CN212457075U - 一种热泵供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵供热系统，其包括高温热源产生部件、空气源热泵和吸收式热泵；本实用新型的热泵供热系统工作时，空气源热泵制取的较高品质热源作为吸收式热泵的余热源，而吸收式热泵输出的高品位热源用作对外界供热，这样因余热水的温度比直接供热要求温度相对低，可以提高空气源热泵的运行效率，尤其地，当外界环境温度比较低时，系统也能够正常运行，提高系统的运行时间，整体经济性较好。本实用新型中的吸收式热泵以锅炉产生的高温热源为驱动源，进一步降低系统的运行费用，且再者本文中热泵供热系统的各模块控制自动化程度比较高，有利于实现无人值守，应用灵活性比较高。

Description

一种热泵供热系统

技术领域

本实用新型涉及余热回收设备技术领域，特别涉及一种热泵供热系统。

背景技术

新农村建设带来农村供暖的需求，而节能环保政策带来煤改气，煤改电的供暖模式变化。当前普遍采用的技术是燃气锅炉或空气源热泵直接供热，主要能源为天然气或电能。对于供热温度比较高时，通常采用溴化锂热泵和空气冷源塔进行二次升温。

当前的供热采用燃气锅炉或空气源热泵供热主要有以下缺陷：

第一、天然气和电能作为消耗能源，价格高，导致运行费用高，老百姓负担重；

第二、采用二次升温的溴化锂热泵、空气冷源塔的供热系统，系统复杂，自动化程度低，达不到无人值守的要求，无法大规模推广；由于采用溴化锂二次升温的原因，整体效率也比较低；

第三、采用二次升温的溴化锂热泵、空气冷源塔的供热系统，受环境温度影响大，当环境温度较低时，存在系统效率低甚至无法运行的问题。

因此，如何克服上述缺陷之一，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种运行费用低且适用范围广的热泵供热系统。

本实用新型包括一种热泵供热系统，包括高温热源产生部件、空气源热泵和吸收式热泵；所述空气源热泵至少包括蒸发模块、冷凝模块和压缩机，所述冷凝模块的高位热介质出口管连通至少一个所述吸收式热泵的余热水进口管；所述高温热源产生部件的高温介质出口管能够连通所述吸收式热泵的驱动热源管路进口。

与当前直接由空气源热泵提供外界供热热能相比，本实用新型的热泵供热系统工作时，空气源热泵制取的较高品质热源作为吸收式热泵的余热源，而吸收式热泵输出的高品位热源用作对外界供热，这样因余热水的温度比直接供热要求温度相对低，可以提高空气源热泵的运行效率，尤其地，当外界环境温度比较低时，系统也能够正常运行，提高系统的运行时间，整体经济性较好。本实用新型中的吸收式热泵以锅炉产生的高温热源为驱动源，进一步降低系统的运行费用。

再者本文中热泵供热系统的各模块控制自动化程度比较高，有利于实现无人值守，应用灵活性比较高。

可选的，一个所述吸收式热泵包括至少一个蒸发器，至少其中一个所述蒸发器内部的余热水进口管、余热水出口管分别与所述空气源热泵的高位热介质出口管、高位热介质进口管连通以形成所述余热水循环回路。

可选的，还包括第一循环泵，用于提供所述余热水循环回路中介质循环动力。

可选的，所述高温热源产生部件包括锅炉，所述锅炉的排烟管路上还设置有烟水换热器，用于所述锅炉的排烟管路中至少部分烟气与供应所述吸收式热泵的余热水进行热量交换。

可选的，所述吸收式热泵至少包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器的余热水管路与所述空气源热泵的高位热介质管路形成第一余热循环回路；所述第二蒸发器的余热水管路与所述烟水换热器内部的水换热管形成第二余热循环回路。

