CN107166476B - 一种高压水箱联合吸收式热泵的供热*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***，包括：第一高压水箱、第二高压水箱、第一换热器、第二换热器、发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、多个水泵以及多个三通阀。由上述部件组成高温水介质环路、吸收式热泵环路、低温水介质环路以及热泵供暖环路。本***具有四种运行模式能有效地利用低谷电能，满足全天的供热需求，同时***中采用的高压蓄热水箱有效地提升了水的蓄热温度上限；将水箱与吸收式热泵***结合，利用低温热水作为吸收式热泵***的低温热源，降低了对水中储存热能的利用下限,使得在满足供热需求的基础上，具有占用空间少，制造难度小，运行费用低，可靠性高，使用寿命长的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种热泵供热***，尤其涉及一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***。
背景技术
目前中国北方城市都采用燃煤锅炉制热水的方式实现冬季的集体供暖，但这种供暖模式造成了严重的空气污染问题。近些年，人们越来越意识到寻求新型环保的供热方式的必要性与紧迫性。另外在实际生产生活中，人们长期面临着发电负荷与用电负荷严重不平衡的问题，这导致整个电网的耗电量具有很强的波动性。为了解决这个问题，政府出台了峰谷电价政策，鼓励夜间用电，但是由于社会生产需要，夜间用电量有限，而电能的直接储存问题难以很好的解决，所以这一政策一直很难被广泛实施利用。
目前已有的利用新型供热***及蓄能技术来满足供热需求的技术有：蒸汽压缩式热泵***(空调器)、固体蓄热式电锅炉和相变蓄能技。这些技术虽然可以起到相应的供暖和蓄能作用，但是均存在明显的缺点，如蒸汽压缩式热泵***，这种***一般以空气为低温热源，其在冬季供暖期间，低温适应性差，***性能系数(COP)较低，耗电量大，运行费用高，而且在室外机的换热翅片上还会出现结霜现象；固体蓄热式电锅炉运行时噪音大，且蓄热材料具有一定使用寿命，需要定期更换，增加了运行成本；对于相变蓄能技术，传热系数小，使用寿命短是其最主要的缺点。
发明内容
本发明实施例提供一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***，实现了利用夜间电价低的优势将电能转化为高压水箱中的热能存储起来，可将夜间低价电加以综合利用，解决燃煤供暖环境污染的问题。
本发明提供一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***，包括：第一高压水箱、第二高压水箱、第一换热器、第二换热器、发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、膨胀阀、减压阀、多个水泵以及多个三通阀，其中：
所述第一高压水箱的出口通过第一阀与第一换热器的第二进口连通，第一换热器的第二出口依次通过第三水泵、第二阀与第一高压水箱的进口连通；所述第二高压水箱的出口通过第三阀与第二换热器的第二进口连通，第二换热器的第二出口依次通过第五水泵、第四阀与第二高压水箱的进口连通；
所述第一换热器的第一出口通过第二水泵与第三三通阀的第二进口连接，所述第二换热器的第一出口通过第四水泵与第三三通阀的第一进口连接，第三三通阀的出口与发生器内的换热管的进口连通；发生器内的换热管的出口与第七三通阀的进口连通，第七三通阀的第一出口与第一换热器的第一进口连通，第七三通阀的第二出口与第二换热器的第一进口连通；
所述第二换热器的第一出口通过第四水泵与第五三通阀的第一进口连通，所述第一换热器的第一出口通过第二水泵与第五三通阀的第二进口连通，第五三通阀的出口与蒸发器的第一进口连通；蒸发器的第一出口与第八三通阀的进口连通，第八三通阀的第二出口与第二换热器的第一进口连通，第八三通阀的第一出口与第一换热器的第一进口连通；
所述发生器的第一出口与冷凝器的第一进口相连通，冷凝器的第一出口通过减压阀与蒸发器的第二进口相连通，蒸发器的第二出口与吸收器的第一进口连通，吸收器的出口通过溶液泵与溶液热交换器的第一进口连通，溶液热交换器的第一出口与发生器的进口连通；发生器的第二出口与溶液热交换器的第二进口连通；溶液热交换器的第二出口通过膨胀阀与吸收器的第二进口连通；
