專利名稱：水源熱泵機組聯(lián)合供熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱泵機組供暖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水源熱泵機組聯(lián)合供熱裝置。
背景技術(shù)：
熱泵是一種把能量從低溫?zé)嵩崔D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩吹难b置。在運行中，蒸發(fā)器從周圍 環(huán)境中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì)，工質(zhì)蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮后溫度和壓力上升，高溫蒸汽通 過冷凝器冷凝成液體時，釋放出的熱量傳遞給了冷凝水，冷凝后的傳熱工質(zhì)通過膨脹閥返 回到蒸發(fā)器，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)。傳統(tǒng)的水源熱泵通過吸收水源水中的熱量，水源水溫度下降，用戶供水溫度上升。 在實際工程應(yīng)用中，由于熱泵的提升能力有限，水源水的最低溫度和用戶供水的最高溫度 的差值有一定的限度，目前國內(nèi)水源熱泵的最大提升能力為40°C左右。傳統(tǒng)的熱泵在運行 過程中主要存在一下缺點。(1)熱泵提升能力有限，影響用戶供暖質(zhì)量。一般水源熱泵機組的水源水的供回水 溫度為10°c /5°C，用戶供水溫度為40°C -45°c。在冬季極端運行工況時，當(dāng)水源水的溫度 低于10°C時，用戶供水溫度就會隨之下降，最終直接影響到用戶的供暖質(zhì)量。(2)在水源水溫度較低時，機組運行效率不高。由于熱泵機組的提升能力有限，當(dāng) 水源水溫度低于設(shè)計溫度時用戶供水溫度下降，熱泵機組自動增載以提高供水溫度，機組 運行效率變低。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種水源熱泵機組聯(lián)合供熱裝置，其能 在供暖過程中，利用更低溫度的水源水，提升出更高的溫度的用戶供水。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下水源熱泵機組聯(lián)合供熱裝置，至少包括兩個熱泵機，兩個熱泵機分別為上游熱泵 機、下游熱泵機，上游熱泵機包括上游熱泵殼體、位于上游熱泵殼體內(nèi)的上游蒸發(fā)器、上游冷凝器、 上游膨脹閥以及上游壓縮機，所述上游蒸發(fā)器具有水源供水管、水源回水管，上游冷凝器具 有冷凝進口、冷凝出口 ；下游熱泵機包括下游熱泵殼體、位于下游熱泵殼體內(nèi)的下游蒸發(fā)器、下游冷凝器、 下游膨脹閥以及下游壓縮機，所述下游蒸發(fā)器具有蒸發(fā)進口、蒸發(fā)出口，下游冷凝器具有供 暖供水管、供暖回水管；所述上游冷凝器的冷凝出口通過管道連接下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)進口，上游冷凝器的 冷凝進口通過管道與下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)出口連接，所述上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間管道 上設(shè)置有循環(huán)泵，所述上游冷凝器、下游蒸發(fā)器、上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間的管道以及 循環(huán)泵構(gòu)成一循環(huán)回路。所述上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間設(shè)置有溫度流量平衡裝置。
所述溫度流量平衡裝置包括一端與下游蒸發(fā)器蒸發(fā)進口、另一端與下游蒸發(fā)器蒸 發(fā)出口相連通的旁通管，以及設(shè)置在旁通管上的電磁閥和設(shè)置在下游蒸發(fā)器蒸發(fā)進口端管 道內(nèi)的溫度檢測器，所述溫度檢測器與電磁閥電連接。采用上述方案，上游蒸發(fā)器對由水源供水管進入的低溫水源水進行吸取熱量并蒸 發(fā)成傳熱工質(zhì)的蒸汽，蒸汽經(jīng)過上游壓縮機的壓縮其溫度和壓力均上升，高溫、高壓的蒸汽 再經(jīng)過上游冷凝器時被冷凝成液體，液體經(jīng)過上游膨脹閥的減壓返回上游蒸發(fā)器中，并由 上游蒸發(fā)器的水源回水管流出，而高溫、高壓的蒸汽釋放出的熱量傳遞給上游冷凝器中的 冷卻水，上游冷凝器中的冷卻水溫度得到提升并高于由水源供水管進入的低溫水源的溫 度；上游冷凝器中溫度提升的冷卻水由上游冷凝器的冷凝出口流出，由循環(huán)泵抽送并通過 下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)進口進入下游蒸發(fā)器中，下游蒸發(fā)器對其進行吸取熱量并蒸發(fā)成傳熱工 質(zhì)的蒸汽，蒸汽經(jīng)過下游壓縮機的壓縮其溫度再次得到提升以及壓力也相應(yīng)提升，溫度、壓 力得以提升的蒸汽經(jīng)過下游冷凝器冷凝成液體，液體經(jīng)過下游膨脹閥的減壓返回下游蒸發(fā) 器中，并由下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)出口、管道流回到上游冷凝器中，再由上游壓縮機壓縮出來的 高溫、高壓的蒸汽對回流到上游冷凝器中的液體進行加熱，并再由循環(huán)泵將其輸送到下游 蒸發(fā)器中，如此循環(huán)往復(fù)，而經(jīng)過下游壓縮機的壓縮溫度、壓力得以提升的蒸汽釋放出的熱 量傳遞給下游冷凝器中的水，因而下游冷凝器中水的溫度升高并高于由下游蒸發(fā)器蒸發(fā)進 口進入下游蒸發(fā)器中的冷卻水溫度，并由下游冷凝器的供暖供水管供出。