热泵系统

文档序号:30800112发布日期:2022-07-19 21:45阅读:188来源:国知局
热泵系统

1.本实用新型涉及热泵技术领域,尤其涉及一种热泵系统。


背景技术:

2.随着全球能源形势及环境污染等问题日益严峻,节能减排已成为全世界关注的焦点,节能技术成为各国积极研发的目标。在工农业生产过程,对热量需求较大的生产工艺一般采用燃油/燃气锅炉供热,对热量需求较小的多采用电加热或电锅炉形式,但是,在工农业生产的过程中,仍存在大量中低温余热、废热热源未加利用。因此,在生产工艺中采用热泵技术对中低温余热进行回收,并用于加热,与传统的锅炉加热系统相比,其热效率高,节能和环保效果显著,经济效益明显,且设备安全可靠,易于实现更高的自动化程度。
3.目前在采用补气增焓技术后,采用热泵技术进行余热回收后能够产生温度达到80℃以上流体或蒸汽,基本可以满足大部分工艺需求。但是,工农业生产工艺中使用高温体所需热量巨大,通常需要达到兆瓦级至百兆瓦级。
4.现有技术中,为了满足工农业生产超大热容量用热需求,一般采用多台压缩机并联的热泵系统,但是,由于热泵系统的管路复杂,存在压缩机回油不均的情况,容易导致系统的可靠性降低,并且由于热泵系统提升温度大,会导致系统效率偏低等问题。


技术实现要素:

5.本实用新型提供一种热泵系统,用以解决现有技术中台压缩机并联时回油不均热泵系统效率偏低的缺陷,实现提升热泵系统的效率。
6.本实用新型提供一种热泵系统,包括:
7.使用侧流体管路,所述使用侧流体管路包括使用侧进口管路和使用侧出口管路;
8.余热热源流体管路,所述余热热源流体管路包括余热热源流体进口管路和余热热源流体出口管路;
9.多个热泵循环单元,所述热泵循环单元包括冷凝器、蒸发器、第一节流装置以及压缩机,所述冷凝器的第一换热侧、所述蒸发器的第一换热侧、第一节流装置以及所述压缩机接于热泵循环主回路,多个所述热泵循环单元相互独立,多个所述热泵循环单元的冷凝器的第二换热侧依次串联,首端的所述热泵循环单元的冷凝器的第二换热侧进口与所述使用侧进口管路连接,末端的所述热泵循环单元的冷凝器的第二换热侧出口与所述使用侧出口管路连接;每一所述热泵循环单元的蒸发器的第二换热侧进口与所述余热热源流体进口管路连接,每一所述热泵循环单元的蒸发器的第二换热侧出口与所述余热热源流体出口管路连接。
10.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述热泵循环单元还包括油分离器、经济器以及油冷却器;
11.所述压缩机的出口、油分离器的制冷剂分离侧、冷凝器的第一换热侧、经济器的第一换热侧、第一节流装置、蒸发器的第一换热侧以及压缩机的进口依次连接,构成热泵循环
主回路;
12.所述油冷却器的第一换热侧的进口与所述油分离器的润滑油分离侧连接,所述油冷却器的第一换热侧的出口与压缩机的进口连接,构成润滑油循环回路;
13.所述油冷却器的第二换热侧的进口与所述余热热源流体管路连接,所述油冷却器的第二换热侧的出口与所述蒸发器的第二换热侧连接;
14.或,所述油冷却器的第二换热侧的进口与所述第一节流装置的出口连接,所述油冷却器的第二换热侧的出口与所述压缩机的进口连接。
15.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述热泵循环单元还包括第二节流装置;
16.所述第二节流装置的进口和所述冷凝器的第一换热侧的出口连接,所述第二节流装置的出口和所述经济器的第二换热侧的入口连接,所述经济器的第二换热侧的出口与所述压缩机的补气口连接,构成补气支路。
17.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述热泵循环单元还包括过冷器,所述过冷器的第一换热侧接于所述冷凝器和所述第一节流装置之间。
18.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述热泵循环单元还包括回热器,所述回热器的第一换热侧接于所述冷凝器和所述第一节流装置之间;
