一種跨臨界循環(huán)與兩級(jí)吸收式熱泵聯(lián)產(chǎn)的復(fù)合熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱栗技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種跨臨界循環(huán)與兩級(jí)吸收式熱栗聯(lián)產(chǎn)的復(fù)合熱栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]跨臨界循環(huán)因其使用工質(zhì)環(huán)保(多用自然工質(zhì)CO2)應(yīng)用于熱栗空調(diào)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注；而它的排氣溫度高，在出口壓力為1MPa時(shí)即可達(dá)110°C，溫度滑移大，具有大量的冷凝余熱可供回收利用，早在1999年，M.Saikawa和K.Hashimoto研發(fā)的CO2熱栗熱水器就可提供90°C的熱水；同時(shí)，跨臨界熱栗循環(huán)具有很高的性能系數(shù)，CO2熱栗熱水器的COP可達(dá)4.5以上。
[0003]例如公告號(hào)CN 102003833 B的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種利用冷凝余熱的跨臨界二氧化碳熱栗型空調(diào)熱水器。它包括壓縮機(jī)、冷媒水套管式換熱器、儲(chǔ)液器、節(jié)流閥、室內(nèi)翅片管換熱器、套管式回?zé)崞?、氣液分離器和保溫水箱；所述冷媒水套管式換熱器的內(nèi)外管之間的空腔的工質(zhì)入口接壓縮機(jī)的高壓口，工質(zhì)出口排出的二氧化碳依次經(jīng)回?zé)崞鲀?nèi)外管之間的空腔、儲(chǔ)液器、節(jié)流閥、室內(nèi)翅片管換熱器、回?zé)崞鲀?nèi)管、氣液分離器進(jìn)入壓縮機(jī)低壓口，冷媒水套管式換熱器的內(nèi)管的兩端均通過(guò)水管與保溫水箱連接，在水管上設(shè)置有管道栗。本發(fā)明采用冷媒水套管式換熱器回收熱栗空調(diào)系統(tǒng)的冷凝廢熱，并利用回收的熱量制備生活熱水，不僅提高了能源利用率，而且減輕了空調(diào)對(duì)環(huán)境的熱污染。
[0004]為了進(jìn)一不提高跨臨界循環(huán)廢熱的利用率，采用壓縮式循環(huán)和吸收式循環(huán)復(fù)合能夠有效提高系統(tǒng)整體C0P，吸收式熱栗循環(huán)分為兩類(lèi)，第一類(lèi)吸收式熱栗利用少量高溫?zé)嵩串a(chǎn)生大量的中溫有用熱能，性能系數(shù)一般為1.5?2.5，然而可利用的高溫?zé)嵩雌肺惠^高，單級(jí)循環(huán)發(fā)生熱高達(dá)80°C以上；第二類(lèi)吸收式熱栗利用大量中溫?zé)嵩串a(chǎn)生少量的高溫有用熱能，性能系數(shù)一般為0.4?0.5，然而可利用的熱源品位較低，單級(jí)循環(huán)發(fā)生熱可至50°C以下，使得一些無(wú)用的低品位熱源得到有效利用。
[0005]例如申請(qǐng)?zhí)枮?01210147756.X的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了利用低品位熱的跨臨界/吸收復(fù)合制冷裝置，這是一個(gè)閉式的跨臨界壓縮吸收復(fù)合系統(tǒng)，系統(tǒng)高壓級(jí)充分地利用跨臨界循環(huán)的高溫冷凝熱，低壓級(jí)則有效利用無(wú)用的低品位熱能，能大幅提高跨臨界制冷效率，然而僅限于制冷功能。
[0006]又例如申請(qǐng)?zhí)枮?00910098013.6的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了低品位能驅(qū)動(dòng)與機(jī)械功驅(qū)動(dòng)復(fù)合熱栗或制冷系統(tǒng)，則利用了壓縮循環(huán)排氣中的高品位熱量，具有低品位能熱栗、制冷系統(tǒng)，在品位能供給充分時(shí)，系統(tǒng)COP大幅提高，然而利用熱能品位較高，存在一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種跨臨界循環(huán)與兩級(jí)吸收式熱栗聯(lián)產(chǎn)的復(fù)合熱栗系統(tǒng)，通過(guò)跨臨界循環(huán)和兩級(jí)吸收式循環(huán)合理的能量耦合，充分利用了跨臨界循環(huán)的冷凝熱，提高熱栗系統(tǒng)整體性能。
[0008]—種跨臨界循環(huán)與兩級(jí)吸收式熱栗聯(lián)產(chǎn)的復(fù)合熱栗系統(tǒng)，包括跨臨界壓縮子系統(tǒng)以及將跨臨界壓縮子系統(tǒng)作為熱源的熱栗子系統(tǒng)，所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)包括:通過(guò)工質(zhì)循環(huán)連接的壓縮單元、氣冷單元、節(jié)流單元以及蒸發(fā)單元，所述氣冷單元沿工質(zhì)的流動(dòng)方向分為逐級(jí)放熱冷凝的第一加熱管、第二加熱管以及氣冷器，所述熱栗子系統(tǒng)包括第一類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)和第二類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)；
[0009]所述第一類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)包括:
[0010]第一發(fā)生器，裝有第一工作流體，所述第一加熱管安裝在第一發(fā)生器內(nèi)用于加熱第一工作流體；
[0011]冷凝器，進(jìn)口與第一發(fā)生器的蒸汽出口連接，設(shè)有與來(lái)自第一發(fā)生器的蒸汽換熱的第一熱量輸出部件；
[0012]第一節(jié)流裝置，進(jìn)口與冷凝器的出口連接；
[0013]第一冷凝蒸發(fā)器，包括換熱的第一通道和第二通道，所述第一通道的進(jìn)口與第一節(jié)流裝置的出口連接，所述第一通道的出口與第一吸收器的蒸汽入口連接，所述第二通道通入來(lái)自第二類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)的蒸汽；
[0014]第一吸收器，裝有第一工作流體；
[0015]第一溶液栗，進(jìn)口與第一吸收器的溶液出口連接；
[0016]第一溶液換熱器，包括換熱的第三通道和第四通道，所述第三通道的入口與第一溶液栗的出口連接，所述第三通道的出口與第一發(fā)生器的溶液入口連接，所述第四通道的入口與第一發(fā)生器的溶液出口連接，所述第四通道的出口與第一吸收器的溶液入口連接；
[0017]第二節(jié)流裝置，進(jìn)口與所述第四通道的出口連接，出口與第一吸收器溶液的入口連接；
[0018]所述第二類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)包括:
[0019]第二發(fā)生器，裝有第二工作流體，內(nèi)設(shè)有用于加熱第二工作流體的第三加熱管，蒸汽出口與第一冷凝蒸發(fā)器的第二通道的進(jìn)口連接；
[0020]第二溶液栗，進(jìn)口與第一冷凝蒸發(fā)器的第二通道的出口連接；
[0021]第二冷凝蒸發(fā)器，包括與所述第二加熱管換熱的第五通道，所述第五通道的進(jìn)口與第二溶液栗的出口連接；
[0022]第二吸收器，內(nèi)設(shè)有與第二工作流體換熱的第二熱量輸出部件，蒸汽入口與第五通道的出口連接；
[0023]第二溶液換熱器，包括換熱的第六通道和第七通道，所述第六通道的入口與第二吸收器的溶液出口連接；
[0024]第三節(jié)流裝置，進(jìn)口與所述第六通道的出口連接，出口與第二發(fā)生器的溶液入口連接；
[0025]第三溶液栗，進(jìn)口與第二發(fā)生器的溶液出口連接，出口與第二溶液換熱器的第七通道的入口連接，第七通道的出口與第二吸收器的溶液入口連接。
[0026]為了提高效率，所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)還包括回?zé)釂卧?，將?lái)自氣冷器的制冷劑與經(jīng)壓縮單元壓縮的制冷劑進(jìn)行換熱；各節(jié)流裝置都可以采用節(jié)流閥；所述第一加熱管和第二加熱管一般采用盤(pán)管結(jié)構(gòu)。
[0027]本發(fā)明利用跨臨界壓縮子系統(tǒng)的壓縮單元做功之后形成的過(guò)熱制冷劑蒸汽，過(guò)熱制冷劑蒸汽先通過(guò)第一加熱管在第一類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)的第一發(fā)生器內(nèi)中放熱冷凝降溫，接著通過(guò)第二加熱管在第二類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)的第二冷凝蒸發(fā)器中進(jìn)一步放熱降溫，最后再經(jīng)過(guò)氣冷器進(jìn)一步降溫，所述第一加熱管既加熱第一類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)的第一發(fā)生器中溶液產(chǎn)生制冷劑蒸汽，又冷卻壓縮單元的高溫排氣；所述第二冷凝蒸發(fā)器中的第二加熱管既作為第二類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)的蒸發(fā)器，又進(jìn)一步冷卻壓縮單元的高溫排氣，所述第一加熱管、第二加熱管和氣冷器共同作為跨臨界壓縮子系統(tǒng)的氣冷單元。
[0028]上述的跨臨界循環(huán)與兩級(jí)吸收式熱栗聯(lián)產(chǎn)的復(fù)合熱栗系統(tǒng)的工作過(guò)程如下:
[0029](I)所述跨臨界壓縮子系統(tǒng)循環(huán)工作，所述第一加熱管、第二加熱管和氣冷器制執(zhí).JtW ，
[0030](2)所述第一類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)內(nèi)，第一加熱管加熱第一發(fā)生器內(nèi)的第一工作流體，產(chǎn)生高溫高壓的制冷劑水蒸汽，高溫高壓的制冷劑水蒸汽進(jìn)入冷凝器經(jīng)過(guò)熱交換降溫成高壓液態(tài)水，所述冷凝器作為熱源輸出；
[0031]所述高壓液態(tài)水經(jīng)第一節(jié)流裝置降壓成為低溫低壓液態(tài)水，通入第一冷凝蒸發(fā)器，與來(lái)自第二類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)的蒸汽換熱蒸發(fā)成為低溫低壓制冷劑水蒸汽，最后被第一吸收器吸收；
[0032]同時(shí)第一發(fā)生器中高溫高壓的第一工作流體經(jīng)第一溶液換熱器的第四通道與第三通道中來(lái)自第一吸收器低溫低壓的第一工作流體換熱后經(jīng)第二節(jié)流裝置冷卻降壓進(jìn)入第一吸收器，第三通道中的第一工作流體換熱后通過(guò)第一溶液栗回到第一發(fā)生器；
[0033](3)所述第二類(lèi)吸收式熱栗子系統(tǒng)內(nèi)，所述第三加熱管加熱第二發(fā)生器內(nèi)的第二工作流體，