而當(dāng)下游蒸發(fā)器 蒸發(fā)進口端管道內(nèi)的溫度檢測器檢測到進入下游蒸發(fā)器中的溫度高于設(shè)定的進入溫度值 時，電磁閥就會自動打開，將由下游蒸發(fā)器蒸發(fā)出口流出的低溫度的水，引流到下游蒸發(fā)器 蒸發(fā)進口端的管道內(nèi)，使進入下游蒸發(fā)器內(nèi)水的溫度達到設(shè)定的溫度值，保證下游蒸發(fā)器 的進水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值，這樣能夠保證上游冷凝器的出水溫度與下游蒸發(fā)器的進水溫度 相匹配，從而確保機組聯(lián)合運轉(zhuǎn)能夠穩(wěn)定高效運行。本發(fā)明的有益效果是(1)上游熱泵機、下游熱泵機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，上游熱泵機不需要直接給用戶供水，因 而進入上游熱泵機中的上游蒸發(fā)器的水源水溫度可以更低，即使在冬季極端運行工況時， 也能夠使用更低溫度的水源水作為上游蒸發(fā)器的蒸發(fā)源，但并不會降低用戶需要的供水溫 度，相反能夠確保用戶需要的供水溫度，提升用戶的供暖質(zhì)量。(2)上游熱泵機、下游熱泵機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，下游熱泵機將上游熱泵機中上游冷凝器 的出水作為下蒸發(fā)器的進水源，由于上游冷凝器的出水已經(jīng)具有較高的溫度，因而下游熱 泵機的下游冷凝器供暖供水管供出的水溫更高，因而能夠為用戶提供更高溫度的熱水，且 機組的運行效率得到提高。(3)由于上游熱泵機、下游熱泵機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，能夠產(chǎn)生更高溫度的供水，因而可 以減小一定的供水量、減小管道管徑和供暖設(shè)備的型號，大大的節(jié)省成本。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中，1為上游熱泵機，2為下游熱泵機，3為上游熱泵殼體，4為上游蒸發(fā)器，5為 上游冷凝器，6為上游膨脹閥，7為上游壓縮機，8為水源供水管，9為水源回水管，10為冷凝 進口，11為冷凝出口，12為下游熱泵殼體，13為下游蒸發(fā)器，14為下游冷凝器，15為下游膨脹閥，16為下游壓縮機，17為蒸發(fā)進口，18為蒸發(fā)出口，19為供暖供水管，20為供暖回水管， 21為循環(huán)泵，22為管道，221為管道，23為旁通管，24為電磁閥，25為溫度檢測器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進一步說明。參見圖1所示，水源熱泵機組聯(lián)合供熱裝置，包括兩個熱泵機，兩個熱泵機分別為 上游熱泵機1、下游熱泵機2，上游熱泵機1包括上游熱泵殼體3、位于上游熱泵殼體3內(nèi)的上游蒸發(fā)器4、上游 冷凝器5、上游膨脹閥6以及上游壓縮機7，上游蒸發(fā)器具有水源供水管8、水源回水管9，上 游冷凝器5具有冷凝進口 10、冷凝出口 11 ；下游熱泵機2包括下游熱泵殼體12、位于下游熱泵殼體12內(nèi)的下游蒸發(fā)器13、 下游冷凝器14、下游膨脹閥15以及下游壓縮機16，下游蒸發(fā)器具有蒸發(fā)進口 17、蒸發(fā)出口 18，下游冷凝器具有供暖供水管19、供暖回水管20 ；上游冷凝器5的冷凝出口 11通過管道22連接下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)進口 18，上游冷 凝器的冷凝進口 10通過管道221與下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)出口 18連接，上游冷凝器與下游蒸 發(fā)器之間管道22上設(shè)置有循環(huán)泵21，上游冷凝器、下游蒸發(fā)器、上游冷凝器與下游蒸發(fā)器 之間的管道以及循環(huán)泵構(gòu)成一循環(huán)回路。在具體實施時，上游冷凝器水量應(yīng)與下游蒸發(fā)器水量相同，上游冷凝器的出水溫 度應(yīng)與下游蒸發(fā)器的進水溫度相匹配。為了保證在運行過程中，上游熱泵機與下游熱泵機 的能夠順利的聯(lián)合工作，最主要是保證上游冷凝器的出水溫度應(yīng)與下游蒸發(fā)器的進水溫度 相匹配。