專利名稱：噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱量轉(zhuǎn)換與節(jié)能領(lǐng)域，特別涉及一種吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)與裝置。
背景技術(shù)：
吸收式熱泵技術(shù)在世界上已有一百余年歷史，近年在熱電冷聯(lián)產(chǎn)和低溫余熱利用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用實(shí)例。如燃?xì)饪照{(diào)制冷，普遍采用溴化鋰吸收式熱泵循環(huán)，以商品化的兩 效吸收系統(tǒng)為例，采用的熱源溫度150°C以上，性能系數(shù)C0P(即獲取的冷量與消耗的熱量 的數(shù)值之比)可達(dá)1. 35 ；熱源溫度低于150°C—般采用單效系統(tǒng)，COP可達(dá)0. 7 ；熱源溫度 70 80°C的機(jī)組，COP僅0. 3 0. 4 ；開發(fā)COP可達(dá)1. 65的三效機(jī)組，目前因?yàn)殇寤囁?液的腐蝕性嚴(yán)重而尚未實(shí)現(xiàn)商品化。(戴永慶等，燃?xì)饪照{(diào)技術(shù)及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社， 2004)?？梢?，降低吸收式熱泵循環(huán)工質(zhì)對(duì)的腐蝕性、提高循環(huán)系統(tǒng)的性能系數(shù)，是改進(jìn)提高 吸收式熱泵技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和利用低溫?zé)嵩垂?jié)能的有效途徑。ZL200520049987. 2 (劉小江，一種減壓發(fā)生噴射吸收復(fù)合制冷裝置，實(shí)用新型，授 權(quán)日2006年9月27日)公開了一種采用雙級(jí)溶液噴射泵的溴化鋰-水吸收式制冷循環(huán)，使 溶液始終處在臨界發(fā)生狀態(tài)(劉小江，減壓發(fā)生噴射吸收復(fù)合制冷原理與經(jīng)濟(jì)分析，制冷， 2007,26(2) 35 39)，溶液在噴射泵入口已經(jīng)處于水蒸氣飽和的狀態(tài)，這對(duì)其噴射吸收能 力是一個(gè)限制。顧兆林等(顧兆林，蔣立本，馮詩愚，王彥峰.吸收-噴射復(fù)合制冷技術(shù)的研究進(jìn) 展，低溫工程，1999，No. 2 :1 4 ；蔣立本，顧兆林，馮霄，李云.吸收-噴射與吸收式制冷系 統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)學(xué)比較，西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，36 (6) :76 79)提出了同時(shí)采用溶液噴射泵 和蒸氣噴射器的四壓吸收_噴射復(fù)合制冷循環(huán)和只采用蒸氣噴射器的三壓吸收_噴射復(fù)合 制冷循環(huán)，以使用170°C以上的熱源、7°C的蒸發(fā)溫度、40°C的冷凝溫度的溴化鋰-水吸收式 制冷循環(huán)為例，其性能系數(shù)COP為0.9 1. 1，而同工況雙效制冷循環(huán)COP為1.3 1.4。 四壓或三壓循環(huán)用發(fā)生器釋放的蒸氣直接從蒸發(fā)器抽吸蒸氣加壓到冷凝器飽和壓力，其壓 縮比大于7. 