CN114198934A - 双工质联合循环热泵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供双工质联合循环热泵装置，属于制冷与热泵技术领域。压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器和膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
Description
技术领域：
本发明属于制冷与热泵技术领域。
背景技术：
冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；其中，利用机械能转换为热能是实现制冷和高效供热的重要方式。基于单一逆向朗肯循环的蒸汽压缩式热泵装置，当放热主要依靠冷凝过程时，工质与被加热介质之间温差损失大，冷凝液的降压过程损失较大或利用代价高；低温热负荷获取受冷凝液降压不利影响较大，性能指数有待提高。基于单一逆向布雷顿循环的气体压缩式热泵装置，要求压缩比较低，这限制了供热参数的提高；低温吸热过程是升温的，这使得制冷或制热时低温环节往往存在较大温差损失，导致性能指数不合理；基于单一工质的热泵装置，其适应性有时会存在一定的局限。
从简单、主动、安全和高效地进行制冷或制热的原则出发，以及尽可能应对不同的制冷需求/供热需求，本发明提出了采用蒸发过程吸收低温热负荷和变温过程提供高温热负荷，充分利用冷凝液的显热和尽可能消除冷凝液降压副作用的双工质联合循环热泵装置。
发明内容：
本发明主要目的是要提供双工质联合循环热泵装置，具体发明内容分项阐述如下：
1.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器和膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
2.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第三供热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器和膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道经第三供热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器、第二供热器和第三供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
3.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第二喷管、第二回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器与膨胀机连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通之后再分成两路——第一路自回热器中间或末端引出并经第二喷管和第二回热器之后再通过中间进气端口与膨胀机连通，第二路自回热器末端引出之后经喷管与蒸发器连通；膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
4.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、再热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器与膨胀机连通、膨胀机还有循环工质通道经再热器与膨胀机连通和膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道经再热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
5.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器和膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
6.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第三供热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器和膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道经第三供热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器、第二供热器和第三供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
7.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第二喷管、第二回热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器与膨胀机连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通之后再分成两路——第一路自回热器中间或末端引出并经第二喷管和第二回热器之后再通过中间进气端口与膨胀机连通，第二路自回热器末端引出之后经喷管与蒸发器连通；膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
8.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、再热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路经第二供热器与膨胀机连通、膨胀机还有循环工质通道经再热器与膨胀机连通和膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道经再热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经双能压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通；低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有循环工质通道与低温压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
