CN109000385B - 一种多源高温热泵装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多源高温热泵装置及工作方法，装置包括集热系统、热泵升温系统、热水闪蒸系统、蒸汽压缩系统四部分。本发明以水为热泵循环工质，通过热能回收利用技术、低压闪蒸技术和中间冷却的两级压缩技术的有机结合，实现了对100℃以下中低品位能的回收利用和高品位转变。装置引入两组内循环热泵系统，在实现宽温度范围内低品位能梯级回收利用的同时提高了蒸汽产量；以水为工质的中间冷却式两级压缩在满足150～160℃高温用热需求的同时还使装置能效系数高达6～8。较现技术，本发明设计合理、特点突出，在有效回收各种中低位能的同时具有能效系数大、放热量大和放热温度高的显著优势，符合节能减排可持续发展的战略要求。

Description

一种多源高温热泵装置及工作方法
技术领域
本发明涉及一种热泵装置，更具体的说，是一种多源高温热泵装置，属于能源与热泵技术领域。
背景技术
工业用热份额巨大，每天会产生大量的余热资源，而当下的余热资源利用率却不足30％，这不仅增加了工业能源消耗，还造成了环境热污染。另外，我国的中低温自然热源也储量巨大，多集中在100℃以下，一定程度上增加了利用难度。
在如何高效回收利用中低品位热能的难题前，有学者提出利用热泵装置将中低品位能转变为高品位能，以满足高温用热需求。
目前，常温热泵技术已相对成熟，且得到广泛应用。仅仅针对空调工况，以环境温度改善为目标的常温热泵系统，不能满足高温用热需求。要实现热泵技术对各种余热资源的回收利用，为工业提供符合要求的高温热源，就要在保证COP的前提下，使热泵的工作温度区间上移；通过调节蒸发温度，使常温热泵无法利用的余热资源得到回收利用；通过提高冷凝温度，为工业提供适宜的加热温度。为此，热泵高温化成为热泵技术发展的一个必然方向。
申请号为：CN201320054784.7，名称为“双能源高效高温热泵机组系统”的实用新型专利，对空气源、太阳能进行了结合应用；申请号为：CN200820225952.3，名称为“工业余热型超高温热泵机组”的实用新型专利，以多级复叠式热泵系统对工业余热进行了回收利用。分析发现：上述两项技术均以氟利昂为热泵工质，较常规热泵系统未有大的改进，其余热资源回收利用效率、放热温度仍有待提高。申请号为：CN107461961A，名称为“一种双热源的两级闪蒸两级压缩式热泵装置及工作方法”的发明专利，以水为工质，采用两级闪蒸+两级压缩技术，在提高热泵系统冷凝温度和能效比、制热量方面做了很大改进，但其余热资源回收利用率仍未最优，冷凝温度仍能进一步提升。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的问题和不足，进而提供一种多源高温热泵装置及工作方法。
本发明以水为热泵循环工质，通过将热能回收利用技术、低压闪蒸技术和中间冷却的两级压缩技术进行有机结合，实现了低品位能到高品位能的转变，在满足高温用热需求的同时具有能效系数高、放热量大的诸多优势。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多源高温热泵装置，包括集热系统、热泵升温系统、热水闪蒸系统、蒸汽压缩系统四部分。其中所述集热系统包括：进水阀、补水箱、排污阀、循环水泵、热回收器、热水箱、放水阀、温度传感器、第一温控阀、第二温控阀，所述进水阀下出口连通所述补水箱左上进口，所述补水箱底部出口连通所述排污阀的右进口和所述循环水泵的下进口，所述循环水泵上出口连通所述热回收器下进口，所述热回收器上出口连通所述热水箱右上进口，所述热水箱左下出口连通所述放水阀右进口，所述热水箱右下出口连通所述第一温控阀的左进口和所述第二温控阀的上进口，所述热水箱右下出口连接管道上布有所述温度传感器，所述温度传感器右输出端口连通所述第一温控阀上端口，所述温度传感器左输出端口连通所述第二温控阀左端口；
所述热泵升温系统包括：第一流量调节阀、第一换热器、第一节流阀、第二换热器、第一压缩机、第一截止阀、第二截止阀，所述第二温控阀下出口连通所述第一换热器的左上进口和所述第一流量调节阀的左进口，所述第一换热器左下出口连通所述补水箱右上进口，所述第一换热器右上出口连通所述第一压缩机左进口，所述第一压缩机右出口连通所述第二换热器左上进口，所述第二换热器左下出口连通所述第一节流阀右进口，所述第一节流阀左出口连通所述第一换热器右下进口，所述第一流量调节阀右出口连通所述第二换热器右上进口，所述第二换热器右下出口连通所述第一截止阀的上进口和所述第二截止阀的下进口；
所述热水闪蒸系统包括：喷淋泵、雾化器、抽气阀、真空泵、闪蒸罐、冷凝盘管、第二节流阀、第三换热器、第二流量调节阀、第二压缩机，所述第一温控阀的右出口和所述第二截止阀的上出口一并连通所述喷淋泵左进口，所述喷淋泵右出口连通所述闪蒸罐中上方布有所述雾化器的盲管，所述闪蒸罐右侧通过所述抽气阀连通所述真空泵，所述闪蒸罐中所述雾化器的下方布有所述冷凝盘管，所述冷凝盘管右下出口连通所述第二节流阀上进口，所述第二节流阀下出口连通所述第三换热器右进口，所述第三换热器左出口连通所述第二压缩机下进口，所述第二压缩机上出口连通冷凝盘管左上进口，所述闪蒸罐底部出口连通所述第三换热器的上进口和所述第二流量调节阀的右进口，所述第三换热器的下出口和所述第二流量调节阀的左出口连通所述补水箱右上进口；
所述蒸汽压缩系统包括：第三流量调节阀、增压器、风冷式散热器、第四流量调节阀、低压级水蒸气压缩机、第五流量调节阀、高压级水蒸气压缩机、第三截止阀、显热段冷凝器、潜热段冷凝器、第五截止阀、第三节流阀、中间冷却器，所述第三换热器的下出口和所述第二流量调节阀的左出口连通所述第三流量调节阀左进口，所述第三流量调节阀右出口连通所述增压器左进口，所述增压器右出口连通所述风冷式散热器下进口，所述风冷式散热器上出口连通所述第四流量调节阀的右进口和所述第五流量调节阀的下进口，所述闪蒸罐顶部出口连通所述低压级水蒸气压缩机下进口，所述第四流量调节阀左出口连通所述低压级水蒸气压缩机中间喷液口，所述低压级水蒸气压缩机上出口连通延伸到所述中间冷却器底部的短管，所述中间冷却器顶部出口连通所述高压级水蒸气压缩机下进口，所述第五流量调节阀上出口连通所述高压级水蒸气压缩机中间喷液口，所述高压级水蒸气压缩机上出口连通所述第三截止阀右进口，所述第三截止阀左出口连通所述显热段冷凝器右进口，所述显热段冷凝器左出口连通所述潜热段冷凝器右进口，所述潜热段冷凝器左出口连通所述第五截止阀的上进口和所述喷淋泵的左进口，所述第五截止阀下出口连通所述第三节流阀左进口，所述第三节流阀右出口连通所述中间冷却器中部进液口。
进一步，所述热水箱左上接口还连通有排气阀。
进一步，所述高压级水蒸气压缩机顶部出口还连通有第四截止阀。
进一步，所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器均为管壳式换热器或板式换热器或套管式换热器。
