CN104930577B - 低温超导源热泵双效供热装置 - Google Patents

Abstract

本发明型公开了低温超导源热泵双效供热装置，其包括静电低温超导热源塔、低温位能超导液传递、自动单双效热泵机组、单效小寒级供热循环、双效大寒级供热循环、负温高湿蓄热能清霾组成，其特征在于冬季雾霾期间超导热源塔内置低温纳米超导液吸收雾霾湿冷热源，实现‑10℃以上气候期自动选择单效热泵系统供热经济运行，达到燃煤锅炉65℃热水的供热温度，同时大量的人工冷源扰动大气循环引风驱霾。在于‑18℃以上超低温气候期超导热源塔内置超低温纳米超导液吸收超低温空气显热能，自动选择双效热泵系统供热经济运行，达到燃煤锅炉65℃热水的供热温度，可减少燃煤锅炉供热产生的环境污染。

Description

低温超导源热泵双效供热装置

技术领域

本发明型涉及一种低温超导源热泵双效供热装置，涉及到我国新能源节能技术和环境保护与资源两大领域。

本装置在于冬季大寒级-10℃至-20℃气候期，通过静电低温超导热源塔翅片管内置低 温纳米超导液体循环(低于空气温度的低温纳米超导液)，吸收空气中的低温位热源(显 热)作为一效低压蒸发器的低温位热源，经一效模块补偿低压机(模块低压机可以补偿因热 源温度下降产生的供热能力衰减)做功提升至中压冷凝器释放热能至二效蒸发器作为中温位 热源，自动选择低温双效高压机做功提升至高压冷凝器释放热能至负荷侧循环介质，可直接 用于替代燃煤锅炉供暖的65℃的高温热水输出；在小寒级-10℃以上气候期，低温位热源温 度升高，自动选择一效模块补偿低压机做功提升至中压冷凝器释放冷凝热至中压供热侧热水 管程，输出65℃热水用于供暖系统。本装置可以根据气候温度变化自动选择一效或双效系 统运行，实现低温超导源热泵双效供热装置替代燃煤锅炉运行的经济性。本装置集成了静电 低温超导热源塔、低温位能超导液传递、自动单双效热泵机组、单效小寒级供热循环、双效 大寒级供热循环、负温高湿蓄热能清霾创新技术。可在我国北方雾霾和大寒级气候周期全部 高效地替代化石能源燃煤锅炉供热产生的环境污染粉尘及碳排放。在雾霾周期进行大气循环 取热的同时，通过静电折射层去除了空气中的尘埃微粒、冷冻翅片层吸收凝结雾霾湿冷热源 再经热融清霾收集，净化了环境空气质量。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对建筑环境能源消耗的治理要求也越来越高。各种 超低温热泵供热技术日益在建筑中得到推广使用，在当前节能低碳，减少雾霾天气，创建生 态城市、绿色生态环境、绿色低碳建筑的大形式下，各类热源塔吸收低温位能与低热源热泵 配合的低碳环保节能的供热方式，已经成为各大高校研究的科研课题，将要在我国寒冷气候 区域替代燃煤锅炉供热改造发展中扮演着重要角色，实现热源塔热泵技术的升级。

已发明的热源塔热泵以宽带液导循环与单级低温热泵匹配可在空气-15℃，湿度90％ 以下的气候周期内，实现无霜运行输出45℃热水，供热性能达到2.5的COP值，满足现代 空调地暖和供热强制循环的供热场所。而面对当前节能减碳净化雾霾空气取替燃煤锅炉高温 供热要求场所，需要在大寒级-15℃至-20℃气候期通过应用一种“低温超导源热泵双效供热 装置”吸收空气中的超低温位能，经热泵提升产生65℃热水的供热技术。而实际上在我国 京津冀地区这类大寒级-10℃至-20℃气候期占供暖期间的20％，而在小寒级-10℃以上至的气 候期占供暖期间的80％，这就需要在小寒级以上的气候期，“低温超导源热泵双效供热装 置”应具备单效供热输出的功能实现经济性运行。而目前北方市场供热空调所应用的覆叠热泵采用的是高密翅片气-汽低导传热技术(低效大温差传热，流体分配不均，高湿天气严重 结霜运行困难)，并进行1:1双级热泵匹配，低压级很难解决热泵压机随热源温度下降及结 霜产生的制热能力严重衰减问题，无单双效宽工况转换功能很难与气候匹配，推广应用范围不多。

发明内容

本发明型低温超导源热泵双效供热装置目的，在于利用超导源热泵解决替代北方冬 季大寒级-10℃至-20℃气候期燃煤锅炉供热产生的直接污染问题。

本装置在于冬季大寒级-10℃至-20℃气候期，通过静电低温超导热源塔翅片管内置低 温纳米超导液循环(低于空气温度的低温纳米超导液)，吸收空气中的低温位热源(显热) 作为一效低压蒸发器的低温位热源，经一效模块补偿低压机(由模块热泵并联组成，可以补 偿因热源温度下降压机供热产生的自然衰减)做功提升至中压冷凝器释放热能至二效蒸发器 作为中温位热源，再经低温双效高压机做功提升至高压冷凝器释放热能至负荷侧循环介质， 可用于替代燃煤锅炉供暖的65℃的高温热水输出；在小寒级-10℃以上气候期，低温位热源 温度升高，自动选择一效模块补偿低压机做功提升至中压冷凝器释放冷凝热至中压供热侧热 水管程，输出50℃热水用于供暖系统。本装置可以根据气候温度变化自动选择一效或双效 系统运行，实现低温超导源热泵双效供热装置替代燃煤锅炉运行的经济性。

