CN111023610B - 热泵***及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热泵***，所述热泵***包括低温级***和高温级***，所述低温级***包括依次连接的压缩机、蒸发冷凝器、膨胀阀及第一蒸发器，所述第一蒸发器与所述压缩机的入口连接，所述高温级***包括依次连接的第一水蒸汽压缩机、去过热换热器、第一冷凝器、第一电子膨胀阀、第一气液分离器及所述蒸发冷凝器，所述蒸发冷凝器分别与所述第一气液分离器的出口和所述第一水蒸汽压缩机的入口连接。本发明提供的热泵***，根据不同的工业过程的废水温度范围和不同的热源温度应用要求，实现不同温度的废水余热回收或水冷却，同时提供不同温度范围的中高温热源及压缩蒸汽，减小工业过程的能耗，提高能源利用效率。

Description

热泵***及其运行方法
技术领域
本发明涉及工业余热回收领域，尤其涉及一种热泵***及其运行方法。
背景技术
在印染、钢铁等工业领域，其工业生产过程需要消耗大量的高温热源蒸汽，并利用蒸汽与补给水混合提供高温热水，通过热源蒸汽和热水满足生产过程的加热和预热需求，利用后的热源蒸汽与热水相应的变为不同温度范围的工业废水，这些废水的直接排放造成了巨大的能量流失。如何根据废水余热温度的范围实现有效回收，同时能根据预热、加热等不同工艺的供热温度需求，提供适宜温度的热源，提高能源利用效率至关重要。此外，除上述工业废水余热外，很多工业设备的运行都需要利用冷却水进行冷却，升温后的冷却水通常都是经冷却塔降温后继续冷却循环，其循环过程浪费大量余热，目前普遍存在的不同温度范围的工业废水以及水冷却热量，很难有一种有效的余热回收方法，实现热量回收的同时，还能很好的与工业过程相配合。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种热泵***，其能够有效实现余热回收。
本发明提供一种热泵***，所述热泵***包括蒸发冷凝器、低温级***及高温级***，所述蒸发冷凝器包括放热管路和吸热管路，所述低温级***与高温级***分别与所述放热管路和吸热管路连接，所述低温级***包括依次首尾相连的压缩机、膨胀阀及第一蒸发器，所述放热管路设置在所述压缩机和膨胀阀之间以冷凝放热，所述高温级***包括若干电磁阀和依次首尾相连的第一水蒸汽压缩机、去过热换热器、第一冷凝器、第一电子膨胀阀、第一气液分离器，所述吸热管路设置在所述第一气液分离器和第一水蒸汽压缩机之间，所述电磁阀设置在管路之间用于控制介质流向，所述去过热换热器与所述第一冷凝器之间设有第一电磁阀，所述第一气液分离器包括第一入口和第一出口，所述第一入口与所述第一电子膨胀阀连接，所述第一出口经所述吸热管路与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接。
进一步的，所述第一气液分离器还包括第二入口和第二出口，所述第二入口与第二电磁阀连接，所述第二出口与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接，所述第二出口与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第三电磁阀。
进一步的，所述第一出口经第四电磁阀与所述蒸发冷凝器连接，所述蒸发冷凝器的吸热管路与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第一单向阀。
进一步的，所述高温级***还包括第二蒸发器，所述第二蒸发器的一端经第五电磁阀与所述第一气液分离器的第一出口连接，另一端与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接，所述第二蒸发器与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第二单向阀。
