水源熱泵機組聯合供熱裝置的製作方法
2023-07-16 10:38:36
專利名稱：水源熱泵機組聯合供熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於熱泵機組供暖技術領域，具體涉及一種水源熱泵機組聯合供熱裝置。
背景技術：
熱泵是一種把能量從低溫熱源轉移到高溫熱源的裝置。在運行中，蒸發器從周圍 環境中吸取熱量以蒸發傳熱工質，工質蒸汽經壓縮機壓縮後溫度和壓力上升，高溫蒸汽通 過冷凝器冷凝成液體時，釋放出的熱量傳遞給了冷凝水，冷凝後的傳熱工質通過膨脹閥返 回到蒸發器，然後再被蒸發，如此循環往復。傳統的水源熱泵通過吸收水源水中的熱量，水源水溫度下降，用戶供水溫度上升。 在實際工程應用中，由於熱泵的提升能力有限，水源水的最低溫度和用戶供水的最高溫度 的差值有一定的限度，目前國內水源熱泵的最大提升能力為40°C左右。傳統的熱泵在運行 過程中主要存在一下缺點。(1)熱泵提升能力有限，影響用戶供暖質量。一般水源熱泵機組的水源水的供回水 溫度為10°c /5°C，用戶供水溫度為40°C -45°c。在冬季極端運行工況時，當水源水的溫度 低於10°C時，用戶供水溫度就會隨之下降，最終直接影響到用戶的供暖質量。(2)在水源水溫度較低時，機組運行效率不高。由於熱泵機組的提升能力有限，當 水源水溫度低於設計溫度時用戶供水溫度下降，熱泵機組自動增載以提高供水溫度，機組 運行效率變低。
發明內容
針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種水源熱泵機組聯合供熱裝置，其能 在供暖過程中，利用更低溫度的水源水，提升出更高的溫度的用戶供水。實現本發明的技術方案如下水源熱泵機組聯合供熱裝置，至少包括兩個熱泵機，兩個熱泵機分別為上遊熱泵 機、下遊熱泵機，上遊熱泵機包括上遊熱泵殼體、位於上遊熱泵殼體內的上遊蒸發器、上遊冷凝器、 上遊膨脹閥以及上遊壓縮機，所述上遊蒸發器具有水源供水管、水源回水管，上遊冷凝器具 有冷凝進口、冷凝出口 ；下遊熱泵機包括下遊熱泵殼體、位於下遊熱泵殼體內的下遊蒸發器、下遊冷凝器、 下遊膨脹閥以及下遊壓縮機，所述下遊蒸發器具有蒸發進口、蒸發出口，下遊冷凝器具有供 暖供水管、供暖回水管；所述上遊冷凝器的冷凝出口通過管道連接下遊蒸發器的蒸發進口，上遊冷凝器的 冷凝進口通過管道與下遊蒸發器的蒸發出口連接，所述上遊冷凝器與下遊蒸發器之間管道 上設置有循環泵，所述上遊冷凝器、下遊蒸發器、上遊冷凝器與下遊蒸發器之間的管道以及 循環泵構成一循環迴路。所述上遊冷凝器與下遊蒸發器之間設置有溫度流量平衡裝置。
所述溫度流量平衡裝置包括一端與下遊蒸發器蒸發進口、另一端與下遊蒸發器蒸 發出口相連通的旁通管，以及設置在旁通管上的電磁閥和設置在下遊蒸發器蒸發進口端管 道內的溫度檢測器，所述溫度檢測器與電磁閥電連接。採用上述方案，上遊蒸發器對由水源供水管進入的低溫水源水進行吸取熱量並蒸 發成傳熱工質的蒸汽，蒸汽經過上遊壓縮機的壓縮其溫度和壓力均上升，高溫、高壓的蒸汽 再經過上遊冷凝器時被冷凝成液體，液體經過上遊膨脹閥的減壓返回上遊蒸發器中，並由 上遊蒸發器的水源回水管流出，而高溫、高壓的蒸汽釋放出的熱量傳遞給上遊冷凝器中的 冷卻水，上遊冷凝器中的冷卻水溫度得到提升並高於由水源供水管進入的低溫水源的溫 度；上遊冷凝器中溫度提升的冷卻水由上遊冷凝器的冷凝出口流出，由循環泵抽送並通過 下遊蒸發器的蒸發進口進入下遊蒸發器中，下遊蒸發器對其進行吸取熱量並蒸發成傳熱工 質的蒸汽，蒸汽經過下遊壓縮機的壓縮其溫度再次得到提升以及壓力也相應提升，溫度、壓 力得以提升的蒸汽經過下遊冷凝器冷凝成液體，液體經過下遊膨脹閥的減壓返回下遊蒸發 器中，並由下遊蒸發器的蒸發出口、管道流回到上遊冷凝器中，再由上遊壓縮機壓縮出來的 高溫、高壓的蒸汽對回流到上遊冷凝器中的液體進行加熱，並再由循環泵將其輸送到下遊 蒸發器中，如此循環往復，而經過下遊壓縮機的壓縮溫度、壓力得以提升的蒸汽釋放出的熱 量傳遞給下遊冷凝器中的水，因而下遊冷凝器中水的溫度升高並高於由下遊蒸發器蒸發進 口進入下遊蒸發器中的冷卻水溫度，並由下遊冷凝器的供暖供水管供出。