分段蒸发-分段压缩蒸汽压缩式热泵的制作方法

专利名称：分段蒸发-分段压缩蒸汽压缩式热泵的制作方法
技术领域：
属于余热利用与热泵/制冷技术领域。
背景技术：
蒸汽压縮式热泵是余热应用中的一种主要设备之一，可带来节能、环保和经济等 多方面的效益。蒸汽压縮式热泵主要由压縮机、冷凝器、节流阀和蒸发器等基本部件组成， 其获取余热主要依靠工质在蒸发器中的汽化吸热来完成。在余热资源相对较少的情况下， 余热介质的温降会很大，此时若采用单一蒸发器的蒸汽压縮式热泵则会带来压縮比过高、 容积效率低以及机组性能指数降低等问题。为了提高机组的性能指数，此时一般采取分级 压縮、级间冷却的技术措施，但这仍然不够完美——主要问题在于采用单一蒸发器时所有 的冷剂介质都要经过各压縮机的压縮。 若采用两个以上的蒸发器并对应两个以上的压縮机来组成分段蒸发和分段压縮
蒸汽压縮式机组，使余热介质的高温热负荷在高温蒸发器内产生高温冷剂蒸汽进入所对应
的压縮机或压縮机的对应压縮段，再使余热介质的低温热负荷在低温蒸发器内产生低温冷
剂蒸汽进入所对应的压縮机或压縮机的对应压縮段，则前者提升到被加热介质所需温度时
压縮机所耗的功要小于采用单一蒸发器的压縮机提升该部分热负荷所耗的功。
因此，当余热资源——亦即被制冷介质——相对较少、温度变化范围较大以及余
热利用的总负荷大时，采用单一蒸发器对应单一压縮机的蒸汽压縮式热泵机组虽然结构较
为简单，但机组性能指数较低，余热利用率不高；采用单一蒸发器的分级压縮、级间冷却的
蒸汽压縮式热泵机组仍不能有效解决此问题。此时，采用分段蒸发和分段压縮蒸汽压縮式
热泵机组，且增加蒸发器也只是相当于将单一的蒸发器拆分为两个以上的蒸发器，其与采
用单一蒸发器的分级压縮、级间冷却的蒸汽压縮式热泵机组相差无几，但这能够使得余热
资源的利用率得到有效提高，用于制冷时能够降低耗功、提高制冷效益。

发明内容
本发明的主要目的是要提供一种可减小机组蒸发吸热过程的传热温差、在需要深 度利用余热资源时能够具有较高的性能指数的分段蒸发_分段压縮蒸汽压縮式热泵机组， 它主要由两个以上的蒸发器、与蒸发器相对应的两个以上的压縮机或压縮机两个以上的压 縮段、冷凝器、两个以上的节流阀等基本部件分别构成——①由第一压縮机和第二压縮机 分别或由第二压縮机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵； ②两路工作介质分别独立循环并由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽 的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵；③由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别 或由第二压縮机和第三压縮机分别或由第一压縮机和第三压縮机分别或由第三压縮机单 独向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵；④由第一压縮机、第二 压縮机和第三压縮机分别或由第二压縮机和第三压縮机分别或由第一压縮机和第三压縮 机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵。
本发明中的由第一压縮机和第二压縮机分别或由第二压縮机单独向冷凝器提供 冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵，是由第一压縮机、第二压縮机、冷凝器、 高温蒸发器、低温蒸发器、第一节流阀和第二节流阀组成；第二压縮机有冷剂蒸汽管路连 通冷凝器，冷凝器还有冷剂液管路经第二节流阀连通高温蒸发器和有被加热介质管路与外 部连通，冷凝器或高温蒸发器再有冷剂液管路经第一节流阀连通低温蒸发器(el)，高温蒸 发器还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机，低温蒸发器(el)还有冷剂蒸汽管路连通第一压 縮机，高温蒸发器和低温蒸发器(el)还分别有余热介质管路与外部连通，或第一压縮机或 还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机得到由第二压縮机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽两段蒸 发_两段压縮蒸汽压縮式热泵，或第一压縮机还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器得到由第一压 縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵；其 特征在于第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时第一压縮机和第二压縮 机分别压縮低温蒸发器和高温蒸发器产生的冷剂蒸汽，第二压縮机单独向冷凝器提供冷剂 蒸汽时低温蒸发器产生的冷剂蒸汽由第一压縮机和第二压縮机先后进行两个阶段压縮、高 温蒸发器产生的冷剂蒸汽由第二压縮机单独进行压縮。 本发明中的两路工作介质分别独立循环并由第一压縮机和第二压縮机分别向冷 凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵，也由第一压縮机、第二压縮机、 冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、第一节流阀和第二节流阀组成；第一压縮机有冷剂介质 管路连通冷凝器后再经第一节流阀连通低温蒸发器(el)，第二压縮机有冷剂介质管路连 通冷凝器后再经第二节流阀连通高温蒸发器，冷凝器还有被加热介质管路与外部连通，低 温蒸发器(el)还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机，高温蒸发器还有冷剂蒸汽管路连通第 二压縮机，高温蒸发器和低温蒸发器(el)还分别有余热介质管路与外部连通，形成两路工 作介质分别独立循环、并由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸 发-两段压縮蒸汽压縮式热泵；其特征在于工作介质分别在第一压縮机、冷凝器、第一节 流阀与低温蒸发器之间和在第二压縮机、冷凝器、第二节流阀与高温蒸发器之间进行各自 独立循环，并由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供高温冷剂蒸汽。
本发明中的由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别或由第二压縮机和第三 压縮机分别或由第一压縮机和第三压縮机分别或由第三压縮机单独向冷凝器提供冷剂蒸 汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵，是由第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷 凝器、高温蒸发器、中温蒸发器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成； 第三压縮机有冷剂蒸汽管路连通冷凝器，冷凝器还有冷剂液管路经第三节流阀连通高温蒸 发器和有被加热介质管路与外部连通，冷凝器或高温蒸发器再有冷剂液管路经第二节流阀 连通中温蒸发器，冷凝器或高温蒸发器或中温蒸发器再有冷剂液管路经第一节流阀连通低 温蒸发器，高温蒸发器还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机，中温蒸发器还有冷剂蒸汽管路 连通第二压縮机，低温蒸发器还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机，高温蒸发器、中温蒸发器 