单工质联合循环热泵装置的制作方法

文档序号:31870339发布日期:2022-10-21 18:57阅读:27来源:国知局
单工质联合循环热泵装置的制作方法

1.本发明属于制冷与热泵技术领域。


背景技术:

2.冷需求、热需求和动力需求,为人类生活与生产当中所常见;其中,利用机械能转换为热能是实现制冷和高效供热的重要方式。基于逆向朗肯循环的蒸汽压缩式热泵装置,当放热主要依靠冷凝过程时,工质与被加热介质之间温差损失大,冷凝液的降压过程损失较大或利用代价高;采用超临界工况时,压缩比较高,使得压缩机的制造代价大,安全性降低等;两种情况下,对获取低温热负荷的副作用难以消除。基于逆向布雷顿循环的气体压缩式热泵装置,要求压缩比较低,这限制了供热参数的提高;同时,低温过程是变温的,这使得制冷或制热时低温环节往往存在较大的温差损失,性能指数不理想。
3.本发明从简单、主动和高效地利用机械能进行制冷或制热的原则出发,提出了以蒸发过程获取低温热负荷、以变温放热为主提供供热负荷、并着力有效降低回热过程不可逆温差损失的单工质联合循环热泵装置。


技术实现要素:

4.本发明主要目的是要提供单工质联合循环热泵装置,具体

技术实现要素:
分项阐述如下:
5.1.单工质联合循环热泵装置,主要由压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器和第二回热器所组成;压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与回热器连通,第二路经膨胀机与第二回热器连通;回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与压缩机连通;供热器还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机和涡轮机连接压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
6.2.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器和第二回热器所组成;双能压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与回热器连通,第二路经膨胀机与第二回热器连通;回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机和涡轮机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
7.3.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、第二喷管、供热器、蒸发器、回热器和第二回热器所组成;双能压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与回热器连通,第二路经膨胀机与第二回热器连通;回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经第二喷管与蒸发器连
通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
8.4.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和第二回热器所组成;双能压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与回热器连通,第二路经膨胀机与第二回热器连通;回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
9.5.单工质联合循环热泵装置,是在第1-4项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中,增加新增喷管和新增回热器,将供热器有循环工质通道与回热器连通调整为供热器有循环工质通道经新增回热器与回热器连通,第二回热器自中间或末端增设循环工质通道经新增喷管和新增回热器之后通过中间进气端口与膨胀机连通,形成单工质联合循环热泵装置。
10.6.单工质联合循环热泵装置,是在第1-4项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中,增加再热器,将供热器有循环工质通道与回热器连通调整为供热器有循环工质通道经再热器与回热器连通,将供热器有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通调整为供热器有循环工质通道与膨胀机连通、膨胀机还有循环工质通道经再热器与膨胀机连通和膨胀机还有循环工质通道与第二回热器连通,形成单工质联合循环热泵装置。
11.7.单工质联合循环热泵装置,是在第1-4项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中,增加第二供热器,将供热器有循环工质通道与回热器连通调整为供热器有循环工质通道经第二供热器与回热器连通,第二供热器还有被加热介质通道与外部连通,形成单工质联合循环热泵装置。
12.8.单工质联合循环热泵装置,主要由压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和高温回热器所组成;压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路与回热器连通,第二路经膨胀机与第二回热器连通;回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通;供热器还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机和涡轮机连接压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