可选的，还包括膨胀机，所述锅炉的高温介质出口管能够连通所述膨胀机的高温介质进口，所述膨胀机的低压蒸汽出口连通所述吸收式热泵的驱动热源管路进口。

可选的，还包括膨胀机，所述高温热源产生部件的高温介质出口管能够连通所述膨胀机的高温介质进口，所述膨胀机的低压蒸汽出口连通所述吸收式热泵的驱动热源管路进口。

可选的，还包括辅助换热器，用于所述高温热源产生部件的部分高温介质与所述吸收式热泵流出的高品质热源热量交换。

可选的，所述吸收式热泵包括单效热泵机组、双效热泵机组或者单双复合型热泵机组其中一者或者几者。

可选的，所述冷凝模块的高位热介质出口管与所述吸收式热泵的余热水进口管的连通管路上设置有切换阀，当所述切换阀处于第一工作状态，所述冷凝模块的高位热介质出口管与所述吸收式热泵的余热水进口管连通；当所述切换阀处于第二工作状态，所述空气源热泵与所述吸收式热泵之间各连接管段均断开连接。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施例中热泵供热系统的结构示意图；

图2为本实用新型第二种实施例中热泵供热系统的结构示意图；

图3为本实用新型第三种实施例中热泵供热系统的结构示意图；

图4为本实用新型第四种实施例中热泵供热系统的结构示意图。

其中，图1至图4中：

1-锅炉；2-空气源热泵；31-第一余热循环回路；32-第二余热循环回路；3-吸收式热泵；4-第一循环泵；5-烟气换热器；6-第二循环泵； 7-膨胀机。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型第一种实施例中热泵供热系统的结构示意图。

本实用新型提供了一种热泵供热系统，包括高温热源产生部件、空气源热泵2和吸收式热泵3。

其中，高温热源产生部件可以为锅炉1，也可以为其他以天然气或电能为燃料，燃烧能够形成高温介质的设备，高温介质可以为蒸汽或者热水或者二者的混合介质。本文以高温热源产生部件为锅炉1为例，继续介绍技术方案和技术效果，本领域内技术人员应当理解，本文中的高温热源产生部件不局限于本文描述的锅炉1。

本实用新型中的空气源热泵2利用逆卡诺循环工作原理，通过从周围环境中获取低品位热能，经过电力做功提升温度后输出至冷凝模块，产生较高品位热能的设备。空气源热泵2至少包括蒸发模块、冷凝模块和压缩机，工作时，环境气体中贮存的能量在蒸发模块中被吸收，同时压缩机耗电，通过工质循环系统在冷凝模块中放热，从而加热流经冷凝模块的介质以输出较高品位热能。

本实用新型中的空气源热泵2的冷凝模块的高位热介质出口管连通至少与一个吸收式热泵3的余热水进口管。即由空气源热泵2制取的较高品质的热源作为吸收式热泵3的余热水使用。吸收式热泵3的热水进口3a和热水出口3b分别连接外界供热网，热水出口3b流出的热水为外界供热网提供热源。

同时，本实用新型中的高温热源产生部件的高温介质出口管能够连通吸收式热泵3的驱动热源管路进口，这样高温热源产生部件产生的高温介质的部分热量可以直接或者间接作为吸收式热泵3的驱动源。

与当前直接由空气源热泵2提供外界供热热能相比，本实用新型的热泵供热系统工作时，空气源热泵2制取的较高品质热源作为吸收式热泵3的余热源，而吸收式热泵3输出的高品位热源用作对外界供热，这样因余热水的温度比直接供热要求温度相对低，可以提高空气源热泵2的运行效率，尤其地，当外界环境温度比较低时，系统也能够正常运行，提高系统的运行时间，整体经济性较好。本实用新型中的吸收式热泵3以锅炉1产生的高温热源为驱动源，进一步降低系统的运行费用。

再者本文中热泵供热系统的各模块独立程度比较高，控制自动化程度比较高，有利于实现无人值守，应用灵活性比较高。

并且因该热泵供热系统中吸收式热泵3、空气源热泵2均为独立模块，通过在管路上安装切换阀等部件，可以实现各部件单独工作，当夏季用户有制冷需求时，通过关闭设置于吸收式热泵3与空气源热泵2之间的管路上的开关阀，可以实现吸收式热泵3、空气源热泵2 的独立工作，即与外界冷却塔配合工作以向外界提供冷量。这样大大提高了本文所提供系统应用的灵活性。