目前市场所应用的覆叠热泵技术是高密翅片气-汽低导传热技术(低效大温差传热， 流体分配不均，高湿天气严重结霜运行困难)，并进行1:1双级热泵匹配，低压级很难解决 热泵压机随热源温度下降及结霜产生的制热能力严重衰减问题，无单双效宽工况转换功能很 难与气候匹配。

本装置对比传统单效空气源热泵和双效空气源热泵区别在于创新采用气—液超导循 环传递，宽带高面积通风降阻传热，根据气候温度自动选择单双效热泵供热系统，将低温位 热能提升至高温位能技术，实现了室外空气与热泵蒸发温度小温差传热，实现了空气负温度 90％以下湿度无霜运行干霜直接升华。空气负温度90％以上湿度由于采用宽带高面积通风降 阻小温差传热，保障了进入结霜工况后的直接升华，融霜周期12—24小时，对比传统空气 源热泵密集翅片气-汽导热技术减低了98％的结霜几率，即使进入结霜运行工况宽带高面积 通风降阻传热技术使结霜周期延长了12倍以上。

本装置可在我国北方京津冀雾霾地区全部高效地替代化石能源燃煤锅炉供热产生的 粉尘污染和碳排放，在雾霾周期进行大气循环取热的同时，通过静电折射层去除了空气中的 尘埃微粒、冷冻翅片层吸收凝结雾霾湿冷热源再经热融清霾收集净化了环境空气质量，同时 大量的人工冷源扰动大气循环引凤驱霾。

本发明经济、合理高效地运行使用，能够彻底替代解决我国北方冬季大寒级-20℃以 下气候区域利用燃煤锅炉供暖方式。

本发明型的技术方案是：由低温宽带静电低温超导热源塔1、低温位能超导液传递2、自动单双效热泵机组3、单效小寒级供热循环4、双效大寒级供热循环5、负温高湿蓄热 能清霾6组成。

所述低温宽带静电低温超导热源塔1包括塔体框架维护结构,中拱型融霜水盘,静电除 霾飘雪折射分离器,翅片管超导吸收器,风动循环装置,液体循环排气罐组成，所述塔体框架维 护结构内部底部安装有中拱型融霜水盘，中拱型融霜水盘上面安装有静电除霾飘雪折射分离 器、翅片管超导吸收器，风动循环装置安装于塔体框架维护结构顶部，液体循环排气罐进口 通过管路与低热源翅片液管吸收器出口F3、F4连接。

所述低温位能超导液传递2包括补液止回泄压阀组，热源侧超导液泵阀，翅片管超导吸收器，液体循环排气罐组成，所述热源侧超导液泵阀布置于低温宽带静电低温超导热源 塔的下方，补液止回泄压阀组进口通过管道分别与纳米超导液调节蓄能罐出口R1、融霜循 环泵阀进口联通，补液止回泄压阀组出口通过管道分别与热源侧超导液泵阀进口、液体循环 排气罐出口b联通，热源侧超导液泵阀出口通过管道与一效超导蒸发器的管程超导液进口 L1联通，一效超导蒸发器的管程超导液出口L2通过管道分别与融霜循环泵阀出口和翅片管 超导吸收器的进口F1、F2联通，翅片管超导吸收器的出口F3、F4通过管道与液体循环排 气罐进口a联通，液体循环排气罐排气出口c通过管路与纳米超导液调节蓄能罐膨胀联通管 R3联通并与大气相同。

