CN216281670U - 一种热水供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热水供应系统，包括第一热泵、第二热泵和耦合装置；第一热泵包括第一蒸发器、发生器和吸收器，第一蒸发器设有第一热源入口和第一热源出口，发生器设有第二热源入口和第二热源出口，吸收器设有第一热水入口和第一热水出口；第二热泵包括压缩机和第二冷凝器，第二冷凝器设有第二热水入口和第二热水出口；耦合装置连通于第一热泵并形成第一热泵的第一冷凝器，且耦合装置连通于第二热泵并形成第二热泵的第二蒸发器。该热水供应系统能够回收利用工业领域中存在的50℃～70℃低品位热源，提高热回收效率。

Description

一种热水供应系统

技术领域

本实用新型涉及热水供应技术领域，具体涉及一种热水供应系统。

背景技术

第二类吸收式热泵能够利用大量的中温热源产生少量的高温有用热能，通常用于将工业废热水作为热源制取更高温度的热水或蒸汽以供使用，但是常规第二类吸收式热泵一般所需的热源水温度范围为70℃～90℃，仅能回收部分余热制取较高温热水,效率较低。且在制取较高温度热水时，要将大部分热量通过冷却水排放到环境中。而工业领域中，存在大量的50℃～70℃低品位热源，在通常的冷却水温度下，这样的热源很难满足常规的第二类吸收式热泵要求，无法运行，因此，50℃～70℃的低品位热源只能降温排放，从而造成能源浪费的问题。

而如何回收利用工业领域中存在的50℃～70℃低品位热源，提高热回收效率，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种热水供应系统，能够回收利用工业领域中存在的50℃～70℃低品位热源，提高热回收效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种热水供应系统，包括第一热泵、第二热泵和耦合装置；所述第一热泵包括第一蒸发器、发生器和吸收器，所述第一蒸发器设有第一热源入口和第一热源出口，所述发生器设有第二热源入口和第二热源出口，所述吸收器设有第一热水入口和第一热水出口；所述第二热泵包括压缩机和第二冷凝器，所述第二冷凝器设有第二热水入口和第二热水出口；所述耦合装置连通于所述第一热泵并形成所述第一热泵的第一冷凝器，且所述耦合装置连通于所述第二热泵并形成所述第二热泵的第二蒸发器。

耦合装置能够在第一热泵内发挥第一冷凝器的作用，并参与第一热泵内的冷剂(水)循环，第一热泵是第二类吸收式热泵，溶液与冷剂的组合可多种多样，最常用组合是溶液为溴化锂溶液\冷剂为水，本实用新型以此为例说明；同时耦合装置还能够在第二热泵内发挥第二蒸发器的作用，并参与冷剂循环，第二热泵是蒸汽压缩式热泵，最常用制冷剂工质如R134a、R245fa等。

通过耦合装置的设置，能够使第一热泵的第一冷凝器为第二热泵的第二蒸发器的供热，经过第二蒸发器的冷剂能够蒸发的同时，使得第一冷凝器冷凝后的水能够达到更低的温度，第一冷凝器内压下降，如此一来，与第一冷凝器连通的发生器即可在较低温度下蒸发浓缩溴化锂溶液，同时能够吸收更多的低品位热源热量，而第一蒸发器也同时吸收低品位热源热量蒸发冷剂(水)，使得温度在50℃～70℃范围内的低品位热源能够被充分利用，以制备温度更高的热水，进而解决工业领域内存在较多的50℃～70℃低品位热源的回收利用问题，提高热回收效率。

可选地，所述第一热水入口和所述第二热水出口连通。

可选地，所述第一热源出口与所述第二热源入口连通。

可选地，还包括第一热交换器，所述第二热源出口与所述第一热交换器的第三热源入口43连通，所述第一热交换器还包括第三热水入口和第三热水出口，所述第三热水出口与所述第一热水入口和/或所述第二热水入口连通。

可选地，所述耦合装置包括所述第一冷凝器、所述第二蒸发器以及连通于所述第一冷凝器和所述第二蒸发器之间的循环回路，所述循环回路连通有水泵。

可选地，所述耦合装置还包括第二热交换器，所述第二热交换器连通于所述第一冷凝器和所述第二蒸发器之间，所述循环回路内的水能够由所述第一冷凝器经过所述第二热交换器进入所述第二蒸发器内，所述第二热源出口与所述第二热交换器的第四热源入口连通。

可选地，所述循环回路内还连通有水箱，所述循环回路内的介质能够由所述第二蒸发器经过所述水箱并流经所述第一冷凝器。

可选地，所述第二热泵还包括经济器，所述经济器分别与所述压缩机、所述第二冷凝器和所述第二蒸发器连通，所述压缩机为二级压缩机。

可选地，还包括闪发罐，所述闪发罐与所述第一热水出口连通。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的热水供应系统的第一实施例的示意图；