19.所述回热器的第二换热侧接于所述蒸发器第一换热侧的出口和所述压缩机的进口之间。
20.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述第一节流装置包括电动调节阀、电子膨胀阀、热力膨胀阀中的一种;所述第二节流装置包括节流孔板、电子膨胀阀、热力膨胀阀、电动调节阀中的一种。
21.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述热泵循环单元还包括压缩机控制器、多个温度参数传感器以及多个压力参数传感器,多个所述温度参数传感器分别设于所述压缩机、蒸发器的第一换热侧、冷凝器的第一换热侧以及第一节流装置的进口和出口,多个所述压力参数传感器分别设于压缩机、蒸发器的第一换热侧、冷凝器的第一换热侧以及第一节流装置的进口和出口,所述压缩机控制器与多个所述压力参数传感器及多个所述温度参数传感器连接,以根据多个所述温度参数传感器检测的温度参数和多个所述压力参数传感器检测的压力参数控制所述压缩机的运行模式。
22.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述使用侧进口管路上依次设有高温流体阀和高温流体储罐,所述高温流体储罐的上方连接有使用侧蒸汽管路,所述高温流体储罐的下方连接有使用侧液体管路,所述使用侧蒸汽管路上设有高温流体蒸汽压缩机。
23.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述热泵系统还包括集成一体式冷凝器,多个所述热泵循环单元的冷凝器的第一换热侧均设于所述集成一体式冷凝器上,多个所述热泵循环单元的冷凝器的第二换热侧依次串联布置并设于所述集成一体式冷凝器内,所述集成一体式冷凝器具有使用侧高温流体入口和使用侧高温流体出口,所述使用侧高温流体入口连通首端的所述热泵循环单元的冷凝器的第二换热侧进口,所述使用侧高温流体出口连通末端的所述热泵循环单元的冷凝器的第二换热侧出口,所述使用侧高温流体入口与所述使用侧进口管路连接,所述使用侧高温流体出口所述使用侧出口管路连接。
24.根据本实用新型提供的一种热泵系统,所述热泵系统还包括集成一体式蒸发器,多个所述热泵循环单元的蒸发器的第一换热侧均设于所述集成一体式蒸发器上,多个所述
热泵循环单元的蒸发器的第二换热侧并联布置并设于所述集成一体式蒸发器内,所述集成一体式蒸发器具有余热流体入口和余热流体出口,所述余热流体入口连通多个所述热泵循环单元的蒸发器的第二换热侧进口,所述余热流体出口连通多个所述热泵循环单元的蒸发器的第二换热侧出口,所述余热流体入口与所述余热热源流体进口管路连接,所述余热流体出口与所述余热热源流体出口管路连接。
25.本实用新型提供的热泵系统,通过多个热泵循环单元的蒸发器的第二换热侧并联布置的方式,使得热泵系统蒸发温度相同,通过多个热泵循环单元的冷凝器依次串联布置的方式,逐级提高使用侧流体温度,并最终达到用户要求的使用侧流体温度,可使得前一级热泵循环单元的冷凝温度始终低于相邻后一级热泵循环单元的冷凝温度,可明显降低前一级热泵循环单元的冷凝压力,从而有效提升热泵系统的整体效率。本实用新型给出的热泵系统,相较于单台压缩机驱动的高温热泵而言,制热量充足,相较于多台压缩机并联驱动冷凝器升温使用侧流体的热泵系统而言,回油均匀,且热泵系统效率高,为工农业领域生产工艺高温加热需求提供了更加节能环保的技术解决方案。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见的,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型实施例一提供的热泵系统的结构示意图之一;
28.图2是本实用新型实施例一提供的热泵系统的热泵循环单元的结构示意图之一;
29.图3是本实用新型实施例一提供的热泵系统的结构示意图之二;
