CN112344586A - 单工质联合循环热泵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供单工质联合循环热泵装置，属于制冷与热泵技术领域。压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
Description
技术领域：
本发明属于制冷与热泵技术领域。
背景技术：
冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；其中，利用机械能转换为热能是实现制冷和高效供热的重要方式。一般情况下，制冷时冷却介质的温度是变化的，制热时被加热介质的温度往往也是变化的；利用机械能制热时，很多时候被加热介质同时具有变温和高温双重特点，这使得采用单一热力循环理论实现制冷或供热时存在着性能指数不合理、供热参数不高、压缩比较高、工作压力太大等多个问题。
具体来看，基于逆向朗肯循环的蒸汽压缩式热泵装置，当放热主要依靠冷凝过程时，工质与被加热介质之间温差损失大；同时，冷凝液的降压过程损失较大或利用代价高；采用超临界工况时，压缩比较高，使得压缩机的制造代价大，安全性降低等；两种情况下，对获取低温热负荷的副作用难以消除。同样地，基于逆向布雷顿循环的气体压缩式热泵装置，要求压缩比较低，这限制了供热参数的提高；同时，低温过程是变温的，这使得制冷或制热时低温环节往往存在较大的温差损失，性能指数不理想。
不可否认的是，依靠蒸发过程吸收低温热负荷是蒸汽压缩式热泵的优点，变温放热是气体压缩式热泵的优点；如果能够保留二者的优点，充分利用冷凝液的显热，消除冷凝液降压的副作用，那么得到的热泵装置将具有合理的性能指数，从而扩大其应用场合。基于综合考量，从简单、主动和高效地利用机械能进行制冷或制热的原则出发，力求制冷或热泵装置的简单、主动和高效化，本发明提出了单工质联合循环热泵装置。
发明内容：
本发明主要目的是要提供单工质联合循环热泵装置，具体发明内容分项阐述如下：
1.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器和回热器所组成；压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
2.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和第二供热器所组成；压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道经第二供热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
3.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、喷管和第二回热器所组成；压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与膨胀机连通，第二路与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通之后再分成两路——第一路自回热器中间或末端引出并经喷管和第二回热器之后再通过中间进气端口与膨胀机连通，第二路自回热器末端引出之后经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
4.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和再热器所组成；压缩机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与膨胀机连通、膨胀机还有循环工质通道经再热器与膨胀机连通和膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道经再热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
5.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和高温回热器所组成；压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路经膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
6.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、第二供热器和高温回热器所组成；压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路经膨胀机与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道经第二供热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
7.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、喷管、第二回热器和高温回热器所组成；压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路与膨胀机连通，第二路直接与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通之后再分成两路——第一路自回热器中间或末端引出并经喷管和第二回热器之后再通过中间进气端口与膨胀机连通，第二路自回热器末端引出之后经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
8.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、再热器和高温回热器所组成；压缩机有循环工质通道经供热器与高温回热器连通之后分成两路——第一路与膨胀机连通、膨胀机还有循环工质通道经再热器与膨胀机连通和膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，第二路直接与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道经再热器与回热器连通之后回热器再有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道与回热器连通，回热器还有循环工质通道经高温回热器与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
9.单工质联合循环热泵装置，是在第1-8项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中，增加新增压缩机和新增供热器，将压缩机有循环工质通道与供热器连通调整为压缩机有循环工质通道经新增供热器与新增压缩机连通，新增压缩机再有循环工质通道与供热器连通，新增供热器还有被加热介质通道与外部连通，形成单工质联合循环热泵装置。
