一种两级吸收式热泵系统

本发明涉及热泵节能，具体涉及一种两级吸收式热泵系统。

背景技术：

1、目前，关于两级吸收式热泵的研究尚未成熟，仅存在理论上的系统设计。理论设计的热泵系统根据发生器产生的浓溶液流向吸收器的方式不同，可以分为串联和并联两种方式。

2、在串联系统中，一级吸收器输出的热量输入到二级蒸发器中。而在发生器中产生的浓溶液首先进入二级吸收器，并吸收来自二级蒸发器蒸发产生的冷剂蒸汽。随后，产生的中间浓度的溶液进入第一级吸收器，并吸收来自一级蒸发器蒸发的冷剂蒸汽。其中，二级吸收器产生的热量即为热泵的高温输出。

3、在并联系统中，发生器产生的浓溶液同时进入一级和二级吸收器，两级吸收器分别吸收来自一级和二级蒸发器产生的冷剂蒸汽。

4、上述系统虽然可以实现较高的温升，但是系统的性能系数(cop)下降明显，因此该系统并未得到实质性的研究和使用。

技术实现思路

1、为弥补现有技术的不足，本申请提供一种两级吸收式热泵系统。该系统通过两级吸收过程，有效提升了低温余热的利用效率，不仅在余热温度较低的情况下也能实现显著的温升，还能维持较高的系统性能系数。这一设计显著提升了两级吸收式热泵系统在低温余热利用中的应用潜力，具有重要的实际应用价值和推广前景。

2、为实现上述目的，本发明提供一种两级吸收式热泵系统。

3、热泵系统包括一级吸收循环系统和二级吸收循环系统。

4、一级吸收循环系统包括由依次相连的一级发生器、一级冷凝器、一级蒸发器和一级吸收器形成的一级工质循环回路。

5、二级吸收循环系统包括依次相连的二级发生器、二级冷凝器、二级蒸发器和二级吸收器，二级吸收循环系统进一步包括第二换热器，第二换热器包括第二换热放热管和第二换热吸热管，二级发生器和二级冷凝器通过第二换热放热管相连，二级蒸发器和二级吸收器通过第二换热吸热管相连。

6、一级发生器和二级发生器通过发生器连接管道相连，一级吸收器和二级吸收器通过吸收器连接管道相连。

7、优选地，二级发生器和二级吸收器通过二级发生器出液管相连，二级发生器出液管上设置有溶液泵。

8、优选地，一级冷凝器和一级蒸发器通过一级冷凝出水管相连，一级冷凝出水管上设置有第一冷剂泵。一级发生器和一级吸收器通过一级吸收器出液管相连，一级吸收器出液管上设置有第一节流阀。

9、优选地，二级冷凝器和二级蒸发器通过二级冷凝出水管相连，二级冷凝出水管上设置有第二冷剂泵。

10、优选地，吸收器连接管道上设置有第二节流阀。

11、优选地，热泵系统进一步包括一级冷却系统和二级冷却系统，一级冷却系统包括与一级冷凝器相连并形成第一冷却循环回路的一级冷却散热器，第一冷却循环回路上设置有第一冷却截止阀和第一冷却循环泵。二级冷却系统包括与二级冷凝器相连并形成第二冷却循环回路的二级冷却散热器，第二冷却循环回路上设置有第二冷却截止阀和第二冷却循环泵。

12、优选地，热泵系统进一步包括余热回收系统，余热回收系统包括余热进水管、余热水泵和余热出水管，一级蒸发器包括一级蒸发放热管，一级发生器包括一级发生放热管，余热进水管、余热水泵、一级蒸发放热管、一级发生放热管和余热出水管依次相连。

13、优选地，热泵系统进一步包括回水再循环系统，回水再循环系统包括回水管和回水截止阀，一级冷凝器和二级冷凝器通过回水管相连，回水截止阀设置在回水管上。

14、优选地，热泵系统进一步包括中间换热系统，一级吸收器内设置有一级吸收换热管，二级发生器内设置有二级发生换热管，一级吸收换热管的出口与二级发生换热管的入口通过中间换热出水管相连，一级吸收换热管的入口与二级发生换热管的出口通过中间换热入水管相连，中间换热出水管上设置有中间换热水泵。

15、优选地，二级蒸发器内设置有二级蒸发换热管，二级蒸发换热管的入口与一级吸收换热管的出口通过中间换热循环进水管相连，二级蒸发换热管的出口与一级吸收换热管的入口通过中间换热循环出水管相连，中间换热循环进水管上设置有换热截止阀。

