[实用新型]多级压缩多级冷凝中间闪蒸不完全冷却中高温热泵系统

说明书

本实用新型提出一种多级压缩多级冷凝中间闪蒸不完全冷却多温级中高温热泵系统。本实用新型由蒸发器、各级压缩机、各级冷凝器、各级节流阀和各级气液分离器组成，其中包括多级连续压缩工质热泵循环和常温水连续加热过程；多级压缩多级冷凝中间闪蒸不完全冷却中高温热泵系统，可按照工艺需求设为多级(简称n级)，温升越高，设置级数越多。通过制冷剂的多级压缩和多级冷凝过程，对常温水进行多次连续加热，可显著减小常温水加热过程中与制冷剂的换热不可逆损失，各级压缩机的压缩比较小。在冷凝器间并联供暖热水加热管路可用于房间供暖，实现热量梯级利用。

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，特别是涉及一种多级压缩多级冷凝中间闪蒸不完全冷却中高温热泵系统。

背景技术

生活中及工业上对中高温热水及蒸汽的需求十分广泛，然而生产中高温热水往往会消耗大量电力及燃料资源。热泵产品作为一种清洁、高效、稳定的采暖设备已得到广泛使用，进一步提高热泵设备的能效对推动节能减排，提升经济效益具有重要的实际意义和社会价值。

采用常规中高温热泵系统冷凝温度恒定，常温水在冷凝器中直接加热，常温水进出口温差较大，受冷凝器制冷剂和常温水换热温差的限制，冷凝器中两侧流体的换热温差分布严重不均匀，导致冷凝器中平均换热温差很大，换热过程产生较大的不可逆损失，系统能效较低。使用非共沸工质的常规单级压缩热泵系统，其蒸发和冷凝过程的温度滑移相当，适用于热源和热沉侧换热流体温度变化接近的工况，但对于中高温热泵系统，热源侧的温度变化一般较小，热沉侧的水或蒸汽的温度升较大或很大，远大于热源侧流体的温降。并且对于热源和热沉温跨较大的工况，常规压缩机压缩比较大，压缩机效率低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多级压缩多级冷凝中间闪蒸不完全冷却多温级中高温热泵系统，以解决换热过程不可逆损失大、压缩比大以及系统能效低的问题。

本实用新型所采取的技术方案是：

多级压缩多级冷凝中间闪蒸不完全冷却多温级中高温热泵系统，其中包括多级连续压缩工质热泵循环和常温水连续加热过程；多级压缩多级冷凝中间闪蒸不完全冷却中高温热泵系统，可按照工艺需求设为多级(简称n级)，温升越高，设置级数越多。

一种多级压缩多级冷凝中间闪蒸不完全冷却中高温热泵系统，所述系统中3 ≤i≤n-1，n≥4；

第一级压缩机3出口与第一级冷凝器4工质侧入口相连，第一级压缩机3工质侧出口与第二级压缩机6入口相连，第一级冷凝器4工质侧出口与第一级节流阀5入口相连，第二级气液分离器9出口与第一级节流阀5入口相连，第一级节流阀5出口与蒸发器2工质侧入口相连，蒸发器2工质侧出口与所述第一级压缩机3入口相连；常温水出口与第二级冷凝器7换热流体侧入口相连，第二级冷凝器7换热流体侧出口与第三级冷凝器换热流体(热水或蒸汽)侧入口相连，第i 级冷凝器11换热流体侧出口与第n级冷凝器15换热流体侧入口相连，第n级冷凝器15换热流体侧出口与中高温热水或高温蒸汽入口相连；

第i-1级压缩机出口与第i级压缩机入口相连，第i级气液分离器与第i级压缩机入口相连，第i级压缩机出口与第i+1级压缩机入口相连，第i级压缩机出口与第i级冷凝器工质侧入口相连，第i级冷凝器工质侧出口与第i级节流阀入口连接，第i+1级气液分离器出口与第i级节流阀入口相连，第i级节流阀出口与第i级气液分离器的入口相连，第i级气液分离器的出口与第i-1级节流阀入口相连；

第n-1级压缩机出口与第n级压缩机14入口相连，第n级气液分离器17侧出口与第n级压缩机14入口相连，第n级压缩机14出口与第n级冷凝器15工质侧入口相连，第n级冷凝器15工质侧出口与第n级节流阀16入口连接，第n 级节流阀16出口与第n级气液分离器17入口相连，第n级气液分离器17出口与第n-1级节流阀入口相连。

常温水依次流入各温级冷凝器进行加热，被连续加热至工艺设计温度，得到工艺所需中高温热水或高温蒸汽，完成常温水连续加热过程。