热用户的回水口与第一三通阀的进口连通，第一三通阀的第一出口通过第一水泵与吸收器内的换热管入口相连接；吸收器内的换热管出口与冷凝器的第二进口连通，冷凝器的第二出口与第二三通阀的第一进口连通，第二三通阀的出口与热用户的进水口连通。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，还包括用于测量第一高压水箱和第二高压水箱的出口水温的温度传感器，及控制***工作的控制器，所述控制器根据温度传感器测得的温度信息以控制***的运行模式。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，第一高压水箱的出口的水温高于第一预设值，且第二高压水箱的出口的水温低于第二预设值时，所述控制器控制开启第一阀、第二阀、第三阀、第四阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵、第四水泵、第五水泵、溶液泵以及膨胀阀，分别开启第一三通阀和第七三通阀的进口和第一出口，分别开启第六三通阀和第八三通阀的进口和第二出口，分别开启第二三通阀、第四三通阀以及第五三通阀的第一进口和出口，开启第三三通阀的第二进口和出口，此时***以第一种吸收式热泵供热模式运行。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，第二高压水箱的出口的水温高于第一预设值，且第一高压水箱的出口的水温低于第二预设值时，所述控制器控制开启第一阀、第二阀、第三阀、第四阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵、第四水泵、第五水泵、溶液泵以及膨胀阀，分别开启第一三通阀、第六三通阀以及第八三通阀的进口和第一出口，开启第七三通阀的进口和第二出口，分别开启第二三通阀和第三三通阀的第一进口和出口，分别开启第四三通阀和第五三通阀的第二进口和出口，此时***以第二种吸收式热泵供热模式运行。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，所述第一换热器的第一出口通过第二水泵与第四三通阀的第二进口连通，第四三通阀的出口与第二三通阀的第二进口连通，第二三通阀的出口与热用户的进水口连通；热用户的回水口与第一三通阀的进口连通，第一三通阀的第二出口与第六三通阀的进口连通，第六三通阀的第一出口第一换热器的第一进口连通；当第一高压水箱的出口水温低于第一预设值，且高于第二预设值时，所述控制器控制开启第一阀、第二阀、第二水泵以及第三水泵，分别开启第一三通阀、第七三通阀以及第八三通阀的进口和第二出口，开启第六三通阀的进口和第一出口，分别开启第二三通阀和第四三通阀的第二进口和出口，分别开启第三三通阀和第五三通阀的第一进口和出口；关闭第三阀、第四阀、膨胀阀、第一水泵、第四水泵、第五水泵以及溶液泵，此时***以第一种热水介质直接供热模式运行。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，所述第二换热器的第一出口通过第四水泵与第四三通阀的第一进口连通，第四三通阀的出口与第二三通阀的第二进口连通，第二三通阀的出口与热用户的进水口连通；热用户的回水口与第一三通阀的进口连通，第一三通阀的第二出口与第六三通阀的进口连通，第六三通阀的第二出口第二换热器的第一进口连通；当第二高压水箱的出口水温低于第一预设值，且高于第二预设值的时候，所述控制器控制开启第三阀、第四阀、第四水泵以及第五水泵，分别开启第一三通阀和第六三通阀的进口和第二出口，分别开启第七三通阀和第八三通阀的进口和第一出口，分别开启第二三通阀、第三三通阀以及第五三通阀的第二进口和出口，开启第四三通阀的第一进口和出口；关闭第一阀、第二阀、膨胀阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵以及溶液泵，此时***以第二种热水介质直接供热模式运行。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，两种吸收式热泵供热模式在白天用电高峰时段运行；两种热水介质直接供热模式在夜间用电低谷时段运行，此时第一高压水箱和第二高压水箱一个用于换热供热，另一个停止运行通电蓄能；四种运行模式是以2天为一个周期运行，第一天的白天***以第一种吸收式热泵供热模式运行，第一天晚上至第二天的凌晨***以第一种热水介质直接供热模式运行，第二天白天***以第二种吸收式热泵供热模式运行，第二天晚上至第三天凌晨***以第二种热水介质直接供热模式运行。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，所述第一预设值为90℃，第二预设数值为30℃。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，所述第一高压水箱和第二高压水箱的壁面均铺设有保温材料。