吸收式热泵3包括至少一个吸收器、至少一个发生器、至少一个冷凝器和至少一个蒸发器，并且至少其中一个蒸发器内部的余热水进口管、余热水出口管分别与空气源热泵2的高位热介质出口管、高位热介质进口管连通以形成余热水循环回路。

也就是说，空气源换热器可以为吸收式热泵3中的一个提供余热水，当然也可以为几个蒸发器同时提供余热水。当然为了使余热水循环回路中的余热水顺畅流动，热泵供热系统中还可以进一步安装第一循环泵4，用于提供余热水循环回路中介质的循环动力。

吸收式热泵3可以为单效热泵机组、双效热泵机组或者单双复合型热泵机组其中任何一者或几者。吸收式热泵3的具体结构可以参考当前技术，本文不做详述。

对于锅炉1而言，其高温烟气也含有大量热能，直接排放至空气中会导致热量极大浪费，为此，本文还进一步对热泵供热系统进行了如下改进。

请参考图2和图4，图2为本实用新型第二种实施例中热泵供热系统的结构示意图；图4为本实用新型第四种实施例中热泵供热系统的结构示意图。

在一种具体实施例中，锅炉1的排烟管路上还设置有烟水换热器 5，用于锅炉1的排烟管路中至少部分烟气与供应吸收式热泵3的余热水进行热量交换。也就是说，吸收式热泵3的余热水部分热能来自排烟管路中高温烟气。

具体地，烟水换热器5中的液体换热管道与吸收式热泵3其中一个蒸发器中的余热水管路形成循环回路。

具体地，吸收式热泵3至少包括第一蒸发器和第二蒸发器，第一蒸发器的余热水管路与空气源热泵的高位热介质管路形成第一余热循环回路31；第二蒸发器的余热水管路与烟水换热器5内部的水换热管形成第二余热循环回路32。第二余热循环回路32上可以设置第二循环泵6，用于给管路中的介质提供循环动力。

该实施例中，空气源热泵2与吸收式热泵3形成的余热水管路、烟水换热器5与吸收式热泵3形成的余热水管路彼此独立，相互不影响，有利于系统运行的稳定性。并且本实用新型热泵供热系统对烟气热量进行回收，可以消除锅炉1白烟现象。

烟水换热器5可以为壳管式换热器、套管式换热器、蛇管换热器、管翅式换热器、夹套换热器、板式换热器、热管换热器、石墨换热器等其中一者或几者，只要能够实现气与水换热的换热器即可。

同理，本文中的烟水换热器5结构只要能够满足气与水的换热即可。

请参考图3及图4，图3为本实用新型第三种实施例中热泵供热系统的结构示意图。

为了实现能量的阶梯利用，本实用新型中的热泵供热系统还可以包括膨胀机7，锅炉1的高温介质出口管能够连通所述膨胀机7的高温介质进口，膨胀机7的低压蒸汽出口连通吸收式热泵3的驱动热源管路进口。

这样自锅炉1出来的高温蒸汽可以先经膨胀机7发电利用，膨胀机7内产生的低压蒸汽再通入吸收式热泵3作为其驱动热源，进一步回收利用，实现能量尽可能大的回收。

当外界环境所需供热温度比较高时，还可以在热泵供热系统中增加辅助换热器，用于所述高温热源产生部件的部分高温介质与吸收式热泵3流出的高品质热源热量交换，这样能够进一步提升吸收式热泵 3所产生的高品质热源的温度。

图中虽然没有示出吸收式热泵3和空气源热泵2内部的具体部件，但是根据本领域内技术人员所掌握的基础知识和本文描述，本领域内技术人员完全能够理解和实施本文所记载的技术方案。

