低温超导源热泵双效供热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明型涉及一种低温超导源热泵双效供热装置，涉及到我国新能源节能技术和环境保护与资源两大领域。
[0002]本装置在于冬季大寒级-10°C至_20°C气候期，通过静电低温超导热源塔翅片管内置低温纳米超导液体循环(低于空气温度的低温纳米超导液)，吸收空气中的低温位热源(显热)作为一效低压蒸发器的低温位热源，经一效模块补偿低压机(模块低压机可以补偿因热源温度下降产生的供热能力衰减)做功提升至中压冷凝器释放热能至二效蒸发器作为中温位热源，自动选择低温双效高压机做功提升至高压冷凝器释放热能至负荷侧循环介质，可直接用于替代燃煤锅炉供暖的65°C的高温热水输出；在小寒级-10°C以上气候期，低温位热源温度升高，自动选择一效模块补偿低压机做功提升至中压冷凝器释放冷凝热至中压供热侧热水管程，输出65°C热水用于供暖系统。本装置可以根据气候温度变化自动选择一效或双效系统运行，实现低温超导源热泵双效供热装置替代燃煤锅炉运行的经济性。本装置集成了静电低温超导热源塔、低温位能超导液传递、自动单双效热泵机组、单效小寒级供热循环、双效大寒级供热循环、负温高湿蓄热能清霾创新技术。可在我国北方雾霾和大寒级气候周期全部高效地替代化石能源燃煤锅炉供热产生的环境污染粉尘及碳排放。在雾霾周期进行大气循环取热的同时，通过静电折射层去除了空气中的尘埃微粒、冷冻翅片层吸收凝结雾霾湿冷热源再经热融清霾收集，净化了环境空气质量。
【背景技术】
[0003]随着人们生活水平的提高，人们对建筑环境能源消耗的治理要求也越来越高。各种超低温热泵供热技术日益在建筑中得到推广使用，在当前节能低碳，减少雾霾天气，创建生态城市、绿色生态环境、绿色低碳建筑的大形式下，各类热源塔吸收低温位能与低热源热泵配合的低碳环保节能的供热方式，已经成为各大高校研宄的科研课题，将要在我国寒冷气候区域替代燃煤锅炉供热改造发展中扮演着重要角色，实现热源塔热泵技术的升级。
[0004]已发明的热源塔热泵以宽带液导循环与单级低温热泵匹配可在空气-15°C，湿度90%以下的气候周期内，实现无霜运行输出45°C热水，供热性能达到2.5的COP值，满足现代空调地暖和供热强制循环的供热场所。而面对当前节能减碳净化雾霾空气取替燃煤锅炉高温供热要求场所，需要在大寒级_15°C至_20°C气候期通过应用一种“低温超导源热泵双效供热装置”吸收空气中的超低温位能，经热泵提升产生65°C热水的供热技术。而实际上在我国京津冀地区这类大寒级-10°C至-20°C气候期占供暖期间的20%，而在小寒级-10 °C以上至的气候期占供暖期间的80%，这就需要在小寒级以上的气候期，“低温超导源热泵双效供热装置”应具备单效供热输出的功能实现经济性运行。而目前北方市场供热空调所应用的覆叠热泵采用的是高密翅片气-汽低导传热技术(低效大温差传热，流体分配不均，高湿天气严重结霜运行困难)，并进行1:1双级热泵匹配，低压级很难解决热泵压机随热源温度下降及结霜产生的制热能力严重衰减问题，无单双效宽工况转换功能很难与气候匹配，推广应用范围不多。
【发明内容】
[0005]本发明型低温超导源热泵双效供热装置目的，在于利用超导源热泵解决替代北方冬季大寒级-10°C至-20°C气候期燃煤锅炉供热产生的直接污染问题。
[0006]本装置在于冬季大寒级-10°C至_20°C气候期，通过静电低温超导热源塔翅片管内置低温纳米超导液循环(低于空气温度的低温纳米超导液)，吸收空气中的低温位热源(显热)作为一效低压蒸发器的低温位热源，经一效模块补偿低压机(由模块热泵并联组成，可以补偿因热源温度下降压机供热产生的自然衰减)做功提升至中压冷凝器释放热能至二效蒸发器作为中温位热源，再经低温双效高压机做功提升至高压冷凝器释放热能至负荷侧循环介质，可用于替代燃煤锅炉供暖的65°C的高温热水输出；在小寒级-10°C以上气候期，低温位热源温度升高，自动选择一效模块补偿低压机做功提升至中压冷凝器释放冷凝热至中压供热侧热水管程，输出50°C热水用于供暖系统。本装置可以根据气候温度变化自动选择一效或双效系统运行，实现低温超导源热泵双效供热装置替代燃煤锅炉运行的经济性。
[0007]目前市场所应用的覆叠热泵技术是高密翅片气-汽低导传热技术(低效大温差传热，流体分配不均，高湿天气严重结霜运行困难)，并进行1:1双级热泵匹配，低压级很难解决热泵压机随热源温度下降及结霜产生的制热能力严重衰减问题，无单双效宽工况转换功能很难与气候匹配。