9.双工质联合循环热泵装置，是在第1-4项所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，取消第二供热器与外部连通的被加热介质通道，将回热器有循环工质通道与压缩机连通调整为回热器有循环工质通道经第二供热器与压缩机连通，形成双工质联合循环热泵装置。
10.双工质联合循环热泵装置，是在第5-8项所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，取消第二供热器与外部连通的被加热介质通道，将回热器有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通调整为回热器有循环工质通道经第二供热器和高温回热器与压缩机连通，形成双工质联合循环热泵装置。
11.双工质联合循环热泵装置，是在第1-10项所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，取消喷管，增加涡轮增速机，将回热器有冷凝液管路经喷管与蒸发器连通调整为回热器有冷凝液管路经涡轮增速机与蒸发器连通，涡轮增速机连接压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
12.双工质联合循环热泵装置，是在第1-11项所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，取消低温节流阀，增加新增涡轮机，将低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和低温节流阀与低温蒸发器连通调整为低温压缩机有循环工质通道经蒸发器和新增涡轮机与低温蒸发器连通，新增涡轮机连接低温压缩机并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
13.双工质联合循环热泵装置，是在第1-11项所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，增加新增双能压缩机并取代低温压缩机，增加新增喷管并取代低温节流阀，形成双工质联合循环热泵装置。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第1种原则性热力系统图。
图2是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第2种原则性热力系统图。
图3是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第3种原则性热力系统图。
图4是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第4种原则性热力系统图。
图5是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第5种原则性热力系统图。
图6是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第6种原则性热力系统图。
图7是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第7种原则性热力系统图。
图8是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第8种原则性热力系统图。
图9是依据本发明所提供的双工质联合循环热泵装置第9种原则性热力系统图。
图中，1-压缩机，2-膨胀机，3-第二压缩机，4-喷管，5-双能压缩机，6-供热器，7-第二供热器，8-蒸发器，9-回热器，10-第三供热器，11-第二喷管，12-第二回热器，13-再热器，14-高温回热器，15-涡轮增速机；A-低温压缩机，B-低温节流阀，C-低温蒸发器，D-新增涡轮机，E-新增双能压缩机，F-新增喷管。
具体实施方式：
首先要说明的是，在结构和流程的表述上，非必要情况下不重复进行；对显而易见的流程不作表述。下面结合附图和实例来详细描述本发明。
图1所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机1有循环工质通道与供热器6连通之后分成两路——第一路经第二供热器7和膨胀机2与回热器9连通，第二路直接与第二压缩机3连通；第二压缩机3还有循环工质通道与回热器9连通之后回热器9再有冷凝液管路经喷管4与蒸发器8连通，蒸发器8还有循环工质通道经双能压缩机5与回热器9连通，回热器9还有循环工质通道与压缩机1连通；低温压缩机A有循环工质通道经蒸发器8和低温节流阀B与低温蒸发器C连通，低温蒸发器C还有循环工质通道与低温压缩机A连通；供热器6和第二供热器7还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器C还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和双能压缩机5排放的循环工质进入回热器9吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器6并放热，之后分成两路——第一路流经第二供热器7放热和流经膨胀机2降压作功之后进入回热器9，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器9放热冷凝和流经喷管4降压增速之后进入蒸发器8；进入蒸发器8的循环工质吸热汽化，流经双能压缩机5升压升温并降速，之后进入回热器9；低温压缩机A排放的循环工质流经蒸发器8放热并冷凝，流经低温节流阀B节流降压，流经低温蒸发器C吸热蒸发，之后进入低温压缩机A升压升温；被加热介质通过供热器6和第二供热器7获取高温热负荷，低温热介质通过低温蒸发器C提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3、双能压缩机5和低温压缩机A提供动力，形成双工质联合循环热泵装置。