此外，冷凝模块的高位热介质出口管与吸收式热泵3的余热水进口管的连通管路上设置有切换阀，当切换阀处于第一工作状态，冷凝模块的高位热介质出口管与吸收式热泵3的余热水进口管连通；当切换阀处于第二工作状态，冷凝模块的高位热介质出口管与吸收式热泵 3的余热水进口管之间断开连接，冷凝模块与吸收式热泵3之间各连接管段均断开连接。

这样，切换阀处于第二工作状态时，吸收式热泵3与空气源热泵 2之间连接管路完全断开，二者独立，进而夏季制冷时，将吸收式热泵、空气源热泵可以分别与冷却塔等部件配置形成制冷机组，以对外界提供冷量，满足外界环境制冷需求。

其中切换阀可以为一个阀，也可以为阀组件，只要能实现上述目的即可，本领域内技术人员可以参考当前技术，本文不做详细介绍。附图中未示出，但是并不妨碍本领域内技术人员对本文技术方案的理解和实施。

以上对本实用新型所提供的一种热泵供热系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热泵供热系统，其特征在于，包括高温热源产生部件、空气源热泵(2)和吸收式热泵(3)；所述空气源热泵(2)至少包括蒸发模块、冷凝模块和压缩机，所述冷凝模块的高位热介质出口管连通至少一个所述吸收式热泵(3)的余热水进口管；所述高温热源产生部件的高温介质出口管能够连通所述吸收式热泵(3)的驱动热源管路进口。

2.如权利要求1所述的热泵供热系统，其特征在于，一个所述吸收式热泵(3)包括至少一个蒸发器，至少其中一个所述蒸发器内部的余热水进口管、余热水出口管分别与所述空气源热泵(2)的高位热介质出口管、高位热介质进口管连通以形成所述余热水循环回路。

3.如权利要求2所述的热泵供热系统，其特征在于，还包括第一循环泵(4)，用于提供所述余热水循环回路中介质循环动力。

4.如权利要求2或3任一项所述的热泵供热系统，其特征在于，所述高温热源产生部件包括锅炉(1)，所述锅炉(1)的排烟管路上还设置有烟水换热器(5)，用于所述锅炉(1)的排烟管路中至少部分烟气与供应所述吸收式热泵(3)的余热水进行热量交换。

5.如权利要求4所述的热泵供热系统，其特征在于，所述吸收式热泵(3)至少包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器的余热水管路与所述空气源热泵的高位热介质管路形成第一余热循环回路(31)；所述第二蒸发器的余热水管路与所述烟水换热器(5)内部的水换热管形成第二余热循环回路(32)。

6.如权利要求5所述的热泵供热系统，其特征在于，还包括膨胀机(7)，所述锅炉(1)的高温介质出口管能够连通所述膨胀机(7)的高温介质进口，所述膨胀机(7)的低压蒸汽出口连通所述吸收式热泵(3)的驱动热源管路进口。

7.如权利要求1或2所述的热泵供热系统，其特征在于，还包括膨胀机(7)，所述高温热源产生部件的高温介质出口管能够连通所述膨胀机(7)的高温介质进口，所述膨胀机(7)的低压蒸汽出口连通所述吸收式热泵(3)的驱动热源管路进口。

8.如权利要求1或2所述的热泵供热系统，其特征在于，还包括辅助换热器，用于所述高温热源产生部件的部分高温介质与所述吸收式热泵(3)流出的高品质热源热量交换。

9.如权利要求1或2所述的热泵供热系统，其特征在于，所述吸收式热泵(3)包括单效热泵机组、双效热泵机组或者单双复合型热泵机组其中一者或者几者。

10.如权利要求1所述的热泵供热系统，其特征在于，所述冷凝模块的高位热介质出口管与所述吸收式热泵(3)的余热水进口管的连通管路上设置有切换阀，当所述切换阀处于第一工作状态，所述冷凝模块的高位热介质出口管与所述吸收式热泵(3)的余热水进口管连通；当所述切换阀处于第二工作状态，所述空气源热泵(2)与所述吸收式热泵(3)之间各连接管段均断开连接。

Images