專利名稱：一種梯級提升水溫的熱水熱泵機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種用于提供生活熱水或采暖熱水的中高溫?zé)岜迷O(shè)備，特別是用于冷凍 水和冷卻水側(cè)霈要實現(xiàn)較大進(jìn)、出口溫差的場合。
技術(shù)背景目前，大型熱泵機(jī)組已經(jīng)廣泛應(yīng)用于公共建筑的集中空調(diào)系統(tǒng)，這類熱泵一般采用水 —水熱泵，其技術(shù)已經(jīng)比較成熟。對于采用地下水或地表水為低溫?zé)嵩吹臒岜霉嵯到y(tǒng)，供 水溫度一般需要高于55'C，但對于一般使用的熱泵來講，會導(dǎo)致冷凝壓力和蒸發(fā)壓力差值 過大，系統(tǒng)的不可逆性大大增加，導(dǎo)致系統(tǒng)對能源的利用效率低下；同時， 一般熱泵機(jī)組的 冷凍水和冷卻水進(jìn)出口溫差小，僅為5'C左右，會造成水路系統(tǒng)的輸配能耗增加，管路投資 偏大的問題。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種梯級提升水溫的熱水熱泵機(jī)組，即提出一種能夠?qū)⑤^低的 熱水回水梯級加熱到較高溫度的熱泵系統(tǒng)，以提高能源綜合的利用效率，同時可以在冷熱源 側(cè)實現(xiàn)大溫差、小流量的運行方式。本實用新型的技術(shù)方案如下一種梯級提升水溫的熱水熱泵機(jī)組，其特征在于該機(jī)組至少由兩臺熱泵單元組合而成， 每臺熱泵設(shè)備包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器，每臺熱泵制冷工質(zhì)均按壓縮機(jī)、冷凝 器、膨脹閥、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)的循環(huán)流程分別形成獨立的循環(huán)回路；各臺熱泵設(shè)備的冷凝器 水路系統(tǒng)互相串聯(lián)構(gòu)成了多段串聯(lián)殼管式換熱器，即第一臺熱泵冷凝器水路的入口作為整個 機(jī)組的入口，最后一臺熱泵冷凝器水路的出口作為整個機(jī)組的出口；各臺熱泵設(shè)備的蒸發(fā)器 水路系統(tǒng)互相串聯(lián)構(gòu)成了多段串聯(lián)的殼管式換熱器，即最后一臺熱泵蒸發(fā)器水路的入口作為 整個機(jī)組的入口 ，第一臺熱泵蒸發(fā)器水路的出口作為整個機(jī)組的出口 。本實用新型最大的優(yōu)點就是能夠?qū)⑤^低的熱水回水梯級加熱到較高的溫度，冷凍水則按 照與冷卻水升溫相反的方向梯級降溫，熱泵機(jī)組的冷卻水、冷凍水回路均能夠?qū)崿F(xiàn)大溫差、 小流量的運行方式，系統(tǒng)的綜合能源利用效率大大提高，主要體現(xiàn)在第一，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(jī)組 整體的性能系數(shù)得到提高；第二，采用熱泵設(shè)備串聯(lián)的方式，可以根據(jù)不同溫升梯度段的工 況選取不同的熱泵單元，保證每臺熱泵能夠在其高效工況運行第三，采用溫度梯級升降的 方式，可以生產(chǎn)出較高溫度(〉55'C)的熱水，同時還可以根據(jù)用戶的用熱要求，通過控制熱 泵運行臺數(shù)來調(diào)節(jié)熱水出水溫度；第四，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)統(tǒng)投資。

圖1為兩級串聯(lián)梯級提升水溫?zé)崴疅岜脵C(jī)組實施例的流程示意圖。 圖2為三級串聯(lián)梯級提升水溫?zé)崴疅岜脵C(jī)組實施例的流程示意圖。圖中l(wèi)a—第一級冷凝器；lb —第二級冷凝器；1C一第三級冷凝器；2a—第一級蒸發(fā)器； 2b—第二級蒸發(fā)器；2C —第三級蒸發(fā)器；3a—第一級壓縮機(jī)；3b —第二級壓縮機(jī)；3c —第三 級壓縮機(jī)；4a—第一級膨脹閥；4b —第二級膨脹閥；4c一第三級膨脹閥。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)和工作過程作進(jìn)一步的說明如圖1所示，熱泵機(jī)組由兩臺熱泵單元組合而成，每臺熱泵單元均是由壓縮機(jī)、冷凝器、 膨脹閥和蒸發(fā)器組成，分別通過管路連接成兩個相互獨立的制冷工質(zhì)循環(huán)回路。