[0008]本装置对比传统单效空气源热泵和双效空气源热泵区别在于创新采用气一液超导循环传递，宽带高面积通风降阻传热，根据气候温度自动选择单双效热泵供热系统，将低温位热能提升至高温位能技术，实现了室外空气与热泵蒸发温度小温差传热，实现了空气负温度90%以下湿度无霜运行干霜直接升华。空气负温度90%以上湿度由于采用宽带高面积通风降阻小温差传热，保障了进入结霜工况后的直接升华，融霜周期12 — 24小时，对比传统空气源热泵密集翅片气-汽导热技术减低了 98%的结霜几率，即使进入结霜运行工况宽带高面积通风降阻传热技术使结霜周期延长了 12倍以上。
[0009]本装置可在我国北方京津冀雾霾地区全部高效地替代化石能源燃煤锅炉供热产生的粉尘污染和碳排放，在雾霾周期进行大气循环取热的同时，通过静电折射层去除了空气中的尘埃微粒、冷冻翅片层吸收凝结雾霾湿冷热源再经热融清霾收集净化了环境空气质量，同时大量的人工冷源扰动大气循环引凤驱霾。
[0010]本发明经济、合理高效地运行使用，能够彻底替代解决我国北方冬季大寒级-20°c以下气候区域利用燃煤锅炉供暖方式。
[0011]本发明型的技术方案是:由低温宽带静电低温超导热源塔1、低温位能超导液传递2、自动单双效热泵机组3、单效小寒级供热循环4、双效大寒级供热循环5、负温高湿蓄热能清霾6组成。
[0012]所述低温宽带静电低温超导热源塔I包括塔体框架维护结构，中拱型融霜水盘，静电除霾飘雪折射分离器，翅片管超导吸收器，风动循环装置，液体循环排气罐组成，所述塔体框架维护结构内部底部安装有中拱型融霜水盘，中拱型融霜水盘上面安装有静电除霾飘雪折射分离器、翅片管超导吸收器，风动循环装置安装于塔体框架维护结构顶部，液体循环排气罐进口通过管路与低热源翅片液管吸收器出口 F3、F4连接。
[0013]所述低温位能超导液传递2包括补液止回泄压阀组，热源侧超导液泵阀，翅片管超导吸收器，液体循环排气罐组成，所述热源侧超导液泵阀布置于低温宽带静电低温超导热源塔的下方，补液止回泄压阀组进口通过管道分别与纳米超导液调节蓄能罐出口 R1、融霜循环泵阀进口联通，补液止回泄压阀组出口通过管道分别与热源侧超导液泵阀进口、液体循环排气罐出口 b联通，热源侧超导液泵阀出口通过管道与一效超导蒸发器的管程超导液进口 LI联通，一效超导蒸发器的管程超导液出口 L2通过管道分别与融霜循环泵阀出口和翅片管超导吸收器的进口 F1、F2联通，翅片管超导吸收器的出口 F3、F4通过管道与液体循环排气罐进口 a联通，液体循环排气罐排气出口 c通过管路与纳米超导液调节蓄能罐膨胀联通管R3联通并与大气相同。
[0014]所述自动单双效热泵机组3包括一效超导蒸发器，一效模块补偿低压机，低压机油分离器，中压冷凝供热蒸发器，中压过冷节流装置，低温双效高压机，高压供热冷凝器，高压过冷节流装置组成，所述一效超导蒸发器以容器的卧式中心线为基准布置高于一效模块补偿低压机的吸汽口 M1、M2，所述一效超导蒸发器的管程超导液热源侧进口 LI通过管道与热源侧超导液泵阀2-2出口连接，一效超导蒸发器的管程超导液热源侧出口 L2通过管道分别与融霜循环泵阀出口和翅片管超导吸收器的进液口 Fl、F2连接，所述一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧进液口 L3与中压过冷节流装置3-5的低温满液膨胀阀组J3.1出口连接，一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧出汽口 L4通过管路与一效模块补偿低压机的吸汽口 M1、M2和低压机油分离器的引射回油阀Y3.1出口 C连接，所述一效模块补偿低压机的吸汽口 M1、M2通过管路与一效超导蒸发器的壳程工质蒸发侧出汽口 L4连接，一效模块补偿低压机的排气口 M3、M4通过管路与低压机油分离器的进气口 Yl连接，一效模块补偿低压机的中间吸汽口 M5、M6通过管路与中压过冷节流装置的过冷蒸发出汽口 J2连接，所述低压机油分离器的进气口 Yl通过管路与一效模块补偿低压机的排气口 M3、M4连接，低压机油分离器的排气口 Y2通过管路与中压冷凝供热蒸发器的工质冷凝侧壳程进气口 Z4连接，低压机油分离器的排油排气引射口 Y3通过管路与引射回油阀组Y3.1进口连接，所述中压冷凝供热蒸发器的壳程工质冷凝侧进气口 Zl通过管路与低压机油分离器的排气口 Y2连接，中压冷凝供热蒸发器的壳程工质冷凝侧出液口 Z2与中压工质液体过滤器组件Z2.1进口连接，所述中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧进液口 Z3近距离的与高压过冷节流装置的中温干式膨胀阀组K3.1出口连接，中压冷凝供热蒸发器的管程工质二效蒸发侧出汽口 TA通过管路与低温双效高