而當下遊蒸發器 蒸發進口端管道內的溫度檢測器檢測到進入下遊蒸發器中的溫度高於設定的進入溫度值 時，電磁閥就會自動打開，將由下遊蒸發器蒸發出口流出的低溫度的水，引流到下遊蒸發器 蒸發進口端的管道內，使進入下遊蒸發器內水的溫度達到設定的溫度值，保證下遊蒸發器 的進水溫度穩定在設定值，這樣能夠保證上遊冷凝器的出水溫度與下遊蒸發器的進水溫度 相匹配，從而確保機組聯合運轉能夠穩定高效運行。本發明的有益效果是(1)上遊熱泵機、下遊熱泵機的聯合運轉，上遊熱泵機不需要直接給用戶供水，因 而進入上遊熱泵機中的上遊蒸發器的水源水溫度可以更低，即使在冬季極端運行工況時， 也能夠使用更低溫度的水源水作為上遊蒸發器的蒸發源，但並不會降低用戶需要的供水溫 度，相反能夠確保用戶需要的供水溫度，提升用戶的供暖質量。(2)上遊熱泵機、下遊熱泵機的聯合運轉，下遊熱泵機將上遊熱泵機中上遊冷凝器 的出水作為下蒸發器的進水源，由於上遊冷凝器的出水已經具有較高的溫度，因而下遊熱 泵機的下遊冷凝器供暖供水管供出的水溫更高，因而能夠為用戶提供更高溫度的熱水，且 機組的運行效率得到提高。(3)由於上遊熱泵機、下遊熱泵機的聯合運轉，能夠產生更高溫度的供水，因而可 以減小一定的供水量、減小管道管徑和供暖設備的型號，大大的節省成本。
圖1為本發明的結構示意圖；附圖中，1為上遊熱泵機，2為下遊熱泵機，3為上遊熱泵殼體，4為上遊蒸發器，5為 上遊冷凝器，6為上遊膨脹閥，7為上遊壓縮機，8為水源供水管，9為水源回水管，10為冷凝 進口，11為冷凝出口，12為下遊熱泵殼體，13為下遊蒸發器，14為下遊冷凝器，15為下遊膨脹閥，16為下遊壓縮機，17為蒸發進口，18為蒸發出口，19為供暖供水管，20為供暖回水管， 21為循環泵，22為管道，221為管道，23為旁通管，24為電磁閥，25為溫度檢測器。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步說明。參見圖1所示，水源熱泵機組聯合供熱裝置，包括兩個熱泵機，兩個熱泵機分別為 上遊熱泵機1、下遊熱泵機2，上遊熱泵機1包括上遊熱泵殼體3、位於上遊熱泵殼體3內的上遊蒸發器4、上遊 冷凝器5、上遊膨脹閥6以及上遊壓縮機7，上遊蒸發器具有水源供水管8、水源回水管9，上 遊冷凝器5具有冷凝進口 10、冷凝出口 11 ；下遊熱泵機2包括下遊熱泵殼體12、位於下遊熱泵殼體12內的下遊蒸發器13、 下遊冷凝器14、下遊膨脹閥15以及下遊壓縮機16，下遊蒸發器具有蒸發進口 17、蒸發出口 18，下遊冷凝器具有供暖供水管19、供暖回水管20 ；上遊冷凝器5的冷凝出口 11通過管道22連接下遊蒸發器的蒸發進口 18，上遊冷 凝器的冷凝進口 10通過管道221與下遊蒸發器的蒸發出口 18連接，上遊冷凝器與下遊蒸 發器之間管道22上設置有循環泵21，上遊冷凝器、下遊蒸發器、上遊冷凝器與下遊蒸發器 之間的管道以及循環泵構成一循環迴路。在具體實施時，上遊冷凝器水量應與下遊蒸發器水量相同，上遊冷凝器的出水溫 度應與下遊蒸發器的進水溫度相匹配。