一種雙熱源高效壓縮-噴射復合熱泵系統(tǒng)及應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于可再生能源利用技術領域，具體涉及一種雙熱源高效壓縮-噴射復合熱栗系統(tǒng)及應用。
【背景技術】
[0002]隨著北方城市化進程的快速發(fā)展，寒冷和嚴寒地區(qū)供熱負荷的需求急劇增長。北方冬季室外溫度較低，只依賴室外低溫空氣作為熱源有時并不能滿足供熱的需求。對于富煤、貧油、少氣的中國能源現(xiàn)狀，回收低溫熱源、開發(fā)利用太陽能等是節(jié)能減排的主要措施，也是中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎。采用何種“熱栗”技術及裝備以高效回收利用低溫熱源熱量、太陽能等是目前亟待解決的技術難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種雙熱源高效壓縮-噴射復合熱栗系統(tǒng)及應用，具體技術方案為:
[0004]—種雙熱源高效壓縮-噴射復合熱栗系統(tǒng)，由冷凝器、第一蒸發(fā)器、第二蒸發(fā)器、壓縮機、噴射器、發(fā)生器、太陽能集熱器、閉式冷卻塔、工質栗、循環(huán)栗、工質罐、用戶、節(jié)流閥、連接管路系統(tǒng)及閥門構成，其中連接管路系統(tǒng)分為第一水管路系統(tǒng)、第二水管路系統(tǒng)、第三水管路系統(tǒng)、乙二醇溶液管路系統(tǒng)和工質管路系統(tǒng)；
[0005]第一蒸發(fā)器的出口、壓縮機入口、噴射器的出口連接在一起，且噴射器的出口管段上設置有第四閥門V4;壓縮機出口、冷凝器入口、噴射器的工作流體入口連接在一起，且壓縮機出口和噴射器的工作流體入口之間設置有第一閥門Vl;在壓縮機的出口、噴射器的出口連接一根管路，且在管路上安裝第三閥門V3;冷凝器的出口與工質罐連接；
[0006]第一水管路系統(tǒng):太陽能集熱器的水管路系統(tǒng)出口經(jīng)第六閥門V6與發(fā)生器的水管路入口相連，經(jīng)第五閥門V5與第一蒸發(fā)器的水管路入口相連;太陽能集熱器的水管路系統(tǒng)入口經(jīng)第八閥門V8與發(fā)生器的水管路出口相連，經(jīng)第七閥門V7與第一蒸發(fā)器的水管路出口相連；
[0007]第二水管路系統(tǒng):用戶的水管路系統(tǒng)出口經(jīng)第十二閥門V12與第二蒸發(fā)器的水管路系統(tǒng)入口相連，第二蒸發(fā)器的水管路系統(tǒng)出口經(jīng)第十一閥門VI1、循環(huán)栗與用戶的水管路系統(tǒng)入口相連;且用戶的水管路系統(tǒng)出口經(jīng)第十閥門VlO與第一蒸發(fā)器的水管路系統(tǒng)入口相連，第一蒸發(fā)器的水管路系統(tǒng)出口經(jīng)第九閥門V9、循環(huán)栗與用戶的水管路系統(tǒng)入口相連；第二蒸發(fā)器的水管路系統(tǒng)出口與第十一閥門Vll之間的管段上，引一條管路與第一蒸發(fā)器的水管路系統(tǒng)入口相連，并在管路上安裝第二十一閥門V21;
[0008]第三水管路系統(tǒng):用戶的水管路系統(tǒng)出口經(jīng)第十四閥門V14與冷凝器的水管路系統(tǒng)入口相連，冷凝器的水管路系統(tǒng)出口經(jīng)第十三閥門V13、循環(huán)栗與用戶的水管路系統(tǒng)入口相連；
[0009]乙二醇溶液管路系統(tǒng):閉式冷卻塔的乙二醇溶液管路系統(tǒng)出口經(jīng)第十六閥門V16與冷凝器的乙二醇溶液管路系統(tǒng)入口連接，經(jīng)第十八閥門V18與第二蒸發(fā)器的乙二醇溶液管路系統(tǒng)入口連接;閉式冷卻塔的乙二醇溶液系統(tǒng)入口經(jīng)循環(huán)栗、第十五閥門V15與冷凝器的乙二醇溶液系統(tǒng)出口連接，經(jīng)循環(huán)栗、第十七閥門V17與第二蒸發(fā)器的乙二醇溶液管路系統(tǒng)出口連接；
[0010]工質管路系統(tǒng):工質罐的第一路工質管路系統(tǒng)出口經(jīng)第一節(jié)流閥Vtl與第一蒸發(fā)器的工質管路入口連接，并與壓縮機的工質管路入口相連;工質罐的第二路工質管路系統(tǒng)出口通過工質栗、第二節(jié)流閥Vt2后與發(fā)生器的工質管路入口連接，然后經(jīng)第二閥門V2接入噴射器工作流體入口 ；工質罐的第三路工質管路系統(tǒng)出口依次通過第三節(jié)流閥Vt3、第二蒸發(fā)器，接入噴射器引射流體入口。
[0011]進一步地，在噴射器的混合流體出口至節(jié)點I的管段上設置第一增壓機，且在第一增壓機的進出口并聯(lián)一管路，管路上安裝第十九閥門V19。
[0012]進一步地，在第二蒸發(fā)器的工質出口與噴射器的引射流體入口之間的管段上設置第二增壓機，且在第二增壓機的進出口并聯(lián)一管路，管路上安裝第二十閥門V20。
[0013]進一步地，在噴射器的混合流體出口至節(jié)點I的管段上設置第一增壓機，且在第一增壓機的進出口并聯(lián)一