10.单工质联合循环热泵装置，是在第1-8项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中，增加新增供热器和新增膨胀机，将压缩机有循环工质通道与供热器连通调整为压缩机有循环工质通道经新增供热器与新增膨胀机连通，新增膨胀机再有循环工质通道与供热器连通，新增膨胀机连接压缩机并传输动力，新增供热器还有被加热介质通道与外部连通，形成单工质联合循环热泵装置。
11.单工质联合循环热泵装置，是在第1-10项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中，取消节流阀，增加涡轮机，将回热器有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通调整为回热器有冷凝液管路经涡轮机与蒸发器连通，涡轮机连接压缩机并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
12.单工质联合循环热泵装置，是在第1-10项所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中，取消蒸发器和节流阀，取消蒸发器与外部连通的低温热介质通道，将蒸发器有循环工质通道与回热器连通调整为外部有蒸汽通道与回热器连通，将回热器有冷凝液管路经节流阀与蒸发器连通调整为回热器有冷凝液管路与外部连通，形成单工质联合循环热泵装置。
附图说明：
图1是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第1种原则性热力系统图。
图2是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第2种原则性热力系统图。
图3是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第3种原则性热力系统图。
图4是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第4种原则性热力系统图。
图5是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第5种原则性热力系统图。
图6是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第6种原则性热力系统图。
图7是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第7种原则性热力系统图。
图8是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第8种原则性热力系统图。
图9是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第9种原则性热力系统图。
图10是依据本发明所提供的单工质联合循环热泵装置第10种原则性热力系统图。
图中，1-压缩机，2-膨胀机，3-第二压缩机，4-节流阀，5-供热器，6-蒸发器，7-回热器，8-涡轮机，9-第二供热器，10-喷管，11-第二回热器，12-再热器，13-高温回热器；A-新增压缩机，B-新增供热器，C-新增膨胀机。
具体实施方式：
首先要说明的是，在结构和流程的表述上，非必要情况下不重复进行；对显而易见的流程不作表述。下面结合附图和实例来详细描述本发明。
图1所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器和回热器所组成；压缩机1有循环工质通道与供热器5连通之后分成两路——第一路经膨胀机2与回热器7连通，第二路直接与第二压缩机3连通，第二压缩机3还有循环工质通道与回热器7连通之后回热器7再有冷凝液管路经节流阀4与蒸发器6连通，蒸发器6还有循环工质通道与回热器7连通，回热器7还有循环工质通道与压缩机1连通；供热器5还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器5并放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器7放热冷凝、流经节流阀4节流降压和进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1和第二压缩机3提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图2所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的单工质联合循环热泵装置中，取消节流阀，增加涡轮机，将回热器7有冷凝液管路经节流阀4与蒸发器6连通调整为回热器7有冷凝液管路经涡轮机8与蒸发器6连通，涡轮机8连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器5并放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器7放热冷凝、流经涡轮机8降压作功和进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部、膨胀机2和涡轮机8共同向压缩机1和第二压缩机3提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图3所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和第二供热器所组成；压缩机1有循环工质通道与供热器5连通之后分成两路——第一路经膨胀机2与回热器7连通，第二路直接与第二压缩机3连通，第二压缩机3还有循环工质通道经第二供热器9与回热器7连通之后回热器7再有冷凝液管路经节流阀4与蒸发器6连通，蒸发器6还有循环工质通道与回热器7连通，回热器7还有循环工质通道与压缩机1连通；供热器5和第二供热器9还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器5并放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经第二供热器9和回热器7逐步放热冷凝、流经节流阀4节流降压和进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5第二供热器9获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1和第二压缩机3提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图4所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、喷管和第二回热器所组成；压缩机1有循环工质通道与供热器5连通之后分成两路——第一路与膨胀机2连通，第二路与第二压缩机3连通，第二压缩机3还有循环工质通道经第二回热器11与回热器7连通之后