13.9.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和高温回热器所组成;双能压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路与回热器连通,第二路经膨胀机与第二回热器连通;回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道经高温回热器与双能压缩机连通;供热器还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机和涡轮机连接双能压缩机并传输动力,形
成单工质联合循环热泵装置。
14.10.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、第二喷管、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和高温回热器所组成;双能压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路与回热器连通,第二路经膨胀机与第二回热器连通;回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经第二喷管与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道经高温回热器双能压缩机连通;供热器还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
15.11.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和高温回热器所组成;双能压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路与回热器连通,第二路经膨胀机与第二回热器连通;回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道经高温回热器与双能压缩机连通;供热器还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
16.12.单工质联合循环热泵装置,主要由压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;压缩机有第一循环工质通道与供热器连通,压缩机还有第二循环工质通道经第二供热器与回热器连通,供热器还有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通,回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与压缩机连通;供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机和涡轮机连接压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
17.13.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;双能压缩机有第一循环工质通道与供热器连通,压缩机还有第二循环工质通道经第二供热器与回热器连通,供热器还有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通,回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机和涡轮机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
18.14.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、第二喷管、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;双能压缩机有第一循环工质通道与供热器连通,压缩机还有第二循环工质通道经第二供热器与回热器连通,供热器还有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通,回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经第二喷管与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器和第二供热
器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
19.15.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;双能压缩机有第一循环工质通道与供热器连通,双能压缩机还有第二循环工质通道经第二供热器与回热器连通,供热器还有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通,回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
20.16.单工质联合循环热泵装置,主要由压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;压缩机有第一循环工质通道经第二供热器与回热器连通,压缩机还有第二循环工质通道与供热器连通,回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通,供热器还有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与压缩机连通;供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机和涡轮机连接压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
