本發(fā)明涉及暖通工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種熱水型熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

火電、煉鋼、化工等行業(yè)工業(yè)熱源充足，尤其是低于120℃溫水資源存在較大的浪費。在傳統(tǒng)上方式上，供暖季時主要通過板式換熱器、溴化鋰熱泵機組等方式將這部分低品位熱源用于工業(yè)或居民建筑供暖。

現(xiàn)有的吸收式熱泵裝置，溴化鋰溶液在發(fā)生器中與高溫?zé)嵩此畵Q熱后，溴化鋰溶液被泵入吸收器內(nèi)，而發(fā)生的水蒸氣進入冷凝器與用戶水換熱后被冷凝，冷凝水進入蒸發(fā)器與低溫?zé)嵩此畵Q熱，產(chǎn)生水蒸氣；吸收器中溴化鋰溶液吸收水蒸氣后濃度降低，被溶液泵泵入發(fā)生器，再次發(fā)生水蒸氣，如此溴化鋰溶液在發(fā)生器、吸收器循環(huán)，制冷劑水在發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器中不斷循環(huán)。水系統(tǒng)方面：高溫?zé)嵩此M入發(fā)生器中與溴化鋰溶液換熱后，溫度降低；低溫?zé)嵩此c蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑水換熱；用戶水先進入吸收器中吸收熱量，再進入冷凝器中帶走冷凝熱，溫度再次升高，為用戶提供熱水。

在該熱泵裝置中，熱源水未被充分利用，使得與吸收器換熱之后流出的熱源水溫度仍然較高，降低了熱源水的能源利用率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例中提供一種熱水型熱泵系統(tǒng)，能夠更加充分地利用熱源水的熱量，提高能源利用率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種熱水型熱泵系統(tǒng)，包括熱源水管路、用戶水管路、第一工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、第二工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)以及換熱器，第一工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的膨脹機、第一冷凝器和第一蒸發(fā)器，第二工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的壓縮機、第二冷凝器和第二蒸發(fā)器，熱源水管路依次經(jīng)過第一蒸發(fā)器、換熱器和第二蒸發(fā)器換熱，用戶水管路經(jīng)過第一冷凝器、換熱器和第二冷凝器換熱。

作為優(yōu)選，換熱器為板式換熱器，熱源水管路和用戶水管路在板式換熱器內(nèi)換熱。

作為優(yōu)選，膨脹機和壓縮機之間通過聯(lián)軸器驅(qū)動連接。

作為優(yōu)選，第一冷凝器和第一蒸發(fā)器之間設(shè)置有增壓器。

作為優(yōu)選，第二冷凝器和第二蒸發(fā)器之間設(shè)置有節(jié)流裝置。

作為優(yōu)選，熱源水管路在第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器內(nèi)均多流程設(shè)置。

作為優(yōu)選，用戶水管路在第一冷凝器和第二冷凝器內(nèi)均多流程設(shè)置。

作為優(yōu)選，用戶水管路包括并聯(lián)設(shè)置的第一支管和第二支管，第一支管流經(jīng)第一冷凝器和第二冷凝器，第二支管流經(jīng)換熱器后在第二冷凝器的出口與第一支管匯合。

作為優(yōu)選，第一支管上設(shè)置有第一流量調(diào)節(jié)閥，第二支管上設(shè)置有第二流量調(diào)節(jié)閥。

作為優(yōu)選，用戶水管路包括流經(jīng)第一冷凝器的總管和與總管相連并并聯(lián)設(shè)置的第一支管和第二支管，第一支管從總管的出口流經(jīng)第二冷凝器，第二支管從總管的出口流經(jīng)換熱器后在第二冷凝器的出口與第一支管匯合。

作為優(yōu)選，第一支管上設(shè)置有第一流量調(diào)節(jié)閥，第二支管上設(shè)置有第二流量調(diào)節(jié)閥。

作為優(yōu)選，用戶水管路包括流經(jīng)換熱器的總管和與總管相連并并聯(lián)設(shè)置的第一支管和第二支管，第一支管從總管的出口流經(jīng)第二冷凝器，第二支管從總管的出口流經(jīng)第一冷凝器后在第二冷凝器的出口與第一支管匯合。

