[發(fā)明專利]工業(yè)余熱型水源熱泵供熱機組

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210212795.3
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102706038A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛建民;范之敬;咸喜勇
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科靈空調(diào)設(shè)備有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06
• 代理公司: 濰坊正信專利事務(wù)所 37216
• 代理人: 張曰俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水源熱泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)余熱型水源熱泵供熱機組。

背景技術(shù)

目前，常規(guī)的水源熱泵產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)比較成熟，一般分為地下水式水源熱泵機組、地下環(huán)路式水源熱泵機組和水環(huán)路式水源熱泵機組，這些機組的供水一般為45℃-55℃，冷凝器供回水溫差不大于11℃。

水源熱泵供熱系統(tǒng)的能耗主要包括水源熱泵機組能耗（即壓縮機的能耗）和熱量輸送能耗（即輸送泵的能耗），由于工業(yè)余熱型水源熱泵供熱管輸送距離較長，熱量輸送能耗在總能耗中所占比例較大，影響了供熱系統(tǒng)整體的能效比。因此，在所要求的供熱量相同的條件下，加大冷凝器的供回水溫差能夠有效地減小熱量的輸送能耗，提高熱泵供熱系統(tǒng)的能效比，研究結(jié)果表明：工業(yè)余熱型水源熱泵的冷凝器供回水溫差保持在20℃-30℃之間較為合理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種工業(yè)余熱型水源熱泵供熱機組，在供熱溫差為20-30℃的情況下，能夠有效地提高水源熱泵機組的能效比。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：工業(yè)余熱型水源熱泵供熱機組，包括依次連接組成封閉循環(huán)管路的蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥，所述壓縮機和膨脹閥分別設(shè)置有多個，所述蒸發(fā)器、所述冷凝器分別分為多段，多段所述的冷凝器之間的水路為串聯(lián)，多段所述的蒸發(fā)器之間的水路為并聯(lián)，每段所述的冷凝器分別通過其中一個壓縮機以及其中一個膨脹閥與其中一段蒸發(fā)器組成制冷劑循環(huán)管路，所述制冷劑循環(huán)管路之間相互并聯(lián)。

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：由于在該供熱機組中采用了多個壓縮機和多個膨脹閥以及多段冷凝器、蒸發(fā)器、而且每段冷凝器分別通過其中的一個壓縮機以及其中的一個膨脹閥與其中的一段蒸發(fā)器組成制冷劑循環(huán)管路，這樣即采用了多級冷凝，充分利用了蒸發(fā)溫度相同時降低冷凝溫度可減小壓縮機耗電量的原理，能夠有效地提高水源熱泵的能效比。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的水源熱泵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種實施例；

圖中：1.冷凝器；2.膨脹閥；3.蒸發(fā)器；4.壓縮機；51.使用側(cè)進水管；52.使用側(cè)出水管；61.水源側(cè)進水管；62.水源側(cè)出水管。

具體實施方式

如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的水源熱泵的結(jié)構(gòu)示意圖，包括依次連接組成封閉的制冷劑循環(huán)管路的蒸發(fā)器3、壓縮機4、冷凝器1和膨脹閥2，圖中的箭頭代表水和制冷劑的流動方向，其中，冷凝器1上連接有使用側(cè)進水管51和使用側(cè)出水管52,蒸發(fā)器3上連接有水源側(cè)進水管61和水源側(cè)出水管62，這樣，供熱回水從使用側(cè)進水管51流入冷凝器1內(nèi)，與壓縮機4排出的高溫高壓的制冷劑發(fā)生熱交換，吸收熱量后從使用側(cè)出水管52流出供使用側(cè)使用，制冷劑冷凝后經(jīng)膨脹閥2變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w進入蒸發(fā)器3，在蒸發(fā)器3內(nèi)吸收從水源側(cè)進水管61流入的水源水的熱量后蒸發(fā)，變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w返回壓縮機吸氣口，水源水在放出熱量后從水源側(cè)出水管62流出，如此往復(fù)循環(huán)。這種結(jié)構(gòu)的水源熱泵通過水與制冷劑的熱交換將熱量不斷地從水源水中轉(zhuǎn)移到制冷劑中，再從制冷劑轉(zhuǎn)移到使用側(cè)水中，從而完成供熱功能。

如圖2所示，為本發(fā)明的一種實施例，其與圖1的不同之處在于：該實施例包括多個（圖中示出的為三個）膨脹閥2和壓縮機4，以及多段（圖中示出為三段）蒸發(fā)器3和冷凝器1，多段冷凝器1之間的水路為串聯(lián)，多段蒸發(fā)器3之間的水路為并聯(lián)，每段冷凝器1分別通過其中一個壓縮機4以及其中一個膨脹閥2與其中一段蒸發(fā)器3組成制冷劑循環(huán)管路，制冷劑循環(huán)管路之間相互并聯(lián)。這種結(jié)構(gòu)充分利用了蒸發(fā)溫度相同時降低冷凝溫度可減小壓縮機耗電量的原理。

按某特定工況測算如下，在圖1和圖2所要求的供熱量相等的條件下，使用側(cè)進水管51內(nèi)水溫為30℃，使用側(cè)出水管52內(nèi)水溫為60℃，水源側(cè)進水管61內(nèi)水溫為20℃，水源側(cè)出水管62內(nèi)水溫為10℃：

對于圖1的水源熱泵來說，選用三臺SRG-990BH壓縮機，制熱量為1009Kw×3，輸入功率為287Kw×3,供熱能效比為COP=(1009Kw×3)/(287Kw×3)=3.52。

對于圖2的水源熱泵來說，選用三臺SRG-990BH壓縮機，第一能效比COP1=1194Kw/196Kw=6.1，第二能效比COP2=1107Kw/236Kw=4.7，第三能效比COP3=1009Kw/287Kw=3.52，綜合能效比COP=（1194Kw+1107Kw+1009Kw）/(196Kw+236Kw+287Kw)=4.6。