21.17.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;压缩机有第一循环工质通道经第二供热器与回热器连通,双能压缩机还有第二循环工质通道与供热器连通,回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通,供热器还有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机和涡轮机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
22.18.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、第二喷管、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;压缩机有第二循环工质通道经第二供热器与回热器连通,双能压缩机还有第二循环工质通道与供热器连通,回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经第二喷管与蒸发器连通,供热器还有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
23.19.单工质联合循环热泵装置,主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;双能压缩机有第二循环工质通道经第二供热器与回热器连通,双能压缩机有第二循环工质通道与供热器连通,回热器还有循环工质通道经喷管与第二回热器连通之后第二回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通,供热器还有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通,蒸发器还有循环工质通道经第二回
热器与回热器连通,回热器还有循环工质通道与双能压缩机连通;供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机连接双能压缩机并传输动力,形成单工质联合循环热泵装置。
24.20.单工质联合循环热泵装置,是在第12-19项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中,增加新增喷管和新增回热器,将第二供热器有循环工质通道与回热器连通调整为第二供热器有循环工质通道经新增回热器与回热器连通,第二回热器自中间或末端增设循环工质通道经新增喷管和新增回热器之后通过中间进气端口与膨胀机连通,形成单工质联合循环热泵装置。
25.21.单工质联合循环热泵装置,是在第12-19项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中,增加再热器,将第二供热器有循环工质通道与回热器连通调整为第二供热器有循环工质通道经再热器与回热器连通,将供热器有循环工质通道经膨胀机与第二回热器连通调整为供热器有循环工质通道与膨胀机连通、膨胀机还有循环工质通道经再热器与膨胀机连通和膨胀机还有循环工质通道与第二回热器连通,形成单工质联合循环热泵装置。
附图说明:
26.图1是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第1种原则性热力系统图。
27.图2是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第2种原则性热力系统图。
28.图3是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第3种原则性热力系统图。
29.图4是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第4种原则性热力系统图。
30.图5是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第5种原则性热力系统图。
31.图6是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第6种原则性热力系统图。
32.图7是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第7种原则性热力系统图。
33.图8是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第8种原则性热力系统图。
34.图9是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第9种原则性热力系统图。
35.图10是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第10种原则性热力系统图。
36.图11是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第11种原则性热力系统图。
37.图12是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第12种原则性热力系统图。
38.图中,1-压缩机,2-喷管,3-膨胀机,4-涡轮机,5-供热器,6-蒸发器,7-回热器,8-第二回热器,9-双能压缩机,10-第二喷管,11-节流阀,12-再热器,13-第二供热器,14-高温回热器;a-新增喷管,b-新增回热器。
具体实施方式:
39.首先要说明的是,在结构和流程的表述上,非必要情况下不重复进行;对显而易见的流程不作表述。下面结合附图和实例来详细描述本发明。
40.图1所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
