热器 230中以蒸发冷凝水，温 度降低后返回上述热泵循环子系统冷凝器。 制冷蒸发器 23所产生蒸气通过 蒸气通路 28进入到制冷吸收器 24内。 所述的制冷吸收器 24用于使吸收溶 液吸收蒸气并放热， 其内设有换热器 240 , 温度较低的冷却水通入换热器 240中以吸收制冷吸收器 24的吸收热，从而使制冷吸收器 24的吸收溶液保 持一定的温度。
上述的制冷蒸发器 23中的换热器 230与上述的热泵冷凝器 12中的换 热器 120相连形成循环回路， 即将换热器 230的出口连接至换热器 120的 入口， 将换热器 120的出口连接至换热器 230的入口， 使吸收式制冷循环 子系统 20产生的冷量提供给吸收式热泵循环子系统 10所用。 较佳的， 还 可以在换热器 230与换热器 120形成的循环回路上设置分流装置， 将从换 热器 230输出的冷媒分流一部分至热泵循环子系统的吸收剂结晶器， 向其 提供冷量用于溴化锂溶液结晶， 从吸收剂结晶器出来的冷媒再重新流回到 换热器 230 的入口。 本发明通过设置以同一低温热源为驱动热源的制冷循 环子系统来降低热泵冷凝器 12和吸收剂结晶器的工作温度， 从而达到在获 得同等温升的情况下能够利用更低温度的低温余热的效果。
请参阅图 6 所示， 是现有第二类吸收式热泵的流程图。 现有第二类吸 收式热泵的系统及方法为公开技术， 故在此不加赘述。
本发明的技术方案对所采用吸收溶液的种类并无特别的限制， 上述实 施例皆以水-溴化锂为工质对的吸收溶液为例进行说明， 也可以采用以 LiBr, LiCl, LiN03， NaBr, KBr, CaCl2, MgBr2等的一种或者几种混合物作为吸收 剂的吸收溶液。
如图 3所示， 较佳的， 还可以先将吸收剂结晶器产生的含吸收剂结晶 的吸收溶液输送到吸收溶液自换热器中进行换热后， 再与来自热泵发生器 的吸收溶液混合后， 再被送至热泵吸收器中。 此时， 混合器是可选设备， 可以设置该混合器也可以不设置该混合器。 由于含吸收剂结晶的吸收溶液 进行了换热从而提高了温度， 有助于吸收剂结晶的溶解， 同时也进一步降 低了进入吸收剂结晶器的吸收溶液的温度， 从而节省了吸收剂结晶器对冷 却用冷媒的需求。 进而， 如图 4 所示， 还可以将吸收剂结晶器产生的经过 固液分离后的吸收剂溶液也引入到自换热器中， 与来自热泵吸收器的吸收 溶液进行换热后再引入到热泵发生器中， 如此可以提高进入热泵发生器的 吸收溶液的温度， 同时有利于进一步降低进入到吸收剂结晶器中的吸收溶 液的温度， 从而更加有利于有效利用热量。
如图 5 所示， 在上述的实施例所述的吸收式热泵系统中， 较佳的， 用 于将热泵发生器内的吸收溶液输出的吸收溶液管道还可以与用于将热泵吸 收器内的吸收溶液输出的吸收溶液管道相连， 使来自热泵发生器的吸收溶 液与来自热泵吸收器的吸收溶液混合。 该混合后的吸收溶液进入吸收溶液 自换热器， 从而可以更有效的利用热量对来自吸收剂结晶器的温度较低的 吸收溶液进行热交换， 从而进一步提高供给热泵发生器的吸收液温度， 并 进一步降低供给吸收剂结晶器的吸收溶液的温度， 同时可以省略混合器。 进一步地， 还可以将吸收剂结晶器产生的含吸收剂结晶的吸收溶液也先输 送到吸收溶液自换热器中进行换热后再被送至热泵吸收器中， 从而可以进 一步地提高进入热泵吸收器的吸收溶液的温度， 同时降低供给吸收剂结晶 器的吸收溶液的温度， 以达到更好的利用热量和冷量的目的。
