[发明专利]分级分压模块化热能提升系统及其控制方法

权利要求书

1.一种分级分压模块化热能提升系统，其特征在于，包括并联的多级热泵模块(2)，所述热泵模块(2)包括蒸发器(9)、压缩机(11)、冷凝器(13)、节流阀(15)；

蒸发器(9)包括废热水换热管(8)和第一制冷剂换热通道(10)；

冷凝器(13)包括第二制冷剂换热通道(12)和供热水换热管(14)；

第一制冷剂换热通道(10)、压缩机(11)、第二制冷剂换热通道(12)以及节流阀(15)首尾连接，实现闭式循环；

相邻的热泵模块(2)的废热水换热管(8)相连通；

相邻的热泵模块(2)的供热水换热管(14)相连通。

2.根据权利要求1所述的分级分压模块化热能提升系统，其特征在于，相邻的热泵模块(2)的废热水换热管(8)通过废热水连接管(3)连通。

3.根据权利要求1所述的分级分压模块化热能提升系统，其特征在于，相邻的热泵模块(2)的供热水换热管(14)通过供热水连接管(6)连通。

4.根据权利要求1所述的分级分压模块化热能提升系统，其特征在于，

废热水自最后一级热泵模块的废热水换热管(8)进入，自第一级热泵模块的废热水换热管(8)流出；

热水由第一级热泵模块的供热水换热管(14)进入，自最后一级供热水换热管(14)流出。

5.根据权利要求4所述的分级分压模块化热能提升系统，其特征在于，沿废热水流通方向，热泵模块的蒸发器(9)的压力递减，热模模块的冷凝器(13)的压力递减。

6.根据权利要求1所述的分级分压模块化热能提升系统，其特征在于，所述蒸发器和冷凝器采用降膜或满液式换热器。

7.根据权利要求1所述的分级分压模块化热能提升系统，其特征在于，所述热泵模块采用变频压缩机。

8.根据权利要求1所述的分级分压模块化热能提升系统，其特征在于，热泵模块的级数为4级至9级。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的分级分压模块化热能提升系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

设定温度输入步骤：输入要求的输出温度T7*；

检测步骤：测量当前热源温度Ts，以及冷却水温度Th；

转速确定步骤：检测热泵模块蒸发器入口温度T_i,N和冷凝器出口温度T_o,N，根据T_i,N和T_o,N对应饱和压力，确定压缩机转速；

温度判断步骤：压缩机转速达到平稳后，检测热泵模块的蒸发温度是否为入口温度T_i,N-x℃，检测冷凝温度是否为冷凝器出口温度T_o,N-x℃，若判断结果为是，则进入下一级热泵模块，进入转速确定步骤；若判断结果为否，则重新检测此时的蒸发器入口温度T_i,N，冷凝器出口温度T_o,N，重新调节压缩机转速，直至达到换热器最小换热温差维持在x℃；

输出步骤：输出最终温度T7，判断是否达到需求输出温度T7*，若判断结果为是，则维持状态运行；若判断结果为否，则从最后一级热泵模块开始重新调节，直至达到需求输出温度，保持各热泵模块稳定运行，获得稳定输出。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述x为最小换热温差。