專利名稱：一種具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱泵空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可提供75°C以上熱水的具有 液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵。
背景技術(shù)：
隨著國家節(jié)能減排工作的不斷推進，城市中的中小型鍋爐逐漸被淘汰，目前迫切 需要新的高效節(jié)能環(huán)保裝置代替被淘汰的中小型鍋爐為采暖和生產(chǎn)提供75°C以上的高溫 熱水。傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)只能提供水溫不高于55°C的熱水，不能滿足采暖和生產(chǎn)需求，而目前 正在研究的單級循環(huán)和復疊式循環(huán)高溫熱泵均只能采用單一低溫或單一中溫熱源，無法實 現(xiàn)對兩種以上熱源的復合利用，且高溫工況運轉(zhuǎn)效率很低，難以推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種可對 空氣、太陽能、地能等可再生能源及各種余熱、廢熱進行綜合與合理利用的，可制取75°C以 上熱水的具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵。本實用新型的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)本實用新型的具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵是由高、低溫兩 個熱泵循環(huán)系統(tǒng)復疊而成a、所述低溫循環(huán)包括低溫壓縮機、雙熱源蒸發(fā)器、熱源型冷凝蒸發(fā)器、低溫節(jié)流閥 及連接管路；所述雙熱源蒸發(fā)器具有一個低溫熱泵工質(zhì)通道和兩個熱源通道，熱源型冷凝 蒸發(fā)器具有一個低溫熱泵工質(zhì)通道、一個高溫熱泵工質(zhì)通道及一個液態(tài)熱源通道；其中低 溫壓縮機的進口連接雙熱源蒸發(fā)器的低溫熱泵工質(zhì)通道的出口，低溫壓縮機的出口連接熱 源型冷凝蒸發(fā)器的低溫熱泵工質(zhì)通道的進口 ；熱源型冷凝蒸發(fā)器的低溫熱泵工質(zhì)通道的出 口通過低溫節(jié)流閥與雙熱源蒸發(fā)器的低溫熱泵工質(zhì)通道的進口相連接，其熱泵工質(zhì)為低溫 熱泵工質(zhì)(為常規(guī)熱泵空調(diào)所用的工質(zhì))；所述熱源型冷凝蒸發(fā)器的液態(tài)熱源通道的進、 出接口分別與液態(tài)熱源的進、出口管道連接，構(gòu)成獨立的回路；所述雙熱源蒸發(fā)器的兩個熱 源通道各自的進、出接口分別與兩種不同低溫熱源的進、出口管道連接，構(gòu)成兩個獨立的回 路；b、所述高溫循環(huán)包括高溫壓縮機、熱源型冷凝蒸發(fā)器、高溫冷凝器、高溫節(jié)流閥及 連接管路；其中高溫壓縮機的進口連接熱源型冷凝蒸發(fā)器的高溫熱泵工質(zhì)通道的出口，高 溫壓縮機的出口連接高溫冷凝器的熱泵工質(zhì)通道的進口，熱源型冷凝蒸發(fā)器的高溫熱泵工 質(zhì)通道的進口通過高溫節(jié)流閥與高溫冷凝器的熱泵工質(zhì)通道的出口相連接，其熱泵工質(zhì)為 高溫熱泵工質(zhì)(為冷凝溫度較高的高溫熱泵工質(zhì)、其正常工況范圍內(nèi)的冷凝溫度≥ 750°C。所述雙熱源蒸發(fā)器所使用的熱源可為溫度≤30°C的空氣、太陽能、地能等可再生 能源及各種余熱和廢熱。所述熱源型冷凝蒸發(fā)器所使用的熱源可為溫度≥30°C的太陽能、地能等可再生熱源及各種液態(tài)余熱、廢熱。本實用新型的具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵既可單獨吸收 氣態(tài)低溫熱源、液態(tài)低溫熱源及氣態(tài)中溫熱源熱量，又可同時吸收氣態(tài)低溫熱源、液態(tài)低溫 熱源、液態(tài)中溫熱源中的任意兩種或三種熱源的熱量。本實用新型中所述雙熱源蒸發(fā)器為中國專利200720091299. 1所公開的翅片一套 管式三介質(zhì)復合式換熱器，也可采用中國專利200820069364. 5所公開的具有三種介質(zhì)通
