一种串并联合压缩式热泵供热系统及其投切方法技术方案

本发明专利技术公开了一种串并联合压缩式热泵供热系统，升温侧依次串联的压缩式热泵，一次网供水管线与热网换热器连接并经一次网回水热泵系统入口管线分别与各压缩式热泵降温侧的进口并联，各压缩式热泵降温侧的出口与一次网回水管线连通，二次网回水管线与第一个压缩式热泵的升温侧进口连接，位于最后的压缩式热泵的升温侧出口与二次网回水热泵系统出口管线连接，其投切方法是根据实际情况增减压缩式热泵的投入量及各阀门的调整。本发明专利技术降低了管网回水温度，提高了一次网的供热能力；提高了热泵运行的经济性；随供暖负荷的变化，实现了灵活性调节的目的。本发明专利技术适用于热泵供热系统的技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种串并联合压缩式热泵供热系统及其投切方法
本专利技术属于热泵供热系统的
，具体的说，涉及一种串并联合压缩式热泵供热系统及其投切方法。
技术介绍
近年来在城市建设中，城市建筑的不断增加，导致外界热负荷需求逐年增加，在集中供热区域需要供热管网为更多的建筑供暖，而原供热机组以及供热管网鉴于初始设计难以满足新增采暖热负荷需求，因此大部分采用新增热源、余热回收、大温差供热等方式缓解城市采暖供热用能的矛盾，而其中的大温差供热技术，通过增加热泵降低回水温度增大供回水温差，在不增加循环水量的前提下，可以满足提高管网的输热能力，同时降低回水温度以增加热电机组的排汽余热利用率，从而力求实现改造收益的最大化。目前常用的热泵主要有压缩式和吸收式两种，而压缩式热泵因其具有适用范围广、COP系数高等特点开始在供暖领域得到了推广应用。申请号为201410833292.7的专利公开了一种蒸汽驱动型串联式热泵余热回收方法及装置，其系统设置上采用吸收式热泵和压缩式热泵并联运行，整体的热泵运行效率会相对较低。申请号为201621158588.4的专利公开了一种串联式复合型大温差热泵供热系统，其通过压缩式+吸收式热泵的串联方式，实现了低温热源的大温差利用，但在应用场合上存在一定的限制，尤其是吸收式热泵，需要蒸汽作为驱动热源，而在远离热源点的隔压站或者二次站，较难实现；另外由于蒸发侧和冷凝侧均是串联组合，涉及到一、二次热网循环水量匹配的问题，会导致热泵的低温水出口温度与高温水的出口温度温差过大，而在现实应用中，热泵的效率会急剧降低甚至无法实现制热功能。
技术实现思路
本专利技术提供一种串并联合压缩式热泵供热系统及其投切方法，用以降低管网回水温度，提高一次网的供热能力；提高热泵运行的经济性；随供暖负荷的变化，可实现灵活性的调节。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种串并联合压缩式热泵供热系统，升温侧依次串联的压缩式热泵，一次网供水管线与热网换热器连接并经一次网回水热泵系统入口管线分别与各压缩式热泵降温侧的进口并联，各压缩式热泵降温侧的出口与一次网回水管线连通，二次网回水管线与第一个压缩式热泵的升温侧进口连接，位于最后的压缩式热泵的升温侧出口与二次网回水热泵系统出口管线连接。进一步的，各所述压缩式热泵升温侧的进出口经旁通管连通，于各旁通管上分别安装有旁通阀，各旁通管依次串联后与二次网供水管线连接。进一步的，所述二次网回水管线还与热网换热器的二次网侧入口连接，并通过设置在二者之间的热网换热器二次网侧入口调阀调节水量，热网换热器二次网侧出口与二次网供水管线连接，并通过设置在二者之间的热网换热器二次网侧出口调阀调节水量。进一步的，所述一次网回水热泵系统入口管线与一次网回水管线连通，并与二者之间安装有一次网回水旁路阀。本专利技术还公开了一种串并联合压缩式热泵供热系统的投切方法，本系统的压缩式热泵数量为n个，n＞2，本系统的设计输出热负荷为Q，单台压缩式热泵的设计输出热负荷为Q/n，实际热负荷-原系统设计热负荷＝△Q；当△Q≤0时，关闭二次网回水管线与压缩式热泵连通的阀门，使得各压缩式热泵处于不投入供热状态，打开一次网回水旁路阀，全开热网换热器二次网侧入口调阀、热网换热器二次网侧出口调阀，整个热泵系统不投入运行；当0＜△Q≤Q/n时，打开第一个压缩式热泵，关闭其他压缩式热泵，调节热网换热器二次网侧入口调阀和热网换热器二次网侧出口调阀的开度，使一个压缩式热泵投入运行，其他压缩式热泵不投入使用；当0＜△Q≤2Q/n时，打开前两个压缩式热泵，关闭其他压缩式热泵，调节热网换热器二次网侧入口调阀和热网换热器二次网侧出口调阀的开度，使两个压缩式热泵投入运行，其他压缩式热泵不投入使用；当0＜△Q≤mQ/n时，m≤n，且m为整数，打开前m个压缩式热泵，关闭剩余的压缩式热泵，调节热网换热器二次网侧入口调阀和热网换热器二次网侧出口调阀的开度，使m个压缩式热泵投入运行，n-m个压缩式热泵不投入使用。