再分成两路——第一路自回热器7中间或末端引出并经喷管10和第二回热器11之后再通过中间进气端口与膨胀机2连通，第二路自回热器7末端引出之后经节流阀4与蒸发器6连通，蒸发器6还有循环工质通道与回热器7连通，膨胀机2还有循环工质通道与回热器7连通，回热器7还有循环工质通道与压缩机1连通；供热器5还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器5并放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经第二回热器11并放热，之后进入回热器7放热并部分冷凝或全部冷凝之后再分成两路——第一路流经喷管10降压增速、流经第二回热器11吸热、通过中间进气端口进入膨胀机2降压作功、之后进入回热器7，第二路冷凝液或继续放热之后的冷凝液经节流阀4节流降压之后进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1和第二压缩机3提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图5所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和再热器所组成；压缩机1有循环工质通道与供热器5连通之后分成两路——第一路与膨胀机2连通、膨胀机2还有循环工质通道经再热器12与膨胀机2连通和膨胀机2还有循环工质通道与回热器7连通，第二路直接与第二压缩机3连通，第二压缩机3还有循环工质通道经再热器12与回热器7连通之后回热器7再有冷凝液管路经节流阀4与蒸发器6连通，蒸发器6还有循环工质通道与回热器7连通，回热器7还有循环工质通道与压缩机1连通；供热器5还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器5并放热，之后分成两路——第一路进入膨胀机2降压作功至一定程度之后流经再热器12吸热、进入膨胀机2继续降压作功、之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经再热器12和回热器7逐步放热冷凝、流经节流阀4节流降压、之后进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1和第二压缩机3提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图6所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，它主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和高温回热器所组成；压缩机1有循环工质通道经供热器5与高温回热器13连通之后分成两路——第一路经膨胀机2与回热器7连通，第二路直接与第二压缩机3连通，第二压缩机3还有循环工质通道与回热器7连通之后回热器7再有冷凝液管路经节流阀4与蒸发器6连通，蒸发器6还有循环工质通道与回热器7连通，回热器7还有循环工质通道经高温回热器13与压缩机1连通；供热器5还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器6还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机2连接压缩机1并传输动力。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，流经高温回热器13并吸热，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器5和高温回热器13逐步放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器7放热冷凝、流经节流阀4节流降压和进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1和第二压缩机3提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图7所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的单工质联合循环热泵装置中，增加新增压缩机和新增供热器，将压缩机1有循环工质通道与供热器5连通调整为压缩机1有循环工质通道经新增供热器B与新增压缩机A连通，新增压缩机A再有循环工质通道与供热器5连通，新增供热器B还有被加热介质通道与外部连通。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经新增供热器B并放热，流经新增压缩机A升压升温，流经供热器5并放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器7放热冷凝和流经节流阀4节流降压之后进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5和新增供热器B获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3和新增压缩机A提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图8所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的单工质联合循环热泵装置中，增加新增供热器和新增膨胀机，将压缩机1有循环工质通道与供热器5连通调整为压缩机1有循环工质通道经新增供热器B与新增膨胀机C连通，新增膨胀机C再有循环工质通道与供热器5连通，新增膨胀机C连接压缩机1并传输动力，新增供热器B还有被加热介质通道与外部连通。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经新增供热器B并放热，流经新增膨胀机C降压作功，流经供热器5并放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器7放热冷凝和流经节流阀4节流降压之后进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5和新增供热器B获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部、膨胀机2和新增膨胀机C共同向压缩机1和第二压缩机3提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图9所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图6所示的单工质联合循环热泵装置中，增加新增压缩机和新增供热器，将压缩机1有循环工质通道与供热器5连通调整为压缩机1有循环工质通道经新增供热器B与新增压缩机A连通，新增压缩机A再有循环工质通道与供热器5连通，新增供热器B还有被加热介质通道与外部连通。