作為優(yōu)選，第一支管上設(shè)置有第一流量調(diào)節(jié)閥，第二支管上設(shè)置有第二流量調(diào)節(jié)閥。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，熱水型熱泵系統(tǒng)包括熱源水管路、用戶水管路、第一工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、第二工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)以及換熱器，第一工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的膨脹機、第一冷凝器和第一蒸發(fā)器，第二工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的壓縮機、第二冷凝器和第二蒸發(fā)器，熱源水管路依次經(jīng)過第一蒸發(fā)器、換熱器和第二蒸發(fā)器換熱，用戶水管路經(jīng)過第一冷凝器、換熱器和第二冷凝器換熱。該熱水型熱泵系統(tǒng)中，熱源水管路不僅通過第一冷凝器和第二冷凝器進行放熱，而且也通過換熱器與用戶水管路之間進行換熱，因此使得熱源水的熱能利用更加充分，節(jié)能效果更加明顯，可以有效提高能源利用率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實施例的熱水型熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本發(fā)明第一實施例的熱水型熱泵系統(tǒng)的運行結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明第二實施例的熱水型熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖4是本發(fā)明第二實施例的熱水型熱泵系統(tǒng)的運行結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明第三實施例的熱水型熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖6是本發(fā)明第三實施例的熱水型熱泵系統(tǒng)的運行結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記說明：1、熱源水管路；2、用戶水管路；3、第一工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；4、第二工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；5、換熱器；6、膨脹機；7、第一冷凝器；8、第一蒸發(fā)器；9、壓縮機；10、第二冷凝器；11、第二蒸發(fā)器；12、聯(lián)軸器；13、增壓器；14、節(jié)流裝置；15、第一支管；16、第二支管；17、總管；18、第一流量調(diào)節(jié)閥；19、第二流量調(diào)節(jié)閥；20、儲液裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

結(jié)合參見圖1至圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例，熱水型熱泵系統(tǒng)包括熱源水管路1、用戶水管路2、第一工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)3、第二工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)4以及換熱器5，第一工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)3包括依次連接的膨脹機6、第一冷凝器7和第一蒸發(fā)器8，第二工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)4包括依次連接的壓縮機9、第二冷凝器10和第二蒸發(fā)器11，熱源水管路1依次經(jīng)過第一蒸發(fā)器8、換熱器5和第二蒸發(fā)器11換熱，用戶水管路2經(jīng)過第一冷凝器7、換熱器5和第二冷凝器10換熱。

該熱水型熱泵系統(tǒng)中，熱源水管路1不僅通過第一冷凝器7和第二冷凝器10進行放熱，而且也通過換熱器5與用戶水管路2之間進行換熱，因此使得熱源水的熱能利用更加充分，節(jié)能效果更加明顯，可以有效提高能源利用率。經(jīng)實際測量可知，在采用本發(fā)明的方案后，熱源水出水溫度比傳統(tǒng)溴化鋰機組低10-15％。

在本實施例中，換熱器5為板式換熱器，熱源水管路1和用戶水管路2在板式換熱器內(nèi)換熱。采用板式換熱器換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、應(yīng)用廣泛、使用壽命長，因此可以使得熱源水的熱能得到更加充分的利用。

優(yōu)選地，膨脹機6和壓縮機9之間通過聯(lián)軸器12驅(qū)動連接。膨脹機6在工質(zhì)一的作用下形成轉(zhuǎn)動作用力，然后通過聯(lián)軸器12將轉(zhuǎn)動作用力傳遞給壓縮機9并帶動壓縮機9工作，可以充分利用第一蒸發(fā)器8吸收熱源水所產(chǎn)生的蒸汽做功，并使得壓縮機9可以利用膨脹機6的作用工作，降低壓縮機的功率損耗，能夠更加節(jié)省能源。當(dāng)然，膨脹機6與壓縮機9之間不形成驅(qū)動連接，壓縮機9設(shè)置單獨的驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)動。

在第一冷凝器7和第一蒸發(fā)器8之間還可以設(shè)置有增壓器13，增壓器13可以對從第一冷凝器7流出的工質(zhì)一進行增壓，使得流動至第一蒸發(fā)器8內(nèi)的工質(zhì)一具有較高壓力，可以吸收更多熱量，并且能夠為膨脹機6提供更大蒸汽壓力，使得膨脹機6可以為壓縮機9的運轉(zhuǎn)提供更大的驅(qū)動作用力。

第二冷凝器10和第二蒸發(fā)器11之間還可以設(shè)置有節(jié)流裝置14，當(dāng)工質(zhì)二從壓縮機9流出至第二冷凝器10與用戶水進行換熱之后，溫度上升，此時工質(zhì)二為高溫高壓狀態(tài)，經(jīng)過節(jié)流裝置14節(jié)流之后，形成高溫低壓狀態(tài)，能夠在進入到第二蒸發(fā)器11之后吸收更多的熱量，使得熱源水的熱量釋放的更加徹底，提高熱源水熱量的利用效率。

熱源水管路1在第一蒸發(fā)器8和第二蒸發(fā)器11內(nèi)均多流程設(shè)置，能夠提高熱源水管路1與第一蒸發(fā)器8和第二蒸發(fā)器11的換熱面積，保證熱源水管路1與第一蒸發(fā)器8和第二蒸發(fā)器11換熱更加充分。