进一步的，所述高温级***还包括依次连接的第二水蒸汽压缩机、第二气液分离器、第二冷凝器、第二膨胀阀及第三气液分离器，所述第二水蒸汽压缩机经第六电磁阀与所述去过热换热器连接，所述第三气液分离器与所述第一电子膨胀阀连接。
进一步的，所述第二气液分离器包括气体出口和液体出口，所述气体出口与所述第二冷凝器连接，所述气体出口与所述第二冷凝器之间设有第七电磁阀，所述液体出口与所述第三气液分离器连接，所述液体出口与所述第三气液分离器之间设有第八电磁阀。
进一步的，所述第三气液分离器包括第三入口、第四入口、第三出口及第四出口，所述第三入口与所述第二膨胀阀连接，所述第三出口经第九电磁阀与所述第二水蒸汽压缩机入口连接，所述第四入口经所述第八电磁阀与所述第二气液分离器的液体出口连接，所述第四出口与所述第一电子膨胀阀连接，所述第四出口与所述第一电子膨胀阀之间依次设有第十电磁阀和第三单向阀。
进一步的，所述高温级***还包括水泵，所述第一气液分离器经第十一电磁阀连接至所述水泵入口，所述水泵出口经第十二电磁阀与所述第二水蒸汽压缩机连接。
进一步的，所述高温级***还包括第三水蒸汽压缩机，所述第二气液分离器的气体出口还分别与第十三电磁阀和第十四电磁阀连接，所述十三电磁阀与所述第三水蒸汽压缩机连接。
一种所述的热泵***的运行方法，具体包括以下步骤：
步骤1，确定加入热泵***的工业废水的温度；若工业废水的温度低于40℃则进行步骤2，若工业废水的温度高于40℃则进行步骤3；
步骤2，制冷剂通过第一蒸发器回收余热或吸热制冷蒸发，蒸发后的气态制冷剂进入压缩机，压缩后进入蒸发冷凝器的放热管路，第一气液分离器分离出的水经第五电磁阀在蒸发冷凝器的吸热管路中吸热蒸发为气体，气体经第一单向阀进入第一水蒸汽压缩机进行压缩后通过去过热换热器消除过热；
步骤3，第一气液分离器分离出的水经第四电磁阀进入第二蒸发器回收余热蒸发，随后经第二单向阀进入第一水蒸汽压缩机进行压缩后通过去过热换热器消除过热；
步骤4，确定所需热源的温度，若需要的热源温度在80～100℃之间则进行步骤5，若需要的热源温度在100～130℃之间则进行步骤6，若需要同时提供80～100℃及100～130℃两种热源则同时进行步骤5和步骤6；
步骤5，控制去过热换热器中的压缩蒸汽经第一电磁阀进入第一冷凝器冷凝放热以提供热源，冷凝后的水经第一电子膨胀阀节流降压后流入第一气液分离器，以此进行下一循环；
步骤6，控制去过热换热器中的压缩蒸汽经第六电磁阀进入第二水蒸汽压缩机中继续压缩，随后经第二气液分离器和第七电磁阀流入第二冷凝器内冷凝放热以提供热源，第二冷凝器中冷凝后的水经第二电子膨胀阀节流后流入第三气液分离器以此进行下一次循环。
本发明提供的热泵***，根据不同的工业过程的废水温度范围和不同的热源温度应用要求，实现不同温度的废水余热回收或水冷却，同时提供不同温度范围的中高温热源及压缩蒸汽，减小工业过程的能耗，提高能源利用效率。
附图说明
图1为本发明第一实施方式中的热泵***的整体结构示意图。
图2A和2B为本发明第一实施方式中的热泵***的运行方法的流程示意图。
主要元件符号说明
Figure BDA0001824846860000031
Figure BDA0001824846860000041
Figure BDA0001824846860000051
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，图1为本发明一实施方式中的热泵***100的结构示意图，所述热泵***用于回收工业废水中的余热，提供热源。所述热泵***100包括低温级***和高温级***，所述低温级***与高温级***连接。
所述低温级***包括压缩机1、蒸发冷凝器2、膨胀阀3及第一蒸发器4，其中所述蒸发冷凝器2包括放热管路2a和吸热管路2b。所述压缩机1的出口与所述蒸发冷凝器2的放热管路2a连接，所述放热管路2a与所述膨胀阀3连接，所述膨胀阀3与所述第一蒸发器4连接，所述第一蒸发器4与所述压缩机1的入口连接，所述吸热管路2b与所述高温级***连接。制冷剂通过所述第一蒸发器4吸热蒸发为气体，气体进入所述压缩机1，压缩后的气体进入所述放热管路2a进行放热，放热后的气体变为液体经所述膨胀阀3节流降压后进入所述第一蒸发器4，以此循环。
