[发明专利]一种分流调控双循环耦合型高温热泵系统

说明书

本发明公开了一种分流调控双循环耦合型高温热泵系统，高温热泵系统由热源供给单元、高温热泵循环单元和热产物生产单元组成，热源供给单元通过蒸发器与高温热泵循环单元连接，高温热泵循环单元由准两级压缩式热泵循环与双闪蒸注气压缩式热泵循环耦合而成，热产物生产单元依据热产物的温升变化，依次通过第二冷凝器、过冷器和第一冷凝器与高温热泵循环单元连接，采用双闪蒸注气压缩式热泵循环与准两级压缩式热泵循环耦合的方式，在不同温度阈值范围内对热产物进行多级供热，减少了大温差换热造成的火用损失，提高了大温跨条件下高温热泵系统的热力学性能，改善了系统的热交换效率和制蒸汽效果，有利于工业废热回收及高温热泵系统制蒸汽领域的发展。

技术领域

本发明涉及一种高温热泵系统，特别涉及一种分流调控双循环耦合型高温热泵系统。

背景技术

高温热泵技术用作高温热产物生产，被广泛应用于食品加工、工业生产及生活供暖等各个领域，并且高温热泵系统能够将工业中产生的大量废热进行回收，做到废热利用绿色环保。但是实际应用中随着应用工艺该技术存在诸多问题，一方面是由于废热温度与热产物温度的限制，导致高温热泵系统的温升与压比过大，使得系统的热力学性能下降；另一方面，由于热产物的温升过大，为此单一冷凝器在与热产物初步换热时温差过大，造成大量的火用损失。为此本发明所提出了一种分流调控双循环耦合型高温热泵系统，该热泵系统用作蒸汽生产的大温跨分流调控双循环耦合型高温热泵系统，通过采用双闪蒸注气压缩式热泵循环与准两级压缩式热泵循环进行耦合，通过分流阀组控制两个回路对热产物的供热比例来实现不同蒸汽生产的工艺要求，以此有效提高大温跨条件下系统的性能、单位制热量，热交换效率和制蒸汽效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种分流调控双循环耦合型高温热泵系统。

一种分流调控双循环耦合型高温热泵系统，所述高温热泵系统由热源供给单元、高温热泵循环单元和热产物生产单元组成，热源供给单元通过蒸发器与高温热泵循环单元连接，高温热泵循环单元由准两级压缩式热泵循环与双闪蒸注气压缩式热泵循环耦合而成，热产物生产单元依据热产物的温升变化，依次通过第二冷凝器、过冷器和第一冷凝器与高温热泵循环单元连接，所述蒸发器、第一冷凝器、过冷器和第二冷凝器均包含热端和冷端；

所述热源供给单元由依次连接的热源供给接口、过滤器、蒸发器热端和热源供给出口组成；

所述高温热泵循环单元包括蒸发器冷端、低压级补气式压缩机、分流阀组、高压级补气式压缩机、第一冷凝器热端、过冷器热端、第一膨胀阀、第一闪蒸器、第二膨胀阀、第二闪蒸器、第三膨胀阀、第二冷凝器热端和第四膨胀阀，蒸发器冷端分别连接第三膨胀阀和低压级补气式压缩机，低压级补气式压缩机分别与分流阀组和第二闪蒸器进行连接，高压级补气式压缩机分别与第一冷凝器热端和第一闪蒸器连接，所述分流阀组包括第一分流阀和第二分流阀，蒸发器冷端、低压级补气式压缩机、第二分流阀、高压级补气式压缩机、第一冷凝器热端、过冷器热端、第一膨胀阀、第一闪蒸器、第二膨胀阀、第二闪蒸器、第三膨胀阀和蒸发器冷端依次连接构成双闪蒸注气压缩式热泵循环；蒸发器冷端、低压级补气式压缩机、第一分流阀、第二冷凝器热端、第四膨胀阀、第二闪蒸器和蒸发器冷端依次连接构成准两级压缩式热泵循环；

所述热产物生成单元包括第一冷凝器冷端、过冷器冷端、第二冷凝器冷端、第三闪蒸器、动力泵、热产蒸汽出口、汇流三通和补充水接口，补充水接口通过第二冷凝器冷端与过冷器冷端连接，汇流三通的三个通口分别与过冷器冷端、动力泵和第一冷凝器冷端连接，第一冷凝器冷端连接第三闪蒸器，动力泵通过第三闪蒸器与热产蒸汽出口连接。

进一步地，蒸发器热端为热端蒸发器管程，蒸发器冷端为冷端蒸发器壳程，热端蒸发器管程设置有蒸发器管程入口和蒸发器管程出口，冷端蒸发器壳程设置有蒸发器壳程入口和蒸发器壳程出口，热源供给接口通过过滤器与蒸发器管程入口连接，蒸发器管程出口与热源供给出口连接。