所述自动单双效热泵机组3包括一效超导蒸发器，一效模块补偿低压机，低压机油分离器，中压冷凝供热蒸发器，中压过冷节流装置，低温双效高压机，高压供热冷凝器，高压过冷节流装置组成，所述一效超导蒸发器以容器的卧式中心线为基准布置高于一效模块补 偿低压机的吸汽口M1、M2，所述一效超导蒸发器的管程超导液热源侧进口L1通过管道与热源侧超导液泵阀2-2出口连接，一效超导蒸发器的管程超导液热源侧出口L2通过管道分别与融霜循环泵阀出口和翅片管超导吸收器的进液口F1、F2连接，所述一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧进液口L3与中压过冷节流装置3-5的低温满液膨胀阀组J3.1出口连接，一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧出汽口L4通过管路与一效模块补偿低压机的吸汽口M1、M2和低压机油分离器的引射回油阀Y3.1出口C连接，所述一效模块补偿低压机的吸汽口M1、M2通过管路与一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧出汽口L4连接，一效模块补偿低压 机的排气口M3、M4通过管路与低压机油分离器的进气口Y1连接，一效模块补偿低压机的 中间吸汽口M5、M6通过管路与中压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口J2连接，所述低压机 油分离器的进气口Y1通过管路与一效模块补偿低压机的排气口M3、M4连接，低压机油分 离器的排气口Y2通过管路与中压冷凝供热蒸发器的工质冷凝侧壳程进气口Z4连接，低压 机油分离器的排油排气引射口Y3通过管路与引射回油阀组Y3.1进口连接，所述中压冷凝 供热蒸发器的壳程工质冷凝侧进气口Z1通过管路与低压机油分离器的排气口Y2连接，中 压冷凝供热蒸发器的壳程工质冷凝侧出液口Z2与中压工质液体过滤器组件Z2.1进口连接， 所述中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧进液口Z3近距离的与高压过冷节流装置的 中温干式膨胀阀组K3.1出口连接，中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧出汽口Z4通 过管路与低温双效高压机的吸汽口W1连接，中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧中间回油口Z3.1与二效蒸发中间回油电磁阀Z3.2进口连接，所述中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧进口Z5通过管道与负荷侧单效热水泵阀出口连接，中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧出口Z6分别通过管道与高压供热冷凝器的管程热水负荷侧出口H4、用户侧进水控制阀连接，所述中压过冷节流装置的中压工质液体进口J1通过管路与中压工质液体过滤器组件Z2.1出口连接，中压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口J2通过管路与一效模块补偿低压机的中间吸汽口M5、M6连接，中压过冷节流装置的低温满液过冷出液口J3通过管路与 低温满液膨胀阀组J3.1进口连接，所述低温双效高压机的吸汽口W1通过管路与中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧出汽口Z4连接，低温双效高压机的吸汽口W1.1通过管路与二效蒸发中间回油电磁阀Z3.2出口连接，低温双效高压机的排气口W2通过管路与高压供热冷凝器的壳程工质冷凝侧进气口H1连接，低温双效高压机的中间吸汽口W3通过管路与高压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口K2连接，所述高压供热冷凝器的壳程工质冷凝侧进气口H1通过管路与低温双效高压机的排气口W2连接，高压供热冷凝器的壳程工质冷凝侧出液口H2与高压工质液体过滤器组件H2.1进口连接，所述高压供热冷凝器的管程热水负荷侧进口H3通过管道与负荷侧双效热水泵阀出口连接，高压供热冷凝器的管程热水负荷侧出口H4分别通过管道与中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧出口Z6、用户侧进水控制阀连接，所述高压过冷节流装置的高压工质液体进口K1通过管路与高压工质液体过滤器组件H2.1出口连接，高压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口K2通过管路与低温双效高压机的中间吸汽口W3连接，高压过冷节流装置的高温过冷出液口K3通过管路与二效干式蒸发膨胀阀组K3.1进口连接。

所述单效小寒级供热循环4包括用户侧回水控制阀，负荷侧单效热水泵阀，中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧Z5至Z6，用户侧进水控制阀构成，所述用户侧回水控制阀进口与用户负荷侧回水联通，用户侧回水控制阀出口通过管道分别与负荷侧单效热水泵阀进 口、负荷侧双效热水泵阀进口连通，负荷侧单效热水泵阀出口通过管道与中压冷凝供热蒸发 器的管程热水负荷侧进口Z5联通，中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧出口Z6通过管 道分别与高压供热冷凝器的管程热水负荷侧出口H4、用户侧进水控制阀进口连接。

所述双效大寒级供热循环5包括用户侧回水控制阀，负荷侧双效热水泵阀，高压供热冷凝器的管程热水负荷侧H3至H4，用户侧进水控制阀组成，所述用户侧回水控制阀进 口与用户负荷侧回水联通，用户侧回水控制阀出口通过管道分别与负荷侧单效热水泵阀进口、负荷侧双效热水泵阀进口连通，负荷侧双效热水泵阀出口通过管道与高压供热冷凝器的 管程热水负荷侧进口H3联通，高压供热冷凝器的管程热水负荷侧出口H4通过管道分别与 中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧出口Z6、用户侧进水控制阀进口连接。

所述负温高湿蓄热能清霾6包括纳米超导液调节蓄能罐，负温高湿谷电蓄能管，融霜循环泵阀，翅片管超导吸收器，液体循环排气罐，融霜回液控制阀组成，所述纳米超导液调节蓄能罐布置位置高于热源侧超导液泵阀、融霜循环泵阀；纳米超导液调节蓄能罐出液口 R1通过管道分别与融霜循环泵阀进口、补液止回泄压阀组出口联通，纳米超导液调节蓄能 罐回液插管R2通过管道与融霜回液控制阀出口联通，纳米超导液调节蓄能罐膨胀排气管R3 通过管路分别与液体循环排气罐排气出口c和大气联通，负温高湿谷电蓄能管插入纳米超导 液调节蓄能罐中，融霜循环泵阀出口通过管道分别与翅片管超导吸收器进口F1、F2联通，翅片管超导吸收器出口F3、F4通过管道经液体循环排气罐与融霜回液控制阀回液口联通。

附图说明

图1为本发明一实施例“低温超导源热泵双效供热装置”结构工艺原理示意图；

图2为本发明一实施例“低温宽带静电低温超导热源塔1与低温位能超导液传递2工作原理”热源传递示意图；

图3为本发明一实施例“自动单双效热泵机组3与单效小寒级供热循环4工作原理”供热循环示意图；

图4为本发明一实施例“自动单双效热泵机组3与双效大寒级供热循环5”供热循环示意图；

图5为本发明一实施例“负温高湿蓄热能清霾6”蓄能融霜循环示意图。

说明：图中箭头方向表示流体流动方向。

具体实施方式

参照附图1本实施例包括由低温宽带静电低温超导热源塔1、低温位能超导液传递2、自动单双效热泵机组3、单效小寒级供热循环4、双效大寒级供热循环5、负温高湿蓄热能清霾6组成。

所述低温宽带静电低温超导热源塔1包括塔体框架维护结构1-1；中拱型融霜水盘1-2；静电除霾飘雪折射分离器1-3；翅片管超导吸收器1-4；风动循环装置1-5；液体循环排气罐1-6构成。