兩臺熱泵的 冷凝器相互串聯(lián)成為一個管殼式換熱器，即第二級冷凝器lb的進(jìn)水口作為整個機(jī)組的冷卻 水進(jìn)水口，第二級冷凝器lb的出水口與第一級冷凝器la的進(jìn)水口相連，第一級冷凝器la 的出水口作為整個機(jī)組的出水口，熱水回水依次流經(jīng)第二級冷凝器lb和第一級冷凝器la被 兩級加熱后送出；兩臺熱泵的蒸發(fā)器相互串聯(lián)成為一個管殼式換熱器，即第一級蒸發(fā)器2a 的進(jìn)水口作為整個機(jī)組的冷凍水進(jìn)水口，第一級蒸發(fā)器2a的出水口與第二級蒸發(fā)器2b的進(jìn) 水口相連，第二級蒸發(fā)器2b的出水口作為整個機(jī)組的出水口，冷水回水依次流經(jīng)第一級蒸 發(fā)器2a和第二級蒸發(fā)器2b逐級降溫后送出。如圖2所示，熱泵機(jī)組由三臺熱泵單元組合而成，每臺熱泵單元均是由壓縮機(jī)、冷凝器、 膨脹閥和蒸發(fā)器組成，分別通過管路連接成三個相互獨立的制冷工質(zhì)循環(huán)回路。三臺熱泵的 冷凝器相互串聯(lián)成為一個管殼式換熱器，即第三級冷凝器lc的進(jìn)水口作為整個機(jī)組的冷卻 水進(jìn)水口，第三級冷凝器lc的出水口與第二級冷凝器lb的進(jìn)水口相連，第二級冷凝器lb 的出水口與第一級冷凝器la的進(jìn)水口相連，第一級冷凝器la的出水口作為整個機(jī)組的出水 口，熱水回水依次流經(jīng)第三級冷凝器lc，第二級冷凝器lb和第一級冷凝器lc被逐級加熱后 送出；三臺熱泵的蒸發(fā)器相互串聯(lián)成為一個管殼式換熱器，即第一級蒸發(fā)器2a的進(jìn)水口作 為整個機(jī)組的冷凍水進(jìn)水口 ，第一級蒸發(fā)器2a的出水口與第二級蒸發(fā)器2b的進(jìn)水口相連， 第二級蒸發(fā)器2b的出水口與第三級蒸發(fā)器2c的進(jìn)水口相連，第三級蒸發(fā)器2c的出水口作 為整個機(jī)組的出水口，冷水回水依次流經(jīng)第一級蒸發(fā)器2a，第二級蒸發(fā)器2b和第三級蒸發(fā) 器2c逐級降溫后送出。
權(quán)利要求1. 一種梯級提升水溫的熱水熱泵機(jī)組，其特征在于該機(jī)組至少由兩臺熱泵單元組合 而成，每臺熱泵單元包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器，每臺熱泵制冷工質(zhì)均按壓縮機(jī)、 冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)的循環(huán)流程分別形成獨立的循環(huán)回路；各臺熱泵設(shè)備的冷凝器水路系統(tǒng)互相串聯(lián)成為一個管殼式換熱器，即第一臺熱泵冷凝器水路的入口作為整個機(jī)組的入口，最后一臺熱泵冷凝器水路的出口作為整個機(jī)組的出口；各臺熱泵設(shè)備的蒸發(fā)器水 路系統(tǒng)互相串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)成為一個管殼式換熱器，即最后一臺熱泵蒸發(fā)器水路的入口作為整 個機(jī)組的入口，第一臺熱泵蒸發(fā)器水路的出口作為整個機(jī)組的出口。
專利摘要一種梯級提升水溫的熱水熱泵機(jī)組，屬于一種將熱水回水溫度梯級提升的熱水生產(chǎn)設(shè)備。本實用新型采用多臺熱泵單元組合的方式，每臺熱泵單元都有單獨壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥和蒸發(fā)器，每臺熱泵設(shè)備的制冷工質(zhì)分別形成單獨的循環(huán)回路；各臺熱泵機(jī)組的冷凝器互相串聯(lián)構(gòu)成多段串聯(lián)殼管式換熱器，熱水回水依次流經(jīng)各個冷凝器被梯級升溫后流出；蒸發(fā)器互相串聯(lián)構(gòu)成多段串聯(lián)殼管式換熱器，冷凍水回水與熱水回水相反的流向流經(jīng)各個凝汽器單元梯級降溫后流出。本實用新型能夠?qū)崴厮鸺壧嵘叫枨蟮墓┧疁囟?，可以滿足生活熱水和采暖的需求，并且能源綜合利用效率高。
文檔編號F25B30/06GK201037719SQ200720149298
公開日2008年3月19日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者林 付, 燕 劉, 張世鋼, 肖常磊, 闖 陳 申請人:清華大學(xué)