CN218884315U - 一种大温差高效高温热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大温差高效高温热泵机组，包括一级压缩机、二级压缩机、三级压缩机、热水进水管路以及冷水进水管路，第一级制冷系统：所述一级压缩机的排气端设置有一级冷凝器，所述一级冷凝器的出口端设置有一级储液器，通过各制冷系统之间水路依次逐级连接组成一个完整的机组；且冷水管路与热水管路逆流连接，确保各级之间的压比保持均衡，不会出现某一级压比特别大的现象，保持每一级的系统效率运行在最高状态；同时每一级的冷凝器进水都为下一级制冷系统的过冷器提供冷源，回收的热量用于冷凝器进水的预升温，既能提高除第一级外的所有制冷系统的制冷效率，又能提高整个机组的制热能力，是一种高效节能的热泵装置。

Description

一种大温差高效高温热泵机组

技术领域

本实用新型涉及热回收节能设备领域，特别涉及一种大温差高效高温热泵机组。

背景技术

目前，随着全球能源紧缺及中国节能环保政策的持续落实，各能源领域对可再生能源的技术应用越来越广泛，对能效的要求越来越高，尤其在工业技术领域对传统能源应用方式的变革的呼声越来越高，在此背景下热泵技术的应用达到前所未有的程度；

热泵系统的原理就是从低品位的热源中提取热量，经热泵系统的蒸发器经压缩机做功将热量传递给冷凝器，将其释放到需要热量的系统中，再经膨胀阀等节流元件将高温高压的液体转为低温低压的液体送入蒸发器，从低温热源中吸收热量变为低温低压的气体送入压缩机形成制冷系统的循环，同时完成了热量的输送；

但仅仅这种方式远远不能满足现在的工艺技术对能源节约的需求，不能满足其投入产出比的结果，所以对高效节能产品的需求越来越高，行业内的技术人员都在积极研究热泵系统内可以提高系统效率的方法，尤其是对工业上的大温差工艺系统的应用，对高效率高温热泵机组的需求日益增长，因为效率的提高可以大大降低投入产出比，具有明显的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大温差高效高温热泵机组，解决了现有技术中。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种大温差高效高温热泵机组，包括一级压缩机、二级压缩机、三级压缩机、热水进水管路以及冷水进水管路；

第一级制冷系统：所述一级压缩机的排气端设置有一级冷凝器，所述一级冷凝器的出口端设置有一级储液器，所述一级储液器的出口端设置有一级过滤器，所述一级过滤器的出口端设置有一级蒸发器，所述一级蒸发器与一级过滤器的连接管道中部设置有一级膨胀阀，且一级蒸发器的输出端与一级压缩机的输入端相连接；

第二级制冷系统：所述二级压缩机的排气端设置有二级冷凝器，所述二级冷凝器的出口端设置有二级过冷器，所述二级过冷器的输出端设置有二级储液器，所述二级储液器的出口端设置有二级过滤器，所述二级过滤器的出口端设置有二级蒸发器，所述二级蒸发器与二级过滤器的连接管道中部设置有二级膨胀阀，且二级蒸发器的输出端与二级压缩机的输入端相连接；

第三级制冷系统：所述三级压缩机的排气端设置有三级冷凝器，所述三级冷凝器的出口端设置有三级过冷器，所述过冷器的输出端设置有三级储液器，所述三级储液器的出口端设置有三级过滤器，所述三级过滤器的出口端设置有三级蒸发器，所述三级蒸发器与三级过滤器的连接管道中部设置有三级膨胀阀，且三级蒸发器的输出端与三级压缩机的输入端相连接；

热水系统管路：所述热水进水管路的中部设置有一级热水三通调节阀，所述三通调节阀一端法兰连接有管道，所述管道的另一端设置在一级冷凝器的内部，所述一级冷凝器的输出端设置有一级到二级热水供水管路，所述一级到二级热水供水管路的中部设置有二级热水三通调节阀，所述二级热水三通调节阀的另一端法兰连接有二级到三级热水供水管路，所述二级到三级热水供水管路的一端设置在二级冷凝器的内部，所述二级到三级热水供水管路的另一端设置在三级冷凝器的内部，且三级冷凝器的输出端设置有热水出水管路，所述二级热水三通调节阀的另一端法兰连接有二级过冷供水管，所述二级过冷供水管设置在三级过冷器的内部，所述三级过冷器的输出端设置有三级过冷回水管路；

冷水系统管路：所述冷水进水管路的进水端设置在三级蒸发器的内部，所述三级蒸发器的输出端设置有三级到二级冷水供水管路，所述三级到二级冷水供水管路的另一端设置在二级蒸发器的内部，所述二级蒸发器的输出端设置有二级到一级冷水供水管路，所述二级到一级冷水供水管路的另一端设置在一级蒸发器的内部，所述一级蒸发器的输出端设置有冷水出水管路。

