復合式換熱機組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個以上水-水換熱器以及連接管路；連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分：一次側(cè)管路為逐級順序串聯(lián)的連接方式，即一次側(cè)管路依次連通吸收式熱泵的發(fā)生器、水-水換熱器、吸收式熱泵的蒸發(fā)器和壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；二次側(cè)管路采用先并聯(lián)后串聯(lián)、逐級順序串聯(lián)或獨立分開的連接方式連通到熱用戶。本實用新型能夠?qū)⒁淮尉W(wǎng)熱水的熱量梯級利用，從而大幅度增大了集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)熱水的供、回水溫差，因此可以的大大減少管路系統(tǒng)的初投資和水泵運行電耗，為利用熱源低品位熱能甚至廢熱余熱等創(chuàng)造了條件，提高系統(tǒng)綜合能源利用效率，降低供熱成本。
【專利說明】復合式換熱機組
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于采暖、供熱水的換熱機組，具體涉及一種能夠使集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)熱水供、回水溫差大幅增大的復合式換熱機組，屬于能源【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市集中供暖規(guī)模的不斷增加，集中熱源產(chǎn)生的高溫熱水往往要經(jīng)過較長距離的輸送才能達到熱用戶處。為擴大供暖面積，降低輸送成本，并為回收電廠余熱創(chuàng)造條件，清華大學付林等提出了專利號為:ZL200810101064.5，發(fā)明名稱為:“一種熱泵型換熱機組”的發(fā)明專利。該專利采用換熱與熱水驅(qū)動的吸收式熱泵復合技術(shù)解決以上問題，并且在越來越多的項目上得到應用。然而在推廣和應用中，發(fā)現(xiàn)該專利存在如下問題:
[0003]I)受到熱網(wǎng)供水溫度的限制:某些供熱系統(tǒng)由于設計溫度或運行年限的限制，一次網(wǎng)不能輸送超過115°C的熱水，導致進入吸收式熱泵換熱機組發(fā)生器的水溫較低，對于吸收式熱泵會造成驅(qū)動力不足，因此吸收式熱泵換熱機組的出水溫度很難降到35V以下，從而限制了供、回水溫差的擴大，使得供熱能力不足。而管網(wǎng)改造受到建設環(huán)境、成本、市容等得諸多限制在很多時候是無法進行的。
[0004]2)由于回水溫度太高，回水輸送回集中熱源后，導致無法有效回收余熱源的余熱資源，造成供熱量減少。
[0005]因此在這樣集中供熱的應用場所，采用新的技術(shù)手段降低高溫熱水的回水溫度以進一步增大其供、回水溫差，將對擴大集中供熱的供熱半徑，節(jié)約供熱能耗，降低供熱成本產(chǎn)生深遠的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠使集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)熱水供、回水溫差大幅增大的復合式換熱機組。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個以上水-水換熱器以及連接管路；所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路采用先并聯(lián)后串聯(lián)的連接方式，即所述二次側(cè)管路分為兩路，一路經(jīng)過若干所述水-水換熱器，另一路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器，兩路所述二次側(cè)管路匯合成一路后再直接連通到熱用戶或經(jīng)過其余所述水-水換熱器后連通到熱用戶。
[0008]在一個優(yōu)選的實施例中，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機或離心式壓縮機。
[0009]在一個優(yōu)選的實施例中，該換熱機組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風機盤管或暖氣片形式。
[0010]一種復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個以上水-水換熱器以及連接管路；所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路也采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述二次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器和所述水-水換熱器后連通到熱用戶。
[0011]在一個優(yōu)選的實施例中，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機或離心式壓縮機。
[0012]在一個優(yōu)選的實施例中，該換熱機組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風機盤管或暖氣片形式。
[0013]一種復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個以上水-水換熱器以及連接管路；所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路采用獨立分開的連接方式，即所述二次側(cè)管路經(jīng)過所述水-水換熱器和依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器后分別連通到熱用戶。
[0014]在一個優(yōu)選的實施例中，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機或離心式壓縮機。
[0015]在一個優(yōu)選的實施例中，該換熱機組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風機盤管或暖氣片形式。