本发明的实施例 3还提供了一种低温余热提高能量品位的方法， 其采 用上述实施例 1 所述的吸收式热泵系统， 该方法主要包括在热泵发生器中 采用低温余热作为驱动热源浓缩吸收溶液并产生蒸气同时浓缩吸收溶液， 然后将上述蒸气引入到热泵冷凝器；在热泵冷凝器中采用冷媒使上述热泵 发生器产生的蒸气变为冷凝水； 在热泵蒸发器中采用低温余热作为热源将 上述的热泵冷凝器产生的冷凝水蒸发为蒸气；在热泵吸收器中吸收溶液吸 收来自热泵蒸发器的蒸气并放热用于在热泵吸收器的换热器中产生蒸汽等 高温热媒， 同时吸收溶液浓度降低。 将热泵吸收器出口吸收溶液引入到吸 收剂结晶器； 在吸收剂结晶器中对来自热泵吸收器的吸收溶液进行冷却结 晶和固液分离， 然后将固液分离后的吸收溶液引入到热泵发生器进行浓缩， 而将固液分离后的含吸收剂结晶的吸收溶液和热泵发生器出口吸收溶液混 合后引入到热泵吸收器。 较佳的， 对热泵吸收器出口吸收溶液和吸收剂结 晶器出口吸收溶液进行热交换。 本实施例的效果在于， 由于在上述的方法 中具有吸收剂结晶过程从而可以明显提高热泵吸收器中的溴化锂浓度， 从 而在热泵发生器和热泵蒸发器中通入低温余热就可以在热泵吸收器中得到 高品位的热能即较高温度的饱和蒸汽。
本发明的实施例 4还提供了一种低温余热提升能量品位的方法， 其是 采用上述实施例 2所述的吸收式热泵系统， 本实施例的方法与实施例 3的 方法相比， 增加了一个制冷循环过程， 用于向热泵循环的热泵冷凝器和吸 收剂结晶器提供更低温度的冷媒。 本实施例的方法包括吸收式热泵循环和 吸收式制冷循环， 所述的吸收式制冷循环采用低温余热作为驱动热源， 为 上述吸收式热泵循环的热泵冷凝器和吸收剂结晶器提供所需的冷量。 具体 的吸收式热泵循环过程与上述的实施例 3过程相同， 所述的吸收式制冷循 环采用现有技术。
本发明的实施例 5还提供了一种低温余热提升能量品位的方法， 其是 采用上述实施例 1 所述的吸收式热泵系统。 本实施例的方法包括吸收式热 泵循环和蒸汽压缩式制冷循环， 所述的蒸气压缩式制冷循环为上述吸收式 热泵循环的吸收剂结晶器提供所需的冷量。 具体的吸收式热泵循环过程与 上述实施例 3过程相同， 所述的蒸气压缩式制冷循环采用现有技术。 现有 蒸气压缩式制冷循环的系统及方法为公开技术， 故在此不加赘述。
较佳的， 上述实施例 4和 5所述低温余热的利用后温度不低于 70 °C。 以下通过具有具体参数的实施例来说明上述实施例的可实施性。
实施例 6
本实施例采用实施例 3 所述的方法， 将 100 °C的低温余热提升为温度 185 °C的饱和蒸汽。 本实施例使用 32 °C的冷却水来冷却热泵冷凝器 12和吸 收剂结晶器 141。
实施例 7
本实施例采用实施例 4所述的方法，将 75 °C的低温余热提升为温度 150 °C的饱和蒸汽。本实施例使用 32 °C的冷却水来冷却吸收式制冷子系统 20的 制冷冷凝器 22和制冷吸收器 24 , 而使用吸收式制冷子系统 20输出的冷媒 来冷却热泵循环子系统 10的热泵冷凝器 12和吸收剂结晶器 141。
实施例 8
本实施例采用实施例 5所述的方法，将 9 (TC的低温余热提升为温度 170 °C的饱和蒸汽。 本实施例使用 32 °C的冷却水来冷却热泵循环子系统的热泵 冷凝器， 而采用蒸气压缩式制冷循环产生的冷量来冷却热泵循环子系统的 吸收剂结晶器。
比较例
本比较例采用图 3所示的现有第二类热泵循环系统，将 100 °C的低温余 热提升为温度 150°C的饱和蒸汽。本比较例使用的冷却水与上述实施例 6相 同。
下表 1为上述实施例与比较例的工作参数和性能。
