专利名称：一种具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及热泵空调技术领域，尤其是涉及一种可提供75°C以上热水的具有气态 中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵。
背景技术：
随着国家节能减排工作的不断推进，城市中的中小型锅炉逐渐被淘汰，目前迫切 需要新的高效节能环保装置代替被淘汰的中小型锅炉为采暖和生产提供75°C以上的高温 热水。传统的热泵系统只能提供水温不高于55°C的热水，不能满足采暖和生产需求，而目前 正在研究的单级循环和复叠式循环高温热泵均只能采用单一低温或单一中温热源，无法实 现对两种以上热源的复合利用，且高温工况运转效率很低，难以推广应用。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种可对空气、 太阳能、地能等可再生能源及各种余热、废热进行综合与合理利用的，可制取75°C以上热水 的具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵。本发明的目的可通过下述技术措施来实现本发明的具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵是由高、低温两个热 泵循环系统复叠而成a、所述低温循环包括低温压缩机、双热源蒸发器、热源型冷凝蒸发器、低温节流阀 及连接管路；所述双热源蒸发器具有一个低温热泵工质通道和两个热源通道，热源型冷凝 蒸发器具有一个低温热泵工质通道、一个高温热泵工质通道及一个气态热源通道；其中低 温压缩机的进口连接双热源蒸发器的低温热泵工质通道的出口，低温压缩机的出口连接热 源型冷凝蒸发器的低温热泵工质通道的进口 ；热源型冷凝蒸发器的低温热泵工质通道的出 口通过低温节流阀与双热源蒸发器的低温热泵工质通道的进口相连接，其热泵工质为低温 热泵工质(为常规热泵空调所用的工质)；所述热源型冷凝蒸发器的气态热源通道的进、 出接口分别与气态热源的进、出口管道连接，构成独立的回路；所述双热源蒸发器的两个热 源通道各自的进、出接口分别与两种不同低温热源的进、出口管道连接，构成两个独立的回 路；b、所述高温循环包括高温压缩机、热源型冷凝蒸发器、高温冷凝器、高温节流阀及 连接管路；其中高温压缩机的进口连接热源型冷凝蒸发器的高温热泵工质通道的出口，高 温压缩机的出口连接高温冷凝器的热泵工质通道的进口，热源型冷凝蒸发器的高温热泵工 质通道的进口通过高温节流阀与高温冷凝器的热泵工质通道的出口相连接，其热泵工质为 高温热泵工质(为冷凝温度较高的高温热泵工质、其正常工况范围内的冷凝温度> 75°C )。所述双热源蒸发器所使用的热源可为温度< 30°C的空气、太阳能、地能等可再生 能源及各种余热和废热。所述热源型冷凝蒸发器所使用的热源可为温度>30°C的空气及各种气态余热、废
3热。本发明的具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵既可单独吸收气态 低温热源、液态低温热源及气态中温热源热量，又可同时吸收气态低温热源、液态低温热 源、气态中温热源中的任意两种或三种热源的热量。本发明中所述双热源蒸发器为中国专利200720091299. 1所公开的翅片一套管式 三介质复合式换热器，也可采用中国专利200820069364. 5所公开的具有三种介质通道的
壳一套管式三介质复合换热器。本发明中所述热源型冷凝蒸发器为中国专利200720091299. 1所公开的翅片一套 管式三介质复合式换热器。本发明的有益效果如下本发明的装置可高效地提供75°C以上的热水，可广泛应用于民用建筑、公共建筑、 别墅建筑的供暖系统，并可满足工业生产的高温热水需求。