和低温蒸发器还分别有余热介质管路与外部连通，或第一压縮机和第二压縮机还分别有冷 剂蒸汽管路连通冷凝器时得到由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供 冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第一压縮机还有冷剂蒸汽管路连通第 二压縮机、第二压縮机还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机时形成由第三压縮机单独向冷凝 器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第一压縮机还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机或连通第三压縮机、第二压縮机还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器时形成由第 二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热 泵，或第二压縮机还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机、第一压縮机还有冷剂蒸汽管路连通 冷凝器时形成由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段 压縮蒸汽压縮式热泵。 本发明中的由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别或由第二压縮机和第三 压縮机分别或由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段 压縮蒸汽压縮式热泵，也是由第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、 中温蒸发器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成；第三压縮机有冷剂 蒸汽管路连通冷凝器后冷凝器还有冷剂液管路经第三节流阀连通高温蒸发器，高温蒸发器 还有被加热介质管路与外部连通，高温蒸发器还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机，中温蒸 发器还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机，低温蒸发器还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机， 高温蒸发器、中温蒸发器和低温蒸发器还分别有余热介质管路与外部连通，或第一压縮机 有冷剂介质管路连通冷凝器后再经第一节流阀连通低温蒸发器和第二压縮机有冷剂介质 管路连通冷凝器后再经第二节流阀连通中温蒸发器时形成由第一压縮机、第二压縮机和第 三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第一压縮 机有冷剂介质管路连通第三压縮机、高温蒸发器还有冷剂液管路经第一节流阀连通低温 蒸发器和第二压縮机有冷剂介质管路连通冷凝器后再经第二节流阀连通中温蒸发器时形 成由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压 縮式热泵，或第一压縮机有冷剂介质管路连通第二压縮机、中温蒸发器还有冷剂液管路经 第一节流阀连通低温蒸发器和第二压縮机有冷剂介质管路连通冷凝器后再经第二节流阀 连通中温蒸发器时形成由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发-三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第二压縮机有冷剂介质管路连通第三压縮机、高温蒸发 器还有冷剂液管路经第二节流阀连通中温蒸发器和第一压縮机有冷剂介质管路连通冷凝 器后再经第一节流阀连通低温蒸发器时形成由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提 供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵；其特征在于第一压縮机、第二压縮机 和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时工作介质分别在第一压縮机、冷凝器、第一节 流阀与低温蒸发器之间、在第二压縮机、冷凝器、第二节流阀与中温蒸发器之间和在第三压 縮机、冷凝器、第三节流阀与高温蒸发器进行各自独立循环，第二压縮机和第三压縮机分别 向冷凝器提供冷剂蒸汽时工作介质或在第二压縮机、冷凝器、第二节流阀与中温蒸发器之 间或在第三压縮机、冷凝器、第三节流阀与高温蒸发器进行独立循环，第一压縮机和第三压 縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时工作介质在第一压縮机、冷凝器、第一节流阀与低温蒸 发器之间进行独立循环。


图1是依据本发明所提供的，由第二压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸
发-两段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图2也是依据本发明所提供的，由压縮机第二压縮段向冷凝器提供冷剂蒸汽的两 段蒸发-两段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。
图2与图1所示不同的地方在于——①图1中分第一压縮机和第二压縮机，图2 中分压縮机第一压縮段和第二压縮段，名称有区别但无实质性差别；②图1中冷凝器有冷 剂液管路经第二节流阀连通高温蒸发器、高温蒸发器再有冷剂液管路经第一节流阀连通低 温蒸发器，而图2中则是冷凝器有冷剂液管路分别经第二节流阀连通高温蒸发器和经第一 节流阀连通低温蒸发器。 图3是依据本发明所提供的，由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂 蒸汽的两段蒸发-两段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图4也是依据本发明所提供的，由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷 剂蒸汽的两段蒸发-两段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图4与图3所示的相比较，二者的区别在于——图4中，第一压縮机、冷凝器、第一 节流阀与低温蒸发器之间形成循环，第二压縮机、冷凝器、第二节流阀与高温蒸发器之间形 成循环，两个循环可采用系统或不同的工作介质；而图3中第一压縮机、冷凝器、第一节流 阀与低温蒸发器之间形成循环与第二压縮机、冷凝器、第二节流阀与高温蒸发器之间形成 循环有重合的流程，机组采用一种工作介质。 图5是依据本发明所提供的，由第三压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图6也是依据本发明所提供的，由第三压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图6与图5所示不同的地方在于——图5中第一压縮机有冷剂蒸汽管路连通第二 压縮机，而图6中第一压縮机有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机。 图7也是依据本发明所提供的，由第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段 蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图7与图5所示不同的地方在于——图5中冷凝器有冷剂液管路经第三节流阀 连通高温蒸发器、高温蒸发器再有冷剂液管路经第二节流阀连通中温蒸发器、中温蒸发器 再有冷剂液管路经第一节流阀连通低温蒸发器，而图7中则是冷凝器有冷剂液管路分别经 第三节流阀连通高温蒸发器、经第二节流阀连通中温蒸发器和经第一节流阀连通低温蒸发 器。 图8是依据本发明所提供的，由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷 凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。