表 1
实施例 实施例 实施例 比较
6 7 8 例 吸 换热器进口低温余热温度（ C ) 100 75 90 100 收 换热器出口低温余热温度、即低温余热
泵 95 70 85 95 式 的利用后温度（ °C )
发
进口溴化锂浓度 ( wt% ) 62. 5 60. 0 58. 0 62. 5 生
泵 出口溴化锂浓度（wt% ) 65. 5 63. 0 61. 0 65. 5 器
循 压力 (kPa) 6. 1 2. 4 6. 1 6. 1 环
热 换热器进口冷媒温度（ °C ) 32 15 32 32 子 泵
换热器出口冷媒温度（ 'C ) 35 18 35 35 系 冷
统 凝
压力 ( kPa ) 6. 0 2. 3 6. 0 6. 0 器
热
换热器进口低温余热温度（ ) 100 75 90 100 泵
蒸 换热器出口低温余热温度、即低温余热
95 70 85 95 发 的利用后温度（ °C )
器 压力 ( kPa ) 82. 4 30. 0 56. 0 82. 4 热 换热器入口冷凝水温度（°C ) 100 75 90 100 泵 换热器出口饱和蒸汽温度（ ) 185 150 170 150 吸 进口溴化锂浓度 ( wt% ) 75. 0 75. 0 75. 0 65. 5 收 出口溴化锂浓度 ( wt% ) 72. 0 72. 0 72. 0 62. 5 器 压力 (kPa) 82. 3 29. 9 55. 9 82. 3 a
曰曰 溴化锂晶析温度（ °C ) 37 19 4 - 器
换热器进口低温余热温度（ °C ) - 75 - - 制
换热器出口低温余热温度、即低温余热
冷 - 70 - - 的利用后温度（ °C )
发
进口溴化锂浓度 ( wt% ) - 50. 0 - - 生
出口溴化锂浓度 ( wt% ) - 53. 0 - - 器
压力 (kPa) - 6. 5 - - 吸
制
收 换热器进口冷却水温度（ °C ) - 32 - - 冷
式
冷 换热器出口冷却水温度（ °C ) - 35 - - 制
凝
冷 - 器 压力 (kPa) - 6. 4 - 循
制
环 换热器进口冷媒温度 rc ) - 18 - - 冷
子
蒸
系 换热器出口冷媒温度（°C ) - 15 - - 发
统
器 压力 ( kPa ) - 1. 7 - - 制 换热器入口冷却水温度（ °C ) - 32 - - 冷 换热器出口冷却水温度（。C ) - 35 - - 吸 进口溴化锂浓度 ( wt% ) - 53. 0 - - 收 出口溴化锂浓度 ( wt% ) - 50. 0 - 一 器 压力 (kPa) 一 1. 6 - - 上述实施例 6、 7和 8采用的低温余热的来源为， 温度 75 ~ 250°C的余 热， 如 75 ~ 100°C的热水、 75 ~ 105 °C的乏蒸汽、 75 ~ 250°C的烟气等。 根据 低温热源的来源不同， 该低温热源的温度也有所不同， 故而会有更多的实 施例， 由于所述更多的实施例与上述实施例的过程相同， 本领域人员在上 述实施例的启发下可以设定具体的工艺参数， 并能达到本发明的技术效果， 本申请在此不在赘述。
以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式 上的限制， 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围 内。 工业应用性