图1为本发明具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵的结构原理图。图2为低温热源为气态和液态的具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温 热泵的结构原理图。图3为低温热源为两种液态热源的具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高 温热泵的结构原理图。图中序号1低温压缩机，1’高温压缩机，2双热源蒸发器，3高温冷凝器，4低温节 流阀，4’高温节流阀，5热源型冷凝蒸发器。
具体实施例方式本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述，但并不限制本发明。实施例1如图1所示，本发明的具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵是由 高、低温两个热泵循环系统复叠而成所述低温循环包括低温压缩机1、双热源蒸发器2、热 源型冷凝蒸发器5、低温节流阀4及连接管路；所述双热源蒸发器2具有一个低温热泵工 质通道和两个热源通道，热源型冷凝蒸发器5具有一个低温热泵工质通道、一个高温热泵 工质通道及一个气态热源通道；其中低温压缩机1的进口连接双热源蒸发器2的低温热泵 工质通道的出口，低温压缩机1的出口连接热源型冷凝蒸发器5的低温热泵工质通道的进 口 ；热源型冷凝蒸发器5的低温热泵工质通道的出口通过低温节流阀4与双热源蒸发器2 的低温热泵工质通道的进口相连接，其热泵工质为低温热泵工质(为常规热泵空调所用的 工质)；所述热源型冷凝蒸发器5的气态热源通道的进、出接口分别与气态热源的进、出口 管道连接，构成独立的回路；所述双热源蒸发器2的两个热源通道各自的进、出接口分别与 两种不同低温热源的进、出口管道连接，构成两个独立的回路；所述高温循环包括高温压缩 机1’、热源型冷凝蒸发器5、高温冷凝器3、高温节流阀4’及连接管路；其中高温压缩机1’ 的进口连接热源型冷凝蒸发器5的高温热泵工质通道的出口，高温压缩机1’的出口连接高 温冷凝器3的热泵工质通道的进口，热源型冷凝蒸发器5的高温热泵工质通道的进口通过高温节流阀4’与高温冷凝器3的热泵工质通道的出口相连接，其热泵工质为高温热泵工质 (为冷凝温度较高的高温热泵工质、其正常工况范围内的冷凝温度彡75°C )。实施例2如图2所示，本实施例结构与实施例1相同，该实施例中所述的低温热源为气态和 液态热源。实施例3如图3所示，本实施例结构与实施例1相同，该实施例中所述的低温热源为两种液 态热源。本发明中所述双热源蒸发器为中国专利200720091299. 1所公开的翅片一套管式 三介质复合式换热器，也可采用中国专利200820069364. 5所公开的具有三种介质通道的
壳一套管式三介质复合换热器。本发明中所述热源型冷凝蒸发器为中国专利200720091299. 1所公开的翅片一套 管式三介质复合式换热器。本发明的工作流程如下(1)单独低温热源模式A、单一气态低温热源模式。低温热泵工质由低温压缩机1压缩，经至热源型冷凝蒸发器5释放热量后，经低温 节流阀4进入双热源蒸发器2，吸收气态热源热量后进入低温压缩机进入下一循环；高温热 泵工质由高温压缩机1’压缩，经至高温冷凝器3释放热量后，经高温节流阀4’，热源型冷凝 蒸发器5，吸收低温热泵工质热量后进入高温压缩机进入下一循环。B、单一液态低温热源模式。低温热泵工质由低温压缩机1压缩，经至热源型冷凝蒸发器5释放热量后，经低温 节流阀4进入双热源蒸发器2，吸收液态热源热量后进入低温压缩机进入下一循环；高温热 泵工质由高温压缩机1’压缩，经至高温冷凝器3释放热量后，经高温节流阀4’，热源型冷凝 蒸发器5，吸收低温热泵工质热量后进入高温压缩机进入下一循环。C、气态一液态双低温热源复合模式。低温热泵工质由低温压缩机1压缩，经至热源型冷凝蒸发器5释放热量后，经低温 节流阀4进入双热源蒸发器2，同时吸收气态热源和液态热源热量后进入低温压缩机进入 下一循环；高温热泵工质由高温压缩机1’压缩，经至高温冷凝器3释放热量后，经高温节流 阀4’，热源型冷凝蒸发器5，吸收低温热泵工质热量后进入高温压缩机进入下一循环。D、双液态低温热源复合模式。低温热泵工质由低温压缩机1压缩，经至热源型冷凝蒸发器5释放热量后，经低温 节流阀4进入双热源蒸发器2，同时吸收两种液态热源的热量后进入低温压缩机进入下一 循环；高温热泵工质由高温压缩机1’压缩，经至高温冷凝器3释放热量后，经高温节流阀 4’，热源型冷凝蒸发器5，吸收低温热泵工质热量后进入高温压缩机进入下一循环。(2)单独气态中温热源模式关闭低温压缩机1，高温热泵工质由高温压缩机1’压缩，经至高温冷凝器3释放热 量后，经高温节流阀4’，热源型冷凝蒸发器5，吸收气态中温热源热量后进入高温压缩机进 入下一循环。