所述塔体框架维护结构1-1内部底部安装有中拱型融霜水盘1-2；中拱型融霜水盘1- 2上面安装有静电除霾飘雪折射分离器1-3，翅片管超导吸收器1-4；风动循环装置1-5安装 于塔体框架维护结构1-1顶部；液体循环排气罐1-6进口通过管路与低热源翅片液管吸收器 1-4出口F3、F4连接。

所述低温位能超导液传递2包括补液止回泄压阀组2-1；热源侧超导液泵阀2-2；翅片管超导吸收器1-4；液体循环排气罐1-6构成。

所述热源侧超导液泵阀2-2布置于低温宽带静电低温超导热源塔1的下方，补液止回 泄压阀组2-1进口通过管道分别与纳米超导液调节蓄能罐6-1出口R1、融霜循环泵阀6-3进 口联通，补液止回泄压阀组2-1出口通过管道分别与热源侧超导液泵阀2-2进口、液体循环 排气罐1-6出口b联通，热源侧超导液泵阀2-2出口通过管道与一效超导蒸发器3-1的管程 超导液进口L1联通，一效超导蒸发器3-1的管程超导液出口L2通过管道分别与融霜循环泵 阀6-3出口和翅片管超导吸收器1-4的进口F1、F2联通，翅片管超导吸收器1-4的出口F3、F4通过管道与液体循环排气罐1-6进口a联通，液体循环排气罐罐1-6排气出口c通过 管路与纳米超导液调节蓄能罐6-1膨胀联通管R3联通并与大气相同。

所述自动单双效热泵机组3包括一效超导蒸发器3-1，一效模块补偿低压机3-2；低压机油分离器3-3，中压冷凝供热蒸发器3-4，中压过冷节流装置3-5，低温双效高压机3- 6；高压供热冷凝器3-7，高压过冷节流装置3-8构成。

所述一效超导蒸发器3-1以容器的卧式中心线为基准布置高于一效模块补偿低压机3- 2的吸汽口M1、M2；所述一效超导蒸发器3-1的管程超导液热源侧进口L1通过管道与热源侧超导液泵阀2-2出口连接，一效超导蒸发器3-1的管程超导液热源侧出口L2通过管道分别与融霜循环泵阀6-3出口和翅片管超导吸收器1-4的进液口F1、F2连接；所述一效超 导蒸发器3-1的壳程工质蒸发侧进液口L3与中压过冷节流装置3-5的低温满液膨胀阀组 J3.1出口连接，一效超导蒸发器3-1的壳程工质蒸发侧出汽口L4通过管路与一效模块补偿 低压机3-2的吸汽口M1、M2和低压机油分离器3-3的引射回油阀Y3.1出口C连接；所述 一效模块补偿低压机3-2的吸汽口M1、M2通过管路与一效超导蒸发器3-1的壳程工质蒸发 侧出汽口L4连接，一效模块补偿低压机3-2的排气口M3、M4通过管路与低压机油分离器 3-3的进气口Y1连接，一效模块补偿低压机3-2的中间吸汽口M5、M6通过管路与中压过 冷节流装置3-5的过冷蒸发出汽口J2连接；所述低压机油分离器3-3的进气口Y1通过管路 与一效模块补偿低压机3-2的排气口M3、M4连接，低压机油分离器3-3的排气口Y2通过 管路与中压冷凝供热蒸发器3-4的工质冷凝侧壳程进气口Z4连接，低压机油分离器3-3的 排油排气引射口Y3通过管路与引射回油阀组Y3.1进口连接；所述中压冷凝供热蒸发器3-4 的壳程工质冷凝侧进气口Z1通过管路与低压机油分离器3-3的排气口Y2连接，中压冷凝 供热蒸发器3-4的壳程工质冷凝侧出液口Z2与中压工质液体过滤器组件Z2.1进口连接；所 述中压冷凝供热蒸发器3-4的管程工质二效蒸发侧进液口Z3近距离的与高压过冷节流装置 3-8的中温干式膨胀阀组K3.1出口连接，中压冷凝供热蒸发器3-4的管程工质二效蒸发侧出 汽口Z4通过管路与低温双效高压机3-6的吸汽口W1连接，中压冷凝供热蒸发器3-4的管 程工质二效蒸发侧中间回油口Z3.1与二效蒸发中间回油电磁阀Z3.2进口连接；所述中压冷 凝供热蒸发器3-4的管程热水负荷侧进口Z5通过管道与负荷侧单效热水泵阀4-1出口连 接，中压冷凝供热蒸发器3-4的管程热水负荷侧出口Z6分别通过管道与高压供热冷凝器3-7 的管程热水负荷侧出口H4、用户侧进水控制阀Q-R2连接；所述中压过冷节流装置3-5的 中压工质液体进口J1通过管路与中压工质液体过滤器组件Z2.1出口连接，中压过冷节流装 置3-5的过冷蒸发出汽口J2通过管路与一效模块补偿低压机3-2的中间吸汽口M5、M6连 接，中压过冷节流装置3-5的低温满液过冷出液口J3通过管路与低温满液膨胀阀组J3.1进 口连接；所述低温双效高压机3-6的吸汽口W1通过管路与中压冷凝供热蒸发器3-4的管程 工质二效蒸发侧出汽口Z4连接，低温双效高压机3-6的吸汽口W1.1通过管路与二效蒸发中 间回油电磁阀Z3.2出口连接，低温双效高压机3-6的排气口W2通过管路与高压供热冷凝器 3-7的壳程工质冷凝侧进气口H1连接，低温双效高压机3-6的中间吸汽口W3通过管路与高 压过冷节流装置3-8的过冷蒸发出汽口K2连接；所述高压供热冷凝器3-7的壳程工质冷凝 侧进气口H1通过管路与低温双效高压机3-6的排气口W2连接，高压供热冷凝器3-7的壳 程工质冷凝侧出液口H2与高压工质液体过滤器组件H2.1进口连接；所述高压供热冷凝器 3-7的管程热水负荷侧进口H3通过管道与负荷侧双效热水泵阀5-1出口连接，高压供热冷凝 器3-7的管程热水负荷侧出口H4分别通过管道与中压冷凝供热蒸发器3-4的管程热水负荷 侧出口Z6、用户侧进水控制阀Q-R2连接；所述高压过冷节流装置3-8的高压工质液体进 口K1通过管路与高压工质液体过滤器组件H2.1出口连接，高压过冷节流装置3-8的过冷蒸 发出汽口K2通过管路与低温双效高压机3-6的中间吸汽口W3连接，高压过冷节流装置3-8 的高温过冷出液口K3通过管路与二效干式蒸发膨胀阀组K3.1进口连接。