41.(1)结构上,它主要由压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器和第二回热器所组成;压缩机1有循环工质通道与供热器5连通之后分成两路——第一路与回热器7连通,第二路经膨胀机3与第二回热器8连通;回热器7还有循环工质通道经喷管2与第二回热器8连通之后第二回热器8再有冷凝液管路经涡轮机4与蒸发器6连通,蒸发器6还有循
环工质通道经第二回热器8与回热器7连通,回热器7还有循环工质通道与压缩机1连通;供热器5还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机3和涡轮机4连接压缩机1并传输动力。
42.(2)流程上,膨胀机3和蒸发器6排放的循环工质进入第二回热器8吸热升温,流经回热器7吸热升温,之后进入压缩机1升压升温;压缩机1排放的循环工质流经供热器5并放热,之后分成两路——第一路流经回热器7放热并部分冷凝、流经喷管2降压增速、流经第二回热器8放热冷凝、流经涡轮机4降速降压并作功之后进入蒸发器6,第二路流经膨胀机3降压作功之后进入第二回热器8;进入蒸发器6的循环工质吸热汽化,之后进入第二回热器8;被加热介质通过供热器5获取高温热负荷,低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷,外部、膨胀机3和涡轮机4共同向压缩机1提供动力,形成单工质联合循环热泵装置。
43.图2所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
44.(1)结构上,它主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器和第二回热器所组成;双能压缩机9有循环工质通道与供热器5连通之后分成两路——第一路与回热器7连通,第二路经膨胀机3与第二回热器8连通;回热器7还有循环工质通道经喷管2与第二回热器8连通之后第二回热器8再有冷凝液管路经涡轮机4与蒸发器6连通,蒸发器6还有循环工质通道经第二回热器8与回热器7连通,回热器7还有循环工质通道与双能压缩机9连通;供热器5还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机3和涡轮机4连接双能压缩机9并传输动力。
45.(2)流程上,膨胀机3和蒸发器6排放的循环工质进入第二回热器8吸热升温,流经回热器7吸热升温,之后进入双能压缩机9升压升温并降速;双能压缩机9排放的循环工质流经供热器5并放热,之后分成两路——第一路流经回热器7放热并部分冷凝、流经喷管2降压增速、流经第二回热器8放热冷凝、流经涡轮机4降压作功或降速降压并作功、之后进入蒸发器6,第二路流经膨胀机3降压作功之后进入第二回热器8;进入蒸发器6的循环工质吸热汽化,之后进入第二回热器8;被加热介质通过供热器5获取高温热负荷,低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷,外部、膨胀机3和涡轮机4共同向双能压缩机9提供动力,形成单工质联合循环热泵装置。
46.图3所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
47.(1)结构上,它主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、第二喷管、供热器、蒸发器、回热器和第二回热器所组成;双能压缩机9有循环工质通道与供热器5连通之后分成两路——第一路与回热器7连通,第二路经膨胀机3与第二回热器8连通;回热器7还有循环工质通道经喷管2与第二回热器8连通之后第二回热器8再有冷凝液管路经第二喷管10与蒸发器6连通,蒸发器6还有循环工质通道经第二回热器8与回热器7连通,回热器7还有循环工质通道与双能压缩机9连通;供热器5还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机3连接双能压缩机9并传输动力。
48.(2)流程上,膨胀机3和蒸发器6排放的循环工质进入第二回热器8吸热升温,流经回热器7吸热升温,之后进入双能压缩机9升压升温并降速;双能压缩机9排放的循环工质流经供热器5并放热,之后分成两路——第一路流经回热器7放热并部分冷凝、流经喷管2降压增速、流经第二回热器8放热冷凝、流经第二喷管10降压增速、之后进入蒸发器6,第二路流经膨胀机3降压作功之后进入第二回热器8;进入蒸发器6的循环工质吸热汽化,之后进入第
二回热器8;被加热介质通过供热器5获取高温热负荷,低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷,外部和膨胀机3共同向双能压缩机9提供动力,形成单工质联合循环热泵装置。
49.图4所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
50.(1)结构上,它主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和第二回热器所组成;双能压缩机9有循环工质通道与供热器5连通之后分成两路——第一路与回热器7连通,第二路经膨胀机3与第二回热器8连通;回热器7还有循环工质通道经喷管2与第二回热器8连通之后第二回热器8再有冷凝液管路经节流阀11与蒸发器6连通,蒸发器6还有循环工质通道经第二回热器8与回热器7连通,回热器7还有循环工质通道与双能压缩机9连通;供热器5还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机3连接双能压缩机9并传输动力。