(3)气态中温热源与单一低温热源复合模式低温热泵工质由低温压缩机1压缩，经至热源型冷凝蒸发器5释放热量后，经低温 节流阀4进入双热源蒸发器2，吸收气态或液态热源热量后进入低温压缩机进入下一循环； 高温热泵工质由高温压缩机1’压缩，经至高温冷凝器3释放热量后，经高温节流阀4’，热源 型冷凝蒸发器5，吸收低温热泵工质及气态中温热源热量后进入高温压缩机进入下一循环。(4)气态中温热源与双低温热源复合模式低温热泵工质由低温压缩机1压缩，经至热源型冷凝蒸发器5释放热量后，经低温 节流阀4进入双热源蒸发器2，同时吸收气态和液态热源热量后进入低温压缩机进入下一 循环；高温热泵工质由高温压缩机1’压缩，经至高温冷凝器3释放热量后，经高温节流阀 4’，热源型冷凝蒸发器5，吸收低温热泵工质及气态中温热源热量后进入高温压缩机进入下 一循环。
权利要求
一种具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵，其特征在于该装置由高、低温两个热泵循环系统复叠而成a、所述低温循环包括低温压缩机(1)、双热源蒸发器(2)、热源型冷凝蒸发器(5)、低温节流阀(4)及连接管路；所述双热源蒸发器(2)具有一个低温热泵工质通道和两个热源通道，热源型冷凝蒸发器(5)具有一个低温热泵工质通道、一个高温热泵工质通道及一个气态热源通道；其中低温压缩机(1)的进口连接双热源蒸发器(2)的低温热泵工质通道的出口，低温压缩机(1)的出口连接热源型冷凝蒸发器(5)的低温热泵工质通道的进口；热源型冷凝蒸发器(5)的低温热泵工质通道的出口通过低温节流阀(4)与双热源蒸发器(2)的低温热泵工质通道的进口相连接，其热泵工质为低温热泵工质；所述热源型冷凝蒸发器(5)的气态热源通道的进、出接口分别与气态热源的进、出口管道连接，构成独立的回路；所述双热源蒸发器(2)的两个热源通道各自的进、出接口分别与两种不同低温热源的进、出口管道连接，构成两个独立的回路；b、所述高温循环包括高温压缩机(1’)、热源型冷凝蒸发器(5)、高温冷凝器(3)、高温节流阀(4’)及连接管路；其中高温压缩机(1’)的进口连接热源型冷凝蒸发器(5)的高温热泵工质通道的出口，高温压缩机(1’)的出口连接高温冷凝器(3)的热泵工质通道的进口，热源型冷凝蒸发器(5)的高温热泵工质通道的进口通过高温节流阀(4’)与高温冷凝器(3)的热泵工质通道的出口相连接，其热泵工质为高温热泵工质。
全文摘要
一种具有气态中温热源及双低温热源的复叠式高温热泵，该装置由高、低温两个热泵循环系统复叠而成所述低温热泵循环系统包括低温压缩机，双热源蒸发器，热源型冷凝蒸发器，低温节流阀及连接管路；其热泵工质为低温热泵工质；所述高温热泵循环系统包括高温压缩机，热源型冷凝蒸发器，高温冷凝器，高温节流阀及连接管路；其热泵工质为高温热泵工质；所述双热源蒸发器具有一个低温热泵工质通道和两个热源通道，热源型冷凝蒸发器具有一个低温热泵工质通道、一个高温热泵工质通道及一个气态热源通道。本发明的系统装置可高效地提供75℃以上的热水，可广泛应用于民用建筑、公共建筑、别墅建筑的供暖系统，并可满足工业生产的高温热水需求。
文档编号F25B7/00GK101825364SQ20101017031
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月13日 优先权日2010年5月13日
发明者刘寅, 周光辉, 崔四齐, 王聪民, 董秀洁, 蔡哲, 陈圣洁 申请人:中原工学院