所述单效小寒级供热循环4包括用户侧回水控制阀Q-R1；负荷侧单效热水泵阀4-1；中压冷凝供热蒸发器3-4的管程热水负荷侧Z5至Z6；用户侧进水控制阀Q-R2构成。

所述用户侧回水控制阀Q-R1进口与用户负荷侧回水联通，用户侧回水控制阀Q-R1出口通过管道分别与负荷侧单效热水泵阀4-1进口、负荷侧双效热水泵阀5-1进口连通，负荷侧单效热水泵阀4-1出口通过管道与中压冷凝供热蒸发器3-4的管程热水负荷侧进口Z5联通，中压冷凝供热蒸发器3-4的管程热水负荷侧出口Z6通过管道分别与高压供热冷凝器3-7的管程热水负荷侧出口H4、用户侧进水控制阀Q-R2进口连接；

所述双效大寒级供热循环5包括用户侧回水控制阀Q-R1；负荷侧双效热水泵阀5-1；高压 供热冷凝器3-7的管程热水负荷侧H3至H4；用户侧进水控制阀Q-R2构成。

所述用户侧回水控制阀Q-R1进口与用户负荷侧回水联通，用户侧回水控制阀Q-R1出口通过管道分别与负荷侧单效热水泵阀4-1进口、负荷侧双效热水泵阀5-1进口连通，负荷侧双效热水泵阀5-1出口通过管道与高压供热冷凝器3-7的管程热水负荷侧进口H3联通，高压供热冷凝器3-7的管程热水负荷侧出口H4通过管道分别与中压冷凝供热蒸发器3-4的管程热水负荷侧出口Z6、用户侧进水控制阀Q-R2进口连接；

所述负温高湿蓄热能清霾6包括纳米超导液调节蓄能罐6-1，负温高湿谷电蓄能管6-2，融 霜循环泵阀6-3，翅片管超导吸收器1-4，液体循环排气罐1-6，融霜回液控制阀6-4构成。

所述纳米超导液调节蓄能罐6-1布置位置高于热源侧超导液泵阀2-2、融霜循环泵6- 3；纳米超导液调节蓄能罐6-1出液口R1通过管道分别与融霜循环泵阀6-3进口、补液止回 泄压阀组2-1出口联通，纳米超导液调节蓄能罐6-1回液插管R2通过管道与融霜回液控制 阀6-4出口联通，纳米超导液调节蓄能罐6-1膨胀排气管R3通过管路分别与液体循环排气 罐1-6排气出口c和大气联通，负温高湿谷电蓄能管6-2插入纳米超导液调节蓄能罐6-1中，融霜循环泵阀6-3出口通过管道分别与翅片管超导吸收器1-4进口F1、F2联通，翅片 管超导吸收器1-4出口F3、F4通过管道经液体循环排气罐1-6与融霜回液控制阀6-4回液口 联通。

低温宽带静电低温超导热源塔1与低温位能超导液传递2工作原理见图2。

所述风动循环装置1-5启动运行与大气进行热交换循环，带有高焓值的雾霾空气经静电除霾飘雪折射分离器1-3处理掉尘埃或飘雪，进入翅片管超导吸收器1-4向超导吸收器内管低温纳米超导循环液释放低温位能焓值减少温度下降，由风动循环装置1-5驱动加压将温度较低的焓值空气排入室外大气环境，低焓值低温空气经与大气高焓值高温度空气进行热交换后， 循环空气焓值增加温度升高再次进入静电除霾飘雪折射分离器1-3完成空气能换热循环；来 自一效超导蒸发器3-1的管程超导液出口L2低温纳米超导液分别进入翅片管超导吸收器1-4 的进液口F1、F2进入，低温纳米超导液通过翅片管超导吸收器1-4向翅片管外吸收高焓值 的雾霾湿冷热源，超导液焓值增加温度上升，由翅片管超导吸收器1-4的出液口F3、F4排 出，进入热源侧超导液泵阀2-2经驱动加压进入一效超导蒸发器3-1的管程超导液进口L1 完成由低温宽带静电低温超导热源塔1向自动单双效热泵机组3的低温超导传递过程。

