[发明专利]分级分压模块化热能提升系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种分级分压模块化热能提升系统及其控制方法，包括并联的多级热泵模块，所述热泵模块包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀；蒸发器包括废热水换热管和第一制冷剂换热通道；冷凝器包括第二制冷剂换热通道和供热水换热管；第一制冷剂换热通道、压缩机、第二制冷剂换热通道以及节流阀首尾连接，实现闭式循环；相邻的热泵模块的废热水换热管相连通；相邻的热泵模块的供热水换热管相连通。本发明通过使用多级热泵模块并联，实现热泵模块分级、分压运行。通过对单级热泵进行模块化处理，可根据实际情况，如运行工况、成本等，控制运行的热泵模块数量，组合便捷，适用性更广。

技术领域

本发明涉及热泵控制领域，具体地，涉及一种分级分压模块化热能提升系统及其控制方法。

背景技术

中国是全球第一大制造业国家，焦炭、黑色金属冶炼(钢铁)、有色金属冶炼、非金属制造、化工等行业数量多，产品产量大。工业能耗占我国总能耗的70％以上，其中至少50％转化为载体不同、温度不同的工业余热，而目前我国工业余热回收率仅约30％，其余以废热形式排放到大气或水体中，能源利用效率偏低。热泵是一种提高热能品位的有效技术，尤其适用于从空气或工业废热中吸收热量，并广泛应用于工业干燥、加热、区域集中供热等领域，以替代传统燃煤、燃气锅炉，达到提高能源利用率和节能减排的目的。

如专利文献CN110645710A公开的一种能回收余热的热泵热水机，其特征在于：它包括热泵本体，所述热泵本体的内侧设置有蒸发翅片，所述热泵本体的一侧设置有冷水进口，所述冷水进口的一侧设置有热水出口，所述热水出口的上侧设置有压力表，所述热泵本体的上侧设置有进风处，其特征在于：所述热泵本体的下侧设置有移动轮，所述热泵本体的内侧靠近蒸发翅片的上端设置有喷淋管，所述进风处的上侧设置有防护机构，所述进风处的一侧设置有储水箱，所述储水箱的一端设置有连接管，所述储水箱与喷淋管通过连接管进行内部连通，所述储水箱的一侧设置有清洁进水口，所述热泵本体的另一侧设置有清洁排水口，所述热泵本体的一侧靠近压力表设置有安装块，所述安装块的一侧设置有盖板。

即类似上述的回收低品位余热输出热水的压缩式热泵系统是极具节能意义的设备，有很好的应用市场。目前已经有很多成熟的供热温度在80℃以下的小型中低温热泵产品，但大容量、大温升、高效的热泵还存在市场空白，这样的热泵将有利于通过回收工业废热来满足大容量的区域或工业供热需求。通常，大温升热泵难以维持较高的系统性能系数(COP)，主要受部件效率以及系统循环形式限制，因此为满足以上要求就需要对热泵系统进行合理的设计和优化，进一步提高工业热泵的容量、供热温度和系统性能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种分级分压模块化热能提升系统及其控制方法。

根据本发明提供的一种分级分压模块化热能提升系统，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。