图9是依据本发明所提供的，由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂 蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图10也是依据本发明所提供的，由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供 冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图10与图9所示不同的地方在于——图9中第一压縮机有冷剂蒸汽管路连通第 三压縮机，而图10中第一压縮机有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机。 图11是依据本发明所提供的，由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷 剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。 图12是依据本发明所提供的，可采用不同工作介质并由第一压縮机、第二压縮机 和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和
8流程示意图。 图13是依据本发明所提供的，可采用不同工作介质并由第二压縮机和第三压縮 机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。
图14也是依据本发明所提供的，可采用不同工作介质并由第二压縮机和第三压 縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意 图。 图14与图13所示不同的地方在于——图13中第一压縮机有冷剂蒸汽管路连通 第三压縮机，而图14中第一压縮机有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机。 图15是依据本发明所提供的，可采用不同工作介质并由第一压縮机和第三压縮 机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵结构和流程示意图。
图l-图4中，al-第一压縮机(压縮机第一压縮段)，bl-第二压縮机(压縮机第 二压縮段)，cl-冷凝器，dl-高温蒸发器，el-低温蒸发器，f 1-第一节流阀，gl-第二节流 阀。 图5-图15中，a2_第一压縮机(压縮机第一压縮段)，b2_第二压縮机(压縮机 第二压縮段)，c2-第三压縮机(压縮机第三压縮段)，d2-冷凝器，e2-高温蒸发器，f2-中 温蒸发器，g2_低温蒸发器，h2_第一节流阀，i2_第二节流阀，J2-第三节流阀。
具体实施例方式
下面结合附图和实例来详细描述本发明。 图l所示的由第二压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发-两段压縮蒸汽压縮 式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、第一节流 阀和第二节流阀组成了由第二压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽 压縮式热泵；第二压縮机bl有冷剂蒸汽管路连通冷凝器cl，冷凝器cl还有冷剂液管路经 第二节流阀gl连通高温蒸发器dl和有被加热介质管路与外部连通，高温蒸发器dl再有 冷剂液管路经第一节流阀fl连通低温蒸发器el，高温蒸发器dl还有冷剂蒸汽管路连通第 二压縮机bl，低温蒸发器el还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机al，高温蒸发器dl和低温 蒸发器el还分别有余热介质管路与外部连通，第一压縮机al还有冷剂蒸汽管路连通第二 压縮机bl，形成由第二压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发-两段压縮蒸汽压縮式热 泵。 ②流程上，由第二压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮 式热泵流程是这样的余热介质流经高温蒸发器dl加热自冷凝器cl经第二节流阀gl节流 进入高温蒸发器dl的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机bl提供，温度降低后的余热介质再 流经低温蒸发器el加热自高温蒸发器dl经第一节流阀fl节流进入低温蒸发器el的冷剂 液成冷剂蒸汽向第一压縮机al提供；进入第一压縮机al的冷剂蒸汽被压縮升压升温后向 第二压縮机bl提供，第二压縮机bl压縮来自高温蒸发器dl和第一压縮机al的冷剂蒸汽 升温升压后向冷凝器cl提供；进入冷凝器cl的冷剂蒸汽放热于被加热介质成冷剂液后再 经第二节流阀gl节流进入高温蒸发器dl。 图2所示的由压縮机第二压縮段向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发-两段压縮蒸
9汽压縮式热泵是这样实现的 ①结构上，压縮机第一压縮段、压縮机第二压縮段、冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发 器、第一节流阀和第二节流阀组成了由第二压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两 段压縮蒸汽压縮式热泵；压縮机第二压縮段bl有冷剂蒸汽管路连通冷凝器cl，冷凝器cl 还有冷剂液管路经第二节流阀gl连通高温蒸发器dl和有被加热介质管路与外部连通，冷 凝器cl还有冷剂液管路经第一节流阀fl连通低温蒸发器el，高温蒸发器dl还有冷剂蒸 汽管路连通压縮机第二压縮段bl，低温蒸发器el还有冷剂蒸汽管路连通压縮机第一压縮 段al，高温蒸发器dl和低温蒸发器el还分别有余热介质管路与外部连通，压縮机第一压縮 段al还有冷剂蒸汽管路连通压縮机第二压縮段bl，形成由压縮机第二压縮段向冷凝器提 供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵。 ②流程上，由压縮机第二压縮段向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸 汽压縮式热泵流程是这样的余热介质流经高温蒸发器dl加热自冷凝器cl经第二节流阀 gl节流进入高温蒸发器dl的冷剂液成冷剂蒸汽向压縮机第二压縮段bl提供，温度降低后 的余热介质再流经低温蒸发器el加热自冷凝器cl经第一节流阀fl节流进入低温蒸发器 el的冷剂液成冷剂蒸汽向压縮机第一压縮段al提供；进入压縮机第一压縮段al的冷剂蒸 汽被压縮升压升温后向压縮机第二压縮段bl提供，压縮机第二压縮段bl压縮来自高温蒸 发器dl和压縮机第一压縮段al的冷剂蒸汽升温升压后向冷凝器cl提供；进入冷凝器cl 的冷剂蒸汽放热于被加热介质成冷剂液后再分别经第二节流阀gl节流进入高温蒸发器dl 和经第一节流阀fl进入低温蒸发器el。 