自动单双效热泵机组3与单效小寒级供热循环4工作原理，见图3。

所述根据小寒级气候温度控制，要求-10℃以上气候期采用单效小寒级供热循环4， 双效大寒级供热循环5停止运行。

所述来自热源侧超导液泵阀2-2高焓值超导液进入一效超导蒸发器3-1的管程介质热 源侧L1至L2(超导液进出口)向一效超导蒸发器3-1的壳程工质蒸发侧液体释放低温位能 焓值减少温度下降，进入低温宽带静电低温超导热源塔1与大气进行热交换；一效超导蒸发 器3-1的壳程工质蒸发侧液体吸收了来自低温宽带静电低温超导热源塔1的超导低温位热源 蒸发为工质湿饱和蒸汽，经一效超导蒸发器3-1的壳程工质蒸发侧出汽口L4分别进入一效 模块补偿低压机3-2的吸汽口M1、M2，经一效模块补偿低压机3-2低压机做功的提升为中 高压工质过热蒸汽进入低压机油分离器3-3分离掉油蒸汽，进入中压冷凝供热蒸发器3-4的 壳程工质冷凝侧进气口Z1，在中压冷凝供热蒸发器3-4的壳程工质冷凝侧向3-4的管程热水 负荷侧Z5至Z6释放冷凝热凝结为中压工质液体，由中压冷凝供热蒸发器3-4的壳程工质冷 凝侧出液口Z2进入中压工质液体过滤器组件Z2.1过滤进入中压过冷节流装置3-5的中压工 质液体进口J1，工质液体经3-5的过冷蒸发侧吸收过冷侧热能蒸发为汽体经出汽口J2由一 效模块补偿低压机3-2的中间吸汽口M5、M6吸入实现过冷经济补偿循环，工质液体经3-5 的过冷侧过冷温度下降经出液口J3进入低温满液膨胀阀组J3.1膨胀节流控制进入一效超导 蒸发器3-1的壳程继续吸热蒸发完成工质逆卡若循环过程；中压冷凝供热蒸发器3-4的管程 热水负荷侧循环介质吸收了中压冷凝供热蒸发器3-4的壳程工质冷凝侧释放的冷凝热，循环 介质焓值增加温度上升由中压冷凝供热蒸发器3-4的管程热水负荷侧出水口Z6进入用户侧 进水控制阀Q-R2，热循环介质进入用户负荷侧释放显热能给供热场所焓值下降温度降低， 经用户侧回水控制阀Q-R1进入单效热水泵阀4-1驱动加压进入中压冷凝供热蒸发器3-4的 管程热水负荷侧加热供热循环介质完成单效小寒级供热循环。

自动单双效热泵机组3与双效大寒级供热循环5工作原理，见图4。

所述根据小寒级气候温度控制，要求-10℃以下气候期采用双效大寒级供热循环5， 单效小寒级供热循环4停止运行。

所述来自热源侧超导液泵阀2-2高焓值超导液进入一效超导蒸发器3-1的管程介质热 源侧L1至L2(超导液进出口)向一效超导蒸发器3-1的壳程工质蒸发侧液体释放低温位能 焓值减少温度下降，进入低温宽带静电低温超导热源塔1与大气进行热交换；一效超导蒸发 器3-1壳程工质蒸发侧液体吸收了来自低温宽带静电低温超导热源塔1的超导低温位热源蒸 发为工质湿饱和蒸汽，经一效超导蒸发器3-1的壳程工质蒸发侧出汽口L4分别进入一效模 块补偿低压机3-2的吸汽口M1、M2，经一效模块补偿低压机3-2低压机做功的提升为中高 压工质过热蒸汽进入低压机油分离器3-3分离掉油蒸汽，进入中压冷凝供热蒸发器3-4的壳 程工质冷凝侧进气口Z1，在中压冷凝供热蒸发器3-4的壳程工质冷凝侧向中压冷凝供热蒸 发器3-4的管程工质二效蒸发侧Z3至Z4释放冷凝热凝结为中压工质液体，由中压冷凝供热 蒸发器3-4的壳程工质冷凝侧出液口Z2进入中压工质液体过滤器组件Z2.1过滤进入中压过 冷节流装置3-5的中压工质液体进口J1，中压工质液体经中压过冷节流装置3-5的过冷蒸发 侧吸收过冷侧热能蒸发为汽体经出汽口J2由一效模块补偿低压机3-2的中间吸汽口M5、 M6吸入实现过冷经济补偿循环，工质液体经中压过冷节流装置3-5的过冷侧过冷温度下降 经出液口J3进入低温满液膨胀阀组J3.1膨胀节流控制进入一效超导蒸发器3-1的壳程继续 吸热蒸发完成工质一级逆卡若循环过程；进入中压冷凝供热蒸发器3-4的管程工质二效蒸发 侧工质进液口Z3工质为汽液两项流体吸收了来至中压冷凝供热蒸发器3-4的壳程工质冷凝 侧释放的潜热能蒸发为中压工质湿蒸汽经出汽口Z4进入低温双效高压机3-6的吸汽口 W1，经低温双效高压机3-6的做功提升为高压工质蒸汽进入3-7的壳程工质冷凝侧进气口 H1向高压供热冷凝器3-7的管程热水负荷侧释放的潜热能冷凝为高压工质液体，高压工质 液体由高压供热冷凝器3-7的壳程工质冷凝侧出液口H2进入高压工质液体过滤器组件Z2.1 过滤进入高压过冷节流装置3-8的高压工质液体进口K1，高压工质液体经高压过冷节流装 置3-8的过冷蒸发侧吸收过冷侧热能蒸发为汽体经出汽口K2由低温双效高压机3-6的中间 吸汽口吸入实现过冷经济补偿循环，高压工质液体经高压过冷节流装置3-8的过冷侧过冷温 度下降经出液口K3进入中温干式膨胀阀组K3.1，进入中压冷凝供热蒸发器3-4的管程工质 二效蒸发侧工质进液口Z3继续吸热蒸发完成工质二级逆卡若循环过程；高压供热冷凝器3- 7的管程热水负荷侧循环介质吸收了3-7的壳程工质冷凝侧释放的冷凝热，循环介质焓值增 加温度上升由3-7的管程热水负荷侧出水口H4进入用户侧进水控制阀Q-R2，热循环介质进 入用户负荷侧释放显热能给供热场所焓值下降温度降低，经用户侧回水控制阀Q-R1进入单 效热水泵阀5-1驱动加压进入高压供热冷凝器3-7的管程热水负荷侧加热供热循环介质完成 双效大寒级供热循环。

