[发明专利]工业余热型水源热泵供热机组

说明书

技术领域

本发明涉及水源热泵技术领域，尤其涉及一种工业余热型水源热泵供热机组。

背景技术

目前，常规的水源热泵产品技术已经比较成熟，一般分为地下水式水源热泵机组、地下环路式水源热泵机组和水环路式水源热泵机组，这些机组的供水一般为45℃-55℃，冷凝器供回水温差不大于11℃。

水源热泵供热系统的能耗主要包括水源热泵机组能耗（即压缩机的能耗）和热量输送能耗（即输送泵的能耗），由于工业余热型水源热泵供热管输送距离较长，热量输送能耗在总能耗中所占比例较大，影响了供热系统整体的能效比。因此，在所要求的供热量相同的条件下，加大冷凝器的供回水温差能够有效地减小热量的输送能耗，提高热泵供热系统的能效比，研究结果表明：工业余热型水源热泵的冷凝器供回水温差保持在20℃-30℃之间较为合理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种工业余热型水源热泵供热机组，在供热温差为20-30℃的情况下，能够有效地提高水源热泵机组的能效比。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：工业余热型水源热泵供热机组，包括依次连接组成封闭循环管路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述压缩机和膨胀阀分别设置有多个，所述蒸发器、所述冷凝器分别分为多段，多段所述的冷凝器之间的水路为串联，多段所述的蒸发器之间的水路为并联，每段所述的冷凝器分别通过其中一个压缩机以及其中一个膨胀阀与其中一段蒸发器组成制冷剂循环管路，所述制冷剂循环管路之间相互并联。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于在该供热机组中采用了多个压缩机和多个膨胀阀以及多段冷凝器、蒸发器、而且每段冷凝器分别通过其中的一个压缩机以及其中的一个膨胀阀与其中的一段蒸发器组成制冷剂循环管路，这样即采用了多级冷凝，充分利用了蒸发温度相同时降低冷凝温度可减小压缩机耗电量的原理，能够有效地提高水源热泵的能效比。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是现有技术的水源热泵结构示意图；

图2是本发明的一种实施例；

图中：1.冷凝器；2.膨胀阀；3.蒸发器；4.压缩机；51.使用侧进水管；52.使用侧出水管；61.水源侧进水管；62.水源侧出水管。

具体实施方式

如图1所示，为现有技术的水源热泵的结构示意图，包括依次连接组成封闭的制冷剂循环管路的蒸发器3、压缩机4、冷凝器1和膨胀阀2，图中的箭头代表水和制冷剂的流动方向，其中，冷凝器1上连接有使用侧进水管51和使用侧出水管52,蒸发器3上连接有水源侧进水管61和水源侧出水管62，这样，供热回水从使用侧进水管51流入冷凝器1内，与压缩机4排出的高温高压的制冷剂发生热交换，吸收热量后从使用侧出水管52流出供使用侧使用，制冷剂冷凝后经膨胀阀2变为低温低压的液体进入蒸发器3，在蒸发器3内吸收从水源侧进水管61流入的水源水的热量后蒸发，变为低温低压的气体返回压缩机吸气口，水源水在放出热量后从水源侧出水管62流出，如此往复循环。这种结构的水源热泵通过水与制冷剂的热交换将热量不断地从水源水中转移到制冷剂中，再从制冷剂转移到使用侧水中，从而完成供热功能。

如图2所示，为本发明的一种实施例，其与图1的不同之处在于：该实施例包括多个（图中示出的为三个）膨胀阀2和压缩机4，以及多段（图中示出为三段）蒸发器3和冷凝器1，多段冷凝器1之间的水路为串联，多段蒸发器3之间的水路为并联，每段冷凝器1分别通过其中一个压缩机4以及其中一个膨胀阀2与其中一段蒸发器3组成制冷剂循环管路，制冷剂循环管路之间相互并联。这种结构充分利用了蒸发温度相同时降低冷凝温度可减小压缩机耗电量的原理。

按某特定工况测算如下，在图1和图2所要求的供热量相等的条件下，使用侧进水管51内水温为30℃，使用侧出水管52内水温为60℃，水源侧进水管61内水温为20℃，水源侧出水管62内水温为10℃：

对于图1的水源热泵来说，选用三台SRG-990BH压缩机，制热量为1009Kw×3，输入功率为287Kw×3,供热能效比为COP=(1009Kw×3)/(287Kw×3)=3.52。

对于图2的水源热泵来说，选用三台SRG-990BH压缩机，第一能效比COP1=1194Kw/196Kw=6.1，第二能效比COP2=1107Kw/236Kw=4.7，第三能效比COP3=1009Kw/287Kw=3.52，综合能效比COP=（1194Kw+1107Kw+1009Kw）/(196Kw+236Kw+287Kw)=4.6。