0已超出單級(jí)蒸氣噴射制冷的經(jīng)濟(jì)操作范圍(燃料化學(xué)工業(yè)部化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)院 等，《蒸汽噴射制冷設(shè)計(jì)手冊(cè)》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1972)；循環(huán)的溶液先升溫到系統(tǒng)的最 高溫度發(fā)生蒸氣后再通過與低溫溶液換熱降溫吸收系統(tǒng)最低溫度下蒸發(fā)的水蒸氣，反復(fù)升 降溫過程產(chǎn)生熱量損失和熱力學(xué)勢(shì)的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng) 與裝置，此種循環(huán)系統(tǒng)以水-硝酸鈣水溶液為工質(zhì)對(duì)，循環(huán)過程避免溶液反復(fù)升降溫、以溶 液發(fā)生放汽促使其降溫，以蒸氣噴射吸引促使溶液放汽，提高了循環(huán)系統(tǒng)熱量利用率和性 能系數(shù)，縮短了循環(huán)流程，而且裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鋁制設(shè)備重量輕、耐腐蝕。本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)，以水-硝酸鈣水溶液為工質(zhì)對(duì)， 其濃度-溫度-熱焓-平衡水蒸氣壓關(guān)系(C. S. Oakes，A. R.Felmy and S. Μ. Sterner.Thermodynamic properties of aqueous calcium nitrate{Ca (NO3) 2}to the temperature 373Kincluding new enthalpy of dilution data，J. Chem. Thermodynamics 2000，32 29-54)滿足本發(fā)明所述循環(huán)過程的要求。此種工質(zhì)對(duì)使用鋁制設(shè)備具有優(yōu)良的耐腐蝕性能 (虞璜等，《鋁制化工設(shè)備設(shè)計(jì)》，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1989)。本發(fā)明所述壓力均為絕對(duì)壓力，溶液濃度均為質(zhì)量百分濃度。本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)，所述循環(huán)過程包括水的氣化、溶液噴射吸收、兩次放汽和蒸汽噴射增壓冷凝。水的氣化采用降膜蒸發(fā)器獲取外部冷媒的熱量、 或獲取循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部蒸汽噴射增壓冷凝的熱量，氣化的水蒸氣在系統(tǒng)內(nèi)被溶液噴射吸收、 放汽和增壓冷凝后回到降膜蒸發(fā)器重新氣化構(gòu)成水的循環(huán)，或者在降膜蒸發(fā)器氣化廢水、 水蒸氣被溶液噴射吸收、放汽和增壓冷凝后排出冷凝水構(gòu)成廢水凈化；氣化溫度13. 6°C 28. 5°C，氣化壓力1. 5IkPa 3. 95kPa。溶液噴射吸收采用的濃溶液溫度32°C 50°C、平衡 水蒸氣壓力比降膜蒸發(fā)器內(nèi)的氣化壓力至少低5% 10%，通過循環(huán)泵加壓進(jìn)入溶液噴射 器引射吸收降膜蒸發(fā)器內(nèi)氣化的水蒸汽，氣液兩相混合物以大于25m/s的流速噴射進(jìn)入兩 次放汽裝置并在射流所及的壁面上產(chǎn)生對(duì)流與冷凝傳熱而使射流溫度下降，從而使承接射 流的一次放汽室平衡蒸汽壓不超過8. 57kPa。兩次放汽中的第一次放汽，是噴射進(jìn)入無外 加熱的兩次放汽裝置中一次放汽室的氣液兩相混合物減絕熱蒸發(fā)放出壓力不超過8. 57kPa 的一次蒸氣，或者是噴射進(jìn)入外加熱式兩次放汽裝置中一次放汽室隔板上部的氣液兩相混 合物中的液體通過S型降液管下降到一次放汽室隔板下部，接受75V的外熱源加熱升溫 升壓蒸發(fā)放出8. 57kPa 12. 87kPa的一次蒸氣，在無外加熱的兩次放汽裝置中的一次放 汽室或外加熱式兩次放汽裝置中的一次放汽室隔板上方設(shè)置冷卻器，根據(jù)工藝需要可以使 用冷卻介質(zhì)使冷卻器所在的氣相空間壓力不超過8. 