CN220601597U - 热泵供暖*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵供暖***，该热泵供暖***包括热源厂和热用户，热源厂和热用户之间设置有一次管网，一次管网与水源热泵机组连接，水源热泵机组通过依次连接多个空气源热泵机组与热源厂连接，通过多个空气源热泵机组对回流到热源厂的回水温度进行逐级升高。本实用新型提供的热泵供暖***，通过将多个空气源热泵机组依次沿供热一次管网回水管路布置，能够将设备分散布置，热量集中供应，有效解决了城市小区空间不足的问题并消除冷岛效应，并且通过空气源热泵机组沿管路布置使回水逐级升温，缩小传热温差，热泵能效提高，可以实现水源热泵机组降低回水温度后直接从空气中提取热能，减小从热源厂的购热量，使得供热***可靠性得到极大提高。

Description

热泵供暖***

技术领域

本实用新型属于供暖技术领域，尤其涉及一种热泵供暖***。

背景技术

现有集中供暖***主要热源为热电厂或分散式燃煤、燃气锅炉，碳排放强度较高。随着“双碳目标”的提出，降低供暖行业碳排放势在必行。热泵能够空气源热泵可以从空气中提取热能，它仅消耗少量的电能，就可以得到较大的供热量，是支撑节能减碳的关键技术，随着新能源发电的大规模接入，使用电热泵供暖的碳排放会越来越低。

现有空气源热泵供暖，主要是在小区附近单独设置区域布置热泵室外机，这种供暖方式在供暖面积较大时需要较大的室外占地面积，对于现有老小区或市内小区，难以额外安排空间布置室外机；另外，热泵室外机集中布置会引起冷岛效应使热泵性能恶化。在热泵集中布置时，当供水温度如45℃时，空气源热泵冷凝温度需大于45℃，而进水温度较低时会导致传热温差增大，降低供热经济性。

因此，亟需设计一种热泵供暖***，解决以上提到的室外机需要占用较大的室外面积，会引起冷岛效应，使热泵性能恶化，进水温度较低时会导致传热温差增大，降低供热经济性的问题。

实用新型内容

为解决背景技术中提及的室外机需要占用较大的室外面积，会引起冷岛效应，使热泵性能恶化，进水温度较低时会导致传热温差增大，降低供热经济性的技术问题，提供一种热泵供暖***，以解决上述的问题。

为实现上述目的，本实用新型的热泵供暖***的具体技术方案如下：

一种热泵供暖***，包括热源厂和热用户，热源厂和热用户之间设置有一次管网，一次管网与水源热泵机组连接，水源热泵机组通过依次连接多个空气源热泵机组与热源厂连接，通过多个空气源热泵机组对回流到热源厂的回水温度进行逐级升高。

进一步，多个空气源热泵机组包括第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组，第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组依次连接在水源热泵机组和热源厂之间，通过第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组对回流到热源厂的回水温度进行逐级升高。

进一步，还包括二次管网，二次管网设置在一次管网与热用户之间，二次管网一端与热用户连接，二次管网另一端通过水源热泵机组与多个空气源热泵机组连接。

进一步，水源热泵机组包括蒸发器，二次管网内的水通过蒸发器降温后依次回流到第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组进行逐级升温。

进一步，水源热泵机组还包括冷凝器，二次管网内的水经过冷凝器加热后与热用户连接。

进一步，还包括混合水箱，混合水箱设置在二次管网和热用户之间，冷凝器加热后的水进入到混合水箱内。

进一步，一次管网包括第一换热器、第一阀门和第一水泵，第一换热器与热源厂连接，第一换热器和二次管网之间依次设置有第一阀门和第一水泵。

进一步，二次管网包括第二换热器、第二阀门和第二水泵，第二换热器与第一水泵连接，第二换热器与热用户之间依次设置有第二阀门和第二水泵，混合水箱设置在第二阀门和第二水泵之间。

进一步，第二换热器内的水通过蒸发器降温后依次经过第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组逐级升温后回流到第一换热器内。

进一步，还包括第三阀门，第三阀门设置在热源厂与第一换热器之间。

本实用新型的热泵供暖***具有以下优点：

通过将多个空气源热泵机组依次沿供热一次管网回水管路布置，能够将设备分散布置，热量集中供应，有效解决了城市小区空间不足的问题并消除冷岛效应，并且通过热泵沿管路布置使回水梯级升温，缩小传热温差，热泵能效提高，供暖经济性提升。可以实现水源热泵机组降低回水温度后直接从空气中提取热能，可以在不增加管路投资的前提下提高供热能力，而且将多个空气源热泵机组依次布置在回水管路上，可以减小从热源厂的购热量，降低供热碳排放，在极寒天气下，由于回水依然与热源厂相连，可以在空气源热泵自身能受极寒天气影响时，依然通过热源厂的调节使供水温度达到目标温度，供热***可靠性得到极大提高。

