一种热泵型大温差换热系统及方法技术方案

技术编号:13430189 阅读:143 留言:0更新日期:2016-07-30 01:10
一种热泵型大温差换热系统及方法,热泵/制冷机内设置有发生器、吸收器、冷凝器和蒸发器,热泵/制冷机、水‑水换热器、一网水水路和二网水水路通过阀门和管路进行组合连接;所述蒸发器为多个,所述水‑水换热器为一个或多个,水‑水换热器为多个时串联连接,多个蒸发器串联连接或者分别独立外接;多个蒸发器串联连接时,多个蒸发器与水‑水换热器初级、热泵/制冷机内的发生器一起串接在一网水水路中;多个蒸发器分别独立外接时,多个蒸发器分别串接在一网水水路中和二网水水路中。本发明专利技术增大了一网水供、回水温差,提高了热网输送能力,且一网水低回水温度可免除回水管网保温与热补偿等问题,从而可极大降低管网投资费用和一网水输配能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于供暖工程
,特别涉及一种热泵型大温差换热系统及方法
技术介绍
随着城市面积的不断扩展,与之配套的供热需求也不断增加,高温热水往往需要超长距离输送才能到达换热站或热用户位置,管路输送能耗大和局部供热不足等问题日益凸显。对于传统的热交换器系统,一网水与二网水需要存在一定的换热温差才能实现有效换热,这就从理论上决定了一网水回水温度要高于二网水回水温度,从而限制了一网水供、回水温差。如何在现有供热管网和保证用户用热不受影响的条件下,将一网水回水温度降低至二网水回水温度之下,拉大一网水供、回水温差对提高热网输送能力,降低热网投资及运营成本具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:解决上述现有技术存在的问题,而提供一种热泵型大温差换热系统及方法,借助热泵/制冷机和水-水换热器,吸收一网水热量并将其转移至二网水供水,增大一网水供、回水温差,提高热网输送能力,且一网水低回水温度可免除回水管网保温与热补偿等问题,从而可极大降低管网投资费用和一网水输配能耗。本专利技术采用的技术方案是:一种热泵型大温差换热系统,包括热泵/制冷机、水-水换热器、一网水水路、二网水水路,所述的热泵/制冷机内设置有发生器、吸收器、冷凝器和蒸发器,热泵/制冷机、水-水换热器、一网水水路和二网水水路通过阀门和管路进行组合连接;所述蒸发器为多个,所述水-水换热器为一个或多个,水-水换热器为多个时串联连接,多个蒸发器串联连接或者分别独立外接;多个蒸发器串联连接时,多个蒸发器与水-水换热器初级、热泵/制冷机内的发生器一起串接在一网水水路中;多个蒸发器分别独立外接时,多个蒸发器分别串接在一网水水路中和二网水水路中。上述技术方案中,所述多个蒸发器分别串接在一网水水路中和二网水水路中的具体结构是:蒸发器(E1)与水-水换热器初级、热泵/制冷机内的发生器一起串接在一网水水路中,蒸发器(E2)与水-水换热器一起串在二网水水路中。上述技术方案中,所述热泵/制冷机内的吸收器和冷凝器串联,串联后吸收器一端连接二网水回水管路,串联后的冷凝器一端直接连接二网水供水管路或者连接至多个水-水换热器次级串联的连接中点。上述技术方案中,所述热泵/制冷机、水-水换热器、一网水水路、二网水水路通过阀门和管道进行组合连接的具体结构是:一网水供水管路通过第一阀连接热泵/制冷机(1)的发生器(G)输入端,发生器(G)输出端通过第三阀连接至一个或多个串联水-水换热器初级输入端,一个或多个串联水-水换热器初级的输出端通过第四阀连接热泵/制冷机(1)的1#蒸发器(E1)输入端,1#蒸发器(E1)输出端通过第五阀、第九阀连接至一网水回水管路;在一个或多个串联水-水换热器输出端与一网水回水管路之间连接有第八阀,在一网水供水管路与一个或多个串联水-水换热器初级输入端之间连接有第二阀;二网水回水管路分为两支:一支通过第二十阀连接热泵/制冷机(1)的吸收器(A)的输入端,吸收器(A)和冷凝器(C)连接,冷凝器(C)的输出端通过第十九阀、第十六阀连接至二网水供水管路或多个串联水-水换热器的次级串接中接点;二网水回水管路的另一支通过第十七阀、第七阀连接至热泵/制冷机(1)的2#蒸发器(E2)输入端,2#蒸发器的输出端通过第六阀、第十三阀连接至一个或多个串联水-水换热器次级的输入端,一个或多个串联水-水换热器次级的输出端连接至二网水供水管路;在1#蒸发器的第五阀输出端和2#蒸发器的第六阀输出端之间连接有第十阀和第十二阀,在2#蒸发器的第七阀输入端和第一网水回水管路之间连接有第十一阀,在二网水回水管路与一个或多个串联水-水换热器次级输入端之间连接第十四阀、第十五阀,在吸收器的第二十阀输入端和冷凝器的第十九阀输出端之间连接有第十八阀。