在本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***中，所述第一高压水箱和第二高压水箱的顶部都安装有用于控制水箱内部压力的电磁阀。
本发明一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***，具有四种运行模式，***中的控制器根据温度传感器检测的第一换热器和第二换热器的第一出口的水温来控制实现吸收式热泵供热模式和热水介质直接供热模式之间的自动转换。本发明的供热***有效地利用低谷电能，满足全天的供热需求，同时***中采用的高压水箱有效地提升了水的蓄热能力，以分级利用的原则对储存在水中的能量进行充分的利用。使得在满足供热需求的基础上，具有占用空间少，制造难度小，运行费用低，可靠性高，使用寿命长的优点。
附图说明
图1为本发明的一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***原理图；
图2为本发明实施例一的第一种吸收式热泵供热模式的示意图；
图3为本发明实施例二的第一种热水介质直接供热模式的示意图；
图4为本发明实施例三的第二种吸收式热泵供热模式的示意图；
图5为本发明实施例四的第二种热水介质直接供热模式的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***，本***利用低谷电蓄热能有效利用峰谷电价政策，起到电力的削峰填谷作用，满足全天的供热需求，运行期间的用电费用较低。同时***中采用的高压水箱蓄热，提高了水的沸点，有效地提升了水的蓄热能力，使得在满足供热需求的基础上，有效地减小了设备所需的体积，制造难度小，运行费用低，可靠性高，使用寿命长。
图1为本发明的一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***原理图，如图所示本***包括：第一高压水箱11、第二高压水箱12、第一换热器13、第二换热器14、发生器15、冷凝器16、蒸发器17、吸收器18、溶液热交换器19、减压阀9、膨胀阀10、多个水泵以及多个三通阀。
其中，冷凝器16、蒸发器17、第一换热器13、第二换热器14均为间壁式换热器，且都具有第一进口、第一出口、第二进口以及第二出口。吸收器18具有第一进口、第二进口、出口、换热管进口以及换热管出口。发生器15具有进口、第一出口、第二出口，另外在其内部增设有换热管路，因此还留有换热管进口和换热管出口。溶液换热器19具有第一进口、第一出口、第二进口以及第二出口。第一三通阀1、第六三通阀6、第七三通阀7以及第八三通阀8为分流阀，具有进口、第一出口和第二出口。第二三通阀2、第三三通阀3、第四三通阀4以及第五三通阀5为合流阀，具有第一进口、第二进口和出口。优选地，本发明的供热***，还包括用于测量第一高压水箱11和第二高压水箱12的出口水温的温度传感器和根据温度传感器的信号控制各阀门与泵的控制器，温度传感器和控制器在图中未示出。本***具有四种运行模式下面结合图2至图5对本发明的供热***进行详细说明。
图2为本发明实施例一的第一种吸收式热泵供热模式的示意图，包括：高温水介质环路、吸收式热泵环路、低温水介质环路以及热泵供暖环路，图中用加粗的管路表示。通过这四条环路可以实现由高温水与低温水来制取大量中温水，由此制得的中温热水用于供热。
高温水介质环路具体连接为：第一高压水箱11的出口通过第一阀27与第一换热器13的第二进口连通，第一换热器13的第二出口依次通过第三水泵23、第二阀28与第一高压水箱11的进口连通。第一换热器13的第一出口通过第二水泵22与第三三通阀3的第二进口连接，第三三通阀3的出口与发生器15内的换热管的进口连通；发生器15内的换热管的出口与第七三通阀7的进口连通，第七三通阀7的第一出口与第一换热器13的第一进口连通。