51.(2)流程上,膨胀机3和蒸发器6排放的循环工质进入第二回热器8吸热升温,流经回热器7吸热升温,之后进入双能压缩机9升压升温并降速;双能压缩机9排放的循环工质流经供热器5并放热,之后分成两路——第一路流经回热器7放热并部分冷凝、流经喷管2降压增速、流经第二回热器8放热冷凝、流经节流阀11节流降压、之后进入蒸发器6,第二路流经膨胀机3降压作功之后进入第二回热器8;进入蒸发器6的循环工质吸热汽化,之后进入第二回热器8;被加热介质通过供热器5获取高温热负荷,低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷,外部和膨胀机3共同向双能压缩机9提供动力,形成单工质联合循环热泵装置。
52.图5所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
53.(1)结构上,在图3所示的单工质联合循环热泵装置中,增加新增喷管和新增回热器,将供热器5有循环工质通道与回热器7连通调整为供热器5有循环工质通道经新增回热器b与回热器7连通,第二回热器8自中间或末端增设循环工质通道经新增喷管a和新增回热器b之后通过中间进气端口与膨胀机3连通。
54.(2)流程上,与图3所示单工质联合循环热泵装置相比较,不同之处在于:供热器5排放的一路循环工质流经新增回热器b并放热,流经回热器7放热并部分冷凝,流经喷管2降压增速,之后进入第二回热器8放热并部分冷凝或全部冷凝之后再分成两路——第一路流经新增喷管a降压增速、流经新增回热器b吸热和通过中间进气端口进入膨胀机3降压作功,第二路冷凝液或第二路继续放热之后的冷凝液经第二喷管10降压增速之后进入蒸发器6,形成单工质联合循环热泵装置。
55.图6所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
56.(1)结构上,在图3所示的单工质联合循环热泵装置中,增加再热器,将供热器5有循环工质通道与回热器7连通调整为供热器5有循环工质通道经再热器12与回热器7连通,将供热器5有循环工质通道经膨胀机3与第二回热器8连通调整为供热器5有循环工质通道与膨胀机3连通、膨胀机3还有循环工质通道经再热器12与膨胀机3连通和膨胀机3还有循环工质通道与第二回热器8连通。
57.(2)流程上,与图3所示单工质联合循环热泵装置相比较,不同之处在于:供热器5排放的第一路循环工质,流经再热器12并放热,流经回热器7放热并部分冷凝,流经喷管2降压增速,流经第二回热器8放热冷凝,流经第二喷管10降压增速,之后进入蒸发器6吸热汽化;供热器5排放的第二路循环工质,进入膨胀机3降压作功至一定程度之后流经再热器12吸热、进入膨胀机3继续降压作功、之后进入第二回热器8,形成单工质联合循环热泵装置。
58.图7所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
59.(1)结构上,在图3所示的单工质联合循环热泵装置中,增加第二供热器,将供热器5有循环工质通道与回热器7连通调整为供热器5有循环工质通道经第二供热器13与回热器7连通,第二供热器7还有被加热介质通道与外部连通。
60.(2)流程上,与图3所示单工质联合循环热泵装置相比较,不同之处在于:供热器5排放的一路循环工质流经第二供热器13放热降温,之后进入回热器7放热并部分冷凝,形成单工质联合循环热泵装置。
61.图8所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
62.(1)结构上,它主要由压缩机、喷管、膨胀机、涡轮机、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和高温回热器所组成;压缩机1有循环工质通道经供热器5与高温回热器14连通之后分成两路——第一路与回热器7连通,第二路经膨胀机3与第二回热器8连通;回热器7还有循环工质通道经喷管2与第二回热器8连通之后第二回热器8再有冷凝液管路经涡轮机4与蒸发器6连通,蒸发器6还有循环工质通道经第二回热器8与回热器7连通,回热器7还有循环工质通道经高温回热器14与压缩机1连通;供热器5还有被加热介质通道与外部连通,蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机3和涡轮机4连接压缩机1并传输动力。
63.(2)流程上,膨胀机3和蒸发器6排放的循环工质进入第二回热器8吸热升温,流经回热器7和高温回热器14逐步吸热,之后进入双能压缩机9升压升温并降速;双能压缩机9排放的循环工质流经供热器5和高温回热器14逐步放热,之后分成两路——第一路流经回热器7放热并部分冷凝、流经喷管2降压增速、流经第二回热器8放热冷凝、流经涡轮机4降压作功或降速降压并作功、之后进入蒸发器6,第二路流经膨胀机3降压作功之后进入第二回热器8;进入蒸发器6的循环工质吸热汽化,之后进入第二回热器8;被加热介质通过供热器5获取高温热负荷,低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷,外部、膨胀机3和涡轮机4共同向双能压缩机9提供动力,形成单工质联合循环热泵装置。
64.图9所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
65.(1)结构上,它主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、第二喷管、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;双能压缩机9有第一循环工质通道与供热器5连通,压缩机1还有第二循环工质通道经第二供热器13与回热器7连通,供热器5还有循环工质通道经膨胀机3与第二回热器8连通,回热器7还有循环工质通道经喷管2与第二回热器8连通之后第二回热器8再有冷凝液管路经第二喷管10与蒸发器6连通,蒸发器6还有循环工质通道经第二回热器8与回热器7连通,回热器7还有循环工质通道与双能压缩机9连通;供热器5和第二供热器13还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机3连接双能压缩机9并传输动力。