负温高湿蓄热能清霾6工作原理见图5。

所述根据环境气候温度控制，空气进入负温度，空气湿度超过90％连续12-24(可调)小时以上输出控制信号，对低温宽带静电低温超导热源塔1翅片管超导吸收器1-4进行一次热除霜清霾，根据北方冬季气候进入低温干燥期静电低温超导热源塔为小温差超导传热 无霜期运行，气温较高进入雾霾期空气湿度超过90％连续12H以上也很少出现，作为本装 置的稳定可靠性设计了负温高湿蓄热能清霾配置，进行一次热除霜清霾期间停止低温宽带静 电低温超导热源塔1风动循环装置1-5、一效模块补偿低压机3-2、低温双效高压机3-6的运 行；

所述空气进入负温度，空气湿度超过90％连续6-24小时(可调)以上启动负温高湿谷电蓄 能管6-2对纳米超导液调节蓄能罐6-1进行蓄热能，加热到设定控制温度；空气湿度超过 90％连续12-24小时停止其他设备运行，启动融霜循环泵阀6-3，纳米超导液调节蓄能罐6-1 热流体经出液口R1进入融霜循环泵阀6-3驱动加压，进入翅片管超导吸收器1-4进口F1、 F2向翅片管超导吸收器1-4外翅片释放热能清除霜霾为凝结水排出，冷却后的冷流体经翅片 管超导吸收器1-4出口F3、F4及液体循环排气罐1-6、融霜回液控制阀6-4回到纳米超导液 调节蓄能罐6-1完成热流体循环清霾除霜过程。

Claims (1)

1.一种低温超导源热泵双效供热装置，其包括低温宽带超导热源塔、低温位能超导液传递、自动单双效热泵机组、单效小寒级供热循环、双效大寒级供热循环、负温高湿蓄热能清霾组成，其特征在于：

所述低温宽带超导热源塔包括塔体框架维护结构，中拱型融霜水盘,静电除霾飘雪折射分离器，翅片管超导吸收器，风动循环装置，液体循环排气罐组成；所述塔体框架维护结构内部底部安装有中拱型融霜水盘，中拱型融霜水盘上面安装有静电除霾飘雪折射分离器、翅片管超导吸收器，风动循环装置安装于塔体框架维护结构顶部；

所述低温位能超导液传递包括补液止回泄压阀组，热源侧超导液泵阀，翅片管超导吸收器，液体循环排气罐组成；所述热源侧超导液泵阀布置于低温宽带超导热源塔的下方，补液止回泄压阀组进口通过管道分别与纳米超导液调节蓄能罐出口（R1）、融霜循环泵阀进口联通，补液止回泄压阀组出口通过管道分别与热源侧超导液泵阀进口、液体循环排气罐出口（b）联通，热源侧超导液泵阀出口通过管道与一效超导蒸发器的管程超导液进口（L1）联通，一效超导蒸发器的管程超导液出口（L2）通过管道分别与融霜循环泵阀出口和翅片管超导吸收器的两个进口（F1、F2）联通，翅片管超导吸收器的两个出口（F3、F4）通过管道与液体循环排气罐进口（a）联通，液体循环排气罐排气出口（c）通过管路与纳米超导液调节蓄能罐膨胀联通管（R3）联通并与大气相通；