第一高温水箱11中的热水从出口流出通过第一阀27流入第一换热器13的第二进口，再由第一换热器13的第二出口流出，依次通过第三水泵23、第二阀28从第一高压水箱11的进口返回到水箱内部，进而实现第一高压水箱11中热水与第一换热器13的热交换。第一换热器11中通过热交换制得的高温热水介质从第一换热器11的第一出口流出，通过第二水泵22流入第三三通阀3的第二进口，从第三三通阀3的出口流出后通过管路进入发生器15的换热管。高温热水介质在发生器15的换热管内放热将发生器15中的稀溶液蒸发后生成制冷剂蒸汽。高温热水介质经热交换后从发生器15的换热管的出口排出，流入第七三通阀7再通过第七三通阀7的第一出口流回第一换热器11的第一进口。高温水介质环路实现第一高压水箱11通过第一换热器13向发生器15供热，以生成制冷剂蒸汽。
吸收式热泵环路具体连接为：发生器15的第一出口与冷凝器16的第一进口相连通，冷凝器16的第一出口通过减压阀9与蒸发器17的第二进口相连通，蒸发器17的第二出口与吸收器18的第一进口连通，吸收器18的出口通过溶液泵26与溶液热交换器19的第一进口连通，溶液热交换器19的第一出口与发生器15的进口连通。发生器15的第二出口与溶液热交换器19的第二进口连通；溶液热交换器19的第二出口通过膨胀阀10与吸收器18的第二进口连通。
制冷剂蒸汽从发生器15的第一出口排出后通过连接管路由冷凝器16的第一进口进入冷凝器16，在冷凝器16内，制冷剂蒸汽会被从热用户20流出的低温冷却水冷却转化成制冷剂液体，同时释放出大量热量并将热量传给热用户流出的低温冷却水，之后制冷剂液体在重力的作用下由冷凝器16的第一出口流出，流经减压阀9被减压后的制冷剂液体经由蒸发器17的第二进口进入蒸发器17，制冷剂液体在蒸发器17中吸热蒸发，生成的制冷剂蒸汽由蒸发器17的第二出口排出，经连接管路由吸收器18的第一进口进入吸收器18，制冷剂蒸汽在吸收器18中被吸收剂吸收，同时释放出大量热量并将热量传给热用户流出的低温冷却水，生成的吸收剂稀溶液由吸收器18的出口排出，通过溶液泵26做功后的吸收剂稀溶液通过由溶液热交换器19的第一进口进入溶液热交换器19，吸收剂稀溶液在溶液热交换器19中被预热，之后由溶液热交换器19的第一出口排出，预热后的吸收剂稀溶液通过连接管路流入发生器15，在发生器15内吸收剂稀溶液会被高温热水介质加热，制冷剂蒸汽与吸收剂浓溶液分离，生成的制冷剂蒸汽由发生器第一出口排出后进入冷凝器16。浓缩后的吸收剂浓溶液由发生器15的第二出口流出之后经溶液热交换器19换热后，再经过膨胀阀10节流，最后返回吸收器18。这样就确保吸收器18中就一直有吸收剂浓溶液。至此构成了吸收式热泵循环。
低温水介质环路具体连接为：第二高压水箱12的出口通过第三阀29与第二换热器14的第二进口连通，第二换热器14的第二出口依次通过第五水泵25、第四阀30与第二高压水箱12的进口连通。第二换热器14的第一出口通过第四水泵24与第五三通阀5的第一进口连通，第五三通阀5的出口与蒸发器17的第一进口连通；蒸发器17的第一出口与第八三通阀8的进口连通，第八三通阀8的第二出口与第二换热器14的第一进口连通。
第二高压水箱12中热水从出口流出，通过第三阀29流入第二换热器14的第二进口，再由第二换热器14的第二出口流出，依次通过第五水泵25、第四阀30从第二高压水箱12的进口返回到水箱内部，进而实现第二高压水箱12中热水与第二换热器14的热交换。在第二换热器14中通过热交换制得的低温热水介质从第二换热器14的第一出口流出，经过第四水泵24流入第五三通阀5的第一进口，从第五三通阀5的出口流出后由蒸发器17的第一进口流入蒸发器17。这部分低温热水介质在蒸发器17内放热将制冷剂液体蒸发生成制冷剂蒸汽。低温热水介质在蒸发器17内放热之后从蒸发器17的第一出口排出，流入第八三通阀8再通过第八三通阀8的第二出口流出后经由第二换热器14的第一进口流回到第二换热器14。低温热水介质环路实现第二高压水箱12通过第二换热器14向蒸发器17供热，在蒸发器17内进行热交换以生成制冷剂蒸汽。
热泵供暖环路具体连接为：热用户20的回水口与第一三通阀1的进口连通，第一三通阀1的第一出口通过第一水泵21与吸收器18内的换热管入口相连接；吸收器18内的换热管出口与冷凝器16的第二进口连通，冷凝器16的第二出口与第二三通阀2的第一进口连通，第二三通阀2的出口与热用户20的进水口连通。