图3所示的由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸 发_两段压縮蒸汽压縮式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、第一节流 阀和第二节流阀组成了由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸 发_两段压縮蒸汽压縮式热泵；第二压縮机bl有冷剂蒸汽管路连通冷凝器cl ，冷凝器cl还 有冷剂液管路经第二节流阀gl连通高温蒸发器dl和有被加热介质管路与外部连通，高温 蒸发器dl再有冷剂液管路经第一节流阀fl连通低温蒸发器el，高温蒸发器dl还有冷剂 蒸汽管路连通第二压縮机bl，低温蒸发器el还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机al，高温蒸 发器dl和低温蒸发器el还分别有余热介质管路与外部连通，第一压縮机al还有冷剂蒸汽 管路连通冷凝器cl，形成由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸 发_两段压縮蒸汽压縮式热泵。 ②流程上，由第二压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮 式热泵流程是这样的余热介质流经高温蒸发器dl加热自冷凝器cl经第二节流阀gl节流 进入高温蒸发器dl的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机bl提供，温度降低后的余热介质再 流经低温蒸发器el加热自高温蒸发器dl经第一节流阀fl节流进入低温蒸发器el的冷剂 液成冷剂蒸汽向第一压縮机al提供；进入第一压縮机al的冷剂蒸汽被压縮升压升温后向 冷凝器cl提供，进入第二压縮机bl的冷剂蒸汽被压縮升温升压后向冷凝器cl提供；进入 冷凝器cl的冷剂蒸汽放热于被加热介质成冷剂液后再经第二节流阀gl节流进入高温蒸发 器dl。 图4所示的由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、第一节流 阀和第二节流阀组成了由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸 发_两段压縮蒸汽压縮式热泵；第一压縮机al有冷剂介质管路连通冷凝器cl后再经第一 节流阀fl连通低温蒸发器el，第二压縮机有冷剂介质管路连通冷凝器cl后再经第二节流 阀gl连通高温蒸发器dl，冷凝器cl还有被加热介质管路与外部连通，低温蒸发器el还有 冷剂蒸汽管路连通第一压縮机al，高温蒸发器dl还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机bl，高 温蒸发器dl和低温蒸发器el还分别有余热介质管路与外部连通，形成由第一压縮机和第 二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵。
②流程上，由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸 发-两段压縮蒸汽压縮式热泵流程是这样的第一压縮机al压縮来自低温蒸发器e 1的冷 剂蒸汽升压升温后流经冷凝器cl并放热于被加热介质后成冷剂液、再经第一节流阀fl节 流进入低温蒸发器el，进入低温蒸发器el冷剂液吸收余热成冷剂蒸汽进入第一压縮机al ; 第二压縮机bl压縮来自高温蒸发器dl的冷剂蒸汽升压升温后流经冷凝器cl并放热于被 加热介质后成冷剂液、再经第二节流阀gl节流进入高温蒸发器dl，进入高温蒸发器dl的冷 剂液吸收余热成冷剂蒸汽进入第二压縮机bl。 在上述流程中，工作介质在第一压縮机al、冷凝器cl、第一节流阀fl和低温蒸发 器el之间和在第二压縮机bl、冷凝器cl、第二节流阀gl和高温蒸发器dl之间分别进行循 环；可以采用同一种工作介质，也可以采用不同的工作介质。 图5所示的由第三压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮 式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发 器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成由第三压縮机向冷凝器提供冷 剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵；第三压縮机c2有冷剂蒸汽管路连通冷凝器 d2，冷凝器d2还有冷剂液管路经第三节流阀j2连通高温蒸发器e2和有被加热介质管路与 外部连通，高温蒸发器e2再有冷剂液管路经第二节流阀i2连通中温蒸发器f2，中温蒸发器 f2再有冷剂液管路经第一节流阀h2连通低温蒸发器g2，高温蒸发器e2还有冷剂蒸汽管路 连通第三压縮机c2，中温蒸发器f2还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，低温蒸发器g2 还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机a2，高温蒸发器e2、中温蒸发器f2和低温蒸发器g2还 分别有余热介质管路与外部连通，第一压縮机a2还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，第 二压縮机b2还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机c2，形成由第三压縮机单独向冷凝器提供 冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵。 ②流程上，由第三压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮 式热泵的工作流程是这样进行的余热介质流经高温蒸发器e2加热自冷凝器d2经第三节 流阀j2节流进入高温蒸发器e2的冷剂液成冷剂蒸汽向第三压縮机c2提供，温度降低后的 余热介质继续流经中温蒸发器f2加热自高温蒸发器e2经第二节流阀i2节流进入中温蒸 发器f2的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机b2提供，温度再降低后的余热介质流经低温蒸 发器g2加热自中温蒸发器f2经第一节流阀h2节流进入低温蒸发器g2的冷剂液成冷剂蒸 汽向第一压縮机a2提供；进入第一压縮机a2的冷剂蒸汽被压縮升压升温后向第二压縮机b2提供，第二压縮机b2压縮来自中温蒸发器f2和第一压縮机a2的冷剂蒸汽升温升压后向 第三压縮机c2提供，第三压縮机c2压縮来自高温蒸发器e2和第二压縮机b2的冷剂蒸汽 向冷凝器d2提供；进入冷凝器d2的冷剂蒸汽放热于被加热介质成冷剂液后再经第三节流 阀j2节流进入高温蒸发器e2。 图6所示的由第三压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮 式热泵，它与图5所示的不同之处在于——图6中的第一压縮机a2有冷剂蒸汽管路连通第 二压縮机b2，第三压縮机c2压縮来自高温蒸发器e2、第一压縮机a2和第二压縮机b2的冷 剂蒸汽升温升压后向冷凝器d2提供。 