57kPa并保證與溶液噴射吸引的水蒸 氣壓力之比不大于4.5 ；兩次放汽中的第二次放汽，是一次放汽后的溶液通過一次放汽室 底部開口與二次放汽室相連的通道，上升進(jìn)入一次放汽室與二次放汽室之間的環(huán)形空間， 接受從一次放汽室壁面?zhèn)鱽淼臒崃窟M(jìn)一步釋放蒸氣而成為濃溶液，放汽的壓力受環(huán)形空間 液面高度控制，該高度由濃溶液出口距一次放汽室底部的高度決定。蒸汽噴射增壓冷凝是 利用一次蒸氣通過超音速噴管膨脹產(chǎn)生抽吸力，使在環(huán)境溫度條件下不能被冷凝的、低于 4. 25kPa壓力的二次蒸汽被吸引并被加壓到5. 25kPa以上，能夠在不低于28. 5°C的溫度下 冷凝。上述過程形成連續(xù)運(yùn)行的循環(huán)系統(tǒng)，從冷媒取出熱量釋放到環(huán)境中，或氣化廢水排出 冷凝水，各過程的時(shí)間由系統(tǒng)配置的能力和實(shí)際負(fù)荷量確定。為實(shí)施上述方法而設(shè)計(jì)的裝置包括外加熱式兩次放汽裝置和無外加熱的兩次放 汽裝置，外加熱式兩次放汽裝置在有外熱源的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)使用，無外加 熱的兩次放汽裝置在沒有外熱源的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)使用。本發(fā)明所述外加熱式兩次放汽裝置，至少包括一次放汽室、二次放汽室、冷卻器、 加熱器和S型降液管。一次放汽室的頂部設(shè)置有進(jìn)口導(dǎo)流錐，中部有中間隔板將一次放汽 室分隔為上下兩部分，S型降液管穿過中間隔板、為溶液從一次放汽室上部降到下部提供一 個(gè)通道而保證氣相空間不聯(lián)通，一次放汽室底部開口與二次放汽室連通構(gòu)成液相從一次放 汽室底部上升到二次放汽室環(huán)形空間的通道同時(shí)保證兩個(gè)放汽空間氣相不聯(lián)通。由S型降 液管的頂部距中間隔板的高度決定隔板上方的液層高度，所產(chǎn)生的靜液柱壓力保證一次放 汽室下部空間的氣相壓力比上部空間至少大7kPa。二次放汽室壁面上安裝的濃溶液出口接管口位置距二次放汽室底部的高度決定環(huán)形空間液層高度，此高度與一次放汽室下部液 面高度之差所對(duì)應(yīng)的靜液柱壓力，即是二次蒸氣壓力與一次蒸氣壓力之差，保證其不少于 9kPa。一次放汽室與二次放汽室均設(shè)置除沫器，并分別設(shè)置有一次蒸氣出口和二次蒸氣出 口。冷卻器設(shè)置在一次放汽室隔板上方，可以通入冷卻介質(zhì)移走此處的熱量。加熱器設(shè)置 在一次放汽室隔板下方，可以通入加熱介質(zhì)使此處的溶液得到熱量。本發(fā)明所述無外加熱的兩次放汽裝置，至少包括一次放 汽室、二次放汽室和冷卻 器。一次放汽室的頂部設(shè)置有進(jìn)口導(dǎo)流錐，底部開口與二次放汽室連通構(gòu)成液相從一次放 汽室底部上升到二次放汽室環(huán)形空間的通道同時(shí)保證兩個(gè)放汽空間氣相不聯(lián)通。二次放汽 室壁面上安裝的濃溶液出口接管口位置距二次放汽室底部的高度決定環(huán)形空間液層高度， 此高度與一次放汽室下部液面高度之差所對(duì)應(yīng)的靜液柱壓力，即是二次蒸氣壓力與一次蒸 氣壓力之差，保證其不少于5. SkPa0 一次放汽室與二次放汽室均設(shè)置除沫器，并分別設(shè)置有 一次蒸氣出口和二次蒸氣出口。在一次放汽室內(nèi)設(shè)置有冷卻器，可以通入冷卻介質(zhì)移走此 處的熱量。本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)以水_硝酸鈣水溶液為工質(zhì)對(duì)，可以采用 鋁制設(shè)備，重量輕、耐腐蝕。2、本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)與ZL200520049987. 