专利名称：水源热泵机组联合供热装置的制作方法
技术领域：
本发明属于热泵机组供暖技术领域，具体涉及一种水源热泵机组联合供热装置。
背景技术：
热泵是一种把能量从低温热源转移到高温热源的装置。在运行中，蒸发器从周围 环境中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸汽经压缩机压缩后温度和压力上升，高温蒸汽通 过冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了冷凝水，冷凝后的传热工质通过膨胀阀返 回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。传统的水源热泵通过吸收水源水中的热量，水源水温度下降，用户供水温度上升。 在实际工程应用中，由于热泵的提升能力有限，水源水的最低温度和用户供水的最高温度 的差值有一定的限度，目前国内水源热泵的最大提升能力为40°C左右。传统的热泵在运行 过程中主要存在一下缺点。(1)热泵提升能力有限，影响用户供暖质量。一般水源热泵机组的水源水的供回水 温度为10°c /5°C，用户供水温度为40°C -45°c。在冬季极端运行工况时，当水源水的温度 低于10°C时，用户供水温度就会随之下降，最终直接影响到用户的供暖质量。(2)在水源水温度较低时，机组运行效率不高。由于热泵机组的提升能力有限，当 水源水温度低于设计温度时用户供水温度下降，热泵机组自动增载以提高供水温度，机组 运行效率变低。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种水源热泵机组联合供热装置，其能 在供暖过程中，利用更低温度的水源水，提升出更高的温度的用户供水。实现本发明的技术方案如下水源热泵机组联合供热装置，至少包括两个热泵机，两个热泵机分别为上游热泵 机、下游热泵机，上游热泵机包括上游热泵壳体、位于上游热泵壳体内的上游蒸发器、上游冷凝器、 上游膨胀阀以及上游压缩机，所述上游蒸发器具有水源供水管、水源回水管，上游冷凝器具 有冷凝进口、冷凝出口 ；下游热泵机包括下游热泵壳体、位于下游热泵壳体内的下游蒸发器、下游冷凝器、 下游膨胀阀以及下游压缩机，所述下游蒸发器具有蒸发进口、蒸发出口，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过管道连接下游蒸发器的蒸发进口，上游冷凝器的 冷凝进口通过管道与下游蒸发器的蒸发出口连接，所述上游冷凝器与下游蒸发器之间管道 上设置有循环泵，所述上游冷凝器、下游蒸发器、上游冷凝器与下游蒸发器之间的管道以及 循环泵构成一循环回路。所述上游冷凝器与下游蒸发器之间设置有温度流量平衡装置。
所述温度流量平衡装置包括一端与下游蒸发器蒸发进口、另一端与下游蒸发器蒸 发出口相连通的旁通管，以及设置在旁通管上的电磁阀和设置在下游蒸发器蒸发进口端管 道内的温度检测器，所述温度检测器与电磁阀电连接。采用上述方案，上游蒸发器对由水源供水管进入的低温水源水进行吸取热量并蒸 发成传热工质的蒸汽，蒸汽经过上游压缩机的压缩其温度和压力均上升，高温、高压的蒸汽 再经过上游冷凝器时被冷凝成液体，液体经过上游膨胀阀的减压返回上游蒸发器中，并由 上游蒸发器的水源回水管流出，而高温、高压的蒸汽释放出的热量传递给上游冷凝器中的 冷却水，上游冷凝器中的冷却水温度得到提升并高于由水源供水管进入的低温水源的温 度；上游冷凝器中温度提升的冷却水由上游冷凝器的冷凝出口流出，由循环泵抽送并通过 下游蒸发器的蒸发进口进入下游蒸发器中，下游蒸发器对其进行吸取热量并蒸发成传热工 质的蒸汽，蒸汽经过下游压缩机的压缩其温度再次得到提升以及压力也相应提升，温度、压 