图2是本实用新型实施例所提供的热水供应系统的第二实施例示意图；

图3是本实用新型实施例所提供的热水供应系统的第三实施例示意图；

图4是本实用新型实施例所提供的热水供应系统的第四实施例示意图。

附图1-图4中，附图标记说明如下：

1-第一热泵，11-第一蒸发器，12-发生器，13-吸收器，14-第一热水入口，15-第一热水出口，16-第一热源入口，17-第一热源出口，18-第二热源入口，19第二热源出口；

2-第二热泵，21-压缩机，22-第二冷凝器，23-第二热水入口，24-第二热水出口，25-经济器；

3-耦合装置，31-第一冷凝器，32-第二蒸发器，33-循环回路，34-水泵，35-第二热交换器，36-第四热源入口，37-第四热源出口，38-水箱；

4-第一热交换器，41-第三热水入口，42-第三热水出口，43-第三热源入口，44-第三热源出口；

5-闪发罐，51-排汽口，52-排水口。

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。

如图1所示，本实施例所提供的热水供应系统包括第一热泵1、第二热泵2和耦合装置3，其中，第一热泵1包括第一蒸发器11、发生器12和吸收器13，第一蒸发器11设有第一热源入口16和第一热源出口17，发生器12设有第二热源入口18和第二热源出口19，吸收器13设有第一热水入口14和第一热水出口15，第二热泵2包括压缩机21和第二冷凝器22，第二冷凝器22设有第二热水入口23和第二热水出口24。

耦合装置3分别连通于第一热泵1和第二热泵2内，具体的，耦合装置3连通于第一热泵1内并形成第一热泵1的第一冷凝器31，此时，第一热泵1包括第一蒸发器11、发生器12、吸收器13和第一冷凝器31，该第一热泵1是第二类吸收式热泵，溶液与冷剂的组合可多种多样，最常用组合是溶液为溴化锂溶液\冷剂为水，本实施例以此为例说明；耦合装置3连通于第二热泵2内并形成第二热泵2的第二蒸发器32，此时，第二热泵2包括压缩机21、第二冷凝器22和第二蒸发器32，该第二热泵2是蒸汽压缩式热泵，最常用制冷剂工质如R134a、R245fa等。

第一热泵1内，第一蒸发器11、吸收器13、发生器12和第一冷凝器31依次连通，并形成回路，第一蒸发器11和发生器12分别通过吸收由热源入口通入的低品位热源的热量以产生蒸汽；第一蒸发器11的蒸汽通入吸收器13内，吸收器13内的溴化锂溶液吸收蒸汽而使得溶液浓度变稀，同时放热，将由第一热水入口14通入的热水加热成温度更高的热水，并由第一热水出口15排出，以供使用；变稀的溴化锂溶液在通入发生器12内后，由于吸热蒸发，使得溴化锂溶液再次变浓，而蒸发的蒸汽则会通入第一冷凝器31内放热冷凝并形成液态水，液态水再次通入第一蒸发器11内后，能够重新吸收低品位热源的热量而蒸发，并参与循环。

虽然图中并未示出第一蒸发器11、吸收器13、发生器12和第一冷凝器31之间的连接以及冷剂水循环回路，但第二类吸收式热泵的各部件之间如何连接对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术。

在第二热泵2内，第二蒸发器32、压缩机21和第二冷凝器22依次连通并形成一条冷剂回路，在冷剂回路内，冷剂由第二蒸发器32向压缩机21的一侧流动，冷剂液体在经过第二蒸发器32时，能够吸热蒸发并产生冷剂蒸汽，然后在经过压缩机21将蒸汽压缩，使温度升高，再经过第二冷凝器22时，释放吸收的热量而液化，液化后的冷剂通过节流装置(图中未标记)再次通入第二蒸发器32吸热蒸发，如此循环工作，以不断地从第二蒸发器32处吸收热量，并将热量转移至第二冷凝器22处。

第二冷凝器22设有第二热水入口23和第二热水出口24，因此，第二冷凝器22处释放的热量能够对由第二热水入口23通入的热水进行加热，加热后的热水能够由第二热水出口24排出。