为热用户供热后从回水口返回供热***的低温冷却水流入第一三通阀1再从第一三通阀1的第一出口流出，通过第一水泵21进入吸收器18的换热管，制冷剂蒸汽在吸收器18中被吸收剂吸收，产生的大量热量将换热管内的低温冷却水加热。低温冷却水经第一次加热后从吸收器18的换热管的出口流出通过管路进入冷凝器16的第二进口，在冷凝器16中吸收制冷剂蒸汽释放的热量，其温度继续升高，低温冷却水经第二次加热后由冷凝器16的第二出口排出，流入第二三通阀2的第一进口并流入热用户的进水口，向热用户供热，供热后的低温冷却水流回到吸收器18与和冷凝器16中继续吸热，实现供热循环。
当第一高压水箱11的出口的水温高于第一预设值时，且第二高压水箱12的出口的水温低于第二预设值时，***处于第一种吸收式热泵供热模式，控制器控制开启第一阀27、第二阀28、第三阀29、第四阀30、第一水泵21、第二水泵22、第三水泵23、第四水泵24、第五水泵25、溶液泵26以及膨胀阀10，分别开启第一三通阀1和第七三通阀7的进口和第一出口，分别开启第六三通阀6和第八三通阀8的进口和第二出口，分别开启第二三通阀2、第四三通阀4以及第五三通阀5的第一进口和出口，开启第三三通阀3的第二进口和出口。通过高温水介质环路、吸收式热泵环路、低温水介质环路以及热泵供暖环路这四条环路可以实现第一种吸收式热泵向热用户的供热模式。
图3为本发明实施例二的第一种热水介质直接供热模式的示意图，图中用加粗的管路表示供热管路。如图所示，第一高压水箱11的出口通过第一阀27与第一换热器13的第二进口连通，第一换热器13的第二出口依次通过第三水泵23、第二阀28与第一高压水箱11的进口连通。第一换热器13的第一出口通过第二水泵22与第四三通阀4的第二进口连通，第四三通阀4的出口与第二三通阀2的第二进口连通，第二三通阀2的出口与热用户20的进水口连通；热用户20的回水口与第一三通阀1的进口连通，第一三通阀1的第二出口与第六三通阀6的进口连通，第六三通阀6的第一出口与第一换热器13的第一进口连通。
当第一高压水箱11的出口的水温低于第一预设值，且高于第二预设值时，控制器控制开启第一阀27、第二阀28、第二水泵22以及第三水泵23，分别开启第一三通阀1、第七三通阀7以及第八三通阀8的进口和第二出口，开启第六三通阀6的进口和第一出口，分别开启第二三通阀2和第四三通阀4的第二进口和出口，分别开启第三三通阀3和第五三通阀5的第一进口和出口。关闭第三阀29、第四阀30、膨胀阀10、第一水泵21、第四水泵24、第五水泵25、溶液泵26。此时***以第一种热水介质直接供热模式运行，同时第二高压水箱12通电利用低谷电能为其内部水蓄能加热。如图3所示的第一种热水介质直接供热模式包括一条环路，即在第一换热器13中与第一高压水箱11中热水换热后制得的中温热水介质从第一换热器13的第一出口排出通过第二水泵22的进入第四三通阀4的第二进口，从第四三通阀4的出口流出后进入第二三通阀2的第二进口，从第二三通阀2的出口流出后直接被送往热用户。为热用户20供热后通过回水口返回***的低温水介质进入第一三通阀1从其第二出口流出，再进入第六三通阀6从其第一出口流出后最后由第一换热器13的第一进口返回到第一换热器13。以实现夜晚低电价时段向热用户供热。
图4为本发明实施例三的第二种吸收式热泵供热模式的示意图，与第一种吸收式热泵供热模式一样包括：高温水介质环路、吸收式热泵环路、低温水介质环路以及热泵供暖环路，图中用加粗的管路表示。而其中的吸收式热泵环路和热泵供暖环路与第一种吸收式热泵供热模式中的完全一致，故不再赘述。在此仅对不同的高温水介质环路和低温水介质环路进行叙述。当第二高压水箱12的出口的水温高于第一预设值，且第一高压水箱11出口的水温低于第二预设值时，控制器控制开启第一阀、第二阀、第三阀、第四阀、第一水泵21、第二水泵22、第三水泵23、第四水泵24以及第五水泵25、溶液泵26以及膨胀阀10，分别开启第一三通阀1、第六三通阀6以及第八三通阀8的进口和第一出口，开启第七三通阀7的进口和第二出口，分别开启第二三通阀2和第三三通阀3的第一进口和出口，分别开启第四三通阀4和第五三通阀5的第二进口和出口。此时***以第二种吸收式热泵供热模式运行。
第二种吸收式热泵供热模式的高温水介质环路具体连接为：第二高压水箱12的出口通过第三阀29与第二换热器14的第二进口连通，第二换热器14的第二出口依次通过第五水泵25、第四阀30与第二高压水箱12的进口连通。第二换热器14的第一出口通过第四水泵24与第三三通阀3的第一进口连接，第三三通阀3的出口与发生器15内的换热管的进口连通；发生器15内的换热管的出口与第七三通阀7的进口连通，第七三通阀7的第二出口与第二换热器14的第一进口连通。