图2所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第三供热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机1有循环工质通道与供热器6连通之后分成两路——第一路经第二供热器7和膨胀机2与回热器9连通，第二路直接与第二压缩机3连通；第二压缩机3还有循环工质通道经第三供热器10与回热器9连通之后回热器9再有冷凝液管路经喷管4与蒸发器8连通，蒸发器8还有循环工质通道经双能压缩机5与回热器9连通，回热器9还有循环工质通道与压缩机1连通；低温压缩机A有循环工质通道经蒸发器8和低温节流阀B与低温蒸发器C连通，低温蒸发器C还有循环工质通道与低温压缩机A连通；供热器6、第二供热器7和第三供热器10还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器C还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和双能压缩机5排放的循环工质进入回热器9吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器6并放热，之后分成两路——第一路流经第二供热器7放热和流经膨胀机2降压作功之后进入回热器9，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经第三供热器10并放热、流经回热器9放热冷凝和流经喷管4降压增速之后进入蒸发器8；进入蒸发器8的循环工质吸热汽化，流经双能压缩机5升压升温并降速，之后进入回热器9；低温压缩机A排放的循环工质流经蒸发器8放热并冷凝，流经低温节流阀B节流降压，流经低温蒸发器C吸热蒸发，之后进入低温压缩机A升压升温；被加热介质通过供热器6、第二供热器7和第三供热器10获取高温热负荷，低温热介质通过低温蒸发器C提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3、双能压缩机5和低温压缩机A提供动力，形成双工质联合循环热泵装置。
图3所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第二喷管、第二回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机1有循环工质通道与供热器6连通之后分成两路——第一路经第二供热器7与膨胀机2连通，第二路直接与第二压缩机3连通；第二压缩机3还有循环工质通道经第二回热器12与回热器9连通之后再分成两路——第一路自回热器9中间或末端引出并经第二喷管11和第二回热器12之后再通过中间进气端口与膨胀机2连通，第二路自回热器9末端引出之后经喷管4与蒸发器8连通；膨胀机2还有循环工质通道与回热器9连通，蒸发器8还有循环工质通道经双能压缩机5与回热器9连通，回热器9还有循环工质通道与压缩机1连通；低温压缩机A有循环工质通道经蒸发器8和低温节流阀B与低温蒸发器C连通，低温蒸发器C还有循环工质通道与低温压缩机A连通；供热器6和第二供热器7还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器C还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和双能压缩机5排放的循环工质进入回热器9吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器6并放热，之后分成两路——第一路流经第二供热器7放热和流经膨胀机2降压作功之后进入回热器9，第二路进入第二压缩机3升压升温；第二压缩机3排放的循环工质流经第二回热器12并放热、之后进入回热器9放热并部分冷凝或全部冷凝之后再分成两路——第一路流经第二喷管11降压增速、流经第二回热器12吸热、通过中间进气端口进入膨胀机2降压作功、之后进入回热器9，第二路冷凝液或第二路继续放热之后的冷凝液经喷管4降压增速之后进入蒸发器8；进入蒸发器8的循环工质吸热汽化，流经双能压缩机5升压升温并降速，之后进入回热器9；低温压缩机A排放的循环工质流经蒸发器8放热并冷凝，流经低温节流阀B节流降压，流经低温蒸发器C吸热蒸发，之后进入低温压缩机A升压升温；被加热介质通过供热器6和第二供热器7获取高温热负荷，低温热介质通过低温蒸发器C提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3、双能压缩机5和低温压缩机A提供动力，形成双工质联合循环热泵装置。
图4所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、再热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机1有循环工质通道与供热器6连通之后分成两路——第一路经第二供热器7与膨胀机2连通、膨胀机2还有循环工质通道经再热器13与膨胀机2连通和膨胀机2还有循环工质通道与回热器9连通，第二路直接与第二压缩机3连通；第二压缩机3还有循环工质通道经再热器13与回热器9连通之后回热器9再有冷凝液管路经喷管4与蒸发器8连通，蒸发器8还有循环工质通道经双能压缩机5与回热器9连通，回热器9还有循环工质通道与压缩机1连通；低温压缩机A有循环工质通道经蒸发器8和低温节流阀B与低温蒸发器C连通，低温蒸发器C还有循环工质通道与低温压缩机A连通；供热器6和第二供热器7还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器C还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和双能压缩机5排放的循环工质进入回热器9吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器6并放热，之后分成两路——第一路流经第二供热器7放热之后进入膨胀机2，第二路进入第二压缩机3升压升温；进入膨胀机2的循环工质降压作功至一定程度之后流经再热器13吸热、进入膨胀机2继续降压作功、之后进入回热器9，第二压缩机3排放的循环工质流经再热器13放热、流经回热器9放热冷凝和流经喷管4降压增速之后进入蒸发器8；进入蒸发器8的循环工质吸热汽化，流经双能压缩机5升压升温并降速，之后进入回热器9；低温压缩机A排放的循环工质流经蒸发器8放热并冷凝，流经低温节流阀B节流降压，流经低温蒸发器C吸热蒸发，之后进入低温压缩机A升压升温；被加热介质通过供热器6和第二供热器7获取高温热负荷，低温热介质通过低温蒸发器C提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3、双能压缩机5和低温压缩机A提供动力，形成双工质联合循环热泵装置。