附图说明

图1为本实用新型热泵供暖***的结构示意图；

图2为现有技术中热泵供暖回水加热温升曲线；

图3为本实用新型热泵供暖回水加热温升曲线。

图中标记说明：

1、热源厂；2、第三阀门；3、第一换热器；4、第一阀门；5、第一水泵；6、第二换热器；7、第二阀门；8、混合水箱；9、第二水泵；10、热用户；11、第三空气源热泵机组；12、第二空气源热泵机组；13、第一空气源热泵机组；14、水源热泵机组；141、冷凝器；142、蒸发器；143、第四阀门。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

下面参照附图1至附图3描述本实用新型的热泵供暖***。

现有集中供暖***注意热源为热电厂或分散式燃煤、燃气锅炉，碳排放强度较高。随着“双碳目标”的提出，降低供暖行业碳排放势在必行。热泵能够空气源热泵可以从空气中提取热能，它仅消耗少量的电能，就可以得到较大的供热量，是支撑节能减碳的关键技术，随着新能源发电的大规模接入，使用电热泵供暖的碳排放会越来越低。现有空气源热泵供暖，主要是在小区附近单独设置区域布置热泵室外机，这种供暖方式在供暖面积较大时需要较大的室外占地面积，对于现有老小区或市内小区，难以额外安排空间布置室外机；另外，热泵室外机集中布置会引起冷岛效应使热泵性能恶化。在热泵集中布置时，当供水温度如45℃时，空气源热泵冷凝温度需大于45℃，而进水温度较低时会导致传热温差增大，降低供热经济性。

因此本实用新型提出一种热泵供暖***，能够将设备分散布置，热量集中供应，有效解决了城市小区空间不足的问题并消除冷岛效应，并且通过空气源热泵机组沿管路布置使回水逐级升温，缩小传热温差，空气源热泵机组能效提高，供暖经济性提升。

如图1所示，本实用新型中的热泵供暖***，包括热源厂1和热用户10，热源厂1和热用户10之间设置有一次管网，一次管网与水源热泵机组14连接，水源热泵机组14通过依次连接多个空气源热泵机组与热源厂1连接，通过多个空气源热泵机组对回流到热源厂1的回水温度进行逐级升高。具体地，本实施例中多个空气源热泵机组包括第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11，第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11依次连接在水源热泵机组14和热源厂1之间，通过第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11对回流到热源厂1的回水温度进行逐级升高。在其它实施例中，还可以根据实际情况设置4个、5个或者其它数量的空气源热泵机组，以达到更好的对回水温度进行逐级升温。

通过在热源厂1和热用户10之间设置有一次管网，一次管网与水源热泵机组14连接，水源热泵机组14通过依次连接第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11与热源厂1连接，通过第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11对回水温度进行逐级升高。通过将第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11沿供热一次管网回水管路布置，可以实现水源热泵机组14降低回水温度后直接从空气中提取热能，可以在不增加管路投资的前提下提高供热能力。而且将第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11布置在回水管路上，可以减小从热源厂1的购热量，降低供热碳排放，在极寒天气下，由于回水依然与热源厂1相连，可以在空气源热泵机组自身能受极寒天气影响时，依然通过热源厂1的调节使供水温度达到目标温度，供热***可靠性得到极大提高。

进一步，如图1所示，本实用新型中的热泵供暖***还包括二次管网，二次管网设置在一次管网与热用户10之间，二次管网一端与热用户10连接，二次管网另一端通过水源热泵机组14与多个空气源热泵机组连接。水源热泵机组14包括蒸发器142，一次管网内的水通过蒸发器142降温后依次与第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11连接。

由于经过蒸发器142降温后，进入到第一空气源热泵机组13时的回水温度比较低，而第一空气源热泵机组13在低温时能效高，蒸发器142对回水温度降低后，有利于提升第一空气源热泵机组13的能效，回水在经过第一空气源热泵机组13后，回水温度会增加，回水进入第二空气源热泵机组12后，由于回水的温度还不是很高，同样也有利于提升第二空气源热泵机组12的能效，回水在经过第二空气源热泵机组12后，回水温度会再一次增加，回水进入第三空气源热泵机组11后，由于回水的温度也很高，同样也有利于提升第三空气源热泵机组11的能效。回水在进入第一空气源热泵机组13的温度大于回水在进入第二空气源热泵机组12的温度，回水在进入第二空气源热泵机组12的温度大于回水在进入第三空气源热泵机组11的温度。通过第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11对蒸发器142降温后的回水温度进行逐级升温，以达到所需的回水温度。