為了保證在運行過程中，上遊熱泵機與下遊熱泵機 的能夠順利的聯合工作，最主要是保證上遊冷凝器的出水溫度應與下遊蒸發器的進水溫度 相匹配。上遊冷凝器與下遊蒸發器之間設置有溫度流量平衡裝置，其包括一端與下遊蒸發 器蒸發進口、另一端與下遊蒸發器蒸發出口相連通的旁通管23，以及設置在旁通管上的電 磁閥24和設置在下遊蒸發器蒸發進口端管道內的溫度檢測器25，溫度檢測器與電磁閥電 連接。當下遊蒸發器蒸發進口端管道內的溫度檢測器檢測到進入下遊蒸發器中的溫度高於 設定的進入溫度值時，電磁閥就會自動打開，將由下遊蒸發器蒸發出口流出的低溫度的水， 引流到下遊蒸發器蒸發進口端的管道內，使進入下遊蒸發器內水的溫度達到設定的溫度 值，保證下遊蒸發器的進水溫度穩定在設定值，這樣能夠保證上遊冷凝器的出水溫度與下 遊蒸發器的進水溫度相匹配，從而確保機組聯合運轉能夠穩定高效運行。下面為本發明的一組實驗數據從上遊蒸發器的水源供水管進入的水源水進水溫 度為10°C，從水源回水管出水的溫度為5°C，上遊冷凝器中冷卻水的出水溫度達到26°C，回 水溫度為21°C，因而下遊蒸發器的進水溫度為26°C，出水溫度為21°C，其下遊冷凝器便可 以獲得更高的出水溫度，下遊冷凝器的供暖供水管的供水溫度可高達60°C，即便是上遊熱 泵機水源水進水溫度降低、工況變差時，下遊熱泵機仍可以提供高於用戶需求的供水溫度 之上，具有更廣泛的應用範圍。本發明已經過多次試驗完全能夠滿足冬季極端的工況下使 用，並且使用非常穩定。
權利要求
1.水源熱泵機組聯合供熱裝置，其特徵在於至少包括兩個熱泵機，兩個熱泵機分別 為上遊熱泵機、下遊熱泵機，上遊熱泵機包括上遊熱泵殼體、位於上遊熱泵殼體內的上遊蒸發器、上遊冷凝器、上遊 膨脹閥以及上遊壓縮機，所述上遊蒸發器具有水源供水管、水源回水管，上遊冷凝器具有冷 凝進口、冷凝出口 ；下遊熱泵機包括下遊熱泵殼體、位於下遊熱泵殼體內的下遊蒸發器、下遊冷凝器、下遊 膨脹閥以及下遊壓縮機，所述下遊蒸發器具有蒸發進口、蒸發出口，下遊冷凝器具有供暖供 水管、供暖回水管；所述上遊冷凝器的冷凝出口通過管道連接下遊蒸發器的蒸發進口，上遊冷凝器的冷凝 進口通過管道與下遊蒸發器的蒸發出口連接，所述上遊冷凝器與下遊蒸發器之間管道上設 置有循環泵，所述上遊冷凝器、下遊蒸發器、上遊冷凝器與下遊蒸發器之間的管道以及循環 泵構成一循環迴路；所述上遊冷凝器與下遊蒸發器之間設置有溫度流量平衡裝置。
2.根據權利要求1所述的水源熱泵機組聯合供熱裝置，其特徵在於所述溫度流量平 衡裝置包括一端與下遊蒸發器蒸發進口、另一端與下遊蒸發器蒸發出口相連通的旁通管， 以及設置在旁通管上的電磁閥和設置在下遊蒸發器蒸發進口端管道內的溫度檢測器，所述 溫度檢測器與電磁閥電連接。
全文摘要
本發明涉及一種水源熱泵機組聯合供熱裝置，包括上遊熱泵機、下遊熱泵機，上遊熱泵機包括上遊熱泵殼體、上遊蒸發器、上遊冷凝器、上遊膨脹閥以及上遊壓縮機，下遊熱泵機包括下遊熱泵殼體、下遊蒸發器、下遊冷凝器、下遊膨脹閥以及下遊壓縮機，上遊熱泵機的上遊冷凝器的冷凝出口通過管道連接下遊蒸發器的蒸發進口，上遊冷凝器的冷凝進口通過管道與下遊蒸發器的蒸發出口連接，上遊冷凝器與下遊蒸發器之間管道上設置有循環泵，上遊冷凝器、下遊蒸發器、上遊冷凝器與下遊蒸發器之間的管道以及循環泵構成一循環迴路；上遊冷凝器與下遊蒸發器之間設有溫度流量平衡裝置。本發明在供暖過程中，能夠利用更低溫度的水源水，提升出更高的溫度的用戶供水。
文檔編號F25B41/04GK102003824SQ20101057082
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者李金店, 謝莫愁, 陸京 申請人:江蘇河海新能源有限公司