66.(2)流程上,膨胀机3和蒸发器6排放的循环工质进入第二回热器8吸热升温,流经回热器7吸热升温,进入双能压缩机9升压升温并降速至一定程度之后分成两路——第一路流经供热器5并放热和流经膨胀机3降压作功之后进入第二回热器8,第二路继续升压升温并降速、流经第二供热器13放热、流经回热器7放热并部分冷凝、流经喷管2降压增速、流经第二回热器8放热冷凝、流经第二喷管10降压增速之后进入蒸发器6;进入蒸发器6的循环工质吸热汽化,之后进入第二回热器8;被加热介质通过供热器5和第二供热器13获取高温热负荷,低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷,外部和膨胀机3共同向双能压缩机9提供动
力,形成单工质联合循环热泵装置。
67.图10所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
68.(1)结构上,它主要由双能压缩机、喷管、膨胀机、第二喷管、供热器、蒸发器、回热器、第二回热器和第二供热器所组成;压缩机1有第二循环工质通道经第二供热器13与回热器7连通,双能压缩机9还有第二循环工质通道与供热器5连通,回热器7还有循环工质通道经喷管2与第二回热器8连通之后第二回热器8再有冷凝液管路经第二喷管10与蒸发器6连通,供热器5还有循环工质通道经膨胀机3与第二回热器8连通,蒸发器6还有循环工质通道经第二回热器8与回热器7连通,回热器7还有循环工质通道与双能压缩机9连通;供热器5和第二供热器13还分别有被加热介质通道与外部连通,蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通,膨胀机3连接双能压缩机9并传输动力。
69.(2)流程上,膨胀机3和蒸发器6排放的循环工质进入第二回热器8吸热升温,流经回热器7吸热升温,进入双能压缩机9升压升温并降速至一定程度之后分成两路——第一路流经第二供热器13放热、流经回热器7放热并部分冷凝、流经喷管2降压增速、流经第二回热器8放热冷凝、流经第二喷管10降压增速之后进入蒸发器6,第二路继续升压升温并降速、流经供热器5并放热、流经膨胀机3降压作功之后进入第二回热器8;进入蒸发器6的循环工质吸热汽化,之后进入第二回热器8;被加热介质通过供热器5和第二供热器13获取高温热负荷,低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷,外部和膨胀机3共同向双能压缩机9提供动力,形成单工质联合循环热泵装置。
70.图11所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
71.(1)结构上,在图9所示的单工质联合循环热泵装置中,增加新增喷管和新增回热器,将第二供热器13有循环工质通道与回热器7连通调整为第二供热器13有循环工质通道经新增回热器b与回热器7连通,第二回热器8自中间或末端增设循环工质通道经新增喷管a和新增回热器b之后通过中间进气端口与膨胀机3连通。
72.(2)流程上,与图9所示单工质联合循环热泵装置相比较,不同之处在于:第二供热器13排放的循环工质流经新增回热器b并放热,流经回热器7放热并部分冷凝,流经喷管2降压增速,之后进入第二回热器8放热并部分冷凝或全部冷凝之后再分成两路——第一路流经新增喷管a降压增速、流经新增回热器b吸热和通过中间进气端口进入膨胀机3降压作功,第二路冷凝液或第二路继续放热之后的冷凝液经第二喷管10降压增速之后进入蒸发器6,形成单工质联合循环热泵装置。
73.图12所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的:
74.(1)结构上,在图9所示的单工质联合循环热泵装置中,增加再热器,将第二供热器13有循环工质通道与回热器7连通调整为第二供热器13有循环工质通道经再热器12与回热器7连通,将供热器5有循环工质通道经膨胀机3与第二回热器8连通调整为供热器5有循环工质通道与膨胀机3连通、膨胀机3还有循环工质通道经再热器12与膨胀机3连通和膨胀机3还有循环工质通道与第二回热器8连通。
75.(2)流程上,与图9所示单工质联合循环热泵装置相比较,不同之处在于:第二供热器13排放的循环工质,流经再热器12并放热,流经回热器7放热并部分冷凝,流经喷管2降压增速,流经第二回热器8放热冷凝,流经第二喷管10降压增速,之后进入蒸发器6吸热汽化;供热器5排放的循环工质,进入膨胀机3降压作功至一定程度之后流经再热器12吸热、进入
膨胀机3继续降压作功、之后进入第二回热器8,形成单工质联合循环热泵装置。
76.本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的单工质联合循环热泵装置,具有如下效果和优势:
77.(1)提供了机械能制冷与制热利用(能差利用)基本技术。
78.(2)消除或大幅度减少相变放热过程的供热负荷,相对增加高温供热段供热负荷,提高装置性能指数。
79.(3)消除冷凝液显热对获取低温热负荷的不利影响,提高装置性能指数。
80.(4)大幅度提升冷凝液显热的利用程度,有利于降低压缩比和提高装置性能指数。
81.(5)采用简单技术手段,有效降低回热过程温差不可逆损失,提高装置性能指数。
82.(6)工作参数范围得到大幅度扩展,实现高效供热与高效高温供热。
83.(7)降低工作压力,提高装置安全性。
84.(8)单一工质,有利于生产和储存;降低运行成本,提高循环调节的灵活性
85.(9)在高温区或变温区,有利于降低放热环节的温差传热损失,提高性能指数。
86.(10)在高温供热区采取低压运行方式,缓解或解决传统制冷与热泵装置中性能指数、循环介质参数与管材耐压耐温性能之间的矛盾。
87.(11)适用范围广,能够很好地适应供能需求,工质与工作参数之间匹配灵活。
88.(12)扩展了机械能进行冷/热高效利用的应用范围,有利于更好地实现机械能在制冷、高温供热和变温供热领域的高效利用。
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