道的殼一套管式三介質(zhì)復合換熱器。本實用新型中所述熱源型冷凝蒸發(fā)器為中國專利200820069364. 5所公開的具有 三種介質(zhì)通道的殼一套管式三介質(zhì)復合換熱器。本實用新型的有益效果如下本實用新型的裝置可高效地提供75°C以上的熱水，可廣泛應(yīng)用于民用建筑、公共 建筑、別墅建筑的供暖系統(tǒng)，并可滿足工業(yè)生產(chǎn)的高溫熱水需求。

圖1為本實用新型具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵的結(jié)構(gòu)原 理圖。圖2為低溫熱源為氣態(tài)和液態(tài)的具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫 熱泵的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3為低溫熱源為兩種液態(tài)熱源的具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高 溫熱泵的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中序號1低溫壓縮機，1’高溫壓縮機，2雙熱源蒸發(fā)器，3高溫冷凝器，4低溫節(jié) 流閥，4’高溫節(jié)流閥，5熱源型冷凝蒸發(fā)器。
具體實施方式
本實用新型以下將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述，但并不限制本實用新型。實施例1如圖1所示，本實施例的具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵由 高、低溫兩個熱泵循環(huán)系統(tǒng)復疊而成；其中所述低溫循環(huán)包括低溫壓縮機1、雙熱源蒸發(fā) 器2、熱源型冷凝蒸發(fā)器5、低溫節(jié)流閥4及連接管路；所述雙熱源蒸發(fā)器2具有一個低溫熱 泵工質(zhì)通道和兩個熱源通道，熱源型冷凝蒸發(fā)器5具有一個低溫熱泵工質(zhì)通道、一個高溫 熱泵工質(zhì)通道及一個液態(tài)熱源通道；其中低溫壓縮機1的進口連接雙熱源蒸發(fā)器2的低溫 熱泵工質(zhì)通道的出口，低溫壓縮機1的出口連接熱源型冷凝蒸發(fā)器5的低溫熱泵工質(zhì)通道 的進口 ；熱源型冷凝蒸發(fā)器5的低溫熱泵工質(zhì)通道的出口通過低溫節(jié)流閥4與雙熱源蒸發(fā) 器2的低溫熱泵工質(zhì)通道的進口相連接，其熱泵工質(zhì)為低溫熱泵工質(zhì)(為常規(guī)熱泵空調(diào)所 用的工質(zhì))；所述熱源型冷凝蒸發(fā)器5的液態(tài)熱源通道的進、出接口分別與液態(tài)熱源的進、 出口管道連接，構(gòu)成獨立的回路；所述雙熱源蒸發(fā)器2的兩個熱源通道各自的進、出接口分 別與兩種不同低溫熱源的進、出口管道連接，構(gòu)成兩個獨立的回路；所述高溫循環(huán)包括高溫 壓縮機1’、熱源型冷凝蒸發(fā)器5、高溫冷凝器3、高溫節(jié)流閥4’及連接管路；其中高溫壓縮 機1’的進口連接熱源型冷凝蒸發(fā)器5的高溫熱泵工質(zhì)通道的出口，高溫壓縮機1’的出口連接高溫冷凝器3的熱泵工質(zhì)通道的進口，熱源型冷凝蒸發(fā)器5的高溫熱泵工質(zhì)通道的進 口通過高溫節(jié)流閥4’與高溫冷凝器3的熱泵工質(zhì)通道的出口相連接，其熱泵工質(zhì)為高溫熱 泵工質(zhì)(為冷凝溫度較高的高溫熱泵工質(zhì)、其正常工況范圍內(nèi)的冷凝溫度彡750C )。所述雙熱源蒸發(fā)器所使用的熱源可為溫度< 30°C的空氣、太陽能、地能等可再生 能源及各種余熱和廢熱。所述熱源型冷凝蒸發(fā)器所使用的熱源可為溫度>30°C的太陽能、地能等可再生熱 源及各種液態(tài)余熱、廢熱。