2公開的采用雙 級(jí)溶液噴射泵的溴化鋰_水吸收式制冷循環(huán)相比，溶液在噴射泵入口處平衡水蒸氣壓力比 蒸發(fā)器氣化壓力至少低5% 10%，推動(dòng)蒸發(fā)過程。3、本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)蒸氣噴射器的壓縮比不超過3，而四 壓或三壓吸收_噴射復(fù)合制冷循環(huán)系統(tǒng)的壓縮比超過7，本發(fā)明更符合單級(jí)蒸氣噴射制冷 的經(jīng)濟(jì)操作范圍；同時(shí)本發(fā)明避免溶液反復(fù)升降溫、以溶液放汽促使降溫，以蒸氣噴射促使 溶液放汽，提高了循環(huán)系統(tǒng)熱量利用率和性能系數(shù)，縮短了循環(huán)流程。4、本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)使用溫度不高于76°C的外熱源，輸出 溫度不高于18°C的冷媒，蒸氣在不高于32°C的環(huán)境溫度下冷凝，從冷媒吸取的熱量與消耗 外熱源的熱量之比不小于1. 6，顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。


圖1是本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)利用低溫?zé)嵩粗评涞囊环N流程 圖；圖2是本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)冷凝汽輪機(jī)乏汽同時(shí)凈化廢水 的一種工藝流程圖；圖3是本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)利用大氣環(huán)境條件凈化廢水的 一種工藝流程圖；圖4是本發(fā)明所述無外加熱的兩次放汽裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是本發(fā)明所述外加熱式兩次放汽裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖中，1-溶液噴射泵、2-蒸氣噴射器、3-循環(huán)泵、4-濃溶液表面冷卻器、5- 二次蒸 氣表面冷卻器、6-加壓蒸氣表面冷卻器、7-外加熱式兩次放汽裝置(或無外加熱的兩次放 汽裝置)、8_降膜蒸發(fā)器、9-進(jìn)口導(dǎo)流錐、10- 一次蒸氣出口、11- 二次放汽室、12- 二次蒸氣出口、13- —次放汽室、14-冷卻器、15-冷卻介質(zhì)進(jìn)出口、16-與溶液噴射泵的接口、17- —次 蒸氣除沫器、18-二次蒸氣除沫器、19-濃溶液出口、20-加熱器、21-中間隔板、22-S型降液
管
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)與裝置作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1本實(shí)施例利用低溫?zé)嵩粗评涞牧鞒倘鐖D1所示，使用外熱源為75°C的熱水，冷媒 水輸出溫度為18°C，采用自來水-空氣鼓泡為表面冷卻介質(zhì)、冷卻溫度不高于29°C，循環(huán)系 統(tǒng)內(nèi)硝酸鈣水溶液平均密度1700kg/m3。循環(huán)過程包括22°C的冷媒水在降膜蒸發(fā)器8內(nèi)降溫到18°C輸出，由二次蒸氣表面 冷卻器5和加壓蒸氣表面冷卻器6來的冷凝水在降膜蒸發(fā)器8內(nèi)獲取冷媒的熱量而氣化， 溫度16°C、壓力1. 82kPa的飽和蒸氣被質(zhì)量百分濃度68%、溫度32°C、平衡蒸汽壓1. 5IkPa 的硝酸鈣水溶液通過溶液噴射泵1抽吸加壓，噴射進(jìn)入外加熱式兩次放汽裝置7的一次放 汽室中間隔板上方，同時(shí)向二次放汽室和冷卻器14放熱，溶液濃度下降到63%、溫度上升 到50°C、氣相空間壓力5kPa、s型降液管22使液層厚度維持在0. 