第二高温水箱12中的热水从出口流出，经第一阀27流入第二换热器14的第二进口，再由第二换热器14的第二出口流出，依次通过第五水泵25、第四阀30由第二高压水箱12的进口返回到水箱内部，进而实现第二高压水箱12中热水与第二换热器14的热交换。第二换热器14中通过热交换制得的高温热水介质从第二换热器14的第一出口流出，通过第四水泵24流入第三三通阀3的第一进口，从第三三通阀3的出口流出后通过管路进入发生器15的换热管。高温热水介质在发生器15的换热管内放热将发生器15中的稀溶液蒸发后生成制冷剂蒸汽。高温热水介质经换热后从发生器15的换热管的出口排出，流入第七三通阀7再通过第七三通阀7的第一出口流回第二换热器14的第一进口。高温水介质环路实现第二高压水箱12通过第二换热器14向发生器15供热，以生成制冷剂蒸汽。
低温水介质环路具体连接为：第一高压水箱11的出口通过第一阀27与第一换热器13的第二进口连通，第一换热器13的第二出口依次通过第三水泵23、第二阀28与第一高压水箱11的进口连通。第一换热器13的第一出口通过第二水泵22与第五三通阀5的第二进口连通，第五三通阀5的出口与蒸发器17的第一进口连通；蒸发器17的第一出口与第八三通阀8的进口连通，第八三通阀8的第一出口与第一换热器13的第一进口连通。
第一高压水箱11中热水从出口流出，通过第一阀27流入第一换热器13的第二进口，再由第一换热器13的第二出口流出，依次通过第三水泵23、第二阀28从第一高压水箱11的进口返回到水箱内部，进而实现第一高压水箱11中热水与第一换热器13的热交换。在第一换热器13中通过热交换制得的低温热水介质从第一换热器13的第一出口流出，经过第二水泵22流入第五三通阀5的第二进口，从第五三通阀5的出口流出后由蒸发器17的第一进口流入蒸发器17。这部分低温热水介质在蒸发器17内放热将制冷剂液体蒸发生成制冷剂蒸汽。低温热水介质在蒸发器17内放热之后从蒸发器17的第一出口排出，流入第八三通阀8再通过第八三通阀8的第一出口流回第一换热器13的第一进口。低温热水介质环路实现第一高压水箱11通过第一换热器13向蒸发器17供热，在蒸发器17内进行热交换以生成制冷剂蒸汽。
图5为本发明实施例四的第二种热水介质直接供热模式的示意图，图中用加粗的管路表示供热管路。如图所示，第二高压水箱12的出口通过第三阀29与第二换热器14的第二进口连通，第二换热器14的第二出口依次通过第五水泵25、第四阀30与第二高压水箱12的进口连通。第二换热器14的第一出口通过第四水泵24与第四三通阀4的第一进口连通，第四三通阀4的出口与第二三通阀2的第二进口连通，第二三通阀2的出口与热用户20的进水口连通；热用户20的回水口与第一三通阀1的进口连通，第一三通阀1的第二出口与第六三通阀的进口连通，第六三通阀6的第二出口与第二换热器14的第一进口连通。
当第二高压水箱12的出口水温低于第一预设值，且高于第二预设值的时候，控制器控制开启第三阀29、第四阀30、第四水泵24以及第五水泵25，分别开启第一三通阀1和第六三通阀6的进口和第二出口，分别开启第七三通阀7和第八三通阀8的进口和第一出口，分别开启第二三通阀2、第三三通阀3以及第五三通阀5的第二进口和出口，开启第四三通阀4的第一进口和出口；关闭第一阀27、第二阀28、膨胀阀10、第一水泵21、第二水泵22、第三水泵23和溶液泵26，此时***以第二种热水介质直接供热模式运行。同时第一高压水箱11通电利用低谷电能为其内部水蓄能加热。如图5所示的第二种热水介质直接供热模式包括一条环路，即在第二换热器14中与第二高压水箱12中热水换热后制得的中温热水介质从第二换热器14的第一出口排出通过第四水泵24的进入第四三通阀4的第一进口，从第四三通阀4的出口流出进入第二三通阀2的第二进口，从第二三通阀2的出口流出后直接被送往热用户。为热用户20供热后通过回水口返回***的低温水介质进入第一三通阀1从其第二出口流出，再进入第六三通阀6从其第二出口流出后最后由第二换热器14的第一进口返回到第二换热器14。以实现夜晚低电价时段向热用户供热。