进一步，如图1所示，一次管网包括第一换热器3、第一阀门4和第一水泵5，第一换热器3与热源厂1连接，第一换热器3和二次管网之间依次设置有第一阀门4和第一水泵5。二次管网包括第二换热器6、第二阀门7和第二水泵9，第二换热器6与第一水泵5连接，第二换热器6与热用户10之间依次设置有第二阀门7和第二水泵9。本实施例中，第二换热器6内的水通过蒸发器142降温后依次经过第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11后回流到第一换热器3内。

进一步，如图1所示，水源热泵机组14还包括冷凝器141，二次管网内的水部分经过冷凝器141加热后与热用户10连接。本实用新型中的热泵供暖***还包括混合水箱8，混合水箱8设置在二次管网和热用户10之间，冷凝器141加热后的水进入到混合水箱8内。本实施例中，混合水箱8设置在第二阀门7和第二水泵9之间。混合水箱8具有两个功能，首先能够混合水源热泵14出水和经过第二换热器6加热后的供水，能够有效减小水源热泵14出水温度波动对用户供水温度的影响；另外混合水箱8还可以作为储能/储水容器，能够使整个供暖***灵活性大大提升。

进一步，如图1所示，本实用新型中的热泵供暖***还包括第三阀门2，第三阀门2设置在热源厂1与第一换热器3之间，用于控制水的流量。本实用新型中的热泵供暖***还包括第四阀门143，第四阀门143设置在蒸发器142与冷凝器141之间，用于控制水的流量。

通过将第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11沿供热一次管网回水管路布置，沿一次管网回水管道，依次进入不同热泵机组，可以使水温逐渐升高。靠近第二换热器6的回水温度较低，第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11冷凝温度在较低温度运行，机组能效较高，随回水温度升高可缓慢提高沿程热泵机组冷凝温度，能够有效降低换热温差，使能效最大化。

对于常规热泵供暖机组，如图2所示，将回水加热到指定温度，温升DT，冷凝器141温度Tc始终较高。而从本实施例中的温升曲线中图3中，可以看出，将第一空气源热泵机组13、第二空气源热泵机组12和第三空气源热泵机组11沿程布置，在回水温度较低的区域，可以降低冷凝温度至Tc1，则此部分空气源热泵机组能效得到提高，随着回水温度升高，只要最后一个空气源热泵机组冷凝温度达到Tc即可保证回水温度达到指定温度，而空气源热泵机组的整体冷凝温度下降，整体能效会得到提升。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热泵供暖***，其特征在于，包括热源厂和热用户，热源厂和热用户之间设置有一次管网，一次管网与水源热泵机组连接，水源热泵机组通过依次连接多个空气源热泵机组与热源厂连接，通过多个空气源热泵机组对回流到热源厂的回水温度进行逐级升高。

2.根据权利要求1所述的热泵供暖***，其特征在于，多个空气源热泵机组包括第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组，第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组依次连接在水源热泵机组和热源厂之间，通过第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组对回流到热源厂的回水温度进行逐级升高。

3.根据权利要求1所述的热泵供暖***，其特征在于，还包括二次管网，二次管网设置在一次管网与热用户之间，二次管网一端与热用户连接，二次管网另一端通过水源热泵机组与多个空气源热泵机组连接。

4.根据权利要求3所述的热泵供暖***，其特征在于，水源热泵机组包括蒸发器，二次管网内的水通过蒸发器降温后依次回流到第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组进行逐级升温。

5.根据权利要求3所述的热泵供暖***，其特征在于，水源热泵机组还包括冷凝器，二次管网内的水经过冷凝器加热后与热用户连接。

6.根据权利要求3所述的热泵供暖***，其特征在于，还包括混合水箱，混合水箱设置在二次管网和热用户之间，冷凝器加热后的水进入到混合水箱内。

7.根据权利要求2所述的热泵供暖***，其特征在于，一次管网包括第一换热器、第一阀门和第一水泵，第一换热器与热源厂连接，第一换热器和二次管网之间依次设置有第一阀门和第一水泵。

8.根据权利要求7所述的热泵供暖***，其特征在于，二次管网包括第二换热器、第二阀门和第二水泵，第二换热器与第一水泵连接，第二换热器与热用户之间依次设置有第二阀门和第二水泵，混合水箱设置在第二阀门和第二水泵之间。

9.根据权利要求8所述的热泵供暖***，其特征在于，第二换热器内的水通过蒸发器降温后依次经过第一空气源热泵机组、第二空气源热泵机组和第三空气源热泵机组逐级升温后回流到第一换热器内。

10.根据权利要求7所述的热泵供暖***，其特征在于，还包括第三阀门，第三阀门设置在热源厂与第一换热器之间。