图7所示的由第三压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮 式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发 器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成由第三压縮机向冷凝器提供冷 剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵；第三压縮机c2有冷剂蒸汽管路连通冷凝器 d2，冷凝器d2还有冷剂液管路经第三节流阀j2连通高温蒸发器e2和有被加热介质管路与 外部连通，冷凝器d2还有冷剂液管路分别经第二节流阀i2连通中温蒸发器f2和经第一节 流阀h2连通低温蒸发器g2，高温蒸发器e2还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机c2，中温蒸 发器f 2还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，低温蒸发器g2还有冷剂蒸汽管路连通第一 压縮机a2，高温蒸发器e2、中温蒸发器f2和低温蒸发器g2还分别有余热介质管路与外部 连通，第一压縮机a2还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，第二压縮机b2还有冷剂蒸汽管 路连通第三压縮机c2，形成由第三压縮机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压 縮蒸汽压縮式热泵。 ②流程上，由第三压縮机向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮 式热泵的工作流程是这样进行的余热介质流经高温蒸发器e2加热自冷凝器d2经第三节 流阀j2节流进入高温蒸发器e2的冷剂液成冷剂蒸汽向第三压縮机c2提供，温度降低后的 余热介质继续流经中温蒸发器f2加热自冷凝器d2经第二节流阀i2节流进入中温蒸发器 f2的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机b2提供，温度再降低后的余热介质流经低温蒸发器 g2加热自冷凝器d2经第一节流阀h2节流进入低温蒸发器g2的冷剂液成冷剂蒸汽向第一 压縮机a2提供；进入第一压縮机a2的冷剂蒸汽被压縮升压升温后向第二压縮机b2提供， 第二压縮机b2压縮来自中温蒸发器f2和第一压縮机a2的冷剂蒸汽升温升压后向第三压 縮机c2提供，第三压縮机c2压縮来自高温蒸发器e2和第二压縮机b2的冷剂蒸汽向冷凝 器d2提供；进入冷凝器d2的冷剂蒸汽放热于被加热介质成冷剂液后再分别经第三节流阀 j2节流进入高温蒸发器e2、经第二节流阀i2进入中温蒸发器f2和经第一节流阀h2进入 低温蒸发器g2。 图8所示的由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽 的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发 器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成由第三压縮机向冷凝器提供冷 剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵；第一压縮机a2、第二压縮机b2和第三压縮 机c2分别有冷剂蒸汽管路连通冷凝器d2，冷凝器d2还有冷剂液管路经第三节流阀j2连通高温蒸发器e2和有被加热介质管路与外部连通，高温蒸发器e2再有冷剂液管路经第二节 流阀i2连通中温蒸发器f2，中温蒸发器f2还有冷剂液管路经第一节流阀h2连通低温蒸 发器g2，高温蒸发器e2还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机c2，中温蒸发器f2还有冷剂蒸 汽管路连通第二压縮机b2，低温蒸发器g2还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机a2，高温蒸发 器e2、中温蒸发器f 2和低温蒸发器g2还分别有余热介质管路与外部连通，形成由第一压縮 机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮 式热泵。 ②流程上，由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽 的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵的工作流程是这样进行的余热介质流经高温蒸发 器e2加热自冷凝器d2经第三节流阀j2节流进入高温蒸发器e2的冷剂液成冷剂蒸汽向第 三压縮机c2提供，温度降低后的余热介质继续流经中温蒸发器f2加热自高温蒸发器e2经 第二节流阀i2节流进入中温蒸发器f2的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机b2提供，温度再 降低后的余热介质流经低温蒸发器g2加热自中温蒸发器f2经第一节流阀h2节流进入低 温蒸发器g2的冷剂液成冷剂蒸汽向第一压縮机a2提供；进入第一压縮机a2的冷剂蒸汽被 压縮升压升温后向冷凝器d2提供，第二压縮机b2压縮来自中温蒸发器f2的冷剂蒸汽升温 升压后向冷凝器d2提供，第三压縮机c2压縮来自高温蒸发器e2的冷剂蒸汽向冷凝器d2 提供；进入冷凝器d2的冷剂蒸汽放热于被加热介质成冷剂液后再经第三节流阀j2节流进 入高温蒸发器e2。 图9所示的由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵，与图8所示的不同之处在于——图9中的第一压縮机a2有 冷剂蒸汽管路连通第三压縮机c2，第三压縮机c2压縮来自高温蒸发器e2和第一压縮机a2 的冷剂蒸汽升温升压后向冷凝器d2提供。 图10所示的由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵，与图9所示的不同之处在于——图10中的第一压縮机a2 有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，第二压縮机b2压縮来自中温蒸发器f 2和第一压縮机 a2的冷剂蒸汽升温升压后向冷凝器d2提供。 图11所示的是由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵，与图8所示的不同之处在于——图11中的第二压縮机b2 有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机c2，第三压縮机b2压縮来自高温蒸发器e2和第二压縮机 b2的冷剂蒸汽升温升压后向冷凝器d2提供。 图12所示的由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸 汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发 器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成由第一压縮机、第二压縮机和 第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵；第三压縮 机c2有冷剂蒸汽管路连通冷凝器d2，冷凝器d2还有冷剂液管路经第三节流阀j'2连通高温 蒸发器e2和有被加热介质管路与外部连通，高温蒸发器e2还有冷剂蒸汽管路连通第三压 縮机c2，中温蒸发器f2还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，低温蒸发器g2还有冷剂蒸 汽管路连通第一压縮机a2，高温蒸发器e2、中温蒸发器f2和低温蒸发器g2还分别有余热介质管路与外部连通，第一压縮机a2有冷剂介质管路连通冷凝器d2后再经第一节流阀h2 连通低温蒸发器g2，第二压縮机b2有冷剂介质管路连通冷凝器d2后再经第二节流阀i2连 通中温蒸发器f2，形成由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸 汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵。 ②流程上，由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽 的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵的工作流程是这样进行的余热介质流经高温蒸发 器e2加热自冷凝器d2经第三节流阀j2节流进入高温蒸发器e2的冷剂液成冷剂蒸汽向第 三压縮机c2提供，温度降低后的余热介质继续流经中温蒸发器f2加热自高温蒸发器e2经 第二节流阀i2节流进入中温蒸发器f2的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机b2提供，温度再 降低后的余热介质流经低温蒸发器g2加热自冷凝器d2经第一节流阀h2节流进入低温蒸 发器g2的冷剂液成冷剂蒸汽向第一压縮机a2提供；进入第一压縮机a2的冷剂蒸汽被压縮 升压升温后流经冷凝器d2放热于被加热介质成冷剂液、再经第一节流阀h2节流进入低温 蒸发器g2，第二压縮机b2压縮来自中温蒸发器f 2的冷剂蒸汽升温升压流经冷凝器d2放热 于被加热介质成冷剂液、再经第二节流阀i2节流进入中温蒸发器f2，第三压縮机c2压縮来 自高温蒸发器e2的冷剂蒸汽流经冷凝器d2放热于被加热介质成冷剂液、再经第三节流阀 J'2节流进入高温蒸发器e2。 在上述流程中，工作介质在第一压縮机a2、冷凝器d2、第一节流阀h2和低温蒸发 器g2之间、在第二压縮机b2、冷凝器d2、第二节流阀i2和中温蒸发器f2之间和在第三压 縮机c2、冷凝器d2、第三节流阀j2和高温蒸发器e2之间分别进行循环；可以采用同一种工 作介质，也可以采用不同的工作介质。 图13所示的由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发 器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成由第二压縮机和第三压縮机分 别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵；第三压縮机c2有冷剂蒸 汽管路连通冷凝器d2，冷凝器d2还有冷剂液管路经第三节流阀j'2连通高温蒸发器e2和有 被加热介质管路与外部连通，高温蒸发器e2还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机c2，中温蒸 发器f 2还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，低温蒸发器g2还有冷剂蒸汽管路连通第一 压縮机a2，高温蒸发器e2、中温蒸发器f2和低温蒸发器g2还分别有余热介质管路与外部 连通，第一压縮机a2还有冷剂介质管路连通第三压縮机c2，高温蒸发器e2还有冷剂液管路 经第一节流阀h2连通低温蒸发器g2，第二压縮机b2有冷剂介质管路连通冷凝器d2后再经 第二节流阀i2连通中温蒸发器f2，形成由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷 剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵。 ②流程上，由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵的工作流程是这样进行的余热介质流经高温蒸发器e2加热 自冷凝器d2经第三节流阀j2节流进入高温蒸发器e2的冷剂液成冷剂蒸汽向第三压縮机 c2提供，温度降低后的余热介质继续流经中温蒸发器f2加热自冷凝器d2经第二节流阀i2 节流进入中温蒸发器f2的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机b2提供，温度再降低后的余热 介质流经低温蒸发器g2加热自高温蒸发器e2经第一节流阀h2节流进入低温蒸发器g2的
14冷剂液成冷剂蒸汽向第一压縮机a2提供；进入第一压縮机a2的冷剂蒸汽被压縮升压升温 后向第三压縮机c2提供，第二压縮机b2压縮来自中温蒸发器f2的冷剂蒸汽升温升压流经 冷凝器d2放热于被加热介质成冷剂液、再经第二节流阀i2节流进入中温蒸发器f2，第三压 縮机c2压縮来自高温蒸发器e2和第一压縮机a2的冷剂蒸汽流经冷凝器d2放热于被加热 介质成冷剂液、再经第三节流阀j2节流进入高温蒸发器e2。 图14所示的由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发 器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成由第二压縮机和第三压縮机分 别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵；第三压縮机c2有冷剂蒸 汽管路连通冷凝器d2，冷凝器d2还有冷剂液管路经第三节流阀j'2连通高温蒸发器e2和有 被加热介质管路与外部连通，高温蒸发器e2还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机c2，中温蒸 发器f 2还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，低温蒸发器g2还有冷剂蒸汽管路连通第一 压縮机a2，高温蒸发器e2、中温蒸发器f2和低温蒸发器g2还分别有余热介质管路与外部 连通，第一压縮机a2还有冷剂介质管路连通第二压縮机b2，中温蒸发器f2还有冷剂液管路 经第一节流阀h2连通低温蒸发器g2，第二压縮机b2有冷剂介质管路连通冷凝器d2后再经 第二节流阀i2连通中温蒸发器f2，形成由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷 剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵。 ②流程上，由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵的工作流程是这样进行的余热介质流经高温蒸发器e2加热 自冷凝器d2经第三节流阀j2节流进入高温蒸发器e2的冷剂液成冷剂蒸汽向第三压縮机 c2提供，温度降低后的余热介质继续流经中温蒸发器f2加热自冷凝器d2经第二节流阀i2 节流进入中温蒸发器f2的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机b2提供，温度再降低后的余热 介质流经低温蒸发器g2加热自中温蒸发器f2经第一节流阀h2节流进入低温蒸发器g2的 冷剂液成冷剂蒸汽向第一压縮机a2提供；进入第一压縮机a2的冷剂蒸汽被压縮升压升温 后向第二压縮机b2提供，第二压縮机b2压縮来自中温蒸发器f2和第一压縮机a2的冷剂 蒸汽升温升压流经冷凝器d2放热于被加热介质成冷剂液、再经第二节流阀i2节流进入中 温蒸发器f2，第三压縮机c2压縮来自高温蒸发器e2的冷剂蒸汽流经冷凝器d2放热于被加 热介质成冷剂液、再经第三节流阀j2节流进入高温蒸发器e2。 