[發(fā)明專利]分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011485879.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112648733A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡斌;姜佳彤;王如竹
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F24H9/20;F25B30/02;F25B49/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)，其特征在于，包括并聯(lián)的多級熱泵模塊(2)，所述熱泵模塊(2)包括蒸發(fā)器(9)、壓縮機(11)、冷凝器(13)、節(jié)流閥(15)；

蒸發(fā)器(9)包括廢熱水換熱管(8)和第一制冷劑換熱通道(10)；

冷凝器(13)包括第二制冷劑換熱通道(12)和供熱水換熱管(14)；

第一制冷劑換熱通道(10)、壓縮機(11)、第二制冷劑換熱通道(12)以及節(jié)流閥(15)首尾連接，實現(xiàn)閉式循環(huán)；

相鄰的熱泵模塊(2)的廢熱水換熱管(8)相連通；

相鄰的熱泵模塊(2)的供熱水換熱管(14)相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的熱泵模塊(2)的廢熱水換熱管(8)通過廢熱水連接管(3)連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的熱泵模塊(2)的供熱水換熱管(14)通過供熱水連接管(6)連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)，其特征在于，

廢熱水自最后一級熱泵模塊的廢熱水換熱管(8)進入，自第一級熱泵模塊的廢熱水換熱管(8)流出；

熱水由第一級熱泵模塊的供熱水換熱管(14)進入，自最后一級供熱水換熱管(14)流出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)，其特征在于，沿廢熱水流通方向，熱泵模塊的蒸發(fā)器(9)的壓力遞減，熱模模塊的冷凝器(13)的壓力遞減。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器和冷凝器采用降膜或滿液式換熱器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵模塊采用變頻壓縮機。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)，其特征在于，熱泵模塊的級數(shù)為4級至9級。

9.一種基于權(quán)利要求1-8任一項所述的分級分壓模塊化熱能提升系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

設(shè)定溫度輸入步驟：輸入要求的輸出溫度T7*；

檢測步驟：測量當前熱源溫度Ts，以及冷卻水溫度Th；

轉(zhuǎn)速確定步驟：檢測熱泵模塊蒸發(fā)器入口溫度T_i,N和冷凝器出口溫度T_o,N，根據(jù)T_i,N和T_o,N對應(yīng)飽和壓力，確定壓縮機轉(zhuǎn)速；

溫度判斷步驟：壓縮機轉(zhuǎn)速達到平穩(wěn)后，檢測熱泵模塊的蒸發(fā)溫度是否為入口溫度T_i,N-x℃，檢測冷凝溫度是否為冷凝器出口溫度T_o,N-x℃，若判斷結(jié)果為是，則進入下一級熱泵模塊，進入轉(zhuǎn)速確定步驟；若判斷結(jié)果為否，則重新檢測此時的蒸發(fā)器入口溫度T_i,N，冷凝器出口溫度T_o,N，重新調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速，直至達到換熱器最小換熱溫差維持在x℃；

輸出步驟：輸出最終溫度T7，判斷是否達到需求輸出溫度T7*，若判斷結(jié)果為是，則維持狀態(tài)運行；若判斷結(jié)果為否，則從最后一級熱泵模塊開始重新調(diào)節(jié)，直至達到需求輸出溫度，保持各熱泵模塊穩(wěn)定運行，獲得穩(wěn)定輸出。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述x為最小換熱溫差。