图5所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机1有循环工质通道经供热器6与高温回热器14连通之后分成两路——第一路经第二供热器7和膨胀机2与回热器9连通，第二路直接与第二压缩机3连通；第二压缩机3还有循环工质通道与回热器9连通之后回热器9再有冷凝液管路经喷管4与蒸发器8连通，蒸发器8还有循环工质通道经双能压缩机5与回热器9连通，回热器9还有循环工质通道经高温回热器14与压缩机1连通；低温压缩机A有循环工质通道经蒸发器8和低温节流阀B与低温蒸发器C连通，低温蒸发器C还有循环工质通道与低温压缩机A连通；供热器6和第二供热器7还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器C还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和双能压缩机5排放的循环工质流经回热器9和高温回热器14逐步吸热并升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器6和高温回热器14逐步放热并降温，之后分成两路——第一路流经第二供热器7放热和流经膨胀机2降压作功之后进入回热器9，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器9放热冷凝和流经喷管4降压增速之后进入蒸发器8；进入蒸发器8的循环工质吸热汽化，流经双能压缩机5升压升温并降速，之后进入回热器9；低温压缩机A排放的循环工质流经蒸发器8放热并冷凝，流经低温节流阀B节流降压，流经低温蒸发器C吸热蒸发，之后进入低温压缩机A升压升温；被加热介质通过供热器6和第二供热器7获取高温热负荷，低温热介质通过低温蒸发器C提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3、双能压缩机5和低温压缩机A提供动力，形成双工质联合循环热泵装置。
图6所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的双工质联合循环热泵装置中，取消第二供热器7与外部连通的被加热介质通道，将回热器9有循环工质通道与压缩机1连通调整为回热器9有循环工质通道经第二供热器7与压缩机1连通。
(2)流程上，膨胀机2和双能压缩机5排放的循环工质进入回热器9吸热升温，流经第二供热器7吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器6并放热，之后分成两路——第一路流经第二供热器7放热和流经膨胀机2降压作功之后进入回热器9，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器9放热冷凝和流经喷管4降压增速之后进入蒸发器8；进入蒸发器8的循环工质吸热汽化，流经双能压缩机5升压升温并降速，之后进入回热器9；低温压缩机A排放的循环工质流经蒸发器8放热并冷凝，流经低温节流阀B节流降压，流经低温蒸发器C吸热蒸发，之后进入低温压缩机A升压升温；被加热介质通过供热器6获取高温热负荷，低温热介质通过低温蒸发器C提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3、双能压缩机5和低温压缩机A提供动力，形成双工质联合循环热泵装置。
图7所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的双工质联合循环热泵装置中，取消喷管，增加涡轮增速机，将回热器9有冷凝液管路经喷管4与蒸发器8连通调整为回热器9有冷凝液管路经涡轮增速机15与蒸发器8连通，涡轮增速机15连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，与图1所示双工质联合循环热泵装置相比较，不同之处在于：压缩机1排放的循环工质流经供热器6并放热，之后分成两路——第一路流经第二供热器7放热和流经膨胀机2降压作功之后进入回热器9，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器9放热冷凝和流经涡轮增速机15降压作功并增速之后进入蒸发器8；涡轮增速机15输出的功提供给压缩机1作动力，形成双工质联合循环热泵装置。
图8所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的双工质联合循环热泵装置中，取消低温节流阀，增加新增涡轮机，将低温压缩机A有循环工质通道经蒸发器8和低温节流阀B与低温蒸发器C连通调整为低温压缩机A有循环工质通道经蒸发器8和新增涡轮机D与低温蒸发器C连通，新增涡轮机D连接低温压缩机A并传输动力。
(2)流程上，与图1所示双工质联合循环热泵装置相比较，不同之处在于：低温压缩机A排放的循环工质流经蒸发器8放热并冷凝，流经新增涡轮机D降压作功，流经低温蒸发器C吸热蒸发，之后进入低温压缩机A升压升温；新增涡轮机D输出的功提供给低温压缩机A作动力，形成双工质联合循环热泵装置。
图9所示的双工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的双工质联合循环热泵装置中，增加新增双能压缩机E并取代低温压缩机A，增加新增喷管F并取代低温节流阀B。
(2)流程上，与图1所示双工质联合循环热泵装置相比较，不同之处在于：新增双能压缩机E排放的循环工质流经蒸发器8放热并冷凝，流经新增喷管F降压增速，流经低温蒸发器C吸热蒸发，之后进入新增双能压缩机E升压升温并降速；外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3、双能压缩机5和新增双能压缩机E提供动力，形成双工质联合循环热泵装置。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的双工质联合循环热泵装置，具有如下效果和优势：
(1)提供了机械能制冷与制热利用(能差利用)基本技术。
(2)消除或大幅度减少相变放热过程的供热负荷，相对增加高温供热段供热负荷，提高装置性能指数。
(3)消除冷凝液显热对获取低温热负荷的不利影响，提高装置性能指数。
(4)大幅度提升冷凝液显热的利用程度，有利于降低压缩比和提高装置性能指数。
(5)工作参数范围得到大幅度扩展，实现高效供热与高效高温供热。
(6)在较低的工作压力下实现高温供热，装置安全性提高。
(7)采用双工质，有利于扩展制冷和供热参数范围，有利于调节压力参数范围。
(8)在高温区或变温区，有利于降低放热环节的温差传热损失，提高性能指数。
(9)在高温供热区采取低压运行方式，破解性能指数、循环介质参数与管材耐压耐温性能之间的矛盾。
(10)适用范围广，能够很好地适应供能需求，工质与工作参数之间匹配灵活。
(11)扩展了机械压缩式热泵技术，提升实现机械能在制冷和供热领域的利用价值和范围。
Claims (13)