(2)流程上，膨胀机2和蒸发器6排放的循环工质进入回热器7吸热升温，流经高温回热器13并吸热，之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经新增供热器B并放热，流经新增压缩机A升压升温，流经供热器5和高温回热器13逐步放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温、流经回热器7放热冷凝和流经节流阀4节流降压之后进入蒸发器6；进入蒸发器6的循环工质吸热汽化，之后进入回热器7；被加热介质通过供热器5和新增供热器B获取高温热负荷，低温热介质通过蒸发器6提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1、第二压缩机3和新增压缩机A提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
图10所示的单工质联合循环热泵装置是这样实现的：
(1)结构上，在图1所示的单工质联合循环热泵装置中，取消蒸发器和节流阀，取消蒸发器6与外部连通的低温热介质通道，将蒸发器6有循环工质通道与回热器7连通调整为外部有蒸汽通道与回热器7连通，将回热器7有冷凝液管路经节流阀4与蒸发器6连通调整为回热器7有冷凝液管路与外部连通。
(2)流程上，外部蒸汽状态的循环工质进入回热器7，膨胀机2排放的循环工质进入回热器7，两路循环工质吸热升温之后进入压缩机1升压升温；压缩机1排放的循环工质流经供热器5并放热，之后分成两路——第一路流经膨胀机2降压作功之后进入回热器7，第二路流经第二压缩机3升压升温和流经回热器7放热冷凝之后对外排放；被加热介质通过供热器5获取高温热负荷，外部蒸汽通过进出流程提供低温热负荷，外部和膨胀机2共同向压缩机1和第二压缩机3提供动力，形成单工质联合循环热泵装置。
本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的单工质联合循环热泵装置，具有如下效果和优势：
(1)提供了机械能制冷与制热利用(能差利用)基本技术。
(2)消除或大幅度减少相变放热过程的供热负荷，相对增加高温供热段供热负荷，提高装置性能指数。
(3)消除冷凝液显热对获取低温热负荷的不利影响，提高装置性能指数。
(4)大幅度提升冷凝液显热的利用程度，有利于降低压缩比和提高装置性能指数。
(5)工作参数范围得到大幅度扩展，实现高效供热与高效高温供热。
(6)降低工作压力，提高装置安全性。
(7)单一工质，有利于生产和储存；降低运行成本，提高循环调节的灵活性
(8)在高温区或变温区，有利于降低放热环节的温差传热损失，提高性能指数。
(9)在高温供热区采取低压运行方式，缓解或解决传统制冷与热泵装置中性能指数、循环介质参数与管材耐压耐温性能之间的矛盾。
(10)适用范围广，能够很好地适应供能需求，工质与工作参数之间匹配灵活。
(11)扩展了机械能进行冷/热高效利用的热力循环范围，有利于更好地实现机械能在制冷、高温供热和变温供热领域的高效利用。
Claims (12)
1.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器和回热器所组成；压缩机(1)有循环工质通道与供热器(5)连通之后分成两路——第一路经膨胀机(2)与回热器(7)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通，第二压缩机(3)还有循环工质通道与回热器(7)连通之后回热器(7)再有冷凝液管路经节流阀(4)与蒸发器(6)连通，蒸发器(6)还有循环工质通道与回热器(7)连通，回热器(7)还有循环工质通道与压缩机(1)连通；供热器(5)还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器(6)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
2.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和第二供热器所组成；压缩机(1)有循环工质通道与供热器(5)连通之后分成两路——第一路经膨胀机(2)与回热器(7)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通，第二压缩机(3)还有循环工质通道经第二供热器(9)与回热器(7)连通之后回热器(7)再有冷凝液管路经节流阀(4)与蒸发器(6)连通，蒸发器(6)还有循环工质通道与回热器(7)连通，回热器(7)还有循环工质通道与压缩机(1)连通；供热器(5)和第二供热器(9)还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器(6)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
3.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、喷管和第二回热器所组成；压缩机(1)有循环工质通道与供热器(5)连通之后分成两路——第一路与膨胀机(2)连通，第二路与第二压缩机(3)连通，第二压缩机(3)还有循环工质通道经第二回热器(11)与回热器(7)连通之后再分成两路——第一路自回热器(7)中间或末端引出并经喷管(10)和第二回热器(11)之后再通过中间进气端口与膨胀机(2)连通，第二路自回热器(7)末端引出之后经节流阀(4)与蒸发器(6)连通，蒸发器(6)还有循环工质通道与回热器(7)连通，膨胀机(2)还有循环工质通道与回热器(7)连通，回热器(7)还有循环工质通道与压缩机(1)连通；供热器(5)还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器(6)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
4.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和再热器所组成；压缩机(1)有循环工质通道与供热器(5)连通之后分成两路——第一路与膨胀机(2)连通、膨胀机(2)还有循环工质通道经再热器(12)与膨胀机(2)连通和膨胀机(2)还有循环工质通道与回热器(7)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通，第二压缩机(3)还有循环工质通道经再热器(12)与回热器(7)连通之后回热器(7)再有冷凝液管路经节流阀(4)与蒸发器(6)连通，蒸发器(6)还有循环工质通道与回热器(7)连通，回热器(7)还有循环工质通道与压缩机(1)连通；供热器(5)还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器(6)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