图15所示的由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵是这样实现的 ①结构上，第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发 器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成由第一压縮机和第三压縮机分 别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵；第三压縮机c2有冷剂蒸 汽管路连通冷凝器d2，冷凝器d2还有冷剂液管路经第三节流阀j'2连通高温蒸发器e2和有 被加热介质管路与外部连通，高温蒸发器e2还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机c2，中温蒸 发器f 2还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机b2，低温蒸发器g2还有冷剂蒸汽管路连通第一 压縮机a2，高温蒸发器e2、中温蒸发器f2和低温蒸发器g2还分别有余热介质管路与外部 连通，第二压縮机b2还有冷剂介质管路连通第三压縮机c2，高温蒸发器e2还有冷剂液管路经第二节流阀i2连通中温蒸发器f2，第一压縮机a2有冷剂介质管路连通冷凝器d2后再经 第一节流阀h2连通低温蒸发器g2，形成由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷 剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵。 ②流程上，由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸 发_三段压縮蒸汽压縮式热泵的工作流程是这样进行的余热介质流经高温蒸发器e2加热 自冷凝器d2经第三节流阀j2节流进入高温蒸发器e2的冷剂液成冷剂蒸汽向第三压縮机 c2提供，温度降低后的余热介质继续流经中温蒸发器f2加热自高温蒸发器e2经第二节流 阀i2节流进入中温蒸发器f2的冷剂液成冷剂蒸汽向第二压縮机b2提供，温度再降低后的 余热介质流经低温蒸发器g2加热自冷凝器d2经第一节流阀h2节流进入低温蒸发器g2的 冷剂液成冷剂蒸汽向第一压縮机a2提供；进入第一压縮机a2的冷剂蒸汽被压縮升压升温 后流经冷凝器d2放热于被加热介质成冷剂液、再经第一节流阀h2节流进入低温蒸发器g2 ， 第二压縮机b2压縮来自中温蒸发器f2的冷剂蒸汽升温升压后向第三压縮机提供，第三压 縮机c2压縮来自高温蒸发器e2和第二压縮机b2的冷剂蒸汽流经冷凝器d2放热于被加热 介质成冷剂液、再经第三节流阀j2节流进入高温蒸发器e2。 图12-图15所示的分别由不同的压縮机组合向冷凝器提供冷剂蒸汽，能够灵活适 应不同的冷剂介质，以使冷剂介质有合理的热力学参数与热泵机组的工作参数相匹配，实 现更好制冷或制热效果。 本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的分段蒸发-分段压縮蒸汽压縮式 热泵具有如下效果或优势 ①减小了余热介质与热泵机组工作介质之间的传热温差，从而降低了机组的不可 逆因素，提高了机组的性能指数。 ②作为热泵，机组在余热资源相对较少、温度变化区间较大的场合具有较高的性 能指数，可以实现余热的深度利用；作为制冷机，在被制冷介质温度变化区间较大时减少功 耗或降低对冷却介质参数的要求。 ③在需要分级压縮、级间冷却的情况下，机组保持了常规的分级压縮、级间冷却所 具有的耗功低、容积效率高和压縮终温低的优点；且机组在结构上和造价上的改变很小。
④针对具体需要，可采用单一工作介质和两种以上的工作介质。
⑤在应用于余热资源量有变化的场合和供热或制冷负荷——冷凝器热负荷—— 降低时，此时可降低低温段蒸发_压縮流程的负荷，有利于发挥高温段蒸发_压縮流程性能 指数高的优势，使制热或制冷的综合性能指数得到相应提高。
权利要求
分段蒸发-分段压缩蒸汽压缩式热泵，其一为由第一压缩机、第二压缩机、冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、第一节流阀和第二节流阀组成、由第一压缩机和第二压缩机分别或由第二压缩机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发-两段压缩蒸汽压缩式热泵，其特征在于第一压缩机和第二压缩机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时第一压缩机和第二压缩机分别压缩低温蒸发器和高温蒸发器产生的冷剂蒸汽，第二压缩机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽时低温蒸发器产生的冷剂蒸汽由第一压缩机和第二压缩机先后进行两个阶段压缩、高温蒸发器产生的冷剂蒸汽由第二压缩机单独进行压缩；第二压缩机(b1)有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(c1)，冷凝器(c1)还有冷剂液管路经第二节流阀(g1)连通高温蒸发器(d1)和有被加热介质管路与外部连通，冷凝器(c1)或高温蒸发器(d1)再有冷剂液管路经第一节流阀(f1)连通低温蒸发器(e1)，高温蒸发器(d1)还有冷剂蒸汽管路连通第二压缩机(b1)，低温蒸发器(e1)还有冷剂蒸汽管路连通第一压缩机(a1)，高温蒸发器(d1)和低温蒸发器(e1)还分别有余热介质管路与外部连通，或第一压缩机(a1)还有冷剂蒸汽管路连通第二压缩机(b1)得到由第二压缩机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽两段蒸发-两段压缩蒸汽压缩式热泵，或第一压缩机(a1)还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(c1)得到由第一压缩机和第二 压缩机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发-两段压缩蒸汽压缩式热泵。
2. 分段蒸发_分段压縮蒸汽压縮式热泵，其二为由第一压縮机、第二压縮机、冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、第一节流阀和第二节流阀组成、并由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵，其特征在于工作介质分别在第一压縮机、冷凝器、第一节流阀与低温蒸发器之间和在第二压縮机、冷凝器、第二节流阀与高温蒸发器之间进行各自独立循环，并由第一压縮机(al)和第二压縮机(bl)分别向冷凝器(cl)提供高温冷剂蒸汽；第一压縮机(al)有冷剂介质管路连通冷凝器(cl)后再经第一节流阀(fl)连通低温蒸发器(el)，第二压縮机有冷剂介质管路连通冷凝器(cl)后再经第二节流阀(gl)连通高温蒸发器(dl)，冷凝器(cl)还有被加热介质管路与外部连通，低温蒸发器(el)还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机(al)，高温蒸发器(dl)还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机(bl)，高温蒸发器(dl)和低温蒸发器(el)还分别有余热介质管路与外部连通，从而得到两路工作介质分别独立循环、并由第一压縮机和第二压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的两段蒸发_两段压縮蒸汽压縮式热泵。