一种热泵型大温差换热方法,基于热泵/制冷机、水-水换热器、一网水水路、二网水水路,所述热泵/制冷机内设置有发生器、吸收器、冷凝器和多个蒸发器,所述水-水换热器为一个或多个,水-水换热器为多个时串联连接,热泵/制冷机、水-水换热器、一网水水路和二网水水路通过阀门和管道组合连接成下述大温差换热方法之一:1)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、水-水换热器初级、热泵/制冷机的1#蒸发器后接入一网水回水;二网水回水分为两支:一支串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至二网水供水,另一支串联热泵/制冷机的2#蒸发器、水-水换热器次级后连接至二网水供水;2)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、水-水换热器初级、热泵/制冷机的1#蒸发器、2#蒸发器后接入一网水回水;二网水回水分两支:一支串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至二网水供水,另一支串联水-水换热器次级后连接至二网水供水;3)一网水供水串联水-水换热器初级后连接至一网水回水,二网水回水串联水-水换热器次级后连接至二网水供水;4)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、水–水换热器的初级、热泵/制冷机的1#蒸发器后连接至一网水回水;一路二网水回水串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至一路二网水供水;另一路二网水回水串联热泵/制冷机的2#蒸发器、水-水换热器的次级后连接至另一路二网水供水;5)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、水-水换热器的初级、热泵/制冷机的1#蒸发器、2#蒸发器后连接至一网水回水;一路二网水回水串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至一路二网水供水,另一路二网水回水串联水-水换热器的次级后连接至另一路二网水供水;6)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、二级水-水换热器的初级、一级水-水换热器的初级、热泵/制冷机的1#蒸发器后连接至一网水回水;二网水回水分为两支:一支串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至一级水-水换热器次级与二级水-水换热器次级的串联中点,另一支串联热泵/制冷机的2#蒸发器、一级水-水换热器的次级、二级水-水换热器的次级后连接至二网水供水;7)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、二级水-水换热器的初级、一级水-水换热器的初级、热泵/制冷机的1#蒸发器、2#蒸发器后连接至一网水回水;二网水回水分两支:一支串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至一级水-水换热器次级与二级水-水换热器次级的串联中点,另一支串联一级水-水换热器次级、二级水-水换热器次级后连接至二网水供水。8)一网水供水串联二级水-水换热器的初级、一级水-水换热器的初级后连接至一网水回水;二网水回水串联一级水-水换热器的次级、二级水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵型大温差换热系统,包括热泵/制冷机、水‑水换热器、一网水水路、二网水水路,所述的热泵/制冷机内设置有发生器、吸收器、冷凝器和蒸发器,热泵/制冷机、水‑水换热器、一网水水路和二网水水路通过阀门和管路进行组合连接;其特征在于所述蒸发器为多个,所述水‑水换热器为一个或多个,水‑水换热器为多个时串联连接,多个蒸发器串联连接或者分别独立外接;多个蒸发器串联连接时,多个蒸发器与水‑水换热器初级、热泵/制冷机内的发生器一起串接在一网水水路中;多个蒸发器分别独立外接时,多个蒸发器分别串接在一网水水路中和二网水水路中。