47m,自動(dòng)下降到隔板下 方接受加熱器20傳來外熱源的熱量而升溫到70°C，在12. 76kPa壓力下釋放一次蒸氣量為 濃溶液吸收蒸氣量的25%，溶液然后進(jìn)入二次放汽室繼續(xù)閃蒸釋放二次蒸氣、當(dāng)溫度下降 到45°C左右時(shí)開始接受從一次放汽室壁面?zhèn)鱽淼臒崃慷３值葴胤牌钡结尫潘盏?全部蒸氣、此時(shí)蒸氣壓力下降到3. IkPa而溶液濃度還原到68%，從距一次放汽室底部液面 高度0. 53m的濃溶液出口 19溢流到濃溶液表面冷卻器4，被冷卻到32°C由循環(huán)泵3加壓送 往溶液噴射泵1，完成溶液的循環(huán)過程。二次蒸氣量為濃溶液吸收蒸氣量的75%，其中2/3在二次蒸氣表面冷卻器5中直 接冷凝，剩余1/3壓力低于4. 25kPa的二次蒸汽被12. 76kPa的一次蒸氣通過蒸氣噴射器2 抽引并增壓到5. 25kPa以上，在增壓蒸氣表面冷卻器6中冷凝，所有冷凝水均回到蒸發(fā)器8， 完成水的循環(huán)過程。由配置的不凝氣抽引裝置從6中抽走不凝氣。本實(shí)施例從蒸發(fā)器冷媒輸出的冷量與從外熱源獲取的熱量之比為1. 6。實(shí)施例2本實(shí)施例冷凝汽輪機(jī)乏汽兼凈化廢水的流程如圖2所示，乏汽冷凝溫度不超過 35°C，環(huán)境溫度不高于35°C，采用廢水-空氣鼓泡為表面冷卻介質(zhì)、冷卻溫度不高于29°C， 循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)硝酸鈣水溶液平均密度1700kg/m3。循環(huán)過程包括汽輪機(jī)乏汽在降膜蒸發(fā)器8內(nèi)不超過35 °C下冷凝，冷凝熱使廢水 氣化，溫度30°C、壓力4. 24kPa的廢水蒸氣被質(zhì)量百分濃度68%、溫度50°C、平衡蒸汽壓 3. 95kPa的硝酸鈣水溶液通過溶液噴射泵1抽吸加壓，噴射進(jìn)入無外加熱的兩次放汽裝置 7的一次放汽室，溫度上升到66°C、在9. 15kPa壓力下釋放一次蒸氣量為濃溶液吸收蒸氣 量的50%，溶液濃度下降到66. 3%，然后進(jìn)入二次放汽室繼續(xù)絕熱閃蒸釋放二次蒸氣直到 溫度下降到50°C釋放出所吸收的全部蒸氣、此時(shí)蒸氣壓下降到3. 95kPa而溶液濃度還原到 68%,從距一次放汽室底部液面高度0. 31m的濃溶液出口 19溢流通過濃溶液表面冷卻器4被循環(huán)泵3直接加壓送往溶液噴射泵1，完成溶液的循環(huán)過程。二次蒸氣量為濃溶液吸收蒸氣量的50%，其中1/2在二次蒸氣表面冷卻器5中直接冷凝，剩余1/2壓力低于4. 25kPa的二次蒸汽被9. 15kPa壓力的一次蒸氣通過蒸氣噴射 器2抽引并增壓到5. 25kPa以上，在增壓蒸氣表面冷卻器6中冷凝，回收所有冷凝水，從而 完成廢水凈化過程。由配置的不凝氣抽引裝置從6中抽走不凝氣。本實(shí)施例冷凝汽輪機(jī)乏汽量與凈化廢水量之比為1. 0。實(shí)施例3本實(shí)施例利用熱泵自循環(huán)凈化廢水的流程如圖3所示，采用廢水_空氣鼓泡為表 面冷卻介質(zhì)，冷卻溫度不高于29°C，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)硝酸鈣水溶液平均密度1700kg/m3。循環(huán)過程包括廢水在兼作增壓蒸氣冷卻器的降膜蒸發(fā)器8內(nèi)氣化吸熱從而使增 壓蒸氣冷凝，冷凝溫度35°C，廢水氣化溫度30°C、壓力4. 24kPa,直接從8回收冷凝水并抽走 不凝氣。其余與實(shí)施例2完全相同。本實(shí)施例不消耗熱量，僅消耗循環(huán)功，功耗與廢水汽化熱之比不超過2%。
權(quán)利要求