用戶水管路2在第一冷凝器7和第二冷凝器10內(nèi)均多流程設(shè)置，能夠提高用戶水管路2與第一冷凝器7和第二冷凝器10的換熱面積，保證用戶水管路2與第一冷凝器7和第二冷凝器10換熱更加充分。

結(jié)合參見圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，用戶水管路2包括并聯(lián)設(shè)置的第一支管15和第二支管16，第一支管15流經(jīng)第一冷凝器7和第二冷凝器10，第二支管16流經(jīng)換熱器5后在第二冷凝器10的出口與第一支管15匯合。

優(yōu)選地，第一支管15上設(shè)置有第一流量調(diào)節(jié)閥18，第二支管16上設(shè)置有第二流量調(diào)節(jié)閥19。

在本實施例的熱水型熱泵系統(tǒng)工作時，熱源水管路1中的熱源水加熱高壓工質(zhì)一，得到高溫高壓的工質(zhì)一的蒸汽，推動膨脹機6高速轉(zhuǎn)動，膨脹機6的出口形成氣態(tài)低溫低壓的工質(zhì)一，氣態(tài)低溫低壓的工質(zhì)一進入第一冷凝器7中被進一步冷卻冷凝得到液態(tài)低溫低壓的工質(zhì)一，液態(tài)低溫低壓的工質(zhì)一進入儲液裝置20后經(jīng)增壓器13增壓，然后形成低溫高壓的液態(tài)工質(zhì)一，并繼續(xù)被熱源水加熱，如此，工質(zhì)一不斷往復(fù)循環(huán)。膨脹機6高速旋轉(zhuǎn)后，通過聯(lián)軸器12帶動儲液裝置20壓縮工質(zhì)二，得到高溫高壓的氣態(tài)工質(zhì)二，進入第二冷凝器10中被冷卻冷凝形成低溫高壓的液態(tài)工質(zhì)二，經(jīng)節(jié)流裝置14節(jié)流之后進入第二蒸發(fā)器11形成低溫的氣態(tài)工質(zhì)二，然后進入儲液裝置20被壓縮形成高溫高壓的蒸汽工質(zhì)二，如此往復(fù)循環(huán)。

在本實施例中，熱源水從a路進入第一蒸發(fā)器8加熱工質(zhì)一后，溫度降低，再進入板式換熱器與用戶水換熱，溫度再次降低，最后進入第二蒸發(fā)器11中加熱工質(zhì)一，再次溫度降低，熱源水熱量可被充分回收利用。用戶水從b管路分第一支管15和第二支管16兩路進入機組，并通過第一流量調(diào)節(jié)閥18和第二流量調(diào)節(jié)閥19來調(diào)節(jié)兩路流量比例，其中第一支管15進入第一冷凝器7被液態(tài)工質(zhì)一加熱后進入第二冷凝器10被進一步加熱，第二支管16進入板式換熱器與熱源水換熱后在第二冷凝器10的出口與第一支管15匯合，從b路主管出。

在系統(tǒng)工作過程中，溫度傳感器T1檢測熱源水進機組水溫120℃，經(jīng)過第一蒸發(fā)器8與工質(zhì)一換熱后，溫度傳感器T2檢測到溫度降低至94.5℃，再經(jīng)過板式換熱器與用戶水換熱后，溫度傳感器T3檢測到溫度降低至65℃，最后經(jīng)過第二蒸發(fā)器11與工質(zhì)二換熱后，溫度傳感器T4檢測到熱源水溫度降低至25℃。溫度傳感器T6檢測到用戶水進機組水溫45℃，分兩路后，通過第一流量調(diào)節(jié)閥18和第二流量調(diào)節(jié)閥19調(diào)節(jié)流量分配，第二支管16經(jīng)板式換熱器與熱源水換熱被加熱，最后與第一支管15匯合，溫度傳感器T7檢測到溫度60℃左右，第一支管15進入第一冷凝器7冷卻工質(zhì)一，溫度傳感器T5檢測到第一支管15流出第一冷凝器7后的用戶水溫度53℃，后用戶水進入第二冷凝器10與工質(zhì)二換熱，并進一步升溫，溫度傳感器T7檢測到出口溫度60℃。

結(jié)合參見圖3和圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，用戶水管路2包括流經(jīng)第一冷凝器7的總管17和與總管17相連并并聯(lián)設(shè)置的第一支管15和第二支管16，第一支管15從總管17的出口流經(jīng)第二冷凝器10，第二支管16從總管17的出口流經(jīng)換熱器5后在第二冷凝器10的出口與第一支管15匯合。