所述自动单双效热泵机组包括一效超导蒸发器，一效模块补偿低压机，低压机油分离器，中压冷凝供热蒸发器，中压过冷节流装置，低温双效高压机，高压供热冷凝器，高压过冷节流装置组成；所述一效超导蒸发器以容器的卧式中心线为基准布置高于一效模块补偿低压机的两个吸汽口（M1、M2），所述的一效超导蒸发器的管程超导液热源侧进口（L1）通过管道与热源侧超导液泵阀（2-2）出口连接，一效超导蒸发器的管程超导液热源侧出口（L2）通过管道分别与融霜循环泵阀出口和翅片管超导吸收器的两个进液口（F1、F2）连接，所述的一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧进液口（L3）与中压过冷节流装置（3-5）的低温满液膨胀阀组（J3.1）出口连接，一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧出汽口（L4）通过管路与一效模块补偿低压机的两个吸汽口（M1、M2）和低压机油分离器的引射回油阀（Y3.1）出口（C）连接，所述的一效模块补偿低压机的两个吸汽口（M1、M2）通过管路与一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧出汽口（L4）连接，一效模块补偿低压机的两个排气口（M3、M4）通过管路与低压机油分离器的进气口（Y1）连接，一效模块补偿低压机的两个中间吸汽口（M5、M6）通过管路与中压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口（J2）连接，所述的低压机油分离器的进气口（Y1）通过管路与一效模块补偿低压机的两个排气口（M3、M4）连接，低压机油分离器的排气口（Y2）通过管路与中压冷凝供热蒸发器的壳程工质冷凝侧进气口（Z1）连接，低压机油分离器的排油排气引射口（Y3）通过管路与引射回油阀组（Y3.1）进口连接，所述的中压冷凝供热蒸发器的壳程工质冷凝侧进气口（Z1）通过管路与低压机油分离器的排气口（Y2）连接，中压冷凝供热蒸发器的壳程工质冷凝侧出液口（Z2）与中压工质液体过滤器组件（Z2.1）进口连接，所述的中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧进液口（Z3）近距离的与高压过冷节流装置的中温干式膨胀阀组（K3.1）出口连接，中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧出汽口（Z4）通过管路与低温双效高压机的吸汽口（W1）连接，中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧中间回油口（Z3.1）与二效蒸发中间回油电磁阀（Z3.2）进口连接，所述的中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧进口（Z5）通过管道与负荷侧单效热水泵阀出口连接，中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧出口（Z6）分别通过管道与高压供热冷凝器的管程热水负荷侧出口（H4）、用户侧进水控制阀连接，所述的中压过冷节流装置的中压工质液体进口（J1）通过管路与中压工质液体过滤器组件（Z2.1）出口连接，中压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口（J2）通过管路与一效模块补偿低压机的两个中间吸汽口（M5、M6）连接，中压过冷节流装置的低温满液过冷出液口（J3）通过管路与低温满液膨胀阀组（J3.1）进口连接，所述的低温双效高压机的第一吸汽口（W1）通过管路与中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧出汽口（Z4）连接，低温双效高压机的第二吸汽口（W1.1）通过管路与二效蒸发中间回油电磁阀（Z3.2）出口连接，低温双效高压机的排气口（W2）通过管路与高压供热冷凝器的壳程工质冷凝侧进气口（H1）连接，低温双效高压机的中间吸汽口（W3）通过管路与高压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口（K2）连接，所述的高压供热冷凝器的壳程工质冷凝侧进气口（H1）通过管路与低温双效高压机的排气口（W2）连接，高压供热冷凝器的壳程工质冷凝侧出液口（H2）与高压工质液体过滤器组件（H2.1）进口连接，所述的高压供热冷凝器的管程热水负荷侧进口（H3）通过管道与负荷侧双效热水泵阀出口连接，高压供热冷凝器的管程热水负荷侧出口（H4）分别通过管道与中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧出口（Z6）、用户侧进水控制阀连接，所述的高压过冷节流装置的高压工质液体进口（K1）通过管路与高压工质液体过滤器组件（H2.1）出口连接，高压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口（K2）通过管路与低温双效高压机的中间吸汽口（W3）连接，高压过冷节流装置的高温过冷出液口（K3）通过管路与二效干式蒸发膨胀阀组（K3.1）进口连接；

所述单效小寒级供热循环包括用户侧回水控制阀，负荷侧单效热水泵阀，中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧，用户侧进水控制阀组成；所述用户侧回水控制阀进口与用户负荷侧回水联通，用户侧回水控制阀出口通过管道分别与负荷侧单效热水泵阀进口、负荷侧双效热水泵阀进口联通，负荷侧单效热水泵阀出口通过管道与中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧的进口（Z5）联通，中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧的出口（Z6）通过管道分别与高压供热冷凝器的管程热水负荷侧出口（H4）、用户侧进水控制阀进口连接；

所述双效大寒级供热循环包括用户侧回水控制阀，负荷侧双效热水泵阀，高压供热冷凝器的管程热水负荷侧，用户侧进水控制阀组成；所述用户侧回水控制阀进口与用户负荷侧回水联通，用户侧回水控制阀出口通过管道分别与负荷侧单效热水泵阀进口、负荷侧双效热水泵阀进口连通，负荷侧双效热水泵阀出口通过管道与高压供热冷凝器的管程热水负荷侧进口（H3）联通，高压供热冷凝器的管程热水负荷侧出口（H4）通过管道分别与中压冷凝供热蒸发器的管程热水负荷侧出口（Z6）、用户侧进水控制阀进口连接；

所述负温高湿蓄热能清霾包括纳米超导液调节蓄能罐，负温高湿谷电蓄能管，融霜循环泵阀，翅片管超导吸收器，液体循环排气罐，融霜回液控制阀组成；所述纳米超导液调节蓄能罐布置位置高于热源侧超导液泵阀、融霜循环泵阀；纳米超导液调节蓄能罐出液口（R1）通过管道分别与融霜循环泵阀进口、补液止回泄压阀组出口联通，纳米超导液调节蓄能罐回液插管（R2）通过管道与融霜回液控制阀出口联通，纳米超导液调节蓄能罐膨胀排气管（R3）通过管路分别与液体循环排气罐排气出口（c）和大气联通，负温高湿谷电蓄能管插入纳米超导液调节蓄能罐中，融霜循环泵阀出口通过管道分别与翅片管超导吸收器两个进口（F1、F2）联通，翅片管超导吸收器两个出口（F3、F4）通过管道经液体循环排气罐与融霜回液控制阀回液口联通。