上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間設(shè)置有溫度流量平衡裝置，其包括一端與下游蒸發(fā) 器蒸發(fā)進口、另一端與下游蒸發(fā)器蒸發(fā)出口相連通的旁通管23，以及設(shè)置在旁通管上的電 磁閥24和設(shè)置在下游蒸發(fā)器蒸發(fā)進口端管道內(nèi)的溫度檢測器25，溫度檢測器與電磁閥電 連接。當(dāng)下游蒸發(fā)器蒸發(fā)進口端管道內(nèi)的溫度檢測器檢測到進入下游蒸發(fā)器中的溫度高于 設(shè)定的進入溫度值時，電磁閥就會自動打開，將由下游蒸發(fā)器蒸發(fā)出口流出的低溫度的水， 引流到下游蒸發(fā)器蒸發(fā)進口端的管道內(nèi)，使進入下游蒸發(fā)器內(nèi)水的溫度達到設(shè)定的溫度 值，保證下游蒸發(fā)器的進水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值，這樣能夠保證上游冷凝器的出水溫度與下 游蒸發(fā)器的進水溫度相匹配，從而確保機組聯(lián)合運轉(zhuǎn)能夠穩(wěn)定高效運行。下面為本發(fā)明的一組實驗數(shù)據(jù)從上游蒸發(fā)器的水源供水管進入的水源水進水溫 度為10°C，從水源回水管出水的溫度為5°C，上游冷凝器中冷卻水的出水溫度達到26°C，回 水溫度為21°C，因而下游蒸發(fā)器的進水溫度為26°C，出水溫度為21°C，其下游冷凝器便可 以獲得更高的出水溫度，下游冷凝器的供暖供水管的供水溫度可高達60°C，即便是上游熱 泵機水源水進水溫度降低、工況變差時，下游熱泵機仍可以提供高于用戶需求的供水溫度 之上，具有更廣泛的應(yīng)用范圍。本發(fā)明已經(jīng)過多次試驗完全能夠滿足冬季極端的工況下使 用，并且使用非常穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.水源熱泵機組聯(lián)合供熱裝置，其特征在于至少包括兩個熱泵機，兩個熱泵機分別 為上游熱泵機、下游熱泵機，上游熱泵機包括上游熱泵殼體、位于上游熱泵殼體內(nèi)的上游蒸發(fā)器、上游冷凝器、上游 膨脹閥以及上游壓縮機，所述上游蒸發(fā)器具有水源供水管、水源回水管，上游冷凝器具有冷 凝進口、冷凝出口 ；下游熱泵機包括下游熱泵殼體、位于下游熱泵殼體內(nèi)的下游蒸發(fā)器、下游冷凝器、下游 膨脹閥以及下游壓縮機，所述下游蒸發(fā)器具有蒸發(fā)進口、蒸發(fā)出口，下游冷凝器具有供暖供 水管、供暖回水管；所述上游冷凝器的冷凝出口通過管道連接下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)進口，上游冷凝器的冷凝 進口通過管道與下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)出口連接，所述上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間管道上設(shè) 置有循環(huán)泵，所述上游冷凝器、下游蒸發(fā)器、上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間的管道以及循環(huán) 泵構(gòu)成一循環(huán)回路；所述上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間設(shè)置有溫度流量平衡裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水源熱泵機組聯(lián)合供熱裝置，其特征在于所述溫度流量平 衡裝置包括一端與下游蒸發(fā)器蒸發(fā)進口、另一端與下游蒸發(fā)器蒸發(fā)出口相連通的旁通管， 以及設(shè)置在旁通管上的電磁閥和設(shè)置在下游蒸發(fā)器蒸發(fā)進口端管道內(nèi)的溫度檢測器，所述 溫度檢測器與電磁閥電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水源熱泵機組聯(lián)合供熱裝置，包括上游熱泵機、下游熱泵機，上游熱泵機包括上游熱泵殼體、上游蒸發(fā)器、上游冷凝器、上游膨脹閥以及上游壓縮機，下游熱泵機包括下游熱泵殼體、下游蒸發(fā)器、下游冷凝器、下游膨脹閥以及下游壓縮機，上游熱泵機的上游冷凝器的冷凝出口通過管道連接下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)進口，上游冷凝器的冷凝進口通過管道與下游蒸發(fā)器的蒸發(fā)出口連接，上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間管道上設(shè)置有循環(huán)泵，上游冷凝器、下游蒸發(fā)器、上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間的管道以及循環(huán)泵構(gòu)成一循環(huán)回路；上游冷凝器與下游蒸發(fā)器之間設(shè)有溫度流量平衡裝置。本發(fā)明在供暖過程中，能夠利用更低溫度的水源水，提升出更高的溫度的用戶供水。
文檔編號F25B41/04GK102003824SQ20101057082
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者李金店, 謝莫愁, 陸京 申請人:江蘇河海新能源有限公司