具体实施时，第一预设值为90℃左右，可调节；第二预设数值为30℃左右，可调节。第一高压水箱11和第二高压水箱12的壁面均铺设有保温材料。在第一高压水箱11和第二高压水箱12的顶部都安装有用于控制水箱内部压力的电磁阀。蒸发器17、冷凝器16、第一换热器13以及第二换热器14可以为套管式换热器、板式换热器以及管壳式换热器。在吸收式热泵供热模式中吸收剂采用溴化锂或氯化锂，制冷剂为水。
本发明的高压水箱联合吸收式热泵的供热***具有四种运行模式，两种吸收式热泵供热模式在白天用电高峰时段运行；两种热水介质直接供热模式在夜间用电低谷时段运行，此时第一高压水箱和第二高压水箱一个用于换热供热，另一个停止运行通电蓄能。实际使用过程中，四种运行模式是以2天为一个周期运行，如第一天的白天***以第一种吸收式热泵供热模式运行，第一天晚上至第二天的凌晨***以第一种热水介质直接供热模式运行，第二天白天***以第二种吸收式热泵供热模式运行，第二天晚上至第三天凌晨***以第二种热水介质直接供热模式运行。而且本发明供热***中所使用的蓄能材料是水，其传热性能好，无需使用特殊工艺或设备强化换热，降低了制造难度；无使用寿命问题限制，无需定期更换，提升了产品的可靠性；而且水易于获得价格便宜，使得本发明的使用成本得到了有效的控制。此外本发明在热泵中以低温热水作为蒸发器的热源，提高了蒸发温度，使热泵的制热性能得到提升，同时还避免了蒸发器结霜问题的发生。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为详细，但不能理解为对本发明的专利范围的限制。在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形与改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，包括：第一高压水箱、第二高压水箱、第一换热器、第二换热器、发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、膨胀阀、减压阀、多个水泵以及多个三通阀，其中：
所述第一高压水箱的出口通过第一阀与第一换热器的第二进口连通，第一换热器的第二出口依次通过第三水泵、第二阀与第一高压水箱的进口连通；所述第二高压水箱的出口通过第三阀与第二换热器的第二进口连通，第二换热器的第二出口依次通过第五水泵、第四阀与第二高压水箱的进口连通；
所述第一换热器的第一出口通过第二水泵与第三三通阀的第二进口连接，所述第二换热器的第一出口通过第四水泵与第三三通阀的第一进口连接，第三三通阀的出口与发生器内的换热管的进口连通；发生器内的换热管的出口与第七三通阀的进口连通，第七三通阀的第一出口与第一换热器的第一进口连通，第七三通阀的第二出口与第二换热器的第一进口连通；
所述第二换热器的第一出口通过第四水泵与第五三通阀的第一进口连通，所述第一换热器的第一出口通过第二水泵与第五三通阀的第二进口连通，第五三通阀的出口与蒸发器的第一进口连通；蒸发器的第一出口与第八三通阀的进口连通，第八三通阀的第二出口与第二换热器的第一进口连通，第八三通阀的第一出口与第一换热器的第一进口连通；
所述发生器的第一出口与冷凝器的第一进口相连通，冷凝器的第一出口通过减压阀与蒸发器的第二进口相连通，蒸发器的第二出口与吸收器的第一进口连通，吸收器的出口通过溶液泵与溶液热交换器的第一进口连通，溶液热交换器的第一出口与发生器的进口连通；发生器的第二出口与溶液热交换器的第二进口连通；溶液热交换器的第二出口通过膨胀阀与吸收器的第二进口连通；
热用户的回水口与第一三通阀的进口连通，第一三通阀的第一出口通过第一水泵与吸收器内的换热管入口相连接；吸收器内的换热管出口与冷凝器的第二进口连通，冷凝器的第二出口与第二三通阀的第一进口连通，第二三通阀的出口与热用户的进水口连通。
2.如权利要求1所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，所述***还包括用于测量第一高压水箱和第二高压水箱的出口水温的温度传感器，及控制***工作的控制器，所述控制器根据温度传感器测得的温度信息以控制***的运行模式。
3.如权利要求2所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，第一高压水箱的出口的水温高于第一预设值，且第二高压水箱的出口的水温低于第二预设值时，所述控制器控制开启第一阀、第二阀、第三阀、第四阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵、第四水泵、第五水泵、溶液泵以及膨胀阀，分别开启第一三通阀和第七三通阀的进口和第一出口，分别开启第六三通阀和第八三通阀的进口和第二出口，分别开启第二三通阀、第四三通阀以及第五三通阀的第一进口和出口，开启第三三通阀的第二进口和出口，此时***以第一种吸收式热泵供热模式运行。