作为上述技术方案的进一步描述：所述第一级制冷系统、第二级制冷系统、第三级制冷系统、热水系统管路以及冷水系统管理均通过管道进行连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述一级热水三通调节阀的另一端设置有一级过冷供水管，所述二级过冷器的进水口通过一级过冷供水管与一级热水三通调节阀连接，所述二级过冷器的出水口通过一级过冷回水管路连接至一级冷凝器的进水管路上。

作为上述技术方案的进一步描述：所述三级过冷器的进水口通过二级过冷供水管与二级热水三通调节阀连接，三级过冷器的出水口通过三级过冷回水管路与连接至二级冷凝器的进口管路上。

作为上述技术方案的进一步描述：所述二级到三级热水供水管路上设置有二级过冷器出口温度传感器，所述三级过冷回水管路上设置有三级过冷器温度传感器。

本实用新型具有如下有益效果：

1、与现有技术相比，该一种大温差高效高温热泵机组通过各制冷系统之间水路依次逐级连接组成一个完整的机组；且冷水管路与热水管路逆流连接，确保各级之间的压比保持均衡，不会出现某一级压比特别大的现象，保持每一级的系统效率运行在最高状态；同时每一级的冷凝器进水都为下一级制冷系统的过冷器提供冷源，回收的热量用于冷凝器进水的预升温，既能提高除第一级外的所有制冷系统的制冷效率，又能提高整个机组的制热能力，是一种高效节能的热泵装置；

2、与现有技术相比，该一种大温差高效高温热泵机组安全可靠，冷、热水两侧逆流运行，保证每级系统压比均衡，且无论工况如何变化都能稳定运行，不会出现超压比现象；

3、与现有技术相比，该一种大温差高效高温热泵机组通过冷热回收的应用方式提高了各级系统的制冷系数及系统热效率；

4、与现有技术相比，该一种大温差高效高温热泵机组无需额外配置额外散热设施，避免造成对环境的热污染，也无需采用锅炉对大气排放有害物质且本机组能有效解决现有工艺能耗高、运行不稳定、污染环境等风险，又解决了普通热泵机组在大温差工业工艺系统中的能效不高的问题，大大地提高了经济效益，具有极好的推广价值。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步的说明；

图1为本实用新型一种大温差高效高温热泵机组的系统原理图。

图例说明：

1、一级到二级热水供水管路；2、一级过冷供水管；3、热水进水管路；4、一级热水三通调节阀；5、一级过冷回水管路；6、一级冷凝器；7、一级压缩机；8、一级储液器；9、一级过滤器；10、一级膨胀阀；11、一级蒸发器；12、冷水出水管路；13、二级到一级冷水供水管路；14、二级热水三通调节阀；15、二级过冷器出口温度传感器；16、二级到三级热水供水管路；17、二级冷凝器；18、二级过冷器；19、二级储液器；20、二级压缩机；21、二级过滤器；22、二级蒸发器；23、二级膨胀阀；24、三级到二级冷水供水管路；25、三级蒸发器；26、冷水进水管路；27、三级膨胀阀；28、三级过滤器；29、三级压缩机；30、三级储液器；31、三级过冷器；32、三级冷凝器；33、三级过冷器温度传感器；34、三级过冷回水管路；35、二级过冷供水管；36、热水出水管路。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

参照图1，本实用新型提供的一种实施例：一种大温差高效高温热泵机组，包括一级压缩机7、二级压缩机20、三级压缩机29、热水进水管路3以及冷水进水管路26，第一级制冷系统：一级压缩机7的排气端设置有一级冷凝器6，一级冷凝器6的出口端设置有一级储液器8，一级储液器8的出口端设置有一级过滤器9，一级过滤器9的出口端设置有一级蒸发器11，一级蒸发器11与一级过滤器9的连接管道中部设置有一级膨胀阀10，且一级蒸发器11的输出端与一级压缩机7的输入端相连接，一级蒸发器11的制冷剂侧从冷水侧吸取冷水中的热量经一级压缩机7的吸气口进入一级压缩机7压缩做功后从排气口将高温高压气体排入至一级冷凝器6内，将热量释放至热水侧，将热量释放后的制冷剂从一级冷凝器6出口进入一级储液器8后再依次经过一级干燥过滤器9、一级膨胀阀10节流后进入一级蒸发器11，这样周而复始完成一级制冷剂系统逆卡诺循环；