力得以提升的蒸汽经过下游冷凝器冷凝成液体，液体经过下游膨胀阀的减压返回下游蒸发 器中，并由下游蒸发器的蒸发出口、管道流回到上游冷凝器中，再由上游压缩机压缩出来的 高温、高压的蒸汽对回流到上游冷凝器中的液体进行加热，并再由循环泵将其输送到下游 蒸发器中，如此循环往复，而经过下游压缩机的压缩温度、压力得以提升的蒸汽释放出的热 量传递给下游冷凝器中的水，因而下游冷凝器中水的温度升高并高于由下游蒸发器蒸发进 口进入下游蒸发器中的冷却水温度，并由下游冷凝器的供暖供水管供出。而当下游蒸发器 蒸发进口端管道内的温度检测器检测到进入下游蒸发器中的温度高于设定的进入温度值 时，电磁阀就会自动打开，将由下游蒸发器蒸发出口流出的低温度的水，引流到下游蒸发器 蒸发进口端的管道内，使进入下游蒸发器内水的温度达到设定的温度值，保证下游蒸发器 的进水温度稳定在设定值，这样能够保证上游冷凝器的出水温度与下游蒸发器的进水温度 相匹配，从而确保机组联合运转能够稳定高效运行。本发明的有益效果是(1)上游热泵机、下游热泵机的联合运转，上游热泵机不需要直接给用户供水，因 而进入上游热泵机中的上游蒸发器的水源水温度可以更低，即使在冬季极端运行工况时， 也能够使用更低温度的水源水作为上游蒸发器的蒸发源，但并不会降低用户需要的供水温 度，相反能够确保用户需要的供水温度，提升用户的供暖质量。(2)上游热泵机、下游热泵机的联合运转，下游热泵机将上游热泵机中上游冷凝器 的出水作为下蒸发器的进水源，由于上游冷凝器的出水已经具有较高的温度，因而下游热 泵机的下游冷凝器供暖供水管供出的水温更高，因而能够为用户提供更高温度的热水，且 机组的运行效率得到提高。(3)由于上游热泵机、下游热泵机的联合运转，能够产生更高温度的供水，因而可 以减小一定的供水量、减小管道管径和供暖设备的型号，大大的节省成本。
图1为本发明的结构示意图；附图中，1为上游热泵机，2为下游热泵机，3为上游热泵壳体，4为上游蒸发器，5为 上游冷凝器，6为上游膨胀阀，7为上游压缩机，8为水源供水管，9为水源回水管，10为冷凝 进口，11为冷凝出口，12为下游热泵壳体，13为下游蒸发器，14为下游冷凝器，15为下游膨胀阀，16为下游压缩机，17为蒸发进口，18为蒸发出口，19为供暖供水管，20为供暖回水管， 21为循环泵，22为管道，221为管道，23为旁通管，24为电磁阀，25为温度检测器。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。参见图1所示，水源热泵机组联合供热装置，包括两个热泵机，两个热泵机分别为 上游热泵机1、下游热泵机2，上游热泵机1包括上游热泵壳体3、位于上游热泵壳体3内的上游蒸发器4、上游 冷凝器5、上游膨胀阀6以及上游压缩机7，上游蒸发器具有水源供水管8、水源回水管9，上 游冷凝器5具有冷凝进口 10、冷凝出口 11 ；下游热泵机2包括下游热泵壳体12、位于下游热泵壳体12内的下游蒸发器13、 下游冷凝器14、下游膨胀阀15以及下游压缩机16，下游蒸发器具有蒸发进口 17、蒸发出口 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通过管道22连接下游蒸发器的蒸发进口 18，上游冷 凝器的冷凝进口 10通过管道221与下游蒸发器的蒸发出口 18连接，上游冷凝器与下游蒸 发器之间管道22上设置有循环泵21，上游冷凝器、下游蒸发器、上游冷凝器与下游蒸发器 之间的管道以及循环泵构成一循环回路。在具体实施时，上游冷凝器水量应与下游蒸发器水量相同，上游冷凝器的出水温 度应与下游蒸发器的进水温度相匹配。