1.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机(1)有循环工质通道与供热器(6)连通之后分成两路——第一路经第二供热器(7)和膨胀机(2)与回热器(9)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通；第二压缩机(3)还有循环工质通道与回热器(9)连通之后回热器(9)再有冷凝液管路经喷管(4)与蒸发器(8)连通，蒸发器(8)还有循环工质通道经双能压缩机(5)与回热器(9)连通，回热器(9)还有循环工质通道与压缩机(1)连通；低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通，低温蒸发器(C)还有循环工质通道与低温压缩机(A)连通；供热器(6)和第二供热器(7)还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器(C)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
2.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第三供热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机(1)有循环工质通道与供热器(6)连通之后分成两路——第一路经第二供热器(7)和膨胀机(2)与回热器(9)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通；第二压缩机(3)还有循环工质通道经第三供热器(10)与回热器(9)连通之后回热器(9)再有冷凝液管路经喷管(4)与蒸发器(8)连通，蒸发器(8)还有循环工质通道经双能压缩机(5)与回热器(9)连通，回热器(9)还有循环工质通道与压缩机(1)连通；低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通，低温蒸发器(C)还有循环工质通道与低温压缩机(A)连通；供热器(6)、第二供热器(7)和第三供热器(10)还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器(C)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
3.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第二喷管、第二回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机(1)有循环工质通道与供热器(6)连通之后分成两路——第一路经第二供热器(7)与膨胀机(2)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通；第二压缩机(3)还有循环工质通道经第二回热器(12)与回热器(9)连通之后再分成两路——第一路自回热器(9)中间或末端引出并经第二喷管(11)和第二回热器(12)之后再通过中间进气端口与膨胀机(2)连通，第二路自回热器(9)末端引出之后经喷管(4)与蒸发器(8)连通；膨胀机(2)还有循环工质通道与回热器(9)连通，蒸发器(8)还有循环工质通道经双能压缩机(5)与回热器(9)连通，回热器(9)还有循环工质通道与压缩机(1)连通；低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通，低温蒸发器(C)还有循环工质通道与低温压缩机(A)连通；供热器(6)和第二供热器(7)还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器(C)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
4.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、再热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机(1)有循环工质通道与供热器(6)连通之后分成两路——第一路经第二供热器(7)与膨胀机(2)连通、膨胀机(2)还有循环工质通道经再热器(13)与膨胀机(2)连通和膨胀机(2)还有循环工质通道与回热器(9)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通；第二压缩机(3)还有循环工质通道经再热器(13)与回热器(9)连通之后回热器(9)再有冷凝液管路经喷管(4)与蒸发器(8)连通，蒸发器(8)还有循环工质通道经双能压缩机(5)与回热器(9)连通，回热器(9)还有循环工质通道与压缩机(1)连通；低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通，低温蒸发器(C)还有循环工质通道与低温压缩机(A)连通；供热器(6)和第二供热器(7)还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器(C)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
5.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机(1)有循环工质通道经供热器(6)与高温回热器(14)连通之后分成两路——第一路经第二供热器(7)和膨胀机(2)与回热器(9)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通；第二压缩机(3)还有循环工质通道与回热器(9)连通之后回热器(9)再有冷凝液管路经喷管(4)与蒸发器(8)连通，蒸发器(8)还有循环工质通道经双能压缩机(5)与回热器(9)连通，回热器(9)还有循环工质通道经高温回热器(14)与压缩机(1)连通；低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通，低温蒸发器(C)还有循环工质通道与低温压缩机(A)连通；供热器(6)和第二供热器(7)还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器(C)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