耦合装置3能够在第一热泵1内发挥第一冷凝器31的作用，并参与第一热泵1内的冷剂水循环，同时耦合装置3还能够在第二热泵2内发挥第二蒸发器32的作用，并参与冷剂循环，通过耦合装置3的设置，能够使第一热泵1的第一冷凝器31为第二热泵2的第二蒸发器32供热，经过第二蒸发器32的冷剂能够蒸发的同时，使得第一冷凝器31冷凝后的水能够达到更低的温度，第一冷凝器31内压下降，如此一来，与第一冷凝器31连通的发生器32即可在较低温度下蒸发浓缩溴化锂溶液，同时能够吸收更多的低品位热源热量，而第一蒸发器11也同时吸收低品位热源热量蒸发冷剂(水)，使得温度在50℃～70℃范围内的低品位热源能够被充分利用，以制备温度更高的热水，进而解决工业领域内存在较多的50℃～70℃低品位热源的回收利用问题，提高热回收效率。

在如图2所示的第二种实施例中，第一热水入口14和第二热水出口24连通，也就是说，第二热泵2的第二热水出口24所排出的热水并没有直接使用，而是通入到了第一热泵1的第一热水入口14，通过第一热泵1再次进行加热，制备更高温度热水。

当然，本实施例中，也可以是如图1所示的第一种实施例中，第一热水出口15和第二热水出口24能够分别排出热水至客户需求侧，COP(制热性能系数)高。具体可根据实际情况设置即可。

如图1-图4所示，第一热源出口17与第二热源入口18连通，即第一热源入口16和第二热源入口18串联，使得整个系统仅有第一热源入口16这一个热源入口，低品位热源由第一热源入口16通入系统内，在对第一蒸发器11进行供热后，还能够对发生器12进行供热；当然，本实施例中，还可以是第一热源入口16和第二热源入口18并联设置。

如图3所示，该热水供应系统还包括第一热交换器4，发生器12的第二热源出口19还与第一热交换器4的第三热源入口43连通，第一热交换器4包括第三热水入口41和第三热水出口42，其中，第三热水出口42与第二热水入口23连通。也就是说，低品位热源由第一热源入口16流入系统内，分别在对第一蒸发器11和发生器12供热后，再通入第一热交换器4的第三热源入口43内，为第一热交换器4供热，并与由第三热水入口41通入第一热交换器4内的热水进行换热，使得热水在经过初步预热后，由第三热水出口42通入第二热水入口23。若第一热水出口15和第二热水出口24分别排出热水至客户需求侧，则第一热交换器4的第三热水出口42可与第一热水入口14连通，或与第二热水入口23连通，或者分别与第一热水入口14和第二热水入口23连通均可。

低品位热源在依次对第一蒸发器11、发生器12和第一热交换器4供热后，由第一热交换器4的第三热源出口44排出，经过三级供热，由第三热源出口44排出的水温大大降低，如此设置，能够进一步充分利用低品位热源的热量，提高热量回收效率。

本实施例中，对于耦合装置3的具体结构并不做限制，如图1-图3所示的三种实施例中，耦合装置3相当于一个热交换装置，该热交换装置能够同时参与第一热泵1内的冷剂水循环，并吸收冷剂水的热量，使得冷剂水的温度降低，同时还能够参与第二热泵2内的冷剂循环，向冷剂释放热量，使冷剂的温度升高而被蒸发。如图4所示的第四种实施例中，耦合装置3包括第一冷凝器31、第二蒸发器32以及循环回路33，该循环回路33连通于第一冷凝器31和第二蒸发器32之间，并且该循环回路33内连通有水泵34，具体的，该循环回路33内流通的介质可以是水也可以是其它载热流体均可，介质在流经第一冷凝器31时，能够吸收第一冷凝器31的热量，在流经第二蒸发器32时，能够释放热量，水泵34能够为循环回路33内的介质流通提供动力。

进一步的，如图4所示，耦合装置3内还包括第二热交换器35，该第二热交换器35连通于第一冷凝器31和第二蒸发器32之间，循环回路33内的介质能够由第一冷凝器31经过第二热交换器35进入第二蒸发器32内，发生器12的第二热源出口19与第二热交换器35的第四热源入口36连通。低品位热源由第一热源入口16流入系统内，分别在对第一蒸发器11和发生器12供热后，再通入第四热源入口36内，为第二热交换器35供热，使得循环回路33内的介质升温，介质在流入第二蒸发器32内时能够提升第二蒸发器32内冷剂的蒸发量，使得第二热泵2的第二热水出口24的水温升高或产生更多热水。低品位热源在依次对第一蒸发器11、发生器12和第二热交换器35供热后，由第二热交换器35的第四热源出口37排出，经过三级供热，由第四热源出口37排出的水温大大降低，如此设置，能够进一步充分利用低品位热源的热量，提高热量回收效率。

如图4所示，循环回路33内还连通有水箱38，该水箱38内存储的介质与循环回路33内流通的介质相同，循环回路33内的介质在经过第二蒸发器32后，经过水箱38并流经第一冷凝器31，也就是说，介质沿循环回路33达到第一冷凝器31时，都是经过水箱38的，由于水箱38内存储有较多的介质，因此，从水箱38流出的介质的温度相对较为稳定，从而使得流经第一冷凝器31内的介质温度稳定。