30.图4是本实用新型实施例一提供的热泵系统的热泵循环单元的结构示意图之二;
31.图5是本实用新型实施例二提供的热泵系统的结构示意图;
32.图6是本实用新型实施例三提供的热泵系统的结构示意图;
33.图7是本实用新型实施例四提供的热泵系统的结构示意图;
34.图8是本实用新型实施例五提供的热泵系统的结构示意图;
35.图9是本实用新型提供的热泵系统的集成一体式冷凝器的结构示意图;
36.图10是本实用新型提供的热泵系统的集成一体式蒸发器的结构示意图;
37.图11是本实用新型提供的热泵系统的各热泵循环单元的压力提升图;
38.附图标记:
39.10:热泵循环单元;
40.11:冷凝器;
41.12:蒸发器;
42.13:压缩机;
43.14:油分离器;
44.15:经济器;
45.16-1:第一节流装置;
46.16-2:第二节流装置;
47.17:油冷却器;
48.18:过冷器;
49.19:回热器;
50.101:集成一体式冷凝器;
51.111:使用侧高温流体入口;
52.112:使用侧高温流体出口。
53.102:集成一体式蒸发器;
54.121:余热流体入口;
55.122:余热流体出口;
56.20:使用侧流体管路;
57.21:使用侧进口管路;
58.22:使用侧出口管路;
59.23:高温流体阀;
60.24:高温流体储罐;
61.25:高温流体蒸汽压缩机;
62.30:余热热源流体管路;
63.31:余热热源流体进口管路;
64.32:余热热源流体出口管路。
具体实施方式
65.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
66.该热泵系统可用作超大热容量用热需求的工农业生产中,其使用侧流通管路为主要用热需求的一侧,其余热热源流体管路则可对低温余热进行回收利用,如可以作为40-60℃的工艺冷却水、数据机房空调系统的冷却水等,此处使用侧流体可选为带压力的水,余热热源侧流体可选为常压水。根据需求,本实用新型给出的热泵系统可用于任何领域的超大热容量用热需求的工农业生产中。
67.下面结合图1-图11描述本实用新型的热泵系统,包括:
68.请结合参阅图1至图8,使用侧流体管路20,所述使用侧流体管路20包括使用侧进口管路21和使用侧出口管路22;
69.余热热源流体管路30,所述余热热源流体管路30包括余热热源流体进口管路31和余热热源流体出口管路32;
70.多个热泵循环单元10,所述热泵循环单元10包括冷凝器11、蒸发器12、第一节流装置16-1以及压缩机13,所述冷凝器11的第一换热侧、所述蒸发器12的第一换热侧、第一节流装置16-1以及所述压缩机13接于热泵循环主回路,多个所述热泵循环单元10相互独立,多个所述热泵循环单元10的冷凝器11的第二换热侧依次串联,首端的所述热泵循环单元10的
冷凝器11的第二换热侧进口与所述使用侧进口管路21连接,末端的所述热泵循环单元10的冷凝器11的第二换热侧出口与所述使用侧出口管路22连接;每一所述热泵循环单元 10的蒸发器12的第二换热侧进口与所述余热热源流体进口管路31 连接,每一所述热泵循环单元10的蒸发器12的第二换热侧出口与所述余热热源流体出口管路32连接。
71.使用侧流通管路可以为循环管路,其内的流体的形态和种类不作限制,在高温流体从使用侧出口管路22流出后,经使用侧使用,再从使用侧进口管路21流入,循环加热并使用,提高工农业生产效率,当然,根据需要其也可是非循环管路,不作赘述。同样的,余热热源流体管路30也可以为循环管路,其内的流体的形态和种类不作限制,在低温流体从余热热源流体出口管路32流出后,可对低温余热进行回收利用,之后再从余热热源流体进口管路31流入,循环使用,当然,根据需要其也可是非循环管路,不作赘述,本实施例中,为了在使用热泵系统时才引入余热热源流体,在蒸发器12的第二换热侧进口与余热热源流体进口管路31之间还设有第一阀门。
