專利名稱：一種大溫升壓縮式熱泵機組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于采暖、供熱水的裝置，特別涉及能夠在冷、熱源側都獲得較大進、 出口溫差的一種高效的大溫升壓縮式熱泵機組。
技術背景隨著熱泵技術的日趨成熟，各種利用地下水、地表水或工業(yè)廢熱水等為低溫 熱源的熱泵技術已經(jīng)廣泛的應用于各種采暖和熱水供應系統(tǒng)中。熱泵機組的性能 系數(shù)高低是決定能源利用效率的重要因素。對于常用熱泵裝置，通常采取的"大 溫差、小流量"的運行方式在進水溫度一定的情況下，會造成熱水供水溫度的升 高和冷水出水溫度的降低，從而造成冷凝壓力的升高和蒸發(fā)壓力的降低，導致系統(tǒng)性能系數(shù)(C0P)減小，能源利用效率降低。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種大溫升壓縮式熱泵機組，其特征在于，采用多臺水源熱泵設備組合的方式，即每臺熱泵機組由單獨的壓縮機C、冷凝器K、蒸發(fā)器E、 過冷器S、節(jié)流裝置VC組成，分別形成單獨的工質循環(huán)回路。第一級冷凝器Kl 和蒸發(fā)器E1之間連接壓縮機C1，并且過冷器S1、節(jié)流裝置VC1串聯(lián)后與壓縮機 Cl并聯(lián)，第二級冷凝器K2和蒸發(fā)器E2之間連接壓縮機C2，并且過冷器S2、節(jié) 流裝置VC2串聯(lián)后與壓縮機C2并聯(lián)；低溫熱水依次通過串聯(lián)的過冷器S1、過冷 器S2、第一級冷凝器K1與第二級冷凝器K2管路，輸出高溫熱水；冷水回水依次 通過串聯(lián)的蒸發(fā)器E2和蒸發(fā)器E1管路，輸出低溫冷水；共享一個水系統(tǒng)，形成 大溫升壓縮式熱泵機組。所述熱水管路還為過冷器S1、過冷器S2、第一級冷凝器K1相互并聯(lián)后再和 第二級冷凝器K2串聯(lián)。所述在過冷器S1、節(jié)流裝置VC1之間串聯(lián)一個經(jīng)濟器G1。 所述在過冷器S2、節(jié)流裝置VC2之間串聯(lián)一個經(jīng)濟器G2。 經(jīng)過冷器(Sl或S2)過冷后的制冷劑過冷液體一部分流經(jīng)節(jié)流裝置(Vgl或Vg2)，使其余制冷劑過冷，蒸發(fā)的制冷劑氣體進入壓縮機(C1或C2)的中間 級再壓縮，過冷的制冷劑液體通過節(jié)流裝置(VC1或VC2)進入蒸發(fā)器(El或E2)。 經(jīng)濟器的使用，使壓縮機增加了一個補充的壓縮過程，經(jīng)濟器閃蒸出來的制冷劑 氣體作為螺桿壓縮機的補氣過程進入壓縮機的中壓吸氣腔，由于螺桿式壓縮機中 壓二次吸氣腔補進的氣體是在壓縮機低壓一次吸氣口完全封閉后進氣的，因此，與常規(guī)熱泵相比，原吸氣量不變，而壓縮機的總排氣量增加了，故機組的制熱量 必然增加。經(jīng)濟器的使用，提高了機組的性能系數(shù)。本發(fā)明最大的優(yōu)點是能夠將較低的熱水回水梯級加熱到較高的溫度，冷水 則按照與冷卻水升溫相反的方向梯級降溫，加大了熱水和冷水在熱泵進、出口的 溫差，使其按大溫差、小流量運行；同時與單純的兩級串聯(lián)壓縮式熱泵相比，熱 泵機組的性能系數(shù)有了進一步提高，因此系統(tǒng)綜合能源利用效率與經(jīng)濟性比普通 熱泵機組大大提高。改進的兩級串聯(lián)壓縮式熱泵機組性能的改善主要體現(xiàn)在一， 冷卻水升溫方向與冷凍水的降溫方向相反，降低了蒸發(fā)器和冷凝器的溫差，減少 了不可逆?zhèn)鳠釗p失，機組整體的性能系數(shù)得到提高；二，采用兩級串聯(lián)的方式， 可以根據(jù)不同溫升段的工況選取不同的熱泵單元，保證每臺壓縮機在其高效工況 下運行；三，兩級之間制冷劑不進行摻混，形式相對簡單，從根本上解決了制冷 劑摻混中的回油問題；四，冷水溫度梯級降低，熱水溫度梯級升高，減小了蒸發(fā) 端和冷凝端的傳熱溫差，減小了不可逆?zhèn)鳠釗p失；五，冷凍水和冷卻水的供、回 水溫差增大，降低了系統(tǒng)的輸配能耗以及管網(wǎng)系統(tǒng)投資。


