[实用新型]一种用于螺杆式高温热泵测试的节能型实验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及余热回收利用技术领域，特别涉及一种用于螺杆式高温热泵测试的节能型实验系统。

背景技术

我国余热资源丰富，包括太阳能、地热能等取之不尽、用之不竭的自然低温热和各类工业生产过程中产生的人为低温热。其中人为低温热一般是由于钢铁冶金、热电、煤炭、石油炼化、化工等行业中生产设备的热效率较低所致。大量余热被排放到环境中，既造成了能源利用的极大浪费，又导致了温室效应及热污染等环境问题。若采用余热回收技术加以利用，不仅能提高能源利用率，还减少了余热排放带来的污染。高温热泵技术是当今余热回收技术研究的重点领域之一，也是提高能源利用率，实现节能减排的重要途径。

然而高温热泵技术的研究仍然存在很多问题需要解决，例如：如何进一步提高制热温度，以扩大适用范围；研制具有运行工况合适、效率高、稳定性好、安全环保等特性的高温工质；如何保证机组根据需要，调节运行工作状态和条件以适应蒸发温度和冷凝温度变化，且整体机组能长时间高温稳定运行等问题。因此，为了解决这些问题，科研人员需要做大量的实验进行优化改进。选择合适的压缩机是高温热泵研究的一个重点方向，其中，螺杆压缩机因其基本没有余隙容积，容积效率高，在压缩比较高的情况下，仍可保持比较高的容积效率，且构造简单易损件少，而备受关注。但由于螺杆式压缩机排气量大、功率大、制热量大，难以小型化，因此机组耗电量大，且热源需要提供大量热量，导致实验成本过高，给科研人员带来了很大的经济压力，不利于实验持续深入地进行。

此外，当在冬季进行实验，刚开机启动时，由于冷凝温度过低，使得系统高低压差降低，克服节流装置阻力的能力减小，造成系统工质循环流量过小，制热量不足，导致冷源侧温度需要很长时间才能提升上来。而且，由于蒸发压力也过低，压缩机回气过热度过高，长时间这样运行，压缩机排气温度异常升高甚至热保护，使实验无法进行。因此在开机之前，需要对冷源侧进行预热。这些问题若不能得到解决，将严重影响高温热泵技术的进一步发展。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于螺杆式高温热泵测试的节能型实验系统，克服现有技术中螺杆式高温热泵实验测试系统存在的能耗大、能效低及冬季冷源侧需另安装预热器的问题。

本实用新型采用的技术方案是：一种用于螺杆式高温热泵测试的节能型实验系统，包括热源侧水路循环回路、工质循环回路和冷源侧水路循环回路；热源侧水路循环回路包括热源、热源循环水泵、第一调节阀、第二调节阀、中间换热器和蒸发器；工质循环回路包括蒸发器、压缩机、电子膨胀阀和冷凝器；冷源侧水路循环回路包括中间换热器、冷凝器、第三调节阀、第四调节阀、冷源和冷源循环水泵；所述热源侧水路循环回路连接形式为：热源出口与热源循环水泵进口连接，热源循环水泵出口和第二调节阀连接，第一调节阀所在的一路走中间换热器的管程，第二调节阀所在的一路旁通，两路汇合后与蒸发器壳程进口连接，蒸发器壳程出口与热源进口连接；所述冷源侧水路循环回路连接形式为：冷源循环水泵出口与冷凝器壳程进口连接，冷凝器壳程出口与第三调节阀和第四调节阀连接，第三调节阀所在的一路与中间换热器壳程进口连接，第四调节阀所在的另一路旁通，两路汇合后与冷源进口连接，冷源出口与冷源循环水泵进口连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过控制第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀的开闭状态，实现冷源侧热量由中间换热器返回至热源侧，降低热源侧的能量输入，甚至停止输入，使得热源侧需提供的热量完全由从冷源侧回热替代。同时，在不给冷源侧另加预热器的情况下，依然能够通过控制这四个阀门的开闭，达到预热的目的。本实用新型节省了实验成本，有利于科研人员对螺杆式高温热泵进行持续深入地实验研究。

附图说明

图1为传统螺杆式高温热泵实验测试系统流程图；

图2为本实用新型用于螺杆式高温热泵测试的节能型实验系统流程图；

图3为本实用新型回热阶段系统能量平衡图；

其中：1-热源，2-热源循环水泵，3-第一调节阀，4-第二调节阀，5-中间换热器，6-蒸发器，7-压缩机，8-电子膨胀阀，9-冷凝器，10-第三调节阀，11-第四调节阀，12-冷源，13-冷源循环水泵,Qo-蒸发器吸热量，Qk-冷凝器放热量，Pe-压缩机功率，且Qk＝Qo+Pe。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。