72.另外,热泵循环单元10是热泵系统中对使用侧流体和余热热源流体进行换热的单元,每一热泵循环单元10内设有独立的压缩机13,冷凝器11用作对使用侧流体进行升温,蒸发器12用作对余热热源流体进行降温。
73.本实施例中,通过多个热泵循环单元10的蒸发器12的第二换热侧并联布置的方式,使得热泵系统蒸发温度相同,通过多个热泵循环单元10的冷凝器11依次串联布置的方式,逐级提高使用侧流体温度,并最终达到用户要求的使用侧流体温度,可使得前一级热泵循环单元10的冷凝温度始终低于相邻后一级热泵循环单元10的冷凝温度,可明显降低前一级热泵循环单元10的冷凝压力,从而有效提升热泵系统的整体效率。本实用新型给出的热泵系统,相较于单台压缩机13 驱动的高温热泵而言,制热量充足,相较于多台压缩机13并联驱动冷凝器11升温使用侧流体的热泵系统而言,回油均匀,且热泵系统效率高,为工农业领域生产工艺高温加热需求提供了更加节能环保的技术解决方案。
74.请结合参阅图1至图8,本实用新型一实施例中,所述热泵循环单元10还包括油分离器14、经济器15以及油冷却器17;
75.所述压缩机13的出口、油分离器14的制冷剂分离侧、冷凝器 11的第一换热侧、经济器15的第一换热侧、第一节流装置16-1、蒸发器12的第一换热侧以及压缩机13的进口依次连接,构成热泵循环主回路。
76.这样,热泵循环主回路可实现制冷剂的循环使用,制冷剂经压缩机13压缩为高温高压的制冷剂,再经油分离器14将润滑油分离出来,制冷剂进入冷凝器11的第一换热侧与使用侧流体热交换,对使用侧流体进行升温,然后流入经济器15,并经第一节流装置16-1降温降压,流入蒸发器12的第一换热侧与余热热源流体热交换,最后流回压缩机13,实现循环。
77.另外,所述油冷却器17的第一换热侧的进口与所述油分离器14 的润滑油分离侧连接,所述油冷却器17的第一换热侧的出口与压缩机13的进口连接,构成润滑油循环回路;
78.所述油冷却器17的第二换热侧的进口与所述余热热源流体管路 30连接,所述油冷却器17的第二换热侧的出口与所述蒸发器12的第二换热侧连接;具体的,油冷却器17的第二换热侧的进口与余热热源流体进口管路31连接,油冷却器17的第二换热侧的出口与蒸发器12的第二换热侧进口连接,这样,直接通过余热热源流体与润滑油之间的热交换,以冷
却润滑油,实现循环,而换热后的余热热源流体还可通过蒸发器12进行热交换,对低温余热进行回收。该实施例中,在油冷却器17的第二换热侧的进口与余热热源流体进口管路31 之间设有第二阀门,以在使用时打开工作。
79.或,所述油冷却器17的第二换热侧的进口与所述第一节流装置 16-1的出口连接,所述油冷却器17的第二换热侧的出口与所述压缩机13的进口连接;这样,直接通过制冷剂与润滑油之间的热交换,以冷却润滑油,实现循环,并且换热后的制冷剂则直接流入热泵循环主回路实现循环。
80.这样,可实现对润滑油的温度进行回收利用,避免了热量散失,且回油均匀,提高了热泵系统整体的运行效率。
81.请结合参阅图1至图8,此外,所述热泵循环单元10还包括第二节流装置16-2;
82.所述第二节流装置16-2的进口和所述冷凝器11的第一换热侧的出口连接,所述第二节流装置16-2的出口和所述经济器15的第二换热侧的入口连接,所述经济器15的第二换热侧的出口与所述压缩机 13的补气口连接,构成补气支路。
83.从冷凝器11第一换热侧流出的制冷剂,一部分会通过第二节流装置16-2降温降压,再流入经济器15的第二换热侧,另一部分则直接流入第一换热侧,这两部分进行热交换,从经济器15第一换热侧流出的制冷剂会进一步降温,而从经济器15第二换热侧流出的制冷剂则会升温,得到中温中压的制冷剂,并从压缩机13的补气口进入,
84.这样,可降低压缩机13的排气温度,提高该热泵循环单元10的制热量。