第二级制冷系统：二级压缩机20的排气端设置有二级冷凝器17，二级冷凝器17的出口端设置有二级过冷器18，二级过冷器18的输出端设置有二级储液器19，二级储液器19的出口端设置有二级过滤器21，二级过滤器21的出口端设置有二级蒸发器22，二级蒸发器22与二级过滤器21的连接管道中部设置有二级膨胀阀23，且二级蒸发器22的输出端与二级压缩机20的输入端相连接，二级蒸发器22的制冷剂侧从冷水侧吸取冷水中的热量经二级压缩机20的吸气口进入二级压缩机20压缩做功后从排气口将高温高压气体排入至二级冷凝器17内，将热量释放至热水侧，将热量释放后的制冷剂从二级冷凝器17出口进入二级过冷器18，与通过一级过冷供水管2进入的第一级热水进水换热后，经过冷的制冷剂进入二级储液器19后再依次经过二级干燥过滤器21、二级膨胀阀23节流后进入二级蒸发器22，这样周而复始完成具有过冷的二级制冷剂系统逆卡诺循环；

第三级制冷系统：三级压缩机29的排气端设置有三级冷凝器32，三级冷凝器32的出口端设置有三级过冷器31，过冷器31的输出端设置有三级储液器30，三级储液器30的出口端设置有三级过滤器28，三级过滤器28的出口端设置有三级蒸发器25，三级蒸发器25与三级过滤器28的连接管道中部设置有三级膨胀阀27，且三级蒸发器25的输出端与三级压缩机29的输入端相连接，三级蒸发器25的制冷剂侧从冷水侧吸取冷水中的热量经三级压缩机29的吸气口进入三级压缩机29压缩做功后从排气口将高温高压气体排入至三级冷凝器32内，将热量释放至热水侧，将热量释放后的制冷剂从三级冷凝器32出口进入三级过冷器31，与通过三级过冷回水管路34进入的第二级热水进水换热后，经过冷的制冷剂进入三级储液器30后再依次经过三级干燥过滤器28、三级膨胀阀27节流后进入三级蒸发器25，这样周而复始完成具有过冷的三级制冷剂系统逆卡诺循环；

热水系统管路：热水进水管路3的中部设置有一级热水三通调节阀4，一级热水三通调节阀4一端法兰连接有管道，管道的另一端设置在一级冷凝器6的内部，一级冷凝器6的输出端设置有一级到二级热水供水管路1，一级到二级热水供水管路1的中部设置有二级热水三通调节阀14，二级热水三通调节阀14的另一端法兰连接有二级到三级热水供水管路16，二级到三级热水供水管路16的一端设置在二级冷凝器17的内部，二级到三级热水供水管路16的另一端设置在三级冷凝器32的内部，且三级冷凝器32的输出端设置有热水出水管路36，二级热水三通调节阀14的另一端法兰连接有二级过冷供水管35，二级过冷供水管35设置在三级过冷器31的内部，三级过冷器31的输出端设置有三级过冷回水管路34。冷水侧的冷水通过冷水进水管路26进入第三级蒸发器25与制冷剂换热后，再经一级到二级冷水供水管路1进入第二级蒸发器22换热后，再经过二级到一级冷水供水管路13进入第一级蒸发器11，冷水出水管路12与一级蒸发器11出水口连接；

冷水系统管路：冷水进水管路26的进水端设置在三级蒸发器25的内部，三级蒸发器25的输出端设置有三级到二级冷水供水管路24，三级到二级冷水供水管路24的另一端设置在二级蒸发器22的内部，二级蒸发器22的输出端设置有二级到一级冷水供水管路13，二级到一级冷水供水管路13的另一端设置在一级蒸发器11的内部，一级蒸发器11的输出端设置有冷水出水管路12，第一级制冷系统、第二级制冷系统、第三级制冷系统、热水系统管路以及冷水系统管理均通过管道进行连接，整个反应通过管道完成，且能够保证反应时的稳定性，一级热水三通调节阀4的另一端设置有一级过冷供水管2，二级过冷器18的进水口通过一级过冷供水管2与一级热水三通调节阀4连接，二级过冷器18的出水口通过一级过冷回水管路5连接至一级冷凝器6的进水管路上，三级过冷器31的进水口通过二级过冷供水管35与二级热水三通调节阀14连接，三级过冷器31的出水口通过三级过冷回水管路34与连接至二级冷凝器17的进口管路上，二级到三级热水供水管路16上设置有二级过冷器出口温度传感器15，三级过冷回水管路34上设置有三级过冷器温度传感器33，热水侧的热水从热水进水管路3经一级热水三通调节阀4进入一级冷凝器6，同时，经一级热水三通调节阀4的一个接口经一级过冷供水管2与二级过冷器18换热，升温后的介质经一级过冷回水管路5回至一级冷凝器6的进水管路上，与一级热水介质混合后进入一级冷凝器6，与一级制冷剂系统的高温高压的介质换热后通过一级到二级热水供水管路1经二级热水三通供水调节阀进入二级冷凝器17，同时，经二级热水三通调节阀的一路出口经二级过冷供水管35与三级过冷器31换热，升温后的介质经二级过冷回水管路34回至二级冷凝器17的进水管路，两路介质混合后进入二级冷凝器17，与二级制冷剂系统的高温高压的介质换热后通过二级到三级热水供水管路16进入三级冷凝器32，热水出水管路36与三级冷凝器32出水口连接。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种大温差高效高温热泵机组，其特征在于：包括一级压缩机(7)、二级压缩机(20)、三级压缩机(29)、热水进水管路(3)以及冷水进水管路(26)；

