一种用于大温差长距离供热的热源热泵系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于大温差长距离供热的热源热泵系统，属于余热回收利用领域，包括有机朗肯循环装置、蒸气压缩式热泵、中间换热器、一次热网流路、中温热源流路以及动力装置；所述的有机朗肯循环装置利用中温热源供水的中品位热量驱动蒸气压缩式热泵运转，并利用余热加热一次热网来水；所述的动力装置补充蒸气压缩式热泵的驱动力；所述的中间换热器利用中温热源供水的中品位热量直接加热一次热网来水；所述的蒸气压缩式热泵吸收中温热源供水的中品位热量产生高品位的热量来加热一次热网来水至指定温度。本发明专利技术的热源热泵系统有效提高了余热回收转化率，避免了吸收式热泵性能不稳定的问题，更加适用于大温差长距离供热。更加适用于大温差长距离供热。更加适用于大温差长距离供热。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大温差长距离供热的热源热泵系统


[0001]本专利技术属于余热回收利用领域，具体涉及一种用于大温差长距离供热的热源热泵系统。

技术介绍

[0002]区域集中供热系统由工厂、热网(一次热网、二次热网)、热源站和用户组成，工厂与热源站之间为一次热网，热源站与用户之间为二次热网。工厂供给一次热网中的高温流体至热源站与之换热，降温后低温流体回流至工厂。工业领域的中温余热富余，若直接加热低温回流到高温，则不能实现热量的梯度利用。公开号为CN114251709A的专利申请提出了一种由吸收式热泵与换热器构成的热源站解决方案，利用第二类吸收式热泵技术回收工业领域的中温余热制取蒸汽或高温热水，然而该方法的吸收式热泵内部处于负压环境易漏气，易产生不凝性气体，造成吸收式热泵性能的恶化，同时由于吸收式热泵内冷凝器和蒸发器中制冷剂相变温度一定，换热过程中换热温差均匀性差，换热效率低下，热源站解决方案仍需继续优化。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种用于大温差长距离供热的热源热泵系统，能够提高余热回收转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大温差长距离供热的热源热泵系统，其特征在于：包括有机朗肯循环装置、蒸气压缩式热泵、中间换热器(300)、一次热网流路(400)、中温热源流路(500)以及动力装置；所述的有机朗肯循环装置利用中温热源供水的中品位热量驱动蒸气压缩式热泵运转，并利用余热加热一次热网来水；所述的动力装置补充蒸气压缩式热泵的驱动力；所述的中间换热器(300)利用中温热源供水的中品位热量直接加热一次热网来水；所述的蒸气压缩式热泵吸收中温热源供水的中品位热量产生高品位的热量来加热一次热网来水至指定温度。2.根据权利要求1所述用于大温差长距离供热的热源热泵系统，其特征在于：所述的有机朗肯循环装置包括通过管道依次连接的膨胀机(101)、冷凝换热器(102)、工质泵(103)、蒸发换热器(104)以及在管道中流动的ORC工质；所述的蒸气压缩式热泵包括通过管道依次连接的压缩机(201)、冷凝器(202)、膨胀阀(203)、蒸发器(204)以及在管道中流动的热泵工质；所述的中温热源供水分为三路并联通过蒸发换热器(104)、中间换热器(300)、蒸发器(204)放热，所述的有机朗肯循环装置吸收来自中温热源供水的热量，产生过热气体状态的ORC工质，ORC工质进入膨胀机(101)做功，为蒸气压缩式热泵的压缩机(201)提供动力，同时一次热网来水吸收乏汽状态ORC工质的余热；所述的一次热网来水在中间换热器(300)中与中温热源供水换热升温；蒸气压缩式热泵吸收中温热源供水的中品位热量产生高品位的热量来加热一次热网来水至指定温度；一次热网来水依次经过冷凝换热器(102)、换热器(300)、冷凝器(202)，在由低到高的温度区间上依次吸热直至达到指定温度。3.根据权利要求2所述用于大温差长距离供热的热源热泵系统，其特征在于：所述的动力装置连接在膨胀机(101)与压缩机(201)之间，动力装置包括电机(601)、第一离合器(611)、第二离合器(612)和变速器(621)；所述有机朗肯循环装置还包括膨胀机输出轴(107)，蒸气压缩式热泵(200)还包括压缩机驱动轴(207)，膨胀机输出轴(107)与膨胀机(101)连接，压缩机驱动轴(207)与压缩机(201)连接；所述的膨胀机输出轴(107)通过变速器(621)、第一离合器(611)与压缩机驱动轴(207)连接，电机(601)通过第二离合器(612)与压缩机驱动轴(207)连接，第一离合器(611)、第二离合器(612)均与压缩机驱动轴(207)连接或断开，膨胀机(101)与电机(601)同时或单独将动力传递给压缩机(201)。4.根据权利要求3所述用于大温差长距离供热的热源热泵系统，其特征在于：所述的一次热网流路(400)中设置有能够旁通冷凝换热器(102)的三通阀(401)，使一次热网来水不经过有机朗肯循环装置而只依次经过中间换热器(300)、冷凝器(202)；中温热源流路(500)中设置有阀门(501)，阀门(501)用于控制中温热源供水是否经过蒸发换热器(104)。5.根据权利要求4所述用于大温差长距离供热的热源热泵系统，其特征在于：当中温热源供水温度大于75℃时，第一离合器(611)连接膨胀机输出轴(107)、压缩机驱动轴(207)，第二离合器(612)断开电机(601)、压缩机驱动轴(207)，电机(601)不启动，压缩机(201)完全由膨胀机(101)驱动；当中温热源供水温度在65℃～75℃之间时，第一离合器(611)、第二离合器(612)分别连接膨胀机输出轴(107)、电机(601)与压缩机驱动轴(207)，电机(601)启动，压缩机(201)由膨胀机(101)、电机(601)共同驱动；当一次热网供水温度低于65℃时，第一离合器(611)断开膨胀机输出轴(107)、压缩机驱动轴(207)，第二离合...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱苏昕，姚思佳，惠蕙，杜思美，刘晔，鱼剑琳，
申请(专利权)人：西安恒瑞工程流体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：