进一步，所述第一节流阀、所述第二节流阀和所述第三节流阀均为毛细管或热力膨胀阀或电子膨胀阀。
进一步，所述第一压缩机和所述第二压缩机均为活塞式或螺杆式或涡旋式制冷压缩机。
进一步，所述低压级水蒸气压缩机和高压级水蒸气压缩机均为离心式或螺杆式或罗茨式水蒸气压缩机。
本发明的一种多源高温热泵装置的工作方法，根据所述热回收器出水温度t出，热泵装置分为三种工作模式，即：A、t出≥80℃工作模式，B、45℃≤t出＜80℃工作模式，C、25℃≤t出＜45℃工作模式；
A、t出≥80℃工作模式
所述进水阀开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱，纯净水从所述补水箱流出经所述循环水泵作用进入所述热回收器，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器流出进入所述热水箱，热水携带的不凝性气体通过所述排气阀排放掉，所述温度传感器感知热水温度t出≥80℃后输出信号动作所述第一温控阀开启，热水从所述热水箱流出经所述喷淋泵作用进入所述闪蒸罐在所述雾化器处喷淋雾化为热水颗粒，所述闪蒸罐预先由所述真空泵抽负压，热泵装置工作时所述闪蒸罐中压力维持在0.029～0.034MPa之间，进入所述闪蒸罐的热水颗粒一部分吸热蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，一部分被吸热降温成闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水，70±2.5℃的饱和水从所述闪蒸罐底部流出后分为两路，一路进入所述第三换热器被吸热降温，另一路流经用于调节R245fa热泵冷凝温度的所述第二流量调节阀；低压工质R245fa液体在所述第三换热器中吸收70±2.5℃饱和水的热量蒸发为低压工质R245fa气体，70±2.5℃饱和水被吸热降温到50～55℃后从所述第三换热器流出，低压工质R245fa气体被所述第二压缩机吸入压缩为高温高压工质R245fa气体，高温高压工质R245fa气体在所述冷凝盘管中凝结放热，此后所述雾化器喷淋雾化的热水颗粒吸收自身热量和所述冷凝盘管中高温高压工质R245fa气体的热量蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，高温工质R245fa的冷凝温度在90～95℃之间，凝结放热后的高压工质R245fa液体经所述第二节流阀节流降压后再进入所述第三换热器吸热蒸发，完成工质R245fa的热泵循环；所述第三换热器流出的50～55℃饱和水和流经所述第二流量调节阀的70±2.5℃饱和水混合后多数沿管道回流到所述补水箱进入所述热回收器继续吸热升温循环，少量混合水在所述第三流量调节阀调节流量后经所述增压器增压进入所述风冷式散热器散热降温，所述闪蒸罐闪蒸出的70±2.5℃饱和水蒸气进入压比为2.7的所述低压级水蒸气压缩机压缩升温，所述风冷式散热器散热后的冷水经所述第四流量调节阀调节流量喷入所述低压级水蒸气压缩机，所述低压级水蒸气压缩机排出120～130℃的高温过热蒸汽进入所述中间冷却器，所述中间冷却器的部分饱和水吸收120～130℃高温过热蒸汽的热量一起变为95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽，95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽再进入压比同为2.7的所述高压级水蒸气压缩机压缩升温，所述风冷式散热器散热后的冷水经所述第五流量调节阀调节流量喷入所述高压级水蒸气压缩机，所述第三截止阀开启，所述高压级水蒸气压缩机排出的170～180℃高温过热蒸汽进入所述显热段冷凝器释放热量，同时也可开启所述第五截止阀将170～180℃高温过热蒸汽供于用热处，170～180℃高温过热蒸汽在所述显热段冷凝器中释放蒸汽显热降温为冷凝压力下的高温饱和蒸汽，所述显热段冷凝器的放热温度在150～160℃之间，高温饱和蒸汽再进入所述潜热段冷凝器凝结放热为高温饱和水，所述潜热段冷凝器的冷凝温度在120～130℃之间，高温饱和水从所述潜热段冷凝器流出后分为两路，主路经所述喷淋泵作用直接进入所述闪蒸罐喷淋雾化制取70±2.5℃的饱和水蒸气，辅路则通过所述第四截止阀在所述第三节流阀处节流降压到所述低压级水蒸气压缩机排气压力后进入所述中间冷却器，如此，实现了以水为循环工质的高温热泵循环；
B、45℃≤t出＜80℃工作模式
所述进水阀开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱，纯净水从所述补水箱流出经所述循环水泵作用进入所述热回收器，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器流出进入所述热水箱，热水携带的不凝性气体通过所述排气阀排放掉，所述温度传感器感知热水温度t出：45℃≤t出＜80℃后输出信号动作所述第二温控阀开启，热水从所述热水箱流出通过所述第二温控阀后分为两路，一路进入所述第一换热器被吸热降温，另一路经所述第一流量调节阀调节流量后进入所述第二换热器被加热升温；低压工质R1233zd(E)液体在所述第一换热器中吸收热水的热量蒸发为低压工质R1233zd(E)气体，低压工质R1233zd(E)气体被所述第一压缩机吸入压缩为高温高压工质R1233zd(E)气体，高温高压工质R1233zd(E)气体在所述第二换热器中凝结放热加热热水，热水温度升高到80℃以上，凝结放热后的高压工质R1233zd(E)液体在所述第一节流阀处节流降压后进入所述第一换热器继续吸热蒸发，完成工质R1233zd(E)的热泵循环；在所述第一换热器被低温工质R1233zd(E)吸热降温15～20℃的热水从所述第一换热器流出沿管道回流到所述补水箱进入所述热回收器继续吸热升温循环，所述第二截止阀开启，在所述第二换热器中被高温工质R1233zd(E)加热升温到80℃以上的热水从所述第二换热器流出，经所述喷淋泵作用进入所述闪蒸罐在所述雾化器处喷淋雾化为热水颗粒，同时也可开启所述第一截止阀，将80℃以上高温热水供于用热处，所述闪蒸罐预先由所述真空泵抽负压，热泵装置工作时所述闪蒸罐中压力维持在0.029～0.034MPa左右，进入所述闪蒸罐的热水颗粒一部分吸热蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，一部分被吸热降温成闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水，70±2.5℃的饱和水从所述闪蒸罐底部流出后分为两路，一路进入所述第三换热器被吸热降温，另一路流经用于调节R245fa热泵冷凝温度的所述第二流量调节阀；低压工质R245