圖l(a)、 (b)為本發(fā)明的兩級串聯(lián)加過冷的壓縮式熱泵機組的流程示意圖。 圖2為本發(fā)明的兩級串聯(lián)加過冷及經(jīng)濟器壓縮式熱泵機組的流程示意圖。 圖中符號K—冷凝器；E—蒸發(fā)器；C一壓縮機；VC—進入蒸發(fā)器入 口的冷劑節(jié)流裝置；G—經(jīng)濟器；Vg—經(jīng)濟器節(jié)流裝置；具體實施方式
本發(fā)明提供一種大溫升壓縮式熱泵機組。該壓縮式熱泵機組采用多臺水源熱泵設備組合的方式，即每臺熱泵機組由單獨的壓縮機C、冷凝器K、蒸發(fā)器E、過 冷器S、節(jié)流裝置VC組成，分別形成單獨的工質循環(huán)回路。下面結合附圖對本發(fā) 明的具體實施方式
進行說明。實施例一 兩級串聯(lián)加過冷的壓縮式熱泵機組如圖l(a)所示，第一級冷凝器K1和蒸發(fā)器E1之間連接壓縮機C1，并且過 冷器Sl、節(jié)流裝置VC1串聯(lián)后與壓縮機Cl并聯(lián)，第二級冷凝器K2和蒸發(fā)器E2 之間連接壓縮機C2，并且過冷器S2、節(jié)流裝置VC2串聯(lián)后與壓縮機C2并聯(lián)；40 "C熱水回水從過冷器S1的熱水進口進入過冷器S1，依次流經(jīng)過冷器S1，過冷器 S2、冷凝器K1和冷凝器K2，被兩級冷凝器加熱后由冷凝器K2熱水出口輸出高溫 熱水，熱水溫度在50-55°C 。 25C冷水回水依次流經(jīng)蒸發(fā)器E2和蒸發(fā)器El逐級 降溫后輸出IO'C冷水。實現(xiàn)熱水梯級升溫，冷水在兩段蒸發(fā)器中梯級降溫，冷凝 壓力和蒸發(fā)壓力分別與各自的冷熱水溫度相適應，從而減小了蒸發(fā)器和冷凝器中 的不可逆?zhèn)鳠釗p失，使系統(tǒng)效率得以提高。實施例二兩級串聯(lián)加過冷的壓縮式熱泵機組如圖l(b)所示，熱泵機組基本結構和實施例1相同，其區(qū)別在于熱水管路為 過冷器Sl、過冷器S2、第一級冷凝器Kl相互并聯(lián)后再和第二級冷凝器K2串聯(lián)。 4(TC熱水回水經(jīng)過過冷器S1、過冷器S2、第一級冷凝器K1相互并聯(lián)的回路后， 再經(jīng)過第二級冷凝器K2，加熱后輸出較高溫度熱水，熱水溫度在50-55°C。 25°C 冷水回水依次流經(jīng)蒸發(fā)器E2和蒸發(fā)器El逐級降溫后輸出1(TC冷水。實現(xiàn)熱水梯 級升溫，冷水在兩段蒸發(fā)器中梯級降溫，冷凝壓力和蒸發(fā)壓力分別與各自的冷熱 水溫度相適應，從而減小了蒸發(fā)器和冷凝器中的不可逆?zhèn)鳠釗p失，使系統(tǒng)效率得以提咼o實施例三兩級串聯(lián)加過冷及經(jīng)濟器壓縮式熱泵機組為了進一步提高壓縮式熱泵機組的性能系數(shù)，如圖2所示，熱泵機組由兩臺 熱泵單元組合而成，其基本結構和實施例2相同，其區(qū)別在于，在過冷器S1、節(jié) 流裝置VC1之間串聯(lián)一個經(jīng)濟器Gl;在過冷器S2、節(jié)流裝置VC2之間串聯(lián)一個5經(jīng)濟器G2。 4(TC熱水回水經(jīng)過過冷器S1、過冷器S2、第一級冷凝器K1相互并聯(lián) 的回路后，再經(jīng)過第二級冷凝器K2，被加熱后輸出較高溫度熱水，熱水溫度在 50-55°C。 