【技术特征摘要】
1.一种热泵型大温差换热系统,包括热泵/制冷机、水-水换热器、一网水水路、二网水
水路,所述的热泵/制冷机内设置有发生器、吸收器、冷凝器和蒸发器,热泵/制冷机、水-水
换热器、一网水水路和二网水水路通过阀门和管路进行组合连接;其特征在于所述蒸发器
为多个,所述水-水换热器为一个或多个,水-水换热器为多个时串联连接,多个蒸发器串联
连接或者分别独立外接;多个蒸发器串联连接时,多个蒸发器与水-水换热器初级、热泵/制
冷机内的发生器一起串接在一网水水路中;多个蒸发器分别独立外接时,多个蒸发器分别
串接在一网水水路中和二网水水路中。
2.根据权利要求1所述的热泵型大温差换热系统,其特征在于:所述多个蒸发器分别串
接在一网水水路中和二网水水路中的具体结构是:蒸发器(E1)与水-水换热器初级、热泵/
制冷机内的发生器一起串接在一网水水路中,蒸发器(E2)与水-水换热器一起串在二网水
水路中。
3.根据权利要求1所述的热泵型大温差换热系统,其特征在于所述热泵/制冷机内的吸
收器和冷凝器串联,串联后吸收器一端连接二网水回水管路,串联后的冷凝器一端直接连
接二网水供水管路或者连接至多个水-水换热器次级串联的连接中点。
4.根据权利要求1所述的热泵型大温差换热系统,其特征在于所述热泵/制冷机、水-水
换热器、一网水水路、二网水水路通过阀门和管道进行组合连接的具体结构是:一网水供水
管路通过第一阀连接热泵/制冷机(1)的发生器(G)输入端,发生器(G)输出端通过第三阀连
接至一个或多个串联水-水换热器初级输入端,一个或多个串联水-水换热器初级的输出端
通过第四阀连接热泵/制冷机(1)的1#蒸发器(E1)输入端,1#蒸发器(E1)输出端通过第五
阀、第九阀连接至一网水回水管路;在一个或多个串联水-水换热器初级输出端与一网水回
水管路之间连接有第八阀,在一网水供水管路与一个或多个串联水-水换热器输入端之间
连接有第二阀;二网水回水管路分为两支:一支通过第二十阀连接热泵/制冷机(1)的吸收
器(A)的输入端,吸收器(A)和冷凝器(C)连接,冷凝器(C)的输出端通过第十九阀、第十六阀
连接至二网水供水管路或多个串联水-水换热器的次级串接中接点;二网水回水管路的另
一支通过第十七阀、第七阀连接至热泵/制冷机(1)的2#蒸发器(E2)输入端,2#蒸发器的输
出端通过第六阀、第十三阀连接至一个或多个串联水-水换热器次级的输入端,一个或多个
串联水-水换热器的次级输出端连接至二网水供水管路;在1#蒸发器的第五阀输出端和2#
蒸发器的第六阀输出端之间连接有第十阀和第十二阀,在2#蒸发器的第七阀输入端和第一
网水回水管路之间连接有第十一阀,在二网水回水管路与一个或多个串联水-水换热器次
级输入端之间连接第十四阀、第十五阀,在吸收器的第二十阀输入端和冷凝器的第十九阀
输出端之间连接有第十八阀。
5.一种热泵型大温差换热方法,基于热泵/制冷机、水-水换热器、一网水水路、二网水
水路,所述热泵/制冷机内设置有发生器、吸收器、冷凝器和多个蒸发器,所述水-水换热器
为一个或多个,水-水换热器为多个时串联连接,热泵/制冷机、水-水换热器、一网水水路和
二网水水路通过阀门和管道组合连接成下述大温差换热方法之一:
1)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、水-水换热器初级、热泵/制冷机的1#蒸发器
后接入一网水回水;二网水回水分为两支:一支串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接