本實用新型的具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵既可單獨吸收 氣態(tài)低溫熱源、液態(tài)低溫熱源及氣態(tài)中溫熱源熱量，又可同時吸收氣態(tài)低溫熱源、液態(tài)低溫 熱源及氣態(tài)中溫熱源熱量。實施例2如圖2所示，本實施例結(jié)構(gòu)與實施例1相同，該實施例中所述的低溫熱源為氣態(tài)和 液態(tài)熱源。實施例3如圖3所示，本實施例結(jié)構(gòu)與實施例1相同，該實施例中所述的低溫熱源為兩種液 態(tài)熱源。本實用新型中所述雙熱源蒸發(fā)器為中國專利200720091299. 1所公開的翅片一套 管式三介質(zhì)復合式換熱器，也可采用中國專利200820069364. 5所公開的具有三種介質(zhì)通
道的殼一套管式三介質(zhì)復合換熱器。本實用新型中所述熱源型冷凝蒸發(fā)器為中國專利200820069364. 5所公開的具有 三種介質(zhì)通道的殼一套管式三介質(zhì)復合換熱器。本實用新型的工作流程如下(1)單獨低溫熱源模式A、單一氣態(tài)低溫熱源模式。低溫熱泵工質(zhì)由低溫壓縮機1壓縮，經(jīng)至熱源型冷凝蒸發(fā)器5釋放熱量后，經(jīng)低溫 節(jié)流閥4進入雙熱源蒸發(fā)器2，吸收氣態(tài)熱源熱量后進入低溫壓縮機進入下一循環(huán)；高溫熱 泵工質(zhì)由高溫壓縮機1’壓縮，經(jīng)至高溫冷凝器3釋放熱量后，經(jīng)高溫節(jié)流閥4’，熱源型冷凝 蒸發(fā)器5，吸收低溫熱泵工質(zhì)熱量后進入高溫壓縮機進入下一循環(huán)。B、單一液態(tài)低溫熱源模式。低溫熱泵工質(zhì)由低溫壓縮機1壓縮，經(jīng)至熱源型冷凝蒸發(fā)器5釋放熱量后，經(jīng)低溫 節(jié)流閥4進入雙熱源蒸發(fā)器2，吸收液態(tài)熱源熱量后進入低溫壓縮機進入下一循環(huán)；高溫熱 泵工質(zhì)由高溫壓縮機1’壓縮，經(jīng)至高溫冷凝器3釋放熱量后，經(jīng)高溫節(jié)流閥4’，熱源型冷凝 蒸發(fā)器5，吸收低溫熱泵工質(zhì)熱量后進入高溫壓縮機進入下一循環(huán)。C、氣態(tài)一液態(tài)雙低溫熱源復合模式。低溫熱泵工質(zhì)由低溫壓縮機1壓縮，經(jīng)至熱源型冷凝蒸發(fā)器5釋放熱量后，經(jīng)低溫 節(jié)流閥4進入雙熱源蒸發(fā)器2，同時吸收氣態(tài)熱源和液態(tài)熱源熱量后進入低溫壓縮機進入 下一循環(huán)；高溫熱泵工質(zhì)由高溫壓縮機1’壓縮，經(jīng)至高溫冷凝器3釋放熱量后，經(jīng)高溫節(jié)流 閥4’，熱源型冷凝蒸發(fā)器5，吸收低溫熱泵工質(zhì)熱量后進入高溫壓縮機進入下一循環(huán)。D、雙液態(tài)低溫熱源復合模式。[0040]低溫熱泵工質(zhì)由低溫壓縮機1壓縮，經(jīng)至熱源型冷凝蒸發(fā)器5釋放熱量后，經(jīng)低溫 節(jié)流閥4進入雙熱源蒸發(fā)器2，同時吸收兩種液態(tài)熱源的熱量后進入低溫壓縮機進入下一 循環(huán)；高溫熱泵工質(zhì)由高溫壓縮機1’壓縮，經(jīng)至高溫冷凝器3釋放熱量后，經(jīng)高溫節(jié)流閥 4’，熱源型冷凝蒸發(fā)器5，吸收低溫熱泵工質(zhì)熱量后進入高溫壓縮機進入下一循環(huán)。(2)單獨液態(tài)中溫熱源模式關(guān)閉低溫壓縮機1，高溫熱泵工質(zhì)由高溫壓縮機1’壓縮，經(jīng)至高溫冷凝器3釋放熱 量后，經(jīng)高溫節(jié)流閥4’，熱源型冷凝蒸發(fā)器5，吸收液態(tài)中溫熱源熱量后進入高溫壓縮機進 入下一循環(huán)。(3)液態(tài)中溫熱源與單一低溫熱源復合模式低溫熱泵工質(zhì)由低溫壓縮機1壓縮，經(jīng)至熱源型冷凝蒸發(fā)器5釋放熱量后，經(jīng)低溫 節(jié)流閥4進入雙熱源蒸發(fā)器2，吸收氣態(tài)或液態(tài)熱源熱量后進入低溫壓縮機進入下一循環(huán)； 高溫熱泵工質(zhì)由高溫壓縮機1’壓縮，經(jīng)至高溫冷凝器3釋放熱量后，經(jīng)高溫節(jié)流閥4’，熱源 型冷凝蒸發(fā)器5，吸收低溫熱泵工質(zhì)及液態(tài)中溫熱源熱量后進入高溫壓縮機進入下一循環(huán)。