一種噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)工質(zhì)對(duì)，其特征在于以水蒸汽和硝酸鈣水溶液組成工質(zhì)對(duì)，用硝酸鈣質(zhì)量百分濃度為68％、溫度32℃～50℃的濃溶液吸收飽和溫度為13.6℃～30℃的水蒸氣，稀溶液硝酸鈣質(zhì)量百分濃度為61.8％～63％、溫度為45℃～70℃釋放水蒸氣，循環(huán)的濃溶液與水蒸氣質(zhì)量比10～20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)工質(zhì)對(duì)，其特征在于循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)與 工質(zhì)對(duì)接觸的設(shè)備采用鋁制設(shè)備。
3.一種噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于循環(huán)過程包括水的氣化、溶液噴射 吸收、兩次放汽和蒸汽噴射增壓冷凝；水的氣化采用降膜蒸發(fā)器獲取外部冷媒的熱量、或獲取循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部蒸汽噴射增壓 冷凝的熱量，氣化的水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，或者氣化廢水同時(shí)排出冷凝水，氣化溫度13.6°C 28. 5°C，氣化壓力 1. 5IkPa 3. 95kPa ；溶液噴射吸收采用的濃溶液平衡水蒸氣壓力比降膜蒸發(fā)器內(nèi)的氣化壓力至少低5% 10%，加壓進(jìn)入溶液噴射器引射吸收降膜蒸發(fā)器氣化的水蒸汽，氣液兩相混合物以大于 25m/s的流速噴射進(jìn)入吸收器；兩次放汽是噴射進(jìn)入吸收器的氣液兩相混合物減速增壓后絕熱閃蒸、或進(jìn)一步被外熱 源加熱閃蒸釋放壓力為8. 57kPa 12. 87kPa的一次蒸氣，噴射到吸收器內(nèi)壁面上的氣液兩 相混合物同時(shí)將部分吸收熱傳到壁面另一側(cè)供溶液在更低的溫度下釋放二次蒸氣所需熱 量，二次蒸氣的壓力1. SkPa 5. 2kPa，一次蒸氣量與二次蒸氣量之比大于1. 1 ；蒸汽噴射增壓冷凝是利用一次蒸氣通過超音速噴管膨脹產(chǎn)生抽吸力，使壓力低于 4. 25kPa的二次蒸汽被吸引并被加壓到5. 25kPa以上，能夠在器壁溫度不低于30°C的條件 下冷凝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于稀溶液同一液相 具有兩個(gè)不同壓力的氣液表面，較高壓力的氣液表面釋放8. 57kPa 12. 87kPa的一次蒸 氣，較低壓力的氣液表面釋放1. SkPa 5. 2kPa的二次蒸氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于32°C 50°C的濃 溶液噴射吸引13. 6V 28. 5°C的水蒸氣后以大于25m/s的流速噴射到一次放汽室內(nèi)壁面 將吸收熱傳遞給另一側(cè)更低溫度下釋放二次蒸氣的稀溶液、或者噴射到冷卻器管束外表面 將吸收熱傳遞給管內(nèi)流動(dòng)的冷卻介質(zhì)，使一次放汽室內(nèi)的壓力與噴射吸引的水蒸氣壓力之 比不大于4. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于壓力為 8. 57kPa 12. 87kPa的一次蒸氣通過超音速噴管抽吸壓力低于4. 25kPa的二次蒸汽并被加 壓到5. 25kPa以上，在降膜蒸發(fā)器內(nèi)不低于28. 5°C冷凝、冷凝熱氣化廢水，或者在表面蒸發(fā) 冷卻器內(nèi)不低于28. 5°C冷凝、冷凝熱由冷卻介質(zhì)帶走。