25。C冷水回水依次流經(jīng)蒸發(fā)器E2和蒸發(fā)器El逐級降溫后輸出l(TC冷 水。實現(xiàn)熱水梯級升溫，冷水在兩段蒸發(fā)器中梯級降溫，冷凝壓力和蒸發(fā)壓力分 別與各自的冷熱水溫度相適應，從而減小了蒸發(fā)器和冷凝器中的不可逆?zhèn)鳠釗p 失，使系統(tǒng)效率得以提高。在經(jīng)濟器(G1或G2)中，經(jīng)過冷器(S1或S2)過冷后的制冷劑過冷液體一 部分經(jīng)節(jié)流裝置(Vgl或Vg2)，使其余制冷劑過冷，蒸發(fā)的制冷劑氣體進入壓縮 機(C1或C2)的中間級再壓縮，過冷的制冷劑液體通過節(jié)流裝置(VC1或VC2) 進入蒸發(fā)器(E1或E2)。經(jīng)濟器的使用，提高了機組的性能系數(shù)。
權利要求
1.一種大溫升壓縮式熱泵機組，其特征在于，采用多臺水源熱泵設備組合的方式，即每臺熱泵機組由單獨的壓縮機C、冷凝器K、蒸發(fā)器E、過冷器S、節(jié)流裝置VC組成，分別形成單獨的工質循環(huán)回路；第一級冷凝器K1和蒸發(fā)器E1之間連接壓縮機C1，并且過冷器S1、節(jié)流裝置VC1串聯(lián)后與壓縮機C1并聯(lián)，第二級冷凝器K2和蒸發(fā)器E2之間連接壓縮機C2，并且過冷器S2、節(jié)流裝置VC2串聯(lián)后與壓縮機C2并聯(lián)；低溫熱水依次通過串聯(lián)的過冷器S1、過冷器S2、第一級冷凝器K1與第二級冷凝器K2管路，輸出高溫熱水；冷水回水依次通過串聯(lián)的蒸發(fā)器E2和蒸發(fā)器E1管路，輸出低溫冷水；共享一個水系統(tǒng)，形成大溫升壓縮式熱泵機組。
2. 根據(jù)權利要求1所述大溫升壓縮式熱泵機組，其特征在于，所述熱水管路 為過冷器Sl、過冷器S2、第一級冷凝器Kl相互并聯(lián)后再和第二級冷凝器K2串聯(lián)。
3. 根據(jù)權利要求1所述大溫升壓縮式熱泵機組，其特征在于，所述在過冷器 Sl、節(jié)流裝置VC1之間還串聯(lián)一個經(jīng)濟器G1。
4. 根據(jù)權利要求1所述大溫升壓縮式熱泵機組，其特征在于，所述在過冷器 S2 、節(jié)流裝置VC2之間還串聯(lián)一個經(jīng)濟器G2 。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于采暖、供熱水裝置領域，涉及能夠在冷、熱源側都獲得較大的進、出口溫差的一種高效的大溫升壓縮式熱泵機組。該大溫升壓縮式熱泵機組是采用兩臺水源熱泵設備組合的方式，即每臺熱泵機組由單獨的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、過冷器、節(jié)流裝置或再加入經(jīng)濟器串聯(lián)或串并聯(lián)組成，分別形成單獨的工質循環(huán)回路。本發(fā)明能夠將較低的熱水回水梯級加熱到較高的溫度，冷水則按照與冷卻水升溫相反的方向梯級降溫，加大了熱水和冷水在熱泵進、出口的溫差；同時與單純的兩級串聯(lián)壓縮式熱泵相比，熱泵機組的性能系數(shù)有了進一步提高，因此系統(tǒng)綜合能源利用效率與經(jīng)濟性比普通熱泵機組大大提高。
文檔編號F25B30/06GK101256042SQ200810104200
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權日2008年4月16日
發(fā)明者林 付, 張世鋼, 姿 武, 闖 陳 申請人:清華大學;北京環(huán)能瑞通科技發(fā)展有限公司