16、与现有技术相比，本申请的有益效果在于以下几点：

17、首先，本申请涉及的两级吸收式热泵系统可以有效利用难以回收的低温余热热源，通过两级吸收过程，将低品位热能提升至更高温度水平，实现能源的回收利用。与现有系统相比，该系统在相同的余热条件下可以实现显著的温度提升，能够满足更多工艺和采暖需求。

18、其次，该系统具有很强的适应性和灵活性，可以适应不同的热源温度和冷却水温度。

19、同时，该系统在高温升工况下，浓溶液的浓度变化较小，提高了系统的安全性。

20、并且，该系统主要依靠溶液的浓度差来驱动运行，所有的水泵和溶液泵均无需对工质进行压缩，因此所需要消耗的电能极少。这使得该系统不仅高效节能，而且运行成本低。

技术特征：

1.一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述热泵系统包括一级吸收循环系统和二级吸收循环系统；

2.根据权利要求1所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述二级发生器和所述二级吸收器通过二级发生器出液管相连，所述二级发生器出液管上设置有溶液泵。

3.根据权利要求1所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述一级冷凝器和所述一级蒸发器通过一级冷凝出水管相连，所述一级冷凝出水管上设置有第一冷剂泵；所述一级发生器和所述一级吸收器通过一级吸收器出液管相连，所述一级吸收器出液管上设置有第一节流阀。

4.根据权利要求1所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述二级冷凝器和所述二级蒸发器通过二级冷凝出水管相连，所述二级冷凝出水管上设置有第二冷剂泵。

5.根据权利要求1所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述吸收器连接管道上设置有第二节流阀。

6.根据权利要求1所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述热泵系统进一步包括一级冷却系统和二级冷却系统，所述一级冷却系统包括与一级冷凝器相连并形成第一冷却循环回路的一级冷却散热器，所述第一冷却循环回路上设置有第一冷却截止阀和第一冷却循环泵；所述二级冷却系统包括与二级冷凝器相连并形成第二冷却循环回路的二级冷却散热器，所述第二冷却循环回路上设置有第二冷却截止阀和第二冷却循环泵。

7.根据权利要求1所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述热泵系统进一步包括余热回收系统，所述余热回收系统包括余热进水管、余热水泵和余热出水管，所述一级蒸发器包括一级蒸发放热管，所述一级发生器包括一级发生放热管，所述余热进水管、余热水泵、一级蒸发放热管、一级发生放热管和余热出水管依次相连。

8.根据权利要求1所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述热泵系统进一步包括回水再循环系统，所述回水再循环系统包括回水管和回水截止阀，所述一级冷凝器和所述二级冷凝器通过所述回水管相连，所述回水截止阀设置在所述回水管上。

9.根据权利要求1所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述热泵系统进一步包括中间换热系统，一级吸收器内设置有一级吸收换热管，二级发生器内设置有二级发生换热管，所述一级吸收换热管的出口与所述二级发生换热管的入口通过中间换热出水管相连，所述一级吸收换热管的入口与所述二级发生换热管的出口通过中间换热入水管相连，所述中间换热出水管上设置有中间换热水泵。

10.根据权利要求9所述的一种两级吸收式热泵系统，其特征在于，所述二级蒸发器内设置有二级蒸发换热管，所述二级蒸发换热管的入口与所述一级吸收换热管的出口通过中间换热循环进水管相连，所述二级蒸发换热管的出口与所述一级吸收换热管的入口通过中间换热循环出水管相连，所述中间换热循环进水管上设置有换热截止阀。

技术总结
本发明涉及热泵节能技术领域，具体涉及一种两级吸收式热泵系统。该系统包括一级吸收循环系统和二级吸收循环系统。一级吸收循环系统包括由依次相连的一级发生器、一级冷凝器、一级蒸发器和一级吸收器形成的一级工质循环回路。二级吸收循环系统包括依次相连的二级发生器、二级冷凝器、二级蒸发器和二级吸收器，二级吸收循环系统进一步包括第二换热器。一级发生器和二级发生器通过发生器连接管道相连，一级吸收器和二级吸收器通过吸收器连接管道相连。该系统通过两级吸收过程，有效提升了低温余热的利用效率，不仅在余热温度较低的情况下也能实现显著的温升，还能维持较高的系统性能系数。

技术研发人员：危俊卓,吴迪,姜佳彤,胡斌,王如竹
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/17