7.一種外加熱式兩次放汽裝置，其特征在于包括一次放汽室(13)、二次放汽室(11)、 冷卻器(14)、加熱器(20)和S型降液管(22)，一次放汽室(13)設(shè)置有進(jìn)口導(dǎo)流錐(9)、中間隔板(21)、除沫器(17)、一次蒸氣出口 (10)，二次放汽室(11)設(shè)置有二次蒸氣出口(12)、濃溶液出口(19)和除沫器(18)，由中間隔板(21)將一次放汽室(13)分隔為上、下空間，S型降液管(22)穿過中間隔 板(21)使上部空間的溶液降到下部空間而氣相不聯(lián)通，一次放汽室(13)底部開口與二次放汽室(11)構(gòu)成液相連通的空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的外加熱式兩次放汽裝置，其特征在于S型降液管(22)的頂 部距中間隔板(21)的高度s使一次放汽室(13)下部空間的氣相壓力至少比上部空間大 7kPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的外加熱式兩次放汽裝置，其特征在于濃溶液出口(19)距二次 放汽室(11)底部的高度L使二次蒸氣的壓力比一次蒸氣至少低9kPa。
10.一種無外加熱的兩次放汽裝置，其特征在于包括一次放汽室(13)、二次放汽室 (11)和冷卻器(14)，一次放汽室(13)設(shè)置有進(jìn)口導(dǎo)流錐(9)、除沫器(17)、一次蒸氣出口(10)，二次放汽室 (11)設(shè)置有二次蒸氣出口(12)、濃溶液出口(19)和除沫器(18)，一次放汽室(13)底部開口與二次放汽室(11)構(gòu)成液相連通的空間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無外加熱的兩次放汽裝置，其特征在于濃溶液出口(19)距 二次放汽室(11)底部的高度L使二次蒸氣的壓力比一次蒸氣至少低5. SkPa0
12.根據(jù)權(quán)利要求3或7所述的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)或外加熱式兩次放汽裝 置，其特征在于吸取18°C 28°C冷媒熱量氣化水，使用外熱源的溫度不高于76°C，，在不高 于32°C的環(huán)境溫度下冷凝水蒸氣使工質(zhì)對(duì)循環(huán)，從冷媒吸取的熱量與消耗外熱源的熱量之 比不小于1.6。
13.根據(jù)權(quán)利要求3或10所述的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)或無外加熱的兩次放汽 裝置，其特征在于不超過35°C的溫度下冷凝汽輪機(jī)乏汽同時(shí)凈化廢水，廢水蒸氣在不高于 35°C的環(huán)境溫度下冷凝回收，冷凝汽輪機(jī)乏汽的量與蒸發(fā)廢水的量之比不小于1. 0。
14.根據(jù)權(quán)利要求3或10所述的噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)或無外加熱的兩次放汽 裝置，其特征在于利用熱泵自循環(huán)凈化廢水，廢水蒸氣在不高于35°C的環(huán)境溫度下冷凝回 收，系統(tǒng)循環(huán)消耗的功與廢水汽化熱之比不超過2%。
全文摘要
一種噴射輔助吸收式熱泵循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以水蒸汽/硝酸鈣水溶液為工質(zhì)對(duì)；循環(huán)過程包括水的氣化、加壓吸收、兩次放汽、超音速蒸汽噴管增壓冷凝；水的氣化采用降膜蒸發(fā)器從外部低溫?zé)嵩?、或從循環(huán)內(nèi)部超音速蒸汽噴管增壓后的蒸氣冷凝獲取熱量；加壓吸收采用濃溶液噴射吸引降膜蒸發(fā)器氣化的水蒸汽，使之升壓并釋放吸收熱；兩次放汽是使吸收后的稀溶液按給定比例在兩個(gè)不同壓力等級(jí)的范圍內(nèi)釋放出水蒸氣而重新成為濃溶液；超音速蒸汽噴管增壓冷凝是使一次放汽的水蒸氣，通過超音速膨脹而吸引二次放汽的水蒸氣并且使之增壓、在高于大氣環(huán)境溫度及降膜蒸發(fā)器溫度下冷凝。為實(shí)施上述循環(huán)過程而設(shè)計(jì)的裝置包括具有比例放汽結(jié)構(gòu)的兩次放汽裝置。
文檔編號(hào)C09K5/00GK101806513SQ20091005832
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者朱德浩 申請(qǐng)人:朱德浩