fa液体在所述第三换热器中吸收70±2.5℃饱和水的热量蒸发为低压工质R245fa气体，70±2.5℃饱和水被吸热降温到50～55℃后从所述第三换热器流出，低压工质R245fa气体被所述第二压缩机吸入压缩为高温高压工质R245fa气体，高温高压工质R245fa气体在所述冷凝盘管中凝结放热，此后所述雾化器喷淋雾化的热水颗粒吸收自身热量和所述冷凝盘管中高温高压工质R245fa气体的热量蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，高温工质R245fa的冷凝温度在90～95℃之间，凝结放热后的高压工质R245fa液体经所述第二节流阀节流降压后再进入所述第三换热器吸热蒸发，完成工质R245fa的热泵循环；所述第三换热器流出的50～55℃饱和水和流经所述第二流量调节阀的70±2.5℃饱和水混合后多数沿管道回流到所述补水箱进入所述热回收器继续吸热升温循环，少量混合水在所述第三流量调节阀调节流量后经所述增压器增压进入所述风冷式散热器散热降温，所述闪蒸罐产生的70±2.5℃饱和水蒸气进入压比为2.7的所述低压级水蒸气压缩机压缩升温，所述风冷式散热器散热的冷水经所述第四流量调节阀调节流量后喷入所述低压级水蒸气压缩机，所述低压级水蒸气压缩机排出120～130℃的高温过热蒸汽进入所述中间冷却器，所述中间冷却器的部分饱和水吸收120～130℃高温过热蒸汽的热量一起变为95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽，95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽再进入压比同为2.7的所述高压级水蒸气压缩机压缩升温，所述风冷式散热器散热的冷水经所述第五流量调节阀调节流量后喷入所述高压级水蒸气压缩机，所述第三截止阀开启，所述高压级水蒸气压缩机排出的170～180℃高温过热蒸汽进入所述显热段冷凝器释放热量，同时也可开启所述第五截止阀将170～180℃高温过热蒸汽供于用热处，170～180℃高温过热蒸汽在所述显热段冷凝器中释放蒸汽显热降温为冷凝压力下的高温饱和蒸汽，所述显热段冷凝器的放热温度在150～160℃之间，高温饱和蒸汽再进入所述潜热段冷凝器凝结放热为高温饱和水，所述潜热段冷凝器的冷凝温度在120～130℃之间，高温饱和水从所述潜热段冷凝器流出后分为两路，主路经所述喷淋泵作用直接进入所述闪蒸罐喷淋雾化制取70±2.5℃的饱和水蒸气，辅路则通过所述第四截止阀在所述第三节流阀处节流降压到所述低压级水蒸气压缩机排气压力后进入所述中间冷却器，如此，实现了以水为循环工质的高温热泵循环；
C、25℃≤t出＜45℃工作模式
所述进水阀开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱，纯净水从所述补水箱流出经所述循环水泵作用进入所述热回收器，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器流出进入所述热水箱，热水携带的不凝性气体通过所述排气阀排放掉，所述温度传感器感知热水温度t出：25℃≤t出＜45℃后输出信号动作所述第二温控阀开启，热水从所述热水箱流出通过所述第二温控阀后分为两路，一路进入所述第一换热器被吸热降温，另一路经所述第一流量调节阀调节流量后进入所述第二换热器被加热升温；低压工质R1233zd(E)液体在所述第一换热器中吸收热水的热量蒸发为低压工质R1233zd(E)气体，低压工质R1233zd(E)气体被所述第一压缩机吸入压缩为高温高压工质R1233zd(E)气体，高温高压工质R1233zd(E)气体在所述第二换热器中凝结放热加热热水，热水温度升高到60～80℃，凝结放热后的高压工质R1233zd(E)液体在所述第一节流阀处节流降压后进入所述第一换热器继续吸热蒸发，完成工质R1233zd(E)的热泵循环；在所述第一换热器被低温工质R1233zd(E)吸热降温15～20℃的热水从所述第一换热器流出沿管道回流到所述补水箱进入所述热回收器继续吸热升温循环，所述第一截止阀开启，所述第二换热器流出的60～80℃高温热水直接供于用热处，热泵装置的循环完成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、本发明以水为热泵循环工质，将热能回收利用技术、低压闪蒸技术和中间冷却的两级压缩技术进行有机结合，实现了常温水(低品位能)到170～180℃高温蒸汽(高品位能)的转变，满足高温用热需求。
2、本发明中高温热泵装置的冷凝器由显热段冷凝器和潜热段冷凝器，高温蒸汽在两冷凝器中分别释放蒸汽显热和蒸汽潜热，放热温度和放热量不同，可满足不同用热温度的用热需求。
3、本发明通过引入内循环热泵装置，在保障闪蒸罐进水温度高于80℃的同时还能提供60～80℃的中高温热水；本发明在解决热回收器出水温度高低不同难题时，实现了对余热能的梯级回收利用。
4、本发明在闪蒸系统中引入内循环热泵装置回收闪蒸罐排水余热，供热水闪蒸吸热，提高了热水闪蒸效率和蒸汽产量。
5、本发明的高温热泵装置在设计工况下的性能系数COP在6～8之间，较现有高温热泵具有放热温度高(120～180℃)、放热量(2300kJ/kg)大、能效系数高的诸多优势。
附图说明
图1为本发明一种多源高温热泵装置的结构原理示意图；
图中：1为热回收器，2为排气阀，3为热水箱，4为循环水泵，5为放水阀，6为进水阀，7为第二温控阀，8为排污阀，9为补水箱，10为第一截止阀，11为第一节流阀，12为第一换热器，13为第二换热器，14为第一压缩机，15为第一流量调节阀，16为第一温控阀，17为温度传感器，18为第五截止阀，19为潜热段冷凝器，20为显热段冷凝器，21为第三截止阀，22为第三节流阀，23为中间冷却器，24为喷淋泵，25为冷凝盘管，26为第二压缩机，27为闪蒸罐，28为第三换热器，29为第二流量调节阀，30为第二截止阀，31为第三流量调节阀，32为增压器，33为风冷式散热器，34为第二节流阀，35为雾化器，36为抽气阀，37为真空泵，38为第四流量调节阀，39为低压级水蒸气压缩机，40为第五流量调节阀，41为高压级水蒸气压缩机，42为第四截止阀。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特性和优点更加明显易懂，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
再者，本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「顶」、「底」、「左上」、「左下」、「右上」、「右下」等，仅是参考附图式的方向。因此，使用方向用语是用于说明及理解本发明，而非用于限制本发明。