[0016]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、由于本實用新型的換熱機組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵和水-水換熱器，并使得一次網(wǎng)熱水依次經(jīng)過吸收式熱泵的發(fā)生器、水-水換熱器、吸收式熱泵的蒸發(fā)器和壓縮式熱泵的蒸發(fā)器，將一次網(wǎng)熱水的熱量梯級利用，從而大幅度增大了集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)熱水的供、回水溫差，因此可以的大大減少管路系統(tǒng)的初投資和水泵運行電耗，為利用熱源低品位熱能甚至廢熱余熱等創(chuàng)造了條件，提高系統(tǒng)綜合能源利用效率，降低供熱成本。另外，本實用新型可以使一次網(wǎng)的出水溫度低于二次網(wǎng)的進水溫度，這對常規(guī)換熱器而言是無法實現(xiàn)的。2、本實用新型采用換熱與壓縮式熱泵復合的技術(shù)可以在原有管網(wǎng)條件不變的情況下，有效的擴大供暖面積，緩解管網(wǎng)供熱能力不足的矛盾。3、本實用新型可以將一次網(wǎng)的回水溫度降低至15°C或以下，從而可以擴大余熱的來源，增大余熱回收量，提高整個系統(tǒng)的供熱能力。例如在濕冷型熱電廠或工業(yè)余熱回收領域，大量的余熱分布在15°C _30°C的區(qū)間。4、雖然本實用新型進入吸收式熱泵的發(fā)生器水溫可能并不高，但是由于其仍具有一定的驅(qū)動力，因此可以用來降低出水溫度，這樣可以減少壓縮式熱泵的出力，進而降低壓縮式熱泵的能源消耗。5、雖然本實用新型的壓縮式熱泵需要消耗一定的高品位熱源，運行成本相對僅采用換熱技術(shù)要高，但是由于采用壓縮式熱泵的回水溫度可以比僅采用換熱技術(shù)的回水溫度更低，更低溫度的回水輸送到集中熱源后能夠吸收更多的余熱或廢熱，因此從整個系統(tǒng)而言，運行費用比僅采用換熱技術(shù)要低。同時隨著技術(shù)的進步及流程的優(yōu)化，壓縮式熱泵的效率也有很大的提高，運行成本將一步降低。由此可見，本實用新型采用換熱與壓縮式熱泵復合技術(shù)的換熱機組對于提高管網(wǎng)輸送能力，有效回收余熱資源，擴大集中供熱的供熱半徑，節(jié)約供熱能耗，降低供熱成本能夠產(chǎn)生深遠的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】[0017]以下結(jié)合附圖來對本實用新型進行詳細的描繪。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實用新型，它們不應該理解成對本實用新型的限制。
[0018]圖1為本實用新型實施例1的換熱機組示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例2的換熱機組示意圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例3的換熱機組示意圖；
[0021]圖4為本實用新型實施例4的換熱機組示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0023]圖1顯示了根據(jù)本實用新型實施I提供的換熱機組10，該換熱機組10包括壓縮式熱泵1、吸收式熱泵2、水-水換熱器3以及連接管路。其中，連接管路分為一次側(cè)管路41和二次側(cè)(用戶側(cè))管路42兩部分:一次側(cè)管路41采用逐級順序串聯(lián)連接的方式，即一次側(cè)管路41依次經(jīng)過吸收式熱泵2的發(fā)生器、水-水換熱器3、吸收式熱泵2的蒸發(fā)器和壓縮式熱泵I的蒸發(fā)器；二次側(cè)管路42采用并聯(lián)連接的方式，即二次側(cè)管路42分為兩路，一路經(jīng)過水-水換熱器3，另一路依次經(jīng)過吸收式熱泵2的冷凝器和壓縮式熱泵I的冷凝器，然后這兩路管路匯合成一路后連通到熱用戶。
[0024]圖2顯示了根據(jù)本實用新型實施2提供的換熱機組20，該換熱機組20與實施例1中的換熱機組10結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于二次側(cè)管路42采用獨立分開的兩路，即一路經(jīng)過水-水換熱器3后直接連通到熱用戶，另一路依次經(jīng)過吸收式熱泵2的冷凝器和壓縮式熱泵I的冷凝器后連通到熱用戶。此時，換熱機組20可以輸出兩種參數(shù)的熱水，即經(jīng)過壓縮式熱泵I和吸收式熱泵2的二次網(wǎng)熱水參數(shù)和經(jīng)過水-水換熱器器3的二次網(wǎng)熱水參數(shù)可以不相同，分別輸送到不同的熱用戶。
[0025]圖3顯示了根據(jù)本實用新型實施3提供的換熱機組30，該換熱機組30與實施例1中的換熱機組10結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于二次側(cè)管路42也采用逐級順序串聯(lián)連接的方式，即二次側(cè)管路42依次經(jīng)過吸收式熱泵2的冷凝器、壓縮式熱泵I的冷凝器和水-水換熱器3后連通到熱用戶。
[0026]圖4顯示了根據(jù)本實用新型實施4提供的換熱機組40，該換熱機組40包括兩級水-水換熱器，即一級水-水換熱器3a和二級水-水換熱器3b。該換熱機組40的一次側(cè)管路41仍然采用逐級順序串聯(lián)連接的方式，但二次側(cè)管路42采用先并聯(lián)后串聯(lián)連接的方式，即二次側(cè)管路42分為兩路，一路經(jīng)過二級水-水換熱器3b，另一路依次經(jīng)過吸收式熱泵2的冷凝器和壓縮式熱泵I的冷凝器，然后這兩路管路匯合成一路后經(jīng)過水-水換熱器3a再連通到熱用戶。
[0027]在一個優(yōu)選的實施例中，壓縮式熱泵I是容積式壓縮機或離心式壓縮機。
[0028]下面結(jié)合實施例1提供的換熱機組10和實施例4提供的換熱機組40分別說明本實用新型在某集中供熱系統(tǒng)中應用的流程。
[0029]實施例1:如圖1所示，在實際運行中，由集中熱源輸出的115°C—次網(wǎng)熱水進水進入吸收式熱泵2的發(fā)生器作為驅(qū)動熱源，加熱吸收式熱泵2中的濃縮溴化鋰溶液；放熱降溫至90°C左右后從吸收式熱泵2的發(fā)生器流出，進入水-水換熱器3作為加熱熱源加熱二次網(wǎng)熱水；放熱降溫至50°C左右后從水-水換熱器3流出，再進入吸收式熱泵2的蒸發(fā)器作為低品位熱源；放熱降溫至25°C左右后再進入壓縮式熱泵I的蒸發(fā)器作為低品位熱源，放熱降溫至15°C左右后送回集中熱源，如此循環(huán)。