5.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器和高温回热器所组成；压缩机(1)有循环工质通道经供热器(5)与高温回热器(13)连通之后分成两路——第一路经膨胀机(2)与回热器(7)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通，第二压缩机(3)还有循环工质通道与回热器(7)连通之后回热器(7)再有冷凝液管路经节流阀(4)与蒸发器(6)连通，蒸发器(6)还有循环工质通道与回热器(7)连通，回热器(7)还有循环工质通道经高温回热器(13)与压缩机(1)连通；供热器(5)还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器(6)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
6.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、第二供热器和高温回热器所组成；压缩机(1)有循环工质通道经供热器(5)与高温回热器(13)连通之后分成两路——第一路经膨胀机(2)与回热器(7)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通，第二压缩机(3)还有循环工质通道经第二供热器(9)与回热器(7)连通之后回热器(7)再有冷凝液管路经节流阀(4)与蒸发器(6)连通，蒸发器(6)还有循环工质通道与回热器(7)连通，回热器(7)还有循环工质通道经高温回热器(13)与压缩机(1)连通；供热器(5)和第二供热器(9)还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器(6)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
7.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、喷管、第二回热器和高温回热器所组成；压缩机(1)有循环工质通道经供热器(5)与高温回热器(13)连通之后分成两路——第一路与膨胀机(2)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通，第二压缩机(3)还有循环工质通道经第二回热器(11)与回热器(7)连通之后再分成两路——第一路自回热器(7)中间或末端引出并经喷管(10)和第二回热器(11)之后再通过中间进气端口与膨胀机(2)连通，第二路自回热器(7)末端引出之后经节流阀(4)与蒸发器(6)连通，蒸发器(6)还有循环工质通道与回热器(7)连通，膨胀机(2)还有循环工质通道与回热器(7)连通，回热器(7)还有循环工质通道经高温回热器(13)与压缩机(1)连通；供热器(5)还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器(6)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
8.单工质联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二压缩机、节流阀、供热器、蒸发器、回热器、再热器和高温回热器所组成；压缩机(1)有循环工质通道经供热器(5)与高温回热器(13)连通之后分成两路——第一路与膨胀机(2)连通、膨胀机(2)还有循环工质通道经再热器(12)与膨胀机(2)连通和膨胀机(2)还有循环工质通道与回热器(7)连通，第二路直接与第二压缩机(3)连通，第二压缩机(3)还有循环工质通道经再热器(12)与回热器(7)连通之后回热器(7)再有冷凝液管路经节流阀(4)与蒸发器(6)连通，蒸发器(6)还有循环工质通道与回热器(7)连通，回热器(7)还有循环工质通道经高温回热器(13)与压缩机(1)连通；供热器(5)还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器(6)还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机(2)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
9.单工质联合循环热泵装置，是在权利要求1-8所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中，增加新增压缩机和新增供热器，将压缩机(1)有循环工质通道与供热器(5)连通调整为压缩机(1)有循环工质通道经新增供热器(B)与新增压缩机(A)连通，新增压缩机(A)再有循环工质通道与供热器(5)连通，新增供热器(B)还有被加热介质通道与外部连通，形成单工质联合循环热泵装置。
10.单工质联合循环热泵装置，是在权利要求1-8所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中，增加新增供热器和新增膨胀机，将压缩机(1)有循环工质通道与供热器(5)连通调整为压缩机(1)有循环工质通道经新增供热器(B)与新增膨胀机(C)连通，新增膨胀机(C)再有循环工质通道与供热器(5)连通，新增膨胀机(C)连接压缩机(1)并传输动力，新增供热器(B)还有被加热介质通道与外部连通，形成单工质联合循环热泵装置。
11.单工质联合循环热泵装置，是在权利要求1-10所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中，取消节流阀，增加涡轮机，将回热器(7)有冷凝液管路经节流阀(4)与蒸发器(6)连通调整为回热器(7)有冷凝液管路经涡轮机(8)与蒸发器(6)连通，涡轮机(8)连接压缩机(1)并传输动力，形成单工质联合循环热泵装置。
12.单工质联合循环热泵装置，是在权利要求1-10所述的任一一款单工质联合循环热泵装置中，取消蒸发器和节流阀，取消蒸发器(6)与外部连通的低温热介质通道，将蒸发器(6)有循环工质通道与回热器(7)连通调整为外部有蒸汽通道与回热器(7)连通，将回热器(7)有冷凝液管路经节流阀(4)与蒸发器(6)连通调整为回热器(7)有冷凝液管路与外部连通，形成单工质联合循环热泵装置。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022193795A1 (zh) * | 2021-03-14 | 2022-09-22 | 李华玉 | 第一类热驱动联合循环热泵装置 |
-
2020
- 2020-10-16 CN CN202011152625.1A patent/CN112344586A/zh active Pending
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2022193795A1 (zh) * | 2021-03-14 | 2022-09-22 | 李华玉 | 第一类热驱动联合循环热泵装置 |
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