3. 分段蒸发-分段压縮蒸汽压縮式热泵，其三为由第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成、或由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别或由第二压縮机和第三压縮机分别或由第一压縮机和第三压縮机分别或由第三压縮机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵，其特征在于第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别压縮低温蒸发器、中温蒸发器和高温蒸发器产生的冷剂蒸汽，第三压縮机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽时低温蒸发器产生的冷剂蒸汽或由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机先后压縮或由第一压縮机和第三压縮机先后压縮，第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时低温蒸发器产生的冷剂蒸汽或由第一压縮机与第二压縮机先后压縮或由第一压縮机与第三压縮机先后压縮，第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时中温蒸发器产生的冷剂蒸汽由第二压縮机与第三压縮机先后压縮；第三压縮机(c2)有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(d2)，冷凝器(d2)还有冷剂液管路经第三节流阀(j2)连通高温蒸发器(e2)和有被加热介质管路与外部连通，冷凝器(d2)或高温蒸发器(e2)再有冷剂液管路经第二节流阀(i2)连通中温蒸发器(f2)，冷凝器(d2)或高温蒸发器(e2)或中温蒸发器(f2)再有冷剂液管路经第一节流阀(h2)连通低温蒸发器(g2)，高温蒸发器(e2)还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机(c2)，中温蒸发器(f2)还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机(b2)，低温蒸发器(g2)还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机(a2)，高温蒸发器(e2)、中温蒸发器(f 2)和低温蒸发器(g2)还分别有余热介质管路与外部连通，或第一压縮机(a2)和第二压縮机(b2)还分别有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(d2)时得到由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第一压縮机(a2)还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机(b2)、第二压縮机(b2)还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机(c2)时得到由第三压縮机单独向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第一压縮机(a2)还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机(b2)或连通第三压縮机(c2)、第二压縮机(b2)还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(d2)时得到由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第二压縮机(b2)还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机(c2)、第一压縮机(a2)还有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(d2)时得到由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵。
4.分段蒸发-分段压縮蒸汽压縮式热泵，其四为由第一压縮机、第二压縮机、第三压縮机、冷凝器、高温蒸发器、中温蒸发器、低温蒸发器、第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀组成、或由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别或由第二压縮机和第三压縮机分别或由第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵，其特征在于第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时工作介质分别在第一压縮机、冷凝器、第一节流阀与低温蒸发器之间、在第二压縮机、冷凝器、第二节流阀与中温蒸发器之间和在第三压縮机、冷凝器、第三节流阀与高温蒸发器进行各自独立循环，第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时工作介质或在第二压縮机、冷凝器、第二节流阀与中温蒸发器之间或在第三压縮机、冷凝器、第三节流阀与高温蒸发器进行独立循环，第一压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽时工作介质在第一压縮机、冷凝器、第一节流阀与低温蒸发器之间进行独立循环；第三压縮机(c2)有冷剂蒸汽管路连通冷凝器(d2)后冷凝器(d2)还有冷剂液管路经第三节流阀(j2)连通高温蒸发器(e2)，高温蒸发器(e2)还有冷剂蒸汽管路连通第三压縮机(c2)，中温蒸发器(f2)还有冷剂蒸汽管路连通第二压縮机(b2)，低温蒸发器(g2)还有冷剂蒸汽管路连通第一压縮机(a2)，高温蒸发器(e2)、中温蒸发器(f2)和低温蒸发器(g2)还分别有余热介质管路与外部连通，或第一压縮机(a2)有冷剂介质管路连通冷凝器(d2)后再经第一节流阀(h2)连通低温蒸发器(g2)和第二压縮机(b2)有冷剂介质管路连通冷凝器(d2)后再经第二节流阀(i2)连通中温蒸发器(f2)时得到由第一压縮机、第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第一压縮机(a2)有冷剂介质管路连通第三压縮机(c2)、高温蒸发器(e2)还有冷剂液管路经第一节流阀(h2)连通低温蒸发器(g2)和第二压縮机(b2)有冷剂介质管路连通冷凝器(d2)后再经第二节流阀(i2)连通中温蒸发器(f2)时得到由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压縮蒸汽压縮式热泵，或第一压縮机(a2)有冷剂介质管路连通第二压縮 机(b2)、中温蒸发器(f2)还有冷剂液管路经第一节流阀(h2)连通低温蒸发器(g2)和第 二压縮机(b2)有冷剂介质管路连通冷凝器(d2)后再经第二节流阀(i2)连通中温蒸发器 (f2)时得到由第二压縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发-三段压 縮蒸汽压縮式热泵，或第二压縮机(b2)有冷剂介质管路连通第三压縮机(c2)、高温蒸发器 (e2)还有冷剂液管路经第二节流阀(i2)连通中温蒸发器(f2)和第一压縮机(a2)有冷剂 介质管路连通冷凝器(d2)后再经第一节流阀(h2)连通低温蒸发器(g2)时得到由第一压 縮机和第三压縮机分别向冷凝器提供冷剂蒸汽的三段蒸发_三段压縮蒸汽压縮式热泵。
全文摘要
本发明提供了分段蒸发-分段压缩型蒸汽压缩式热泵，属于余热利用与热泵/制冷技术领域。针对余热介质温度变化区间大时单一蒸发器型蒸汽压缩式机组存在的不足，它提供了由两个以上压缩机、两个以上蒸发器、冷凝器、节流阀等部件组成、实现分段蒸发-压缩的蒸汽压缩式机组；低温蒸发器与第一压缩机实现低温段蒸发-压缩，高温蒸发器与第二压缩机实现高温段蒸发-压缩——余热介质首先流经高温蒸发器加热冷剂液成冷剂蒸汽向第二压缩机提供、温度降低后再流经低温蒸发器加热冷剂液成冷剂蒸汽向第一压缩机提供，第一压缩机或向冷凝器提供冷剂蒸汽或向第二压缩机提供冷剂蒸汽，被加热介质流经冷凝器吸热。本发明减小了余热传递温差，提高了机组性能指数，当余热介质温度变化范围大时可降低机组耗功。
文档编号F25B30/00GK101762112SQ200910229310
公开日2010年6月30日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者李华玉 申请人:李华玉