至二网水供水,另一支串联热泵/制冷机的2#蒸发器、水-水换热器次级后连接至二网水供
水;
2)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、水-水换热器初级、热泵/制冷机的1#蒸发
器、2#蒸发器后接入一网水回水;二网水回水分两支:一支串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝
器后连接至二网水供水,另一支串联水-水换热器次级后连接至二网水供水;
3)一网水供水串联水-水换热器初级后连接至一网水回水,二网水回水串联水-水换热
器次级后连接至二网水供水;
4)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、水–水换热器的初级、热泵/制冷机的1#蒸
发器后连接至一网水回水;一路二网水回水串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至一
路二网水供水;另一路二网水回水串联热泵/制冷机的2#蒸发器、水-水换热器次级后连接
至另一路二网水供水;
5)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、水-水换热器的初级、热泵/制冷机的1#蒸发
器、2#蒸发器后连接至一网水回水;一路二网水回水串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后
连接至一路二网水供水,另一路二网水回水串联水-水换热器的次级后连接至另一路二网
水供水;
6)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、二级水-水换热器的初级、一级水-水换热器
的初级、热泵/制冷机的1#蒸发器后连接至一网水回水;二网水回水分为两支:一支串联热
泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至一级水-水换热器次级与二级水-水换热器次级的串
联中点,另一支串联热泵/制冷机的2#蒸发器、一级水-水换热器的次级、二级水-水换热器
的次级后连接至二网水供水;
7)一网水供水串联热泵/制冷机的发生器、二级水-水换热器的初级、一级水-水换热器
的初级、热泵/制冷机的1#蒸发器、2#蒸发器后连接至一网水回水;二网水回水分两支:一支
串联热泵/制冷机的吸收器、冷凝器后连接至一级水-水换热器次级与二级水-水换热器次
级的串联中点,另一支串联一级水-水换热器次级、二级水-水换热器次级后连接至二网水
供水;
8)一网水供水串联二级水-水换热器的初级、一级水-水换热器的初级后连接至一网水
回水;二网水回水串联一级水-水换热器的次级、二级水-水换热器的次级后连接至二网水
供水。
6.根据权利要求5所述的热泵型大温差换热方法,其特征在于:具体做法是:将一网水
供水的高温水做为驱动热源,通过第一阀(3)进入热泵/制冷机(1)发生器(G)的换热管中,
加热管外侧的溴化锂稀溶液至沸腾,产生冷剂蒸汽和溴化锂浓溶液,一网水高温水通过发
生器(G)降温后经由第三阀(5)进入水-水换热器(2),加热二网水,实现进一步降温,降温后
的一网水经由第四阀(6)进入热泵/制冷机(1)1#蒸发器(E1)的换热管,被管外侧的冷剂水
喷淋,冷剂水蒸发为冷剂蒸汽,吸收一网水回水热量,再次放热降温后一网水流经第五阀
(7)和第九阀(11)返回一网水回水管网;二网水回水分为两支,一支经由第十七阀(19)和第
七阀(9)进入热泵/制冷机(1)的2#蒸发器(E2)的换热管,被管外侧的冷剂水喷淋,冷剂水
蒸发为冷剂蒸汽,此支二网水放热降温,将热量转移至另一二网水分支,此支二网水降温后
由热泵/制冷机(1)流出后,经过第六阀(8)和第十三阀(15)进入水-水换热器(2),与一网水
进行换热升温;...

【专利技术属性】
技术研发人员:卓志红骆国建陈鹰余健戴子光朱立军杨卫红
申请(专利权)人:湖南同为节能科技有限公司
类型:发明
国别省市:湖南;43

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