如图1所示，为本发明实施例的一种多源高温热泵装置，包括集热系统、热泵升温系统、热水闪蒸系统、蒸汽压缩系统四部分，其中所述集热系统包括：进水阀6、补水箱9、排污阀8、循环水泵4、热回收器1、热水箱3、放水阀5、温度传感器17、第一温控阀16、第二温控阀7，所述进水阀6下出口连通所述补水箱9左上进口，所述补水箱9底部出口连通所述排污阀8的右进口和所述循环水泵4的下进口，所述循环水泵4上出口连通所述热回收器1下进口，所述热回收器1上出口连通所述热水箱3右上进口，所述热水箱3左下出口连通所述放水阀5右进口，所述热水箱3右下出口连通所述第一温控阀16的左进口和所述第二温控阀7的上进口，所述热水箱3右下出口连接管道上布有所述温度传感器17，所述温度传感器17右输出端口连通所述第一温控阀16上端口，所述温度传感器17左输出端口连通所述第二温控阀7左端口；所述热泵升温系统包括：第一流量调节阀15、第一换热器12、第一节流阀11、第二换热器13、第一压缩机14、第一截止阀10、第二截止阀30，所述第二温控阀7下出口连通所述第一换热器12的左上进口和所述第一流量调节阀15的左进口，所述第一换热器12左下出口连通所述补水箱9右上进口，所述第一换热器12右上出口连通所述第一压缩机14左进口，所述第一压缩机14右出口连通所述第二换热器13左上进口，所述第二换热器13左下出口连通所述第一节流阀11右进口，所述第一节流阀11左出口连通所述第一换热器12右下进口，所述第一流量调节阀15右出口连通所述第二换热器13右上进口，所述第二换热器13右下出口连通所述第一截止阀10的上进口和所述第二截止阀30的下进口；所述热水闪蒸系统包括：喷淋泵24、雾化器35、抽气阀36、真空泵37、闪蒸罐27、冷凝盘管25、第二节流阀34、第三换热器28、第二流量调节阀29、第二压缩机26，所述第一温控阀16的右出口和所述第二截止阀30的上出口一并连通所述喷淋泵24左进口，所述喷淋泵24右出口连通所述闪蒸罐27中上方布有所述雾化器35的盲管，所述闪蒸罐27右侧通过所述抽气阀36连通所述真空泵37，所述闪蒸罐27中所述雾化器35的下方布有所述冷凝盘管25，所述冷凝盘管25右下出口连通所述第二节流阀34上进口，所述第二节流阀34下出口连通所述第三换热器28右进口，所述第三换热器28左出口连通所述第二压缩机26下进口，所述第二压缩机26上出口连通冷凝盘管25左上进口，所述闪蒸罐27底部出口连通所述第三换热器28的上进口和所述第二流量调节阀29的右进口，所述第三换热器28的下出口和所述第二流量调节阀29的左出口连通所述补水箱9右上进口；所述蒸汽压缩系统包括：第三流量调节阀31、增压器32、风冷式散热器33、第四流量调节阀38、低压级水蒸气压缩机39、第五流量调节阀40、高压级水蒸气压缩机41、第三截止阀21、显热段冷凝器20、潜热段冷凝器19、第五截止阀18、第三节流阀22、中间冷却器23，所述第三换热器28的下出口和所述第二流量调节阀29的左出口连通所述第三流量调节阀31左进口，所述第三流量调节阀31右出口连通所述增压器32左进口，所述增压器32右出口连通所述风冷式散热器33下进口，所述风冷式散热器33上出口连通所述第四流量调节阀38的右进口和所述第五流量调节阀40的下进口，所述闪蒸罐27顶部出口连通所述低压级水蒸气压缩机39下进口，所述第四流量调节阀38左出口连通所述低压级水蒸气压缩机39中间喷液口，所述低压级水蒸气压缩机39上出口连通延伸到所述中间冷却器23底部的短管，所述中间冷却器23顶部出口连通所述高压级水蒸气压缩机41下进口，所述第五流量调节阀40上出口连通所述高压级水蒸气压缩机41中间喷液口，所述高压级水蒸气压缩机41上出口连通所述第三截止阀21右进口，所述第三截止阀21左出口连通所述显热段冷凝器20右进口，所述显热段冷凝器20左出口连通所述潜热段冷凝器19右进口，所述潜热段冷凝器19左出口连通所述第五截止阀18的上进口和所述喷淋泵24的左进口，所述第五截止阀18下出口连通所述第三节流阀22左进口，所述第三节流阀22右出口连通所述中间冷却器23中部进液口。
其中，所述热水箱3左上接口还连通有排气阀2。
所述高压级水蒸气压缩机41顶部出口还连通有第四截止阀42。
所述第一换热器12、所述第二换热器13和所述第三换热器28均为管壳式换热器。
所述第一节流阀11、所述第二节流阀34和所述第三节流阀22均为电子膨胀阀。
所述第一压缩机14和所述第二压缩机26均为活塞式制冷压缩机。
所述低压级水蒸气压缩机39和高压级水蒸气压缩机41均为螺杆式水蒸气压缩机。
本发明的一种多源高温热泵装置的工作方法，根据所述热回收器1出水温度t出，热泵装置分三种工作模式，即：A、t出≥80℃工作模式，B、45℃≤t出＜80℃工作模式，C、25℃≤t出＜45℃工作模式；
A、t出≥80℃工作模式
所述进水阀6开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱9，纯净水从所述补水箱9流出经所述循环水泵4作用进入所述热回收器1，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器1流出进入所述热水箱3，热水携带的不凝性气体通过所述排气阀2排放掉，所述温度传感器17感知热水温度t出≥80℃后输出信号动作所述第一温控阀16开启，热水从所述热水箱3流出经所述喷淋泵24作用进入所述闪蒸罐27在所述雾化器35处喷淋雾化为热水颗粒，所述闪蒸罐27预先由所述真空泵37抽负压，热泵装置工作时所述闪蒸罐27中压力维持在0.029～0.034MPa之间，进入所述闪蒸罐27的热水颗粒一部分吸热蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，一部分被吸热降温成闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水，70±2.5℃的饱和水从所述闪蒸罐27底部流出后分为两路，一路进入所述第三换热器28被吸热降温，另一路流经用于调节R245fa热泵冷凝温度的所述第二流量调节阀29；低压工质R245fa液体在所述第三换热器28中吸收70±2.5℃饱和水的热量蒸发为低压工质R245fa气体，70±2.5℃饱和水被吸热降温到50～55℃后从所述第三换热器28流出，低压工质R245fa气体被所述第二压缩机26吸入压缩为高温高压工质R245fa气体，高温高压工质R245fa气体在所述冷凝盘管25中凝结放热，此后所述雾化器35喷淋雾化的热水颗粒吸收自身热量和所述冷凝盘管25中高温高压工质R245fa气体的热量蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，高温工质R245fa的冷凝温度在90～95℃之间，凝结放热后的高压工质R245fa液体经所述第二节流阀34节流降压后再进入所述第三换热器28吸热蒸发，完成工质R245fa的热泵循环；所述第三换热器28流出的50～55℃饱和水和流经所述