如图1-图4所示，第二热泵2还包括经济器25，该经济器25分别与压缩机21、第二冷凝器22和第二蒸发器32连通，并且压缩机21为二级压缩机21，经济器25内的压力小于第二冷凝器22的压力，并大于第二蒸发器32的压力，第二冷凝器22内冷凝的液态冷剂通过节流装置(图中未标记)进入经济器25内，并在经济器25内产生一定量的蒸汽，然后冷剂蒸汽通入压缩机21内，液态冷剂通过节流装置(图中未标记)进入第二蒸发器32内，该经济器25的设置，能够实现节能的效果，具体的，对于经济器25的具体结构和原理，对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。当然，本实施例中，第二热泵2也可以不设置经济器25，在第二冷凝器22和第二蒸发器32之间设置节流部件即可。

如图1和图2所示，该热水供应系统还包括闪发罐5，如图2所示，当第二热水出口24与第一热水入口14连通时，第一热水出口15与闪发罐5连通，如图1所示，当第一热水出口15和第二热水出口24分别排出热水至客户需求侧时，第一热水出口15和第二热水出口24分别与闪发罐5连通，热水出口流出的热水进入闪发罐5内后，蒸汽能够由上方的排汽口51排出，热水能够由位于下方的排水口52排出，从而满足蒸汽和热水的分离，以满足不同使用需求。

当仅需要蒸汽而不需要热水时，可将闪发罐5的排水口52通过管路与第一热水入口14和/或第二热水入口23连通，以将热水重新参与加热循环即可。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种热水供应系统，其特征在于，包括第一热泵(1)、第二热泵(2)和耦合装置(3)；

所述第一热泵(1)包括第一蒸发器(11)、发生器(12)和吸收器(13)，所述第一蒸发器(11)设有第一热源入口(16)和第一热源出口(17)，所述发生器(12)设有第二热源入口(18)和第二热源出口(19)，所述吸收器(13)设有第一热水入口(14)和第一热水出口(15)；

所述第二热泵(2)包括压缩机(21)和第二冷凝器(22)，所述第二冷凝器(22)设有第二热水入口(23)和第二热水出口(24)；

所述耦合装置(3)连通于所述第一热泵(1)并形成所述第一热泵(1)的第一冷凝器(31)，且所述耦合装置(3)连通于所述第二热泵(2)并形成所述第二热泵(2)的第二蒸发器(32)。

2.根据权利要求1所述的热水供应系统，其特征在于，所述第一热水入口(14)和所述第二热水出口(24)连通。

3.根据权利要求1或2所述的热水供应系统，其特征在于，所述第一热源出口(17)与所述第二热源入口(18)连通。

4.根据权利要求3所述的热水供应系统，其特征在于，还包括第一热交换器(4)，所述第二热源出口(19)与所述第一热交换器(4)的第三热源入口(43)连通，所述第一热交换器(4)还包括第三热水入口(41)和第三热水出口(42)，所述第三热水出口(42)与所述第一热水入口(14)和/或所述第二热水入口(23)连通。

5.根据权利要求3所述的热水供应系统，其特征在于，所述耦合装置(3)包括所述第一冷凝器(31)、所述第二蒸发器(32)以及连通于所述第一冷凝器(31)和所述第二蒸发器(32)之间的循环回路(33)，所述循环回路(33)连通有水泵(34)。

6.根据权利要求5所述的热水供应系统，其特征在于，所述耦合装置(3)还包括第二热交换器(35)，所述第二热交换器(35)连通于所述第一冷凝器(31)和所述第二蒸发器(32)之间，所述循环回路(33)内的水能够由所述第一冷凝器(31)经过所述第二热交换器(35)进入所述第二蒸发器(32)内，所述第二热源出口(19)与所述第二热交换器(35)的第四热源入口(37)连通。

7.根据权利要求6所述的热水供应系统，其特征在于，所述循环回路(33)内还连通有水箱(38)，所述循环回路(33)内的介质能够由所述第二蒸发器(32)经过所述水箱(38)并流经所述第一冷凝器(31)。

8.根据权利要求1或2所述的热水供应系统，其特征在于，所述第二热泵(2)还包括经济器(25)，所述经济器(25)分别与所述压缩机(21)、所述第二冷凝器(22)和所述第二蒸发器(32)连通，所述压缩机(21)为二级压缩机(21)。

9.根据权利要求1或2所述的热水供应系统，其特征在于，还包括闪发罐(5)，所述闪发罐(5)与所述第一热水出口(15)连通。

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