[0030]由熱用戶輸出的45°C二次網(wǎng)熱水回水分為兩路進入換熱機組10:—路進入吸收式熱泵2的冷凝器中吸收熱量，被加熱至50°C左右后流出，再進入壓縮式熱泵I的冷凝器中吸收熱量，被加熱至60°C左右后流出；另一路進入水-水換熱器3中與一次網(wǎng)熱水進行換熱，被加熱到60°C左右后流出，兩路60°C熱水匯合在一起后送往熱用戶。由此可見，本實施例提供的換熱機組10采用熱泵-換熱器組合的方式能夠有效的進行高溫熱水的梯級利用，實現(xiàn)了 100°C的供、回水溫差，并能夠產(chǎn)生出滿足使用要求的采暖或生活熱水。該換熱機組10 —般安裝在大型集中供熱系統(tǒng)的各熱力站中，特別是一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站用，采暖末端可采用地板采暖，風機盤管或暖氣片等形式。
[0031 ] 實施例4:如圖4所示，在實際運行中，由集中熱源輸出的115 °C —次網(wǎng)熱水進水進入吸收式熱泵2的發(fā)生器作為驅(qū)動熱源，加熱吸收式熱泵2中的濃縮溴化鋰溶液；放熱降溫至90°C左右后從吸收式熱泵2的發(fā)生器流出，進入二級水-水換熱器3b作為加熱源加熱二次網(wǎng)熱水；放熱降溫至65°C左右后從二級水-水換熱器3b流出，再進入一級水-水換熱器3a加熱二次網(wǎng)熱水；放熱降溫至50°C后從一級水-水換熱器3a流出，再進入吸收式熱泵2的蒸發(fā)器作為低品位熱源；放熱降溫至25°C后再進入壓縮式熱泵I的蒸發(fā)器作為低品位熱源，放熱降溫至15°C左右后后通過一次網(wǎng)回水管送回集中熱源，如此循環(huán)。
[0032]由熱用戶輸出的45°C二次網(wǎng)熱水回水分為兩路進入換熱機組40:—路經(jīng)過二級水-水換熱器3b與一次網(wǎng)熱水進行換熱，被加熱到60°C左右后流出；另一路進入吸收式熱泵2的冷凝器中吸收熱量，被加熱至50°C左右后流出，再進入壓縮式熱泵I的冷凝器中吸收熱量，被加熱至60°C左右后流出，兩路60°C熱水匯合在一起后進入一級水-水換熱器3a，被加熱到67°C后送往熱用戶。由此可見，本實施例提供的換熱機組40采用熱泵-兩級換熱器組合的方式能夠有效進行高溫熱水的梯級利用，實現(xiàn)了 100°C的供、回水溫差，并能夠產(chǎn)生出品質(zhì)較高的采暖或生活熱水。該換熱機組40 —般安裝在大型集中供熱系統(tǒng)的各熱力站中，特別是一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站用，采暖末端采用暖氣片形式。
[0033]上述各實施例僅用于對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個以上水-水換熱器以及連接管路； 所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路為逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次連通所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路采用先并聯(lián)后串聯(lián)的連接方式，即所述二次側(cè)管路分為兩路，一路經(jīng)過若干所述水-水換熱器，另一路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器，兩路所述二次側(cè)管路匯合成一路后再直接連通到熱用戶或經(jīng)過其余所述水-水換熱器后連通到熱用戶。
2.如權(quán)利要求1所述的復合式換熱機組，其特征在于，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機或離心式壓縮機。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風機盤管或暖氣片形式。
4.一種復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個以上水-水換熱器以及連接管路； 所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路也采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述二次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器和所述水-水換熱器后連通到熱用戶。
5.如權(quán)利要求4所述的復合式換熱機組，其特征在于，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機或離心式壓縮機。
6.如權(quán)利要求4或5所述的復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風機盤管或暖氣片形式。
7.一種復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個以上水-水換熱器以及連接管路； 所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路采用獨立分開的連接方式，即所述二次側(cè)管路經(jīng)過所述水-水換熱器和依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器后分別連通到熱用戶。
8.如權(quán)利要求7所述的復合式換熱機組，其特征在于，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機或離心式壓縮機。
9.如權(quán)利要求7或8所述的復合式換熱機組，其特征在于，該換熱機組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風機盤管或暖氣片形式。
【文檔編號】F24D3/18GK203586352SQ201320822966
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】付林, 張世鋼, 唐道軻 申請人:清華大學