第二流量调节阀29的70±2.5℃饱和水混合后多数沿管道回流到所述补水箱9进入所述热回收器1继续吸热升温循环，少量混合水在所述第三流量调节阀31调节流量后经所述增压器32增压进入所述风冷式散热器33散热降温，所述闪蒸罐27闪蒸出的70±2.5℃饱和水蒸气进入压比为2.7的所述低压级水蒸气压缩机39压缩升温，所述风冷式散热器33散热的冷水经所述第四流量调节阀38调节流量后喷入所述低压级水蒸气压缩机39，所述低压级水蒸气压缩机39排出120～130℃的高温过热蒸汽进入所述中间冷却器23，所述中间冷却器23的部分饱和水吸收120～130℃高温过热蒸汽的热量一起变为95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽，95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽再进入压比同为2.7的所述高压级水蒸气压缩机41压缩升温，所述风冷式散热器33散热的冷水经所述第五流量调节阀40调节流量后喷入所述高压级水蒸气压缩机41，所述第三截止阀21开启，所述高压级水蒸气压缩机41排出的170～180℃高温过热蒸汽进入所述显热段冷凝器20释放热量，同时也可开启所述第五截止阀42将170～180℃高温过热蒸汽供于用热处，170～180℃高温过热蒸汽在所述显热段冷凝器20中释放蒸汽显热降温为冷凝压力下的高温饱和蒸汽，所述显热段冷凝器20的放热温度在150～160℃之间，高温饱和蒸汽再进入所述潜热段冷凝器19凝结放热为高温饱和水，所述潜热段冷凝器19的冷凝温度在120～130℃之间，高温饱和水从所述潜热段冷凝器19流出后分为两路，主路经所述喷淋泵24作用直接进入所述闪蒸罐27喷淋雾化制取70±2.5℃的饱和水蒸气，辅路则通过所述第四截止阀18在所述第三节流阀22处节流降压到所述低压级水蒸气压缩机39排气压力后进入所述中间冷却器23，如此，实现了以水为循环工质的高温热泵循环。
B、45℃≤t出＜80℃工作模式
所述进水阀6开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱9，纯净水从所述补水箱9流出经所述循环水泵4作用进入所述热回收器1，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器1流出进入所述热水箱3，热水携带的不凝性气体通过所述排气阀2排放掉，所述温度传感器17感知热水温度t出：45℃≤t出＜80℃后输出信号动作所述第二温控阀7开启，热水从所述热水箱3流出通过所述第二温控阀7后分为两路，一路进入所述第一换热器12被吸热降温，另一路经所述第一流量调节阀15调节流量后进入所述第二换热器13被加热升温；低压工质R1233zd(E)液体在所述第一换热器12中吸收热水的热量蒸发为低压工质R1233zd(E)气体，低压工质R1233zd(E)气体被所述第一压缩机14吸入压缩为高温高压工质R1233zd(E)气体，高温高压工质R1233zd(E)气体在所述第二换热器13中凝结放热加热热水，热水温度升高到80℃以上，凝结放热后的高压工质R1233zd(E)液体在所述第一节流阀11处节流降压后进入所述第一换热器12继续吸热蒸发，完成工质R1233zd(E)的热泵循环；在所述第一换热器12被低温工质R1233zd(E)吸热降温15～20℃的热水从所述第一换热器12流出沿管道回流到所述补水箱9进入所述热回收器1继续吸热升温循环，所述第二截止阀30开启，在所述第二换热器13中被高温工质R1233zd(E)加热升温到80℃以上的热水从所述第二换热器13流出，经所述喷淋泵24作用进入所述闪蒸罐27在所述雾化器35处喷淋雾化为热水颗粒，同时也可开启所述第一截止阀10，将80℃以上高温热水供于用热处，所述闪蒸罐27预先由所述真空泵37抽负压，热泵装置工作时所述闪蒸罐27中压力维持在0.029～0.034MPa左右，进入所述闪蒸罐27的热水颗粒一部分吸热蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，一部分被吸热降温成闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水，70±2.5℃的饱和水从所述闪蒸罐27底部流出后分为两路，一路进入所述第三换热器28被吸热降温，另一路流经用于调节R245fa热泵冷凝温度的所述第二流量调节阀29；低压工质R245fa液体在所述第三换热器28中吸收70±2.5℃饱和水的热量蒸发为低压工质R245fa气体，70±2.5℃饱和水被吸热降温到50～55℃后从所述第三换热器28流出，低压工质R245fa气体被所述第二压缩机26吸入压缩为高温高压工质R245fa气体，高温高压工质R245fa气体在所述冷凝盘管25中凝结放热，此后所述雾化器35喷淋雾化的热水颗粒吸收自身热量和所述冷凝盘管25中高温高压工质R245fa气体的热量蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，高温工质R245fa的冷凝温度在90～95℃之间，凝结放热后的高压工质R245fa液体经所述第二节流阀34节流降压后再进入所述第三换热器28吸热蒸发，完成工质R245fa的热泵循环；所述第三换热器28流出的50～55℃饱和水和流经所述第二流量调节阀29的70±2.5℃饱和水混合后多数沿管道回流到所述补水箱9进入所述热回收器1继续吸热升温循环，少量混合水在所述第三流量调节阀31调节流量后经所述增压器32增压进入所述风冷式散热器33散热降温，所述闪蒸罐27产生的70±2.5℃饱和水蒸气进入压比为2.7的所述低压级水蒸气压缩机39压缩升温，所述风冷式散热器33散热的冷水经所述第四流量调节阀38调节流量后喷入所述低压级水蒸气压缩机39，所述低压级水蒸气压缩机39排出120～130℃的高温过热蒸汽进入所述中间冷却器23，所述中间冷却器23的部分饱和水吸收120～130℃高温过热蒸汽的热量一起变为95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽，95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽再进入压比同为2.7的所述高压级水蒸气压缩机41压缩升温，所述风冷式散热器33散热的冷水经所述第五流量调节阀40调节流量后喷入所述高压级水蒸气压缩机41，所述第三截止阀21开启，所述高压级水蒸气压缩机41排出的170～180℃高温过热蒸汽进入所述显热段冷凝器20释放热量，同时也可开启所述第五截止阀42将170～180℃高温过热蒸汽供于用热处，170～180℃高温过热蒸汽在所述显热段冷凝器20中释放蒸汽显热降温为冷凝压力下的高温饱和蒸汽，所述显热段冷凝器20的放热温度在150～160℃之间，高温饱和蒸汽再进入所述潜热段冷凝器19凝结放热为高温饱和水，所述潜热段冷凝器19的冷凝温度在120～130℃之间，高温饱和水从所述潜热段冷凝器19流出后分为两路，主路经所述喷淋泵24作用直接进入所述闪蒸罐27喷淋雾化制取70±2.5℃的饱和水蒸气，辅路则通过所述第四截止阀18在所述第三节流阀22处节流降压到所述低压级水蒸气压缩机39排气压力后进入所述中间冷却器23，如此，实现了以水为循环工质的高温热泵循环。