4.如权利要求2所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，第二高压水箱的出口的水温高于第一预设值，且第一高压水箱的出口的水温低于第二预设值时，所述控制器控制开启第一阀、第二阀、第三阀、第四阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵、第四水泵、第五水泵、溶液泵以及膨胀阀，分别开启第一三通阀、第六三通阀以及第八三通阀的进口和第一出口，开启第七三通阀的进口和第二出口，分别开启第二三通阀和第三三通阀的第一进口和出口，分别开启第四三通阀和第五三通阀的第二进口和出口，此时***以第二种吸收式热泵供热模式运行。
5.如权利要求2所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，所述第一换热器的第一出口通过第二水泵与第四三通阀的第二进口连通，第四三通阀的出口与第二三通阀的第二进口连通，第二三通阀的出口与热用户的进水口连通；热用户的回水口与第一三通阀的进口连通，第一三通阀的第二出口与第六三通阀的进口连通，第六三通阀的第一出口第一换热器的第一进口连通；当第一高压水箱的出口水温低于第一预设值，且高于第二预设值时，所述控制器控制开启第一阀、第二阀、第二水泵以及第三水泵，分别开启第一三通阀、第七三通阀以及第八三通阀的进口和第二出口，开启第六三通阀的进口和第一出口，分别开启第二三通阀和第四三通阀的第二进口和出口，分别开启第三三通阀和第五三通阀的第一进口和出口；关闭第三阀、第四阀、膨胀阀、第一水泵、第四水泵、第五水泵以及溶液泵，此时***以第一种热水介质直接供热模式运行。
6.如权利要求2所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，所述第二换热器的第一出口通过第四水泵与第四三通阀的第一进口连通，第四三通阀的出口与第二三通阀的第二进口连通，第二三通阀的出口与热用户的进水口连通；热用户的回水口与第一三通阀的进口连通，第一三通阀的第二出口与第六三通阀的进口连通，第六三通阀的第二出口第二换热器的第一进口连通；当第二高压水箱的出口水温低于第一预设值，且高于第二预设值的时候，所述控制器控制开启第三阀、第四阀、第四水泵以及第五水泵，分别开启第一三通阀和第六三通阀的进口和第二出口，分别开启第七三通阀和第八三通阀的进口和第一出口，分别开启第二三通阀、第三三通阀以及第五三通阀的第二进口和出口，开启第四三通阀的第一进口和出口；关闭第一阀、第二阀、膨胀阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵以及溶液泵，此时***以第二种热水介质直接供热模式运行。
7.如权利要求3至6任意一项所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，两种吸收式热泵供热模式在白天用电高峰时段运行；两种热水介质直接供热模式在夜间用电低谷时段运行，此时第一高压水箱和第二高压水箱一个用于换热供热，另一个停止运行通电蓄能；四种运行模式是以2天为一个周期运行，第一天的白天***以第一种吸收式热泵供热模式运行，第一天晚上至第二天的凌晨***以第一种热水介质直接供热模式运行，第二天白天***以第二种吸收式热泵供热模式运行，第二天晚上至第三天凌晨***以第二种热水介质直接供热模式运行。
8.如权利要求3至6任意一项所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，所述第一预设值为90℃，第二预设数值为30℃。
9.如权利要求1所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，所述第一高压水箱和第二高压水箱的壁面均铺设有保温材料。
10.如权利要求1所述的高压水箱联合吸收式热泵的供热***，其特征在于，所述第一高压水箱和第二高压水箱的顶部都安装有用于控制水箱内部压力的电磁阀。
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