6.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第三供热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机(1)有循环工质通道经供热器(6)与高温回热器(14)连通之后分成两路——第一路经第二供热器(7)和膨胀机(2)与回热器(9)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通；第二压缩机(3)还有循环工质通道经第三供热器(10)与回热器(9)连通之后回热器(9)再有冷凝液管路经喷管(4)与蒸发器(8)连通，蒸发器(8)还有循环工质通道经双能压缩机(5)与回热器(9)连通，回热器(9)还有循环工质通道经高温回热器(14)与压缩机(1)连通；低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通，低温蒸发器(C)还有循环工质通道与低温压缩机(A)连通；供热器(6)、第二供热器(7)和第三供热器(10)还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器(C)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
7.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、第二喷管、第二回热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机(1)有循环工质通道经供热器(6)与高温回热器(14)连通之后分成两路——第一路经第二供热器(7)与膨胀机(2)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通；第二压缩机(3)还有循环工质通道经第二回热器(12)与回热器(9)连通之后再分成两路——第一路自回热器(9)中间或末端引出并经第二喷管(11)和第二回热器(12)之后再通过中间进气端口与膨胀机(2)连通，第二路自回热器(9)末端引出之后经喷管(4)与蒸发器(8)连通；膨胀机(2)还有循环工质通道与回热器(9)连通，蒸发器(8)还有循环工质通道经双能压缩机(5)与回热器(9)连通，回热器(9)还有循环工质通道经高温回热器(14)与压缩机(1)连通；低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通，低温蒸发器(C)还有循环工质通道与低温压缩机(A)连通；供热器(6)和第二供热器(7)还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器(C)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
8.双工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、喷管、双能压缩机、供热器、第二供热器、蒸发器、回热器、再热器、高温回热器、低温压缩机、低温节流阀和低温蒸发器所组成；压缩机(1)有循环工质通道经供热器(6)与高温回热器(14)连通之后分成两路——第一路经第二供热器(7)与膨胀机(2)连通、膨胀机(2)还有循环工质通道经再热器(13)与膨胀机(2)连通和膨胀机(2)还有循环工质通道与回热器(9)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通；第二压缩机(3)还有循环工质通道经再热器(13)与回热器(9)连通之后回热器(9)再有冷凝液管路经喷管(4)与蒸发器(8)连通，蒸发器(8)还有循环工质通道经双能压缩机(5)与回热器(9)连通，回热器(9)还有循环工质通道经高温回热器(14)与压缩机(1)连通；低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通，低温蒸发器(C)还有循环工质通道与低温压缩机(A)连通；供热器(6)和第二供热器(7)还分别有被加热介质通道与外部连通，低温蒸发器(C)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
9.双工质联合循环热泵装置，是在权利要求1-4所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，取消第二供热器(7)与外部连通的被加热介质通道，将回热器(9)有循环工质通道与压缩机(1)连通调整为回热器(9)有循环工质通道经第二供热器(7)与压缩机(1)连通，形成双工质联合循环热泵装置。
10.双工质联合循环热泵装置，是在权利要求5-8所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，取消第二供热器(7)与外部连通的被加热介质通道，将回热器(9)有循环工质通道经高温回热器(14)与压缩机(1)连通调整为回热器(9)有循环工质通道经第二供热器(7)和高温回热器(14)与压缩机(1)连通，形成双工质联合循环热泵装置。
11.双工质联合循环热泵装置，是在权利要求1-10所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，取消喷管，增加涡轮增速机，将回热器(9)有冷凝液管路经喷管(4)与蒸发器(8)连通调整为回热器(9)有冷凝液管路经涡轮增速机(15)与蒸发器(8)连通，涡轮增速机(15)连接压缩机(1)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
12.双工质联合循环热泵装置，是在权利要求1-11所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，取消低温节流阀，增加新增涡轮机，将低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和低温节流阀(B)与低温蒸发器(C)连通调整为低温压缩机(A)有循环工质通道经蒸发器(8)和新增涡轮机(D)与低温蒸发器(C)连通，新增涡轮机(D)连接低温压缩机(A)并传输动力，形成双工质联合循环热泵装置。
13.双工质联合循环热泵装置，是在权利要求1-11所述的任一一款双工质联合循环热泵装置中，增加新增双能压缩机(E)并取代低温压缩机(A)，增加新增喷管(F)并取代低温节流阀(B)，形成双工质联合循环热泵装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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