85.本实施例中,压缩机13为带补气功能的压缩机,压缩机13可运行在补气模式和非补气模式,当使用侧流体温度大于设定值(如110℃) 时,第一节流装置16-1和第二节流装置16-2工作,热泵循环单元10 的压缩机13处于补气模式下运行,当使用侧流体温度小于设定值(如 110℃)时,第二节流装置16-2完全关闭,第一节流装置16-1工作,热泵循环单元10的压缩机13处于非补气模式下运行。
86.请结合参阅图1至图4,本实用新型一实施例中,所述热泵循环单元10还包括过冷器18,所述过冷器18的第一换热侧接于所述冷凝器11和所述第一节流装置16-1之间。
87.通过过冷器18可进一步对制冷剂降温,可有效降低第一节流装置16-1和第二节流装置16-2进口温度,保障第一节流装置16-1和第二节流装置16-2的可靠性,提升热泵系统的整体效率。
88.在一实施例中,所述过冷器18第二换热侧接于所述余热热源流体管路30和所述油冷却器17的第二换热侧的进口之间,具体的,过冷器18的第二换热侧的进口与余热热源流体进口管路31连接,上述第二阀门即设于二者之间,过冷器18的第二换热侧的出口与油冷却器17的第二换热侧的进口连接,自冷凝器11流出的制冷剂可首先与余热热源流体进行热交换实现降温,可有效降低第一节流装置16-1 和第二节流装置16-2进口温度,保障第一节流装置16-1和第二节流装置16-2的可靠性;当然,在另一实施例中,过冷器18第二换热侧的进口与余热热源流体进口管路31连接,过冷器18的第二换热侧的出口与蒸发器12的第二换热侧连接,且油冷却器17的第二换热侧的进口与余热热源流体管路30连接,油冷却器17的第二换热侧的出口与蒸发器12的第二换热侧连接,过冷器18第二换热侧与油冷却器 17的第二换热侧并联布置,过冷器18第二换热侧的进口和油冷却器 17的第二换热侧的进口分别设有相应的阀门。
89.另外,所述热泵循环单元10还包括回热器19,所述回热器19 的第一换热侧接于所述冷凝器11和所述第一节流装置16-1之间;
90.所述回热器19的第二换热侧接于所述蒸发器12第一换热侧的出口和所述压缩机13的进口之间。
91.通过回热器19可进一步对节流装置前的制冷剂降温,有效降低第一节流装置16-1和第二节流装置16-2进口温度,保障第一节流装置16-1和第二节流装置16-2的可靠性,同时可提升压缩机13入口制冷剂温度,避免出现液态制冷剂进入压缩机13,造成压缩机13出现液击现象,从而提升热泵系统的整体可靠性。
92.本实用新型中,可同时接入过冷器18和回热器19,过冷器18、回热器19以及经济器15的第一换热侧设于冷凝器18的第一换热侧至第一节流装置16-1之间,过冷器18、回热器19以及经济器15的第一换热侧的设置位置不作限制,即,沿冷凝器18的第一换热侧至第一节流装置16-1的方向,可以是过冷器18、回热器19以及经济器 15的第一换热侧依序布置,或,经济器15、回热器19以及过冷器 18的第一换热侧依序布置,不作赘述。当然,在其他实施例中,也可仅设置过冷器18或回热器19,或者,也可不设过冷器18和回热器19。
93.此外,热泵循环单元10还包括第一干燥过滤器和第二干燥过滤器,第一干燥过滤器设置于第一节流装置16-1的进口;第二干燥过滤器设置于第二节流装置16-2的进口。通过第一干燥过滤器和第二干燥过滤器可对流进第一节流装置16-1和第二节流装置16-2的制冷剂的杂质进行过滤,避免节流装置出现堵塞问题,以提高热泵整体的可靠性。
94.本实用新型一实施例中,所述第一节流装置16-1包括电动调节阀、电子膨胀阀、热力膨胀阀中的一种;所述第二节流装置16-2包括节流孔板、电子膨胀阀、热力膨胀阀、电动调节阀中的一种。
95.另外,所述热泵循环单元10还包括压缩机13控制器、多个温度参数传感器以及多个压力参数传感器,多个所述温度参数传感器分别设于所述压缩机13、蒸发器12的第一换热侧、冷凝器11的第一换热侧以及第一节流装置16-1的进口和出口,多个所述压力参数传感器分别设于压缩机13、蒸发器12的第一换热侧、冷凝器11的第一换热侧以及第一节流装置16-1的进口和出口,所述压缩机13控制器与多个所述压力参数传感器及多个所述温度参数传感器连接,以根据多个所述温度参数传感器检测的温度参数和多个所述压力参数传感器检测的压力参数控制所述压缩机13的运行模式。