C、25℃≤t出＜45℃工作模式
所述进水阀6开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱9，纯净水从所述补水箱9流出经所述循环水泵4作用进入所述热回收器1，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器1流出进入所述热水箱3，热水携带的不凝性气体通过所述排气阀2排放掉，所述温度传感器17感知热水温度t出：25℃≤t出＜45℃后输出信号动作所述第二温控阀7开启，热水从所述热水箱3流出通过所述第二温控阀7后分为两路，一路进入所述第一换热器12被吸热降温，另一路经所述第一流量调节阀15调节流量后进入所述第二换热器13被加热升温；低压工质R1233zd(E)液体在所述第一换热器12中吸收热水的热量蒸发为低压工质R1233zd(E)气体，低压工质R1233zd(E)气体被所述第一压缩机14吸入压缩为高温高压工质R1233zd(E)气体，高温高压工质R1233zd(E)气体在所述第二换热器13中凝结放热加热热水，热水温度升高到60～80℃，凝结放热后的高压工质R1233zd(E)液体在所述第一节流阀11处节流降压后进入所述第一换热器12继续吸热蒸发，完成工质R1233zd(E)的热泵循环；在所述第一换热器12被低温工质R1233zd(E)吸热降温15～20℃的热水从所述第一换热器12流出沿管道回流到所述补水箱9进入所述热回收器1继续吸热升温循环，所述第一截止阀10开启，所述第二换热器13流出的60～80℃高温热水直接供于用热处，热泵装置的循环完成。
所述高温热泵装置设计合理，特点突出，在有效回收各种中低位能的同时具有能效系数大、放热量大和放热温度高的显著优势，符合节能减排可持续发展的战略要求。
以上为本发明的具体说明，仅为本发明的最佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神及原则之内的修改、等同替换等，应均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多源高温热泵装置，其特征在于：包括集热系统、热泵升温系统、热水闪蒸系统、蒸汽压缩系统四部分，其中所述集热系统包括：进水阀(6)、补水箱(9)、排污阀(8)、循环水泵(4)、热回收器(1)、热水箱(3)、放水阀(5)、温度传感器(17)、第一温控阀(16)、第二温控阀(7)，所述进水阀(6)下出口连通所述补水箱(9)左上进口，所述补水箱(9)底部出口连通所述排污阀(8)的右进口和所述循环水泵(4)的下进口，所述循环水泵(4)上出口连通所述热回收器(1)下进口，所述热回收器(1)上出口连通所述热水箱(3)右上进口，所述热水箱(3)左下出口连通所述放水阀(5)右进口，所述热水箱(3)右下出口连通所述第一温控阀(16)的左进口和所述第二温控阀(7)的上进口，所述热水箱(3)右下出口连接管道上布有所述温度传感器(17)，所述温度传感器(17)右输出端口连通所述第一温控阀(16)上端口，所述温度传感器(17)左输出端口连通所述第二温控阀(7)左端口；所述热泵升温系统包括：第一流量调节阀(15)、第一换热器(12)、第一节流阀(11)、第二换热器(13)、第一压缩机(14)、第一截止阀(10)、第二截止阀(30)，所述第二温控阀(7)下出口连通所述第一换热器(12)的左上进口和所述第一流量调节阀(15)的左进口，所述第一换热器(12)左下出口连通所述补水箱(9)右上进口，所述第一换热器(12)右上出口连通所述第一压缩机(14)左进口，所述第一压缩机(14)右出口连通所述第二换热器(13)左上进口，所述第二换热器(13)左下出口连通所述第一节流阀(11)右进口，所述第一节流阀(11)左出口连通所述第一换热器(12)右下进口，所述第一流量调节阀(15)右出口连通所述第二换热器(13)右上进口，所述第二换热器(13)右下出口连通所述第一截止阀(10)的上进口和所述第二截止阀(30)的下进口；所述热水闪蒸系统包括：喷淋泵(24)、雾化器(35)、抽气阀(36)、真空泵(37)、闪蒸罐(27)、冷凝盘管(25)、第二节流阀(34)、第三换热器(28)、第二流量调节阀(29)、第二压缩机(26)，所述第一温控阀(16)的右出口和所述第二截止阀(30)的上出口一并连通所述喷淋泵(24)左进口，所述喷淋泵(24)右出口连通所述闪蒸罐(27)中上方布有所述雾化器(35)的盲管，所述闪蒸罐(27)右侧通过所述抽气阀(36)连通所述真空泵(37)，所述闪蒸罐(27)中所述雾化器(35)的下方布有所述冷凝盘管(25)，所述冷凝盘管(25)右下出口连通所述第二节流阀(34)上进口，所述第二节流阀(34)下出口连通所述第三换热器(28)右进口，所述第三换热器(28)左出口连通所述第二压缩机(26)下进口，所述第二压缩机(26)上出口连通冷凝盘管(25)左上进口，所述闪蒸罐(27)底部出口连通所述第三换热器(28)的上进口和所述第二流量调节阀(29)的右进口，所述第三换热器(28)的下出口和所述第二流量调节阀(29)的左出口连通所述补水箱(9)右上进口；所述蒸汽压缩系统包括：第三流量调节阀(31)、增压器(32)、风冷式散热器(33)、第四流量调节阀(38)、低压级水蒸气压缩机(39)、第五流量调节阀(40)、高压级水蒸气压缩机(41)、第三截止阀(21)、显热段冷凝器(20)、潜热段冷凝器(19)、第五截止阀(18)、第三节流阀(22)、中间冷却器(23)，所述第三换热器(28)的下出口和所述第二流量调节阀(29)的左出口连通所述第三流量调节阀(31)左进口，所述第三流量调节阀(31)右出口连通所述增压器(32)左进口，所述增压器(32)右出口连通所述风冷式散热器(33)下进口，所述风冷式散热器(33)上出口连通所述第四流量调节阀(38)的右进口和所述第五流量调节阀(40)的下进口，所述闪蒸罐(27)顶部出口连通所述低压级水蒸气压缩机(39)下进口，所述第四流量调节阀(38)左出口连通所述低压级水蒸气压缩机(39)中间喷液口，所述低压级水蒸气压缩机(39)上出口连通延伸到所述中间冷却器(23)底部的短管，所述中间冷却器(23)顶部出口连通所述高压级水蒸气压缩机(41)下进口，所述第五流量调节阀(40)上出口连通所述高压级水蒸气压缩机(41)中间喷液口，所述高压级水蒸气压缩机(41)上出口连通所述第三截止阀(21)右进口，所述第三截止阀(21)左出口连通所述显热段冷凝器(20)右进口，所述显热段冷凝器(20)左出口连通所述潜热段冷凝器(19)右进口，所述潜热段冷凝器(19)左出口连通所述第五截止阀(18)的上进口和所述喷淋泵(24)的左进口，所述第五截止阀(18)下出口连通所述第三节流阀(22)左进口，所述第三节流阀(22)右出口连通所述中间冷却器(23)中部进液口。