第一支管15上設(shè)置有第一流量調(diào)節(jié)閥18，第二支管16上設(shè)置有第二流量調(diào)節(jié)閥19。

在本實施例中，熱源水從a路進入第一蒸發(fā)器8加熱工質(zhì)一后，溫度降低，再進入板式換熱器與用戶水換熱，溫度再次降低，最后進入第二蒸發(fā)器11中加熱工質(zhì)一，再次溫度降低，熱源水熱量可被充分回收利用。用戶水從b管路經(jīng)總管17流經(jīng)第一冷凝器7升溫之后，分第一支管15和第二支管16兩路進行流動，并通過第一流量調(diào)節(jié)閥18和第二流量調(diào)節(jié)閥19來調(diào)節(jié)兩路流量比例，其中第一支管15進入第二冷凝器10被進一步加熱，第二支管16進入板式換熱器與熱源水換熱后在第二冷凝器10的出口與第一支管15匯合，從b路主管出。

在系統(tǒng)工作過程中，溫度傳感器T1檢測熱源水進機組水溫120℃，經(jīng)過第一蒸發(fā)器8與工質(zhì)一換熱后，溫度傳感器T2檢測到溫度降低至94.5℃，再經(jīng)過板式換熱器與用戶水換熱后，溫度傳感器T3檢測到溫度降低至65℃，最后經(jīng)過第二蒸發(fā)器11與工質(zhì)二換熱后，溫度傳感器T4檢測到熱源水溫度降低至25℃。溫度傳感器T6檢測到用戶水進機組水溫45℃，經(jīng)總管17與第一冷凝器7換熱之后，溫度傳感器T5檢測到從總管17流出的用戶水溫度升高至50℃。用戶水從總管17出口分兩路后，通過第一流量調(diào)節(jié)閥18和第二流量調(diào)節(jié)閥19調(diào)節(jié)流量分配，第二支管16經(jīng)板式換熱器與熱源水換熱被加熱，最后與第一支管15匯合，溫度傳感器T7檢測到溫度60℃左右，第一支管15進入第二冷凝器10與工質(zhì)二換熱，并進一步升溫，溫度傳感器T7檢測到b路用戶水出口溫度60℃。

結(jié)合參見圖5和6所示，根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，用戶水管路2包括流經(jīng)換熱器5的總管17和與總管17相連并并聯(lián)設(shè)置的第一支管15和第二支管16，第一支管15從總管17的出口流經(jīng)第二冷凝器10，第二支管16從總管17的出口流經(jīng)第一冷凝器7后在第二冷凝器10的出口與第一支管15匯合。

第一支管15上設(shè)置有第一流量調(diào)節(jié)閥18，第二支管16上設(shè)置有第二流量調(diào)節(jié)閥19。

在本實施例中，熱源水從a路進入第一蒸發(fā)器8加熱工質(zhì)一后，溫度降低，再進入板式換熱器與用戶水換熱，溫度再次降低，最后進入第二蒸發(fā)器11中加熱工質(zhì)一，再次溫度降低，熱源水熱量可被充分回收利用。用戶水從b管路經(jīng)總管17流經(jīng)換熱器5與熱源水換熱升溫之后，分第一支管15和第二支管16兩路進行流動，并通過第一流量調(diào)節(jié)閥18和第二流量調(diào)節(jié)閥19來調(diào)節(jié)兩路流量比例，其中第一支管15進入第二冷凝器10被進一步加熱，第二支管16進入第一冷凝器7換熱后在第二冷凝器10的出口與第一支管15匯合，從b路主管出。

在系統(tǒng)工作過程中，溫度傳感器T1檢測熱源水進機組水溫120℃，經(jīng)過第一蒸發(fā)器8與工質(zhì)一換熱后，溫度傳感器T2檢測到溫度降低至94.5℃，再經(jīng)過板式換熱器與用戶水換熱后，溫度傳感器T3檢測到溫度降低至65℃，最后經(jīng)過第二蒸發(fā)器11與工質(zhì)二換熱后，溫度傳感器T4檢測到熱源水溫度降低至25℃。溫度傳感器T7檢測到用戶水進機組水溫45℃，經(jīng)總管17與換熱器5內(nèi)的熱源水換熱之后，溫度傳感器T5檢測到從總管17流出的用戶水溫度升高至52℃。用戶水從總管17出口分兩路后，通過第一流量調(diào)節(jié)閥18和第二流量調(diào)節(jié)閥19調(diào)節(jié)流量分配，第二支管16經(jīng)第一冷凝器7換熱并進一步升溫，最后與第一支管15匯合，溫度傳感器T6檢測到溫度60℃左右，第一支管15進入第二冷凝器10與工質(zhì)二換熱，并進一步升溫，最后溫度傳感器T7檢測到b路用戶水出口溫度60℃。

當(dāng)然，以上是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。