在采用同一低温余热作为驱动热源的情况下，本发明的温升即所产饱和 蒸汽的温度与所采用低温余热的温度之差显著高于现有第二类吸收式热泵 技术。 在获得同等温升的情况下， 可使可利用低温余热的品位即温度得到 降低。

Claims

权 利 要 求
1、一种吸收式热泵系统，其特征在于其包含热泵发生器、热泵冷凝器、 热泵蒸发器、 热泵吸收器和吸收剂结晶器， 该吸收剂结晶器具有吸收溶液 导入口， 吸收溶液导出口和含吸收剂结晶的吸收溶液导出口； 该吸收溶液 导入口连接于热泵吸收器， 该吸收溶液导出口连接于热泵发生器， 该含吸 收剂结晶的吸收溶液导出口连接于热泵吸收器。
2、 根据权利要求 1所述的吸收式热泵系统， 其特征在于其还包含吸收 式制冷循环子系统； 所述吸收式制冷循环子系统由制冷发生器、 制冷冷凝 器、 制冷蒸发器及制冷吸收器构成；
上述制冷蒸发器的换热器与热泵冷凝器和吸收剂结晶器的换热器相互 连接， 使制冷蒸发器产生的冷媒在制冷蒸发器与热泵冷凝器和吸收剂结晶 器之间循环。
3、 根据权利要求 1所述的吸收式热泵系统， 其特征在于其还包括： 吸 收溶液自换热器， 用于将来自热泵吸收器的吸收溶液与来自吸收剂结晶器 的吸收溶液进行换热。
4、 根据权利要求 1所述的吸收式热泵系统， 其特征在于其还包括： 吸 收溶液自换热器， 用于将来自热泵吸收器的吸收溶液与来自吸收剂结晶器 的含吸收剂结晶的吸收溶液进行换热。
5、 根据权利要求 1所述的吸收式热泵系统， 其特征在于其还包括： 吸 收溶液自换热器， 用于将来自热泵吸收器的吸收溶液与来自吸收剂结晶器 的吸收溶液和含吸收剂结晶的吸收溶液进行换热。
6、 根据权利要求 5所述的吸收式热泵系统， 其特征在于所述热泵发生 器和热泵吸收器的吸收溶液混合后进入吸收溶液自换热器， 与来自吸收剂 结晶器的吸收溶液和含吸收剂结晶的吸收溶液进行换热。
7、 一种低温余热提升能量品位的方法， 其特征在于其包括：
在热泵发生器中采用低温余热作为驱动热源浓缩吸收溶液并产生蒸 气， 然后将上述蒸气引入到热泵冷凝器；
在热泵冷凝器中采用冷媒使上述蒸气变为冷凝水；
在热泵蒸发器中采用低温余热作为热源将上述的冷凝水蒸发为蒸气； 在热泵吸收器中吸收溶液吸收来自蒸发器的蒸气并放热， 将热泵 收 器出口吸收溶液引入到吸收剂结晶器， 吸收过程中的放热用于产生高温热 媒；
在吸收剂结晶器中对来自热泵吸收器的吸收溶液进行冷却结晶和固液 分离， 然后将固液分离后的吸收溶液引入到热泵发生器进行浓缩， 而将固 液分离后的含吸收剂结晶的吸收溶液和热泵发生器出口吸收溶液引入到热 泵吸收器。
8、 根据权利要求 7所述的低温余热提升能量品位的方法， 其特征在于 其包括：
采用低温余热作为驱动热源的吸收式制冷循环， 以提供上述热泵冷凝 器和吸收剂结晶器所需的冷量。
9、 根据权利要求 7所述的低温余热提升能量品位的方法， 其特征在于 其包括：
采用蒸气压缩式制冷循环， 用于提供上述吸收剂结晶器所需的冷量。
10、 根据权利要求 8或 9所述的低温余热提升能量品位的方法， 其特 征在于所述低温余热的利用后温度不低于 70°C。
11、 根据权利要求 7 所述的低温余热提升能量品位的方法， 其特征在 于所述的固液分离后的含吸收剂结晶的吸收溶液先与来自热泵吸收器的吸 收溶液换热后再被引入到热泵吸收器中。
12、 根据权利要求 7 所述的低温余热提升能量品位的方法， 其特征在 后再被引入到热泵发生器中。
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