96.这样,可实时监测每一热泵循环单元10的制冷剂在各个位置的温度和压力,以此判断压缩机13的运行模式,如前述的补气模式和非补气模式,从而提高热泵系统整体的效率。
97.在前述给出了过冷器18、回热器19以及经济器15结构的基础上,还可在过冷器18、回热器19以及经济器15的进口和出口设置温度参数传感器和压力参数传感器,以实时监测。
98.此外,根据需要还可在蒸发器12、冷凝器11、过冷器18、回热器19以及经济器15的第二换热侧的进口和出口设置温度参数传感器和压力参数传感器,以实现全面的温度和压力参数监测。
99.另外,压缩机13的出口处还安装有高压开关,压缩机13的进口处还安装有低压开关。
100.请结合参阅图1至图8,本实用新型一实施例中,所述使用侧进口管路21上依次设有高温流体阀23和高温流体储罐24,所述高温流体储罐24的上方连接有使用侧蒸汽管路,所述高温流体储罐24的下方连接有使用侧液体管路,所述使用侧蒸汽管路上设有高温流体蒸汽压缩机25。
101.这样,在将使用侧流体升温完毕后,可将高温流体分为液体和蒸汽进行使用,方便工农业领域生产工艺高温加热需求。
102.基于上述实施例,请结合参阅图1至图4,在本实用新型给出的实施例一中,多个热泵循环单元10相互独立,每一热泵循环单元10 内设有独立的压缩机13、第一节流装置16-1、冷凝器11以及蒸发器 12,多个冷凝器11第二换热侧之间的串联,每一热泵循环单元10的蒸发器12的第二换热侧分别独立与余热热源流体管路30连接;该实施例中,设有过冷器18和回热器19。
103.请结合参阅图5,实施例二中,多个热泵循环单元10相互独立,每一热泵循环单元10内设有独立的压缩机13、第一节流装置16-1、冷凝器11以及蒸发器12,多个冷凝器11第二换热侧之间的串联,每一热泵循环单元10的蒸发器12的第二换热侧分别独立与余热热源流体管路30连接;该实施例中,不设过冷器18和回热器19。
104.请结合参阅图6,实施例三中,多个热泵循环单元10相互独立,每一热泵循环单元10内设有独立的压缩机13、第一节流装置16-1、冷凝器11以及蒸发器12,多个冷凝器11第二换热侧之间的串联,每一热泵循环单元10的蒸发器12的第二换热侧分别独立与余热热源流体管路30连接;该实施例中,仅设过冷器18。
105.请结合参阅图7至图11,在其他实施例中,所述热泵系统还包括集成一体式冷凝器101,多个所述热泵循环单元10的冷凝器11的第一换热侧均设于所述集成一体式冷凝器101上,多个所述热泵循环单元10的冷凝器11的第二换热侧依次串联布置并设于所述集成一体式冷凝器101内,所述集成一体式冷凝器101具有使用侧高温流体入口111和使用侧高温流体出口112,所述使用侧高温流体入口111连通首端的所述热泵循环单元10的冷凝器11的第二换热侧进口的,所述使用侧高温流体出口112连通末端的所述热泵循环单元10的冷凝器11的第二换热侧出口,所述使用侧高温流体入口111与所述使用侧进口管路21连接,所述使用侧高温流体出口112所述使用侧出口管路22连接。
106.这样,多个热泵循环单元10设有的相互独立的压缩机13,可共用一个集成一体式冷凝器101,多个热泵循环单元10的冷凝器11均采用壳管式换热器,本实施例中,通过壳管式换热器端部封头分别集成为一个壳管式冷凝器11,实现热泵系统的尺寸的紧凑设计。
107.同样的,所述热泵系统还包括集成一体式蒸发器102,多个所述热泵循环单元10的蒸发器12的第一换热侧均设于所述集成一体式蒸发器102上,多个所述热泵循环单元10的蒸发器12的第二换热侧并联布置并设于所述集成一体式蒸发器102内,所述集成一体式蒸发器 102具有余热流体入口121和余热流体出口122,所述余热流体入口 121连通多个所述热泵循环单元10的蒸发器12的第二换热侧进口,所述余热流体出口122连通多个所述热泵循环单元10的蒸发器12的第二换热侧出口,所述余热流体入口121与所述余热热源流体进口管路31连接,所述余热流体出口122与所述余热热源流体出口管路32 连接。