第一级制冷系统：所述一级压缩机(7)的排气端设置有一级冷凝器(6)，所述一级冷凝器(6)的出口端设置有一级储液器(8)，所述一级储液器(8)的出口端设置有一级过滤器(9)，所述一级过滤器(9)的出口端设置有一级蒸发器(11)，所述一级蒸发器(11)与一级过滤器(9)的连接管道中部设置有一级膨胀阀(10)，且一级蒸发器(11)的输出端与一级压缩机(7)的输入端相连接；

第二级制冷系统：所述二级压缩机(20)的排气端设置有二级冷凝器(17)，所述二级冷凝器(17)的出口端设置有二级过冷器(18)，所述二级过冷器(18)的输出端设置有二级储液器(19)，所述二级储液器(19)的出口端设置有二级过滤器(21)，所述二级过滤器(21)的出口端设置有二级蒸发器(22)，所述二级蒸发器(22)与二级过滤器(21)的连接管道中部设置有二级膨胀阀(23)，且二级蒸发器(22)的输出端与二级压缩机(20)的输入端相连接；

第三级制冷系统：所述三级压缩机(29)的排气端设置有三级冷凝器(32)，所述三级冷凝器(32)的出口端设置有三级过冷器(31)，所述过冷器(31)的输出端设置有三级储液器(30)，所述三级储液器(30)的出口端设置有三级过滤器(28)，所述三级过滤器(28)的出口端设置有三级蒸发器(25)，所述三级蒸发器(25)与三级过滤器(28)的连接管道中部设置有三级膨胀阀(27)，且三级蒸发器(25)的输出端与三级压缩机(29)的输入端相连接；

热水系统管路：所述热水进水管路(3)的中部设置有一级热水三通调节阀(4)，所述三通调节阀(4)一端法兰连接有管道，所述管道的另一端设置在一级冷凝器(6)的内部，所述一级冷凝器(6)的输出端设置有一级到二级热水供水管路(1)，所述一级到二级热水供水管路(1)的中部设置有二级热水三通调节阀(14)，所述二级热水三通调节阀(14)的另一端法兰连接有二级到三级热水供水管路(16)，所述二级到三级热水供水管路(16)的一端设置在二级冷凝器(17)的内部，所述二级到三级热水供水管路(16)的另一端设置在三级冷凝器(32)的内部，且三级冷凝器(32)的输出端设置有热水出水管路(36)，所述二级热水三通调节阀(14)的另一端法兰连接有二级过冷供水管(35)，所述二级过冷供水管(35)设置在三级过冷器(31)的内部，所述三级过冷器(31)的输出端设置有三级过冷回水管路(34)；

冷水系统管路：所述冷水进水管路(26)的进水端设置在三级蒸发器(25)的内部，所述三级蒸发器(25)的输出端设置有三级到二级冷水供水管路(24)，所述三级到二级冷水供水管路(24)的另一端设置在二级蒸发器(22)的内部，所述二级蒸发器(22)的输出端设置有二级到一级冷水供水管路(13)，所述二级到一级冷水供水管路(13)的另一端设置在一级蒸发器(11)的内部，所述一级蒸发器(11)的输出端设置有冷水出水管路(12)。

2.根据权利要求1所述的一种大温差高效高温热泵机组，其特征在于，所述第一级制冷系统、第二级制冷系统、第三级制冷系统、热水系统管路以及冷水系统管理均通过管道进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种大温差高效高温热泵机组，其特征在于，所述一级热水三通调节阀(4)的另一端设置有一级过冷供水管(2)，所述二级过冷器(18)的进水口通过一级过冷供水管(2)与一级热水三通调节阀(4)连接，所述二级过冷器(18)的出水口通过一级过冷回水管路(5)连接至一级冷凝器(6)的进水管路上。

4.根据权利要求1所述的一种大温差高效高温热泵机组，其特征在于，所述三级过冷器(31)的进水口通过二级过冷供水管(35)与二级热水三通调节阀(14)连接，三级过冷器(31)的出水口通过三级过冷回水管路(34)与连接至二级冷凝器(17)的进口管路上。

5.根据权利要求1所述的一种大温差高效高温热泵机组，其特征在于，所述二级到三级热水供水管路(16)上设置有二级过冷器出口温度传感器(15)，所述三级过冷回水管路(34)上设置有三级过冷器温度传感器(33)。

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