所述高温级***中设有若干电磁阀和单向阀，所述电磁阀和单向阀设置在管路之间用于控制介质流向，所述高温级***包括一级压缩***和二级压缩***，所述一级压缩***与所述二级压缩***连接。
所述一级压缩循环包括所述蒸发冷凝器2、第一水蒸汽压缩机5、去过热换热器6、第一冷凝器7、第一电子膨胀阀8、第一气液分离器9、第二蒸发器10、水泵11。所述第一气液分离器9包括第一入口9a、第二入口9b、第一出口9c及第二出口9d。所述第一水蒸汽压缩机5的出口与所述去过热换热器6连接，所述去过热换热器6通过第一电磁阀12与所述第一冷凝器7连接，所述第一电子膨胀阀8的一端与所述第一冷凝器7连接，另一端与所述第一气液分离器9的第一入口9a连接。所述第二入口9b连接有第二电磁阀13，所述热泵***100运行时可通过所述第二电磁阀13往所述第一气液分离器9内添加循环水，保障高温蒸汽供给循环下所述热泵***100循环水的平衡。所述第一气液分离器9的第二出口9d通过第三电磁阀14与所述第一水蒸汽压缩机5的入口连接。所述第一气液分离器9的第一出口9c连接有三通管路，具体的，其中第一管路通过第五电磁阀17连接所述第二蒸发器10，所述第二蒸发器10通过第二单向阀18连接至所述第一水蒸汽压缩机5的入口；第二管路通过第四电磁阀15连接所述蒸发冷凝器2的吸热管路2b，所述蒸发冷凝器2的吸热管路2b通过第一单向阀16连接至所述第一水蒸汽压缩机5的入口；第三管路通过第十一电磁阀31连接所述水泵11，所述水泵11与所述二级压缩***连接。
所述二级压缩***包括第二水蒸汽压缩机19、第二气液分离器20、第二冷凝器21、第二电子膨胀阀22、第三气液分离器23及第三水蒸汽压缩机24。所述去过热换热器6的出口还通过第六电磁阀25连接至所述第二水蒸汽压缩机19的入口，所述第二水蒸汽压缩机19与所述第二气液分离器20的入口连接。所述第二气液分离器20包括气体出口20a和液体出口20b，所述气体出口20a与所述第二冷凝器21连接，所述气体出口20a与所述第二冷凝器21之间设有第七电磁阀26，所述液体出口20b与所述第三气液分离器23连接，所述液体出口20b与所述第三气液分离器23之间设有第八电磁阀27。
所述第三气液分离器23包括第三入口23a、第四入口23b、第三出口23c及第四出口23d，所述第二冷凝器21与所述第二电子膨胀阀22连接，所述第三入口23a与所述第二电子膨胀阀22连接，所述第四入口23b经所述第八电磁阀27与所述第二气液分离器20的液体出口20b连接，所述第三出口23c经第九电磁阀28与所述第二水蒸汽压缩机19入口连接，所述第四出口23d通过依次设置的第十电磁阀29和第三单向阀30与所述第一电子膨胀阀8连接。所述第二水蒸汽压缩机19通过第十二电磁阀32与所述水泵11连接，所述水泵11通过所述第十一电磁阀31和第十二电磁阀32将所述第一气液分离器9内的部分水喷入所述第二水蒸汽压缩机19以对压缩蒸汽进行蒸发冷却。
所述第三水蒸汽压缩机24通过第十三电磁阀33与所述第二气液分离器20的气体出口20a连接，所述第二气液分离器20的气体出口20a还通过第十四电磁阀34与外部连接以向外部供应蒸汽，所述第三水蒸汽压缩机24用于将蒸汽进行压缩以提供更高温度和压力的蒸汽。
请参阅图2A和2B，图2A和2B为本发明一实施方式中的所述热泵***100的运行方法的流程示意图。所述方法具体包括如下步骤：
步骤S1，确定加入热泵***的工业废水的温度；若工业废水的温度低于40℃则进行步骤2，若工业废水的温度高于40℃则进行步骤3；