2.根据权利要求1所述的一种多源高温热泵装置，其特征在于：所述热水箱(3)左上接口还连通有排气阀(2)。
3.根据权利要求1所述的一种多源高温热泵装置，其特征在于：所述高压级水蒸气压缩机(41)顶部出口还连通有第四截止阀(42)。
4.根据权利要求1所述的一种多源高温热泵装置，其特征在于：所述第一换热器(12)、所述第二换热器(13)和所述第三换热器(28)均为管壳式换热器或板式换热器或套管式换热器。
5.根据权利要求1所述的一种多源高温热泵装置，其特征在于：所述第一节流阀(11)、所述第二节流阀(34)和所述第三节流阀(22)均为毛细管或热力膨胀阀或电子膨胀阀。
6.根据权利要求1所述的一种多源高温热泵装置，其特征在于：所述第一压缩机(14)和所述第二压缩机(26)均为活塞式或螺杆式或涡旋式制冷压缩机。
7.根据权利要求1所述的一种多源高温热泵装置，其特征在于：所述低压级水蒸气压缩机(39)和高压级水蒸气压缩机(41)均为离心式或螺杆式或罗茨式水蒸气压缩机。
8.一种基于权利要求1～7所述的多源高温热泵装置的工作方法，其特征在于：根据所述热回收器(1)出水温度t出，热泵装置分为三种工作模式，即：A、t出≥80℃工作模式，B、45℃≤t出＜80℃工作模式，C、25℃≤t出＜45℃工作模式；
A、t出≥80℃工作模式
所述进水阀(6)开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱(9)，纯净水从所述补水箱(9)流出经所述循环水泵(4)作用进入所述热回收器(1)，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器(1)流出进入所述热水箱(3)，热水携带的不凝性气体通过排气阀(2)排放掉，所述温度传感器(17)感知热水温度t出≥80℃后输出信号动作所述第一温控阀(16)开启，热水从所述热水箱(3)流出经所述喷淋泵(24)作用进入所述闪蒸罐(27)在所述雾化器(35)处喷淋雾化为热水颗粒，所述闪蒸罐(27)预先由所述真空泵(37)抽负压，热泵装置工作时所述闪蒸罐(27)中压力维持在0.029～0.034MPa之间，进入所述闪蒸罐(27)的热水颗粒一部分吸热蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，一部分被吸热降温成闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水，70±2.5℃的饱和水从所述闪蒸罐(27)底部流出后分为两路，一路进入所述第三换热器(28)被吸热降温，另一路流经用于调节R245fa热泵冷凝温度的所述第二流量调节阀(29)；低压工质R245fa液体在所述第三换热器(28)中吸收70±2.5℃饱和水的热量蒸发为低压工质R245fa气体，70±2.5℃饱和水被吸热降温到50～55℃后从所述第三换热器(28)流出，低压工质R245fa气体被所述第二压缩机(26)吸入压缩为高温高压工质R245fa气体，高温高压工质R245fa气体在所述冷凝盘管(25)中凝结放热，此后所述雾化器(35)喷淋雾化的热水颗粒吸收自身热量和所述冷凝盘管(25)中高温高压工质R245fa气体的热量蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，高温工质R245fa的冷凝温度在90～95℃之间，凝结放热后的高压工质R245fa液体经所述第二节流阀(34)节流降压后再进入所述第三换热器(28)吸热蒸发，完成工质R245fa的热泵循环；所述第三换热器(28)流出的50～55℃饱和水和流经所述第二流量调节阀(29)的70±2.5℃饱和水混合后多数沿管道回流到所述补水箱(9)进入所述热回收器(1)继续吸热升温循环，少量混合水在所述第三流量调节阀(31)调节流量后经所述增压器(32)增压进入所述风冷式散热器(33)散热降温，所述闪蒸罐(27)闪蒸出的70±2.5℃饱和水蒸气进入压比为2.7的所述低压级水蒸气压缩机(39)压缩升温，所述风冷式散热器(33)散热的冷水经所述第四流量调节阀(38)调节流量后喷入所述低压级水蒸气压缩机(39)，所述低压级水蒸气压缩机(39)排出120～130℃的高温过热蒸汽进入所述中间冷却器(23)，所述中间冷却器(23)的部分饱和水吸收120～130℃高温过热蒸汽的热量一起变为95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽，95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽再进入压比同为2.7的所述高压级水蒸气压缩机(41)压缩升温，所述风冷式散热器(33)散热的冷水经所述第五流量调节阀(40)调节流量后喷入所述高压级水蒸气压缩机(41)，所述第三截止阀(21)开启，所述高压级水蒸气压缩机(41)排出的170～180℃高温过热蒸汽进入所述显热段冷凝器(20)释放热量，同时也可开启所述第五截止阀(18)将170～180℃高温过热蒸汽供于用热处，170～180℃高温过热蒸汽在所述显热段冷凝器(20)中释放蒸汽显热降温为冷凝压力下的高温饱和蒸汽，所述显热段冷凝器(20)的放热温度在150～160℃之间，高温饱和蒸汽再进入所述潜热段冷凝器(19)凝结放热为高温饱和水，所述潜热段冷凝器(19)的冷凝温度在120～130℃之间，高温饱和水从所述潜热段冷凝器(19)流出后分为两路，主路经所述喷淋泵(24)作用直接进入所述闪蒸罐(27)喷淋雾化制取70±2.5℃的饱和水蒸气，辅路则通过第四截止阀(42)在所述第三节流阀(22)处节流降压到所述低压级水蒸气压缩机(39)排气压力后进入所述中间冷却器(23)，如此，实现了以水为循环工质的高温热泵循环；
B、45℃≤t出＜80℃工作模式
