[发明专利]一种大容量梯度增温型多级耦合热泵供热系统

权利要求书

1.一种大容量梯度增温型多级耦合热泵供热系统，其特征在于：包括第一级蒸发换热器、第一级压缩机、第一级循环泵、第一级流量控制阀、第一级前冷凝换热器、第一级后冷凝换热器、第一级膨胀阀、第二级第一流量阀、第二级前冷凝换热器、第二级膨胀阀、第二级冷凝换热器、第二级压缩机、第二级第二流量阀、第二级第三流量阀、第二级后冷凝换热器、第三级第一流量阀、第三级第二流量阀、第三级冷凝换热器、第三级膨胀阀、第三级蒸发换热器、第三级压缩机、第三级循环泵、第三级第三流量阀、抽气加热器和第二级第四流量调节阀；

循环水入水管和循环水出水管分别连接在第一级蒸发换热器的入水口和出水口；第一级压缩机一端与第一级蒸发换热器的换热出水口连接，另一端与第一级前冷凝换热器的换热入水口连接；第一级前冷凝换热器的换热出水口与第一级后冷凝换热器的换热入水口连接；第一级后冷凝换热器的换热出水口与第一级膨胀阀的入口端连接，第一级膨胀阀的出口端与第一级蒸发换热器的换热入水口连接；循环水入水管通过第一级循环泵和第一级流量控制阀与第一级前冷凝换热器的入水口依次连接，第一级前冷凝换热器的出水口同时连接第二级第一流量阀的一端、第二级冷凝换热器的入水口以及通过第二级第四流量调节阀与第三级蒸发换热器的出水口连通；一次网水入口与第一级后冷凝换热器的入水口连通，第一级后冷凝换热器的出水口与第二级后冷凝换热器的入水口连通；第二级第一流量阀的另一端与第二级前冷凝换热器的进水口连接；第二级前冷凝换热器的出水口通过第三级循环泵和第三级第三流量阀与第三级蒸发换热器的入水口连通；第二级冷凝换热器的出水口与循环水出水管连接；第二级后冷凝换热器的出水口与通过第三级第二流量阀与第三级冷凝换热器的入水口连通，同时通过第三级第一流量阀与抽气加热器的入水口连接；第二级前冷凝换热器的换热入水口通过第二级第二流量阀和第二级压缩机与第二级冷凝换热器的换热出水口连接；第二级第三流量阀的一端与第二级压缩机的出水口连通后另一端与第二级前冷凝换热器的换热出水口及第二级后冷凝换热器的换热入水口连接；第二级后冷凝换热器的换热出水口通过第二级膨胀阀与第二级冷凝换热器的换热入水口连接；第三级冷凝换热器的出水口与抽气加热器的入水口连接，抽气加热器的出水口作为一次网水出口；第三级冷凝换热器的换热入水口通过第三级压缩机与第三级蒸发换热器的换热出水口连接，第三级冷凝换热器的换热出水口通过第三级膨胀阀与第三级蒸发换热器的换热热水口连通。

2.根据权利要求1所述的大容量梯度增温型多级耦合热泵供热系统，其特征在于：第一级蒸发换热器吸收一部分循环水的热量，通过第一级热泵系统的第一级前冷凝换热器加热第一部分循环水；第一级热泵系统的第一级后冷凝换热器将一次网水的温度由t1加热至t2；第三级热泵系统的循环水与第一部分循环水混合后作为第二级热泵系统的热源；第二级第四流量调节阀用于调节进入第二级热泵系统的第二级冷凝换热器的循环水流量；第二级热泵循环水被第二级前冷凝换热器加热并经过第三级循环泵和第三级第三流量阀进入第三级热泵系统的第三级蒸发换热器；第二级第二流量阀和第二级第三流量阀用于控制第三级蒸发换热器循环水入口温度；第二级第一流量阀、第三级第三流量阀和第二级第四流量调节阀共同调节进入第三级蒸发换热器的流量；一次网水经第二级热泵加热系统的第二级后冷凝换热器被加热至t3；第三级热泵系统通过第三级冷凝换热器将一次网水的温度进一步提高至t4。

3.根据权利要求2所述的大容量梯度增温型多级耦合热泵供热系统，其特征在于：第三级第一流量阀和第三级第二流量阀用于调整t4的温度，通过抽气加热器将一次网水的温度由t4进一步提高至供热温度。

4.根据权利要求3所述的大容量梯度增温型多级耦合热泵供热系统，其特征在于：所述大容量梯度增温型多级耦合热泵供热系统，在一次网回水温度小于等于预设值时，通过三级热泵系统加热实现各级热泵进出口水温达到给定值；使用三级热泵加热，利用两个循环泵配合第三级第三流量阀和第一级流量控制阀控制每级循环水的流量，以实现各级热泵进出口水温达到给定值；采用三级热泵系统加热时，第三级第二流量阀、第二级第一流量阀、第二级第四流量调节阀和第二级第二流量阀打开，第三级第一流量阀和第二级第三流量阀关闭。

5.根据权利要求4所述的大容量梯度增温型多级耦合热泵供热系统，其特征在于：在一次网回水温度大于预设值时，通过两级热泵系统进行加热。