步骤S2，制冷剂通过第一蒸发器回收余热或吸热制冷蒸发，蒸发后的气态制冷剂进入压缩机，压缩后进入蒸发冷凝器的放热管路，第一气液分离器分离出的水经第五电磁阀在蒸发冷凝器的吸热管路中吸热蒸发为气体，气体经第一单向阀进入第一水蒸汽压缩机进行压缩后通过去过热换热器消除过热；
步骤S3，第一气液分离器分离出的水经第四电磁阀进入第二蒸发器回收余热蒸发，随后经第二单向阀进入第一水蒸汽压缩机进行压缩后通过去过热换热器消除过热；
步骤S4，确定所需热源的温度，若需要的热源温度在80～100℃之间则进行步骤5，若需要的热源温度在100～130℃之间则进行步骤6，若需要同时提供80～100℃及100～130℃两种热源则同时进行步骤5和步骤6；
步骤S5，控制去过热换热器中的压缩蒸汽经第一电磁阀进入第一冷凝器冷凝放热以提供热源，冷凝后的水经第一电子膨胀阀节流降压后流入第一气液分离器，以此进行下一循环；
步骤S6，控制去过热换热器中的压缩蒸汽经第六电磁阀进入第二水蒸汽压缩机中继续压缩，随后经第二气液分离器和第七电磁阀流入第二冷凝器内冷凝放热以提供热源，第二冷凝器中冷凝后的水经第二电子膨胀阀节流后流入第三气液分离器以此进行下一次循环。
所述热泵***100的运行方法具体包括复叠中温供热温度循环、复叠高温供热温度循环、复叠双供热温度循环、单级中温供热温度循环、单级高温供热温度循环、单级双供热温度循环及压缩蒸汽供给，下面将对各个运行方法做进一步说明。
复叠中温供热温度循环运行方法，具体的，打开第一电磁阀12、第三电磁阀14及第四电磁阀15，其余电磁阀关闭，低温级***中加入制冷剂，制冷剂包括R134a、R245fa等，制冷剂通过第一蒸发器4回收余热或吸热制冷蒸发，蒸发后的气态制冷剂进入压缩机1，压缩后进入蒸发冷凝器2的放热管路2a，冷凝后的液态制冷剂经膨胀阀3节流降压后进入第一蒸发器4进行下一循环，高温级***中的工质水在蒸发冷凝器2的吸热管路2b中吸热蒸发为气体，气体经第一单向阀16进入第一水蒸汽压缩机5进行压缩后通过去过热换热器6消除过热，随后经第一电磁阀12流入第一冷凝器7中冷凝放热，以此作为中温热源使用，冷凝后的水经第一电子膨胀阀8节流降压后流入第一气液分离器9的第一入口9a，分离出的气体通过第二出口9d和第三电磁阀14流通至第一水蒸汽压缩机5的入口，分离出的水经过第一出口9c和第四电磁阀15流入蒸发冷凝器2的吸热管路2b进行下一循环。
复叠高温供热温度循环运行方法，具体的，打开第三电磁阀14、第四电磁阀15、第六电磁阀25、第七电磁阀26、第八电磁阀27、第九电磁阀28、第十电磁阀29、第十一电磁阀31及第十二电磁阀32，关闭其他阀门，低温级***中加入制冷剂，制冷剂通过第一蒸发器4回收余热或吸热制冷蒸发，蒸发后的气态制冷剂进入压缩机1，压缩后进入蒸发冷凝器2的放热管路2a，冷凝后的液态制冷剂经膨胀阀3节流降压后进入第一蒸发器4进行下一循环，高温级***中的工质水在蒸发冷凝器2的吸热管路2b中吸热蒸发为气体，气体经第一单向阀16进入第一水蒸汽压缩机5进行压缩后通过去过热换热器6消除过热，随后经第六电磁阀25进入第二水蒸汽压缩机19中继续压缩，打开水泵11，将第一气液分离器9中分离出的部分水经第一出口9c、第十一电磁阀31、水泵11及第十二电磁阀32喷入第二水蒸汽压缩机19内以对压缩蒸汽进行蒸发冷却，第二水蒸汽压缩机19排出的压缩蒸汽和未蒸发的水进入第二气液分离器20进行分离，分离出的蒸汽从第二气液分离器20的气体出口20a经第七电磁阀26流入第二冷凝器21内冷凝放热，以此作为高温热源使用，分离出的水经第八电磁阀27流入第三气液分离器23，第二冷凝器21中冷凝后的水经第二电子膨胀阀22节流后流入第三气液分离器23进行分离，分离出的蒸汽经第九电磁阀28进入第二水蒸汽压缩机的入口，分离出的水经第十电磁阀29和第三单向阀30流入第一电子膨胀阀8节流降压后进入第一气液分离器9，以此进行下一次循环。