所述进水阀(6)开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱(9)，纯净水从所述补水箱(9)流出经所述循环水泵(4)作用进入所述热回收器(1)，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器(1)流出进入所述热水箱(3)，热水携带的不凝性气体通过排气阀(2)排放掉，所述温度传感器(17)感知热水温度t出：45℃≤t出＜80℃后输出信号动作所述第二温控阀(7)开启，热水从所述热水箱(3)流出通过所述第二温控阀(7)后分为两路，一路进入所述第一换热器(12)被吸热降温，另一路经所述第一流量调节阀(15)调节流量后进入所述第二换热器(13)被加热升温；低压工质R1233zd(E)液体在所述第一换热器(12)中吸收热水的热量蒸发为低压工质R1233zd(E)气体，低压工质R1233zd(E)气体被所述第一压缩机(14)吸入压缩为高温高压工质R1233zd(E)气体，高温高压工质R1233zd(E)气体在所述第二换热器(13)中凝结放热加热热水，热水温度升高到80℃以上，凝结放热后的高压工质R1233zd(E)液体在所述第一节流阀(11)处节流降压后进入所述第一换热器(12)继续吸热蒸发，完成工质R1233zd(E)的热泵循环；在所述第一换热器(12)被低温工质R1233zd(E)吸热降温15～20℃的热水从所述第一换热器(12)流出沿管道回流到所述补水箱(9)进入所述热回收器(1)继续吸热升温循环，所述第二截止阀(30)开启，在所述第二换热器(13)中被高温工质R1233zd(E)加热升温到80℃以上的热水从所述第二换热器(13)流出，经所述喷淋泵(24)作用进入所述闪蒸罐(27)在所述雾化器(35)处喷淋雾化为热水颗粒，同时也可开启所述第一截止阀(10)，将80℃以上高温热水供于用热处，所述闪蒸罐(27)预先由所述真空泵(37)抽负压，热泵装置工作时所述闪蒸罐(27)中压力维持在0.029～0.034MPa左右，进入所述闪蒸罐(27)的热水颗粒一部分吸热蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，一部分被吸热降温成闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水，70±2.5℃的饱和水从所述闪蒸罐(27)底部流出后分为两路，一路进入所述第三换热器(28)被吸热降温，另一路流经用于调节R245fa热泵冷凝温度的所述第二流量调节阀(29)；低压工质R245fa液体在所述第三换热器(28)中吸收70±2.5℃饱和水的热量蒸发为低压工质R245fa气体，70±2.5℃饱和水被吸热降温到50～55℃后从所述第三换热器(28)流出，低压工质R245fa气体被所述第二压缩机(26)吸入压缩为高温高压工质R245fa气体，高温高压工质R245fa气体在所述冷凝盘管(25)中凝结放热，此后所述雾化器(35)喷淋雾化的热水颗粒吸收自身热量和所述冷凝盘管(25)中高温高压工质R245fa气体的热量蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气，高温工质R245fa的冷凝温度在90～95℃之间，凝结放热后的高压工质R245fa液体经所述第二节流阀(34)节流降压后再进入所述第三换热器(28)吸热蒸发，完成工质R245fa的热泵循环；所述第三换热器(28)流出的50～55℃饱和水和流经所述第二流量调节阀(29)的70±2.5℃饱和水混合后多数沿管道回流到所述补水箱(9)进入所述热回收器(1)继续吸热升温循环，少量混合水在所述第三流量调节阀(31)调节流量后经所述增压器(32)增压进入所述风冷式散热器(33)散热降温，所述闪蒸罐(27)产生的70±2.5℃饱和水蒸气进入压比为2.7的所述低压级水蒸气压缩机(39)压缩升温，所述风冷式散热器(33)散热的冷水经所述第四流量调节阀(38)调节流量后喷入所述低压级水蒸气压缩机(39)，所述低压级水蒸气压缩机(39)排出120～130℃的高温过热蒸汽进入所述中间冷却器(23)，所述中间冷却器(23)的部分饱和水吸收120～130℃高温过热蒸汽的热量一起变为95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽，95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽再进入压比同为2.7的所述高压级水蒸气压缩机(41)压缩升温，所述风冷式散热器(33)散热的冷水经所述第五流量调节阀(40)调节流量后喷入所述高压级水蒸气压缩机(41)，所述第三截止阀(21)开启，所述高压级水蒸气压缩机(41)排出的170～180℃高温过热蒸汽进入所述显热段冷凝器(20)释放热量，同时也可开启所述第五截止阀(18)将170～180℃高温过热蒸汽供于用热处，170～180℃高温过热蒸汽在所述显热段冷凝器(20)中释放蒸汽显热降温为冷凝压力下的高温饱和蒸汽，所述显热段冷凝器(20)的放热温度在150～160℃之间，高温饱和蒸汽再进入所述潜热段冷凝器(19)凝结放热为高温饱和水，所述潜热段冷凝器(19)的冷凝温度在120～130℃之间，高温饱和水从所述潜热段冷凝器(19)流出后分为两路，主路经所述喷淋泵(24)作用直接进入所述闪蒸罐(27)喷淋雾化制取70±2.5℃的饱和水蒸气，辅路则通过第四截止阀(42)在所述第三节流阀(22)处节流降压到所述低压级水蒸气压缩机(39)排气压力后进入所述中间冷却器(23)，如此，实现了以水为循环工质的高温热泵循环；
C、25℃≤t出＜45℃工作模式
所述进水阀(6)开启，预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱(9)，纯净水从所述补水箱(9)流出经所述循环水泵(4)作用进入所述热回收器(1)，纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器(1)流出进入所述热水箱(3)，热水携带的不凝性气体通过排气阀(2)排放掉，所述温度传感器(17)感知热水温度t出：25℃≤t出＜45℃后输出信号动作所述第二温控阀(7)开启，热水从所述热水箱(3)流出通过所述第二温控阀(7)后分为两路，一路进入所述第一换热器(12)被吸热降温，另一路经所述第一流量调节阀(15)调节流量后进入所述第二换热器(13)被加热升温；低压工质R1233zd(E)液体在所述第一换热器(12)中吸收热水的热量蒸发为低压工质R1233zd(E)气体，低压工质R1233zd(E)气体被所述第一压缩机(14)吸入压缩为高温高压工质R1233zd(E)气体，高温高压工质R1233zd(E)气体在所述第二换热器(13)中凝结放热加热热水，热水温度升高到60～80℃，凝结放热后的高压工质R1233zd(E)液体在所述第一节流阀(11)处节流降压后进入所述第一换热器(12)继续吸热蒸发，完成工质R1233zd(E)的热泵循环；在所述第一换热器(12)被低温工质R1233zd(E)吸热降温15～20℃的热水从所述第一换热器(12)流出沿管道回流到所述补水箱(9)进入所述热回收器(1)继续吸热升温循环，所述第一截止阀(10)开启，所述第二换热器(13)流出的60～80℃高温热水直接供于用热处，热泵装置的循环完成。
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