108.这样,多个热泵循环单元10设有的相互独立的压缩机13,可共用一个集成一体式蒸发器102,多个热泵循环单元10的蒸发器12均采用壳管式换热器,本实施例中,通过壳管
式换热器端部封头分别集成为一个壳管式蒸发器12,实现热泵系统的尺寸的紧凑设计。
109.请结合参阅图7,基于上述实施例,本实用新型给出的实施例四中,设有两个热泵循环单元10,两个热泵循环单元10的压缩机13 相互独立,并共用集成一体式冷凝器101和集成一体式蒸发器102;使用侧流体为带压力的水,余热热源侧流体为常压水。
110.该实施例中,每一热泵循环单元10中,油冷却器17的第二换热侧的进口与余热热源流体进口管路31连接,油冷却器17的第二换热侧的出口与蒸发器12的第二换热侧进口连接,通过余热热水流经油冷却器17冷却高温润滑油,并与余热热水混合流入蒸发器12加热蒸发器12中的热泵工质。
111.请结合参阅图9,该实施例中,集成一体式冷凝器101的左侧布置一个制冷剂入口和一个制冷剂出口,中间端部封头布置使用侧高温流体入口111和使用侧高温流体出口112,集成一体式冷凝器101的右侧布置一个制冷剂入口和一个制冷剂出口。左侧制冷剂入口和出口接入第一级热泵循环单元10,右侧制冷剂入口和出口接入第二级热泵循环单元10,两级热泵单元制冷剂在集成一体式冷凝器101中流道相互独立,高温水从集成一体式冷凝器101中间端部位置流入,先与第一级热泵循环单元10的制冷剂换热后,通过中间端部封头通道进入集成一体式冷凝器101右侧,与第二级热泵循环单元10的制冷剂进行换热并被加热到需要温度后流出该集成一体式冷凝器101。
112.请结合参阅图10,该集成一体式蒸发器102的左侧布置一个制冷剂入口和一个制冷剂出口,中间端部封头布置余热流体入口121和余热流体出口122,集成一体式蒸发器102的右侧布置一个制冷剂入口和一个制冷剂出口。左侧制冷剂入口和出口接入第一级热泵循环单元10,右侧制冷剂入口和出口接入第二级热泵循环单元10,两级热泵单元制冷剂在该集成一体式蒸发器102中流道相互独立,余热热水从壳体中间端部位置流入,通过中间端部封头流道同时流入该集成一体式蒸发器102的左侧和右侧,分别与第一级热泵循环单元10和第二热热泵循环单元10的制冷剂换热后通过中间端部封头通道流出该集成一体式蒸发器102。
113.请结合参阅图11,为两个热泵循环单元10的提升压力,即余热水源温度(蒸发温度)和使用侧高温水温度(冷凝温度)所对应的热泵所需要提升的热泵工质压力差,由图可以看出,相比第二级热泵循环单元10,采用本实用新型的热泵系统在第一级热泵循环单元10中可明显降低第一级热泵循环单元10的冷凝压力,从而有效提升热泵系统的整体效率,同时实现两个热泵循环单元10的压缩机13驱动的热泵系统的热量叠加效果,从而满足工业生产中对超大热容量热泵的需求。
114.请结合参阅图8,此外,在实施例五中,设有两个热泵循环单元 10,两个热泵循环单元10的压缩机13相互独立,并共用集成一体式冷凝器101和集成一体式蒸发器102;使用侧流体为带压力的水,余热热源侧流体为常压水。
115.该实施例中,每一热泵循环单元10中,油冷却器17的第二换热侧的进口与第一节流装置16-1的出口连接,油冷却器17的第二换热侧的出口与压缩机13的进口连接,通过热泵循环主回路节流后的热泵工质流经油冷却器17冷却润滑油,并与蒸发器12中流出的热泵工质混合流入压缩机13吸进口。
116.该实施例中的集成一体式冷凝器101和集成一体式蒸发器102的具体结构可参考实施例四,不作赘述。
117.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
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