本专利技术由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本专利技术的所述的系统及投切方法，相较并联式热泵系统或者单个的热泵其效率更高；相较吸收式热泵，在某些场合更易实现，比如说隔压站，缺少蒸汽等驱动热源时，可采用电能替代；降低管网回水温度，提高一次网的供热能力；提高热泵运行的经济性；随供暖负荷的变化，可实现灵活性的调节。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术一种串并联合压缩式热泵供热系统的结构布置图。标注部件：1-压缩式热泵Ⅰ；2-压缩式热泵Ⅱ；3-压缩式热泵Ⅲ；4-压缩式热泵Ⅰ降温侧入口调阀；5-压缩式热泵Ⅱ降温侧入口调阀；6-压缩式热泵Ⅲ降温侧入口调阀；7-一次网回水旁路阀；8-压缩式热泵Ⅰ升温侧入口调阀；9-压缩式热泵Ⅱ升温侧入口调阀；10-压缩式热泵Ⅲ升温侧入口调阀；11-压缩式热泵Ⅰ升温侧旁路调阀；12-压缩式热泵Ⅱ升温侧旁路调阀；13-压缩式热泵Ⅲ升温侧旁路调阀；14-热网换热器；15-热网换热器二次网侧入口调阀；16-热网换热器二次网侧出口调阀；101-一次网供水管线；102-一次网回水管线；111-一次网回水热泵系统入口管线；201-二次网回水管线；202-二次网供水管线；211-二次网回水热泵系统入口管线；212-二次网回水热泵系统出口管线。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术公开了一种串并联合压缩式热泵供热系统，如图1所示，升温侧依次串联的压缩式热泵，一次网供水管线与热网换热器连接并经一次网回水热泵系统入口管线分别与各压缩式热泵降温侧的进口并联，各压缩式热泵降温侧的出口与一次网回水管线连通，二次网回水管线与第一个压缩式热泵的升温侧进口连接，位于最后的压缩式热泵的升温侧出口与二次网回水热泵系统出口管线连接。本专利技术的工作原理及优势在于：相较并联式热泵系统或者单个的热泵其效率更高；相较吸收式热泵，在某些场合更易实现，比如说隔压站，缺少蒸汽等驱动热源时，可采用电能替代；降低管网回水温度，提高一次网的供热能力；提高热泵运行的经济性；随供暖负荷的变化，可实现灵活性的调节。作为本专利技术一个优选的实施例，压缩式热泵的数量为3个，分别为压缩式热泵Ⅰ1、压缩式热泵Ⅱ2、压缩式热泵Ⅲ3。在该系统中，一次网供水管线101与热网换热器14连接，一次网供水换热后经一次网回水热泵系统入口管线111分出四个支线，分别通过压缩式热泵Ⅰ1降温侧入口调阀4、压缩式热泵Ⅱ2降温侧入口调阀5、压缩式热泵Ⅲ3降温侧入口调阀6、一次网回水旁路阀7与压缩式热泵Ⅰ1、压缩式热泵Ⅱ2、压缩式热泵Ⅲ3、一次网回水管线102进行连接，实现三台压缩式热泵蒸发侧的并联连接；二次网回水管线201在换热前分为两个支路，一路通过热网换热器二次网侧入口调阀15、热网换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串并联合压缩式热泵供热系统，其特征在于：升温侧依次串联的压缩式热泵，一次网供水管线与热网换热器连接并经一次网回水热泵系统入口管线分别与各压缩式热泵降温侧的进口并联，各压缩式热泵降温侧的出口与一次网回水管线连通，二次网回水管线与第一个压缩式热泵的升温侧进口连接，位于最后的压缩式热泵的升温侧出口与二次网回水热泵系统出口管线连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种串并联合压缩式热泵供热系统，其特征在于：升温侧依次串联的压缩式热泵，一次网供水管线与热网换热器连接并经一次网回水热泵系统入口管线分别与各压缩式热泵降温侧的进口并联，各压缩式热泵降温侧的出口与一次网回水管线连通，二次网回水管线与第一个压缩式热泵的升温侧进口连接，位于最后的压缩式热泵的升温侧出口与二次网回水热泵系统出口管线连接。


2.根据权利要求1所述的一种串并联合压缩式热泵供热系统，其特征在于：各所述压缩式热泵升温侧的进出口经旁通管连通，于各旁通管上分别安装有旁通阀，各旁通管依次串联后与二次网供水管线连接。


3.根据权利要求1所述的一种串并联合压缩式热泵供热系统，其特征在于：所述二次网回水管线还与热网换热器的二次网侧入口连接，并通过设置在二者之间的热网换热器二次网侧入口调阀调节水量，热网换热器二次网侧出口与二次网供水管线连接，并通过设置在二者之间的热网换热器二次网侧出口调阀调节水量。


4.根据权利要求1所述的一种串并联合压缩式热泵供热系统，其特征在于：所述一次网回水热泵系统入口管线与一次网回水管线连通，并与二者之间安装有一次网回水旁路阀。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜旭，唐茂林，尚磊，黄治坤，冯征，王军舵，孙斌，张攀，
申请(专利权)人：晟源高科北京科技有限公司，唐茂林，尚磊，
类型：发明
国别省市：北京;11