(4)液態(tài)中溫熱源與雙低溫熱源復合模式低溫熱泵工質(zhì)由低溫壓縮機1壓縮，經(jīng)至熱源型冷凝蒸發(fā)器5釋放熱量后，經(jīng)低溫 節(jié)流閥4進入雙熱源蒸發(fā)器2，同時吸收氣態(tài)和液態(tài)熱源熱量后進入低溫壓縮機進入下一 循環(huán)；高溫熱泵工質(zhì)由高溫壓縮機1’壓縮，經(jīng)至高溫冷凝器3釋放熱量后，經(jīng)高溫節(jié)流閥 4’，熱源型冷凝蒸發(fā)器5，吸收低溫熱泵工質(zhì)及液態(tài)中溫熱源熱量后進入高溫壓縮機進入下 一循環(huán)。
權(quán)利要求一種具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵，其特征在于該裝置由高、低溫兩個熱泵循環(huán)系統(tǒng)復疊而成a、所述低溫循環(huán)包括低溫壓縮機(1)、雙熱源蒸發(fā)器(2)、熱源型冷凝蒸發(fā)器(5)、低溫節(jié)流閥(4)及連接管路；所述雙熱源蒸發(fā)器(2)具有一個低溫熱泵工質(zhì)通道和兩個熱源通道，熱源型冷凝蒸發(fā)器(5)具有一個低溫熱泵工質(zhì)通道、一個高溫熱泵工質(zhì)通道及一個液態(tài)熱源通道；其中低溫壓縮機(1)的進口連接雙熱源蒸發(fā)器(2)的低溫熱泵工質(zhì)通道的出口，低溫壓縮機(1)的出口連接熱源型冷凝蒸發(fā)器(5)的低溫熱泵工質(zhì)通道的進口；熱源型冷凝蒸發(fā)器(5)的低溫熱泵工質(zhì)通道的出口通過低溫節(jié)流閥(4)與雙熱源蒸發(fā)器(2)的低溫熱泵工質(zhì)通道的進口相連接，其熱泵工質(zhì)為低溫熱泵工質(zhì)；所述熱源型冷凝蒸發(fā)器(5)的液態(tài)熱源通道的進、出接口分別與液態(tài)熱源的進、出口管道連接，構(gòu)成獨立的回路；所述雙熱源蒸發(fā)器(2)的兩個熱源通道各自的進、出接口分別與兩種不同低溫熱源的進、出口管道連接，構(gòu)成兩個獨立的回路；b、所述高溫循環(huán)包括高溫壓縮機(1’)、熱源型冷凝蒸發(fā)器(5)、高溫冷凝器(3)、高溫節(jié)流閥(4’)及連接管路；其中高溫壓縮機(1’)的進口連接熱源型冷凝蒸發(fā)器(5)的高溫熱泵工質(zhì)通道的出口，高溫壓縮機(1’)的出口連接高溫冷凝器(3)的熱泵工質(zhì)通道的進口，熱源型冷凝蒸發(fā)器(5)的高溫熱泵工質(zhì)通道的進口通過高溫節(jié)流閥(4’)與高溫冷凝器(3)的熱泵工質(zhì)通道的出口相連接，其熱泵工質(zhì)為高溫熱泵工質(zhì)。
專利摘要一種具有液態(tài)中溫熱源及雙低溫熱源的復疊式高溫熱泵，該裝置由高、低溫兩個熱泵循環(huán)系統(tǒng)復疊而成所述低溫熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括低溫壓縮機，雙熱源蒸發(fā)器，熱源型冷凝蒸發(fā)器，低溫節(jié)流閥及連接管路；其熱泵工質(zhì)為低溫熱泵工質(zhì)；所述高溫熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括高溫壓縮機，熱源型冷凝蒸發(fā)器，高溫冷凝器，高溫節(jié)流閥及連接管路；其熱泵工質(zhì)為高溫熱泵工質(zhì)；所述雙熱源蒸發(fā)器具有一個低溫熱泵工質(zhì)通道和兩個熱源通道，熱源型冷凝蒸發(fā)器具有一個低溫熱泵工質(zhì)通道、一個高溫熱泵工質(zhì)通道及一個液態(tài)熱源通道。本實用新型的系統(tǒng)裝置可高效地提供75℃以上的熱水，可廣泛應(yīng)用于民用建筑、公共建筑、別墅建筑的供暖系統(tǒng)，并可滿足工業(yè)生產(chǎn)的高溫熱水需求。
文檔編號F25B7/00GK201672738SQ20102018777
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者劉寅, 周光輝, 董秀潔 申請人:中原工學院