复叠双供热温度循环运行方法，具体的，第二电磁阀13、第五电磁阀17、第十三电磁阀33及第十四电磁阀34关闭，其余电磁阀开启，低温级***中加入制冷剂，制冷剂通过第一蒸发器4回收余热或吸热制冷蒸发，蒸发后的气态制冷剂进入压缩机1，压缩后进入蒸发冷凝器2的放热管路2a，冷凝后的液态制冷剂经膨胀阀3节流降压后进入第一蒸发器4进行下一循环，高温级***中的工质水在蒸发冷凝器2的吸热管路2b中吸热蒸发为气体，气体经第一单向阀16进入第一水蒸汽压缩机5进行压缩后通过去过热换热器6消除过热，随后分为两路，其中一路经第一电磁阀12流入第一冷凝器7冷凝放热，提供中温热源，冷凝后的水经第一电子膨胀阀8节流降压后流入第一气液分离器9的第一入口9a，分离出的气体通过第二出口9d和第三电磁阀14流通至第一水蒸汽压缩机5的入口，分离出的水经过第一出口9c和第四电磁阀15流入蒸发冷凝器2的吸热管路2b进行下一循环；另一路经第六电磁阀25进入第二水蒸汽压缩机19继续压缩，后续经第二冷凝器21冷凝放热，提供高温热源，第二冷凝器21中冷凝后的水经第二电子膨胀阀22节流后流入第三气液分离器23进行分离，分离出的蒸汽经第九电磁阀28进入第二水蒸汽压缩机19的入口，分离出的水经第十电磁阀29和第三单向阀30流入第一电子膨胀阀8节流降压后进入第一气液分离器9，以此进行下一次循环。
单级中温供热温度循环运行方法，具体的，第一电磁阀12、第三电磁阀14及第五电磁阀17打开，其余的电磁阀关闭，第一气液分离器9的第一出口9c流出的水经第五电磁阀17进入第二蒸发器10回收余热蒸发，随后经第二单向阀18进入第一水蒸汽压缩机5进行压缩后通过去过热换热器6消除过热，随后经第一电磁阀12流入第一冷凝器7中冷凝放热，以此作为中温热源使用，冷凝后的水经第一电子膨胀阀8节流降压后流入第一气液分离器9的第一入口9a，分离出的气体通过第二出口9d和第三电磁阀14流通至第一水蒸汽压缩机5的入口，分离出的水通过第一出口9c和第五电磁阀17进入第二蒸发器10开始下一循环。
单级高温供热温度循环运行方法，具体的，打开第三电磁阀14、第五电磁阀17、第六电磁阀25、第七电磁阀26、第八电磁阀27、第九电磁阀28、第十电磁阀29、第十一电磁阀31及第十二电磁阀32，其余电磁阀关闭，第一气液分离器9的第一出口9c流出的水经第五电磁阀17进入第二蒸发器10回收余热蒸发，随后经第二单向阀18进入第一水蒸汽压缩机5进行压缩后通过去过热换热器6消除过热，随后经第六电磁阀25进入第二水蒸汽压缩机19中继续压缩，打开水泵11，将第一气液分离器9中分离出的部分水经第一出口9c、第十一电磁阀31、水泵11及第十二电磁阀32喷入第二水蒸汽压缩机19内以对压缩蒸汽进行蒸发冷却，第二水蒸汽压缩机19排出的压缩蒸汽和未蒸发的水进入第二气液分离器20进行分离，分离出的蒸汽从第二气液分离器20的气体出口20a经第七电磁阀26流入第二冷凝器21内冷凝放热，以此作为高温热源使用，分离出的水经第八电磁阀27流入第三气液分离器23，第二冷凝器21中冷凝后的水经第二电子膨胀阀22节流后流入第三气液分离器23进行分离，分离出的蒸汽经第九电磁阀28进入第二水蒸汽压缩机的入口，分离出的水经第十电磁阀29和第三单向阀30流入第一电子膨胀阀8节流降压后进入第一气液分离器9，以此进行下一次循环。
单级双供热温度循环运行方法，具体的，关闭第二电磁阀13、第四电磁阀15、第十三电磁阀33及第十四电磁阀34，其余电磁阀打开，第一气液分离器9的第一出口9c流出的水经第五电磁阀17进入第二蒸发器10回收余热蒸发，随后经第二单向阀18进入第一水蒸汽压缩机5进行压缩后通过去过热换热器6消除过热，随后分为两路，其中一路经第一电磁阀12流入第一冷凝器7冷凝放热，提供中温热源，冷凝后的水经第一电子膨胀阀8节流降压后流入第一气液分离器9的第一入口9a，分离出的气体通过第二出口9d和第三电磁阀14流通至第一水蒸汽压缩机5的入口，分离出的水经过第一出口9c和第五电磁阀17流入第二蒸发器10进行下一循环；另一路经第六电磁阀25进入第二水蒸汽压缩机19中继续压缩，打开水泵11，将第一气液分离器9中分离出的部分水经第一出口9c、第十一