为了保证在运行过程中，上游热泵机与下游热泵机 的能够顺利的联合工作，最主要是保证上游冷凝器的出水温度应与下游蒸发器的进水温度 相匹配。上游冷凝器与下游蒸发器之间设置有温度流量平衡装置，其包括一端与下游蒸发 器蒸发进口、另一端与下游蒸发器蒸发出口相连通的旁通管23，以及设置在旁通管上的电 磁阀24和设置在下游蒸发器蒸发进口端管道内的温度检测器25，温度检测器与电磁阀电 连接。当下游蒸发器蒸发进口端管道内的温度检测器检测到进入下游蒸发器中的温度高于 设定的进入温度值时，电磁阀就会自动打开，将由下游蒸发器蒸发出口流出的低温度的水， 引流到下游蒸发器蒸发进口端的管道内，使进入下游蒸发器内水的温度达到设定的温度 值，保证下游蒸发器的进水温度稳定在设定值，这样能够保证上游冷凝器的出水温度与下 游蒸发器的进水温度相匹配，从而确保机组联合运转能够稳定高效运行。下面为本发明的一组实验数据从上游蒸发器的水源供水管进入的水源水进水温 度为10°C，从水源回水管出水的温度为5°C，上游冷凝器中冷却水的出水温度达到26°C，回 水温度为21°C，因而下游蒸发器的进水温度为26°C，出水温度为21°C，其下游冷凝器便可 以获得更高的出水温度，下游冷凝器的供暖供水管的供水温度可高达60°C，即便是上游热 泵机水源水进水温度降低、工况变差时，下游热泵机仍可以提供高于用户需求的供水温度 之上，具有更广泛的应用范围。本发明已经过多次试验完全能够满足冬季极端的工况下使 用，并且使用非常稳定。
权利要求
1.水源热泵机组联合供热装置，其特征在于至少包括两个热泵机，两个热泵机分别 为上游热泵机、下游热泵机，上游热泵机包括上游热泵壳体、位于上游热泵壳体内的上游蒸发器、上游冷凝器、上游 膨胀阀以及上游压缩机，所述上游蒸发器具有水源供水管、水源回水管，上游冷凝器具有冷 凝进口、冷凝出口 ；下游热泵机包括下游热泵壳体、位于下游热泵壳体内的下游蒸发器、下游冷凝器、下游 膨胀阀以及下游压缩机，所述下游蒸发器具有蒸发进口、蒸发出口，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过管道连接下游蒸发器的蒸发进口，上游冷凝器的冷凝 进口通过管道与下游蒸发器的蒸发出口连接，所述上游冷凝器与下游蒸发器之间管道上设 置有循环泵，所述上游冷凝器、下游蒸发器、上游冷凝器与下游蒸发器之间的管道以及循环 泵构成一循环回路；所述上游冷凝器与下游蒸发器之间设置有温度流量平衡装置。
2.根据权利要求1所述的水源热泵机组联合供热装置，其特征在于所述温度流量平 衡装置包括一端与下游蒸发器蒸发进口、另一端与下游蒸发器蒸发出口相连通的旁通管， 以及设置在旁通管上的电磁阀和设置在下游蒸发器蒸发进口端管道内的温度检测器，所述 温度检测器与电磁阀电连接。
全文摘要
本发明涉及一种水源热泵机组联合供热装置，包括上游热泵机、下游热泵机，上游热泵机包括上游热泵壳体、上游蒸发器、上游冷凝器、上游膨胀阀以及上游压缩机，下游热泵机包括下游热泵壳体、下游蒸发器、下游冷凝器、下游膨胀阀以及下游压缩机，上游热泵机的上游冷凝器的冷凝出口通过管道连接下游蒸发器的蒸发进口，上游冷凝器的冷凝进口通过管道与下游蒸发器的蒸发出口连接，上游冷凝器与下游蒸发器之间管道上设置有循环泵，上游冷凝器、下游蒸发器、上游冷凝器与下游蒸发器之间的管道以及循环泵构成一循环回路；上游冷凝器与下游蒸发器之间设有温度流量平衡装置。本发明在供暖过程中，能够利用更低温度的水源水，提升出更高的温度的用户供水。
文档编号F25B41/04GK102003824SQ20101057082
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者李金店, 谢莫愁, 陆京 申请人:江苏河海新能源有限公司