电磁阀31、水泵11及第十二电磁阀32喷入第二水蒸汽压缩机19内以对压缩蒸汽进行蒸发冷却，第二水蒸汽压缩机19排出的压缩蒸汽和未蒸发的水进入第二气液分离器20进行分离，分离出的蒸汽从第二气液分离器20的气体出口20a经第七电磁阀26流入第二冷凝器21内冷凝放热，以此作为高温热源使用，分离出的水经第八电磁阀27流入第三气液分离器23，第二冷凝器21中冷凝后的水经第二电子膨胀阀22节流后流入第三气液分离器23进行分离，分离出的蒸汽经第九电磁阀28进入第二水蒸汽压缩机的入口，分离出的水经第十电磁阀29和第三单向阀30流入第一电子膨胀阀8节流降压后进入第一气液分离器9，以此进行下一次循环。
在上述所有循环运行的同时还可以提供高温压缩蒸汽，压缩蒸汽供给运行方法具体为打开第十四电磁阀34，关闭第十三电磁阀33，第二水蒸汽压缩机19压缩后的蒸汽经第二气液分离器20的气体出口20a和第十四电磁阀34流入外部；需要提供更高温度的蒸汽时，打开第十三电磁阀33，关闭第十四电磁阀34，第二水蒸汽压缩机19压缩后的蒸汽进入第三水蒸汽压缩机24进行再次压缩以更高温度的蒸汽。
当工业过程的工业废水温度较低时(低于40℃)或者需要通过制冷的方式将水温降低至常温或更低温度以下时，***可复叠运行，通过复叠中温供热温度循环、复叠高温供热温度循环或复叠双供热温度循环的运行方式提供热源；当工业废水温度较高时(40～80℃)时，热泵***可单级运行，通过单级中温供热温度循环、单级高温供热温度循环或单级双供热温度循环的运行方式提供热源。无论单级还是复叠模式运行，可根据所需热源温度的不同，提供相应的热源，通过高温级***的一级压缩***提供中温热源(80～100℃)，通过高温级***的二级压缩***提供高温热源(100～130℃)，高温级***的二级压缩***还可直接提供高温蒸汽，利用第三水蒸汽压缩机进一步压缩，提供更高温度的压缩蒸汽以替代锅炉蒸汽所需的蒸汽。
本发明提供的热泵***，根据不同的工业过程的废水温度范围和不同的热源温度应用要求，实现不同温度的废水余热回收或水冷却，同时提供不同温度范围的中高温热源及压缩蒸汽，减小工业过程的能耗，提高能源利用效率。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。

Claims (3)

1.一种热泵***，其特征在于：所述热泵***包括蒸发冷凝器、低温级***及高温级***，所述蒸发冷凝器包括放热管路和吸热管路，所述低温级***与高温级***分别与所述放热管路和吸热管路连接，所述低温级***包括依次首尾相连的压缩机、膨胀阀及第一蒸发器，所述放热管路设置在所述压缩机和膨胀阀之间以冷凝放热，所述高温级***包括若干电磁阀和依次首尾相连的第一水蒸汽压缩机、去过热换热器、第一冷凝器、第一电子膨胀阀、第一气液分离器，所述吸热管路设置在所述第一气液分离器和第一水蒸汽压缩机之间，所述电磁阀设置在管路之间用于控制介质流向，所述去过热换热器与所述第一冷凝器之间设有第一电磁阀，所述第一气液分离器包括第一入口和第一出口，所述第一入口与所述第一电子膨胀阀连接，所述第一出口经所述吸热管路与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接，所述第一气液分离器还包括第二入口和第二出口，所述第二入口与第二电磁阀连接，所述第二出口与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接，所述第二出口与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第三电磁阀，所述第一出口经第四电磁阀与所述蒸发冷凝器连接，所述蒸发冷凝器的吸热管路与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第一单向阀，所述高温级***还包括第二蒸发器，所述第二蒸发器的一端经第五电磁阀与所述第一气液分离器的第一出口连接，另一端与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接，所述第二蒸发器与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第二单向阀，所述高温级***还包括依次连接的第二水蒸汽压缩机、第二气液分离器、第二冷凝器、第二膨胀阀及第三气液分离器，所述第二水蒸汽压缩机经第六电磁阀与所述去过热换热器连接，所述第三气液分离器与所述第一电子膨胀阀连接，所述第二气液分离器包括气体出口和液体出口，所述气体出口与所述第二冷凝器连接，所述气体出口与所述第二冷凝器之间设有第七电磁阀，所述液体出口与所述第三气液分离器连接，所述液体出口与所述第三气液分离器之间设有第八电磁阀，所述第三气液分离器包括第三入口、第四入口、第三出口及第四出口，所述第三入口与所述第二膨胀阀连接，所述第三出口经第九电磁阀与所述第二水蒸汽压缩机入口连接，所述第四入口经所述第八电磁阀与所述第二气液分离器的液体出口连接，所述第四出口与所述第一电子膨胀阀连接，所述第四出口与所述第一电子膨胀阀之间依次设有第十电磁阀和第三单向阀，所述高温级***还包括第三水蒸汽压缩机，所述第二气液分离器的气体出口还分别与第十三电磁阀和第十四电磁阀连接，所述十三电磁阀与所述第三水蒸汽压缩机连接。
2.如权利要求1所述的热泵***，其特征在于：所述高温级***还包括水泵，所述第一气液分离器经第十一电磁阀连接至所述水泵入口，所述水泵出口经第十二电磁阀与所述第二水蒸汽压缩机连接。
3.一种如权利要求1-2任意一项所述的热泵***的运行方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1，确定加入热泵***的工业废水的温度；若工业废水的温度低于40℃则进行步骤2，若工业废水的温度高于40℃则进行步骤3；
步骤2，制冷剂通过第一蒸发器回收余热或吸热制冷蒸发，蒸发后的气态制冷剂进入压缩机，压缩后进入蒸发冷凝器的放热管路，第一气液分离器分离出的水经第五电磁阀在蒸发冷凝器的吸热管路中吸热蒸发为气体，气体经第一单向阀进入第一水蒸汽压缩机进行压缩后通过去过热换热器消除过热；
步骤3，第一气液分离器分离出的水经第四电磁阀进入第二蒸发器回收余热蒸发，随后经第二单向阀进入第一水蒸汽压缩机进行压缩后通过去过热换热器消除过热；
步骤4，确定所需热源的温度，若需要的热源温度在80～100℃之间则进行步骤5，若需要的热源温度在100～130℃之间则进行步骤6，若需要同时提供80～100℃及100～130℃两种热源则同时进行步骤5和步骤6；
步骤5，控制去过热换热器中的压缩蒸汽经第一电磁阀进入第一冷凝器冷凝放热以提供热源，冷凝后的水经第一电子膨胀阀节流降压后流入第一气液分离器，以此进行下一循环；
步骤6，控制去过热换热器中的压缩蒸汽经第六电磁阀进入第二水蒸汽压缩机中继续压缩，随后经第二气液分离器和第七电磁阀流入第二冷凝器内冷凝放热以提供热源，第二冷凝器中冷凝后的水经第二电子膨胀阀节流后流入第三气液分离器以此进行下一次循环。
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Denomination of invention: Heat pump system and its operating methods

Effective date of registration: 20230427

Granted publication date: 20211105

Pledgee: Bank of Jiangsu Co.,Ltd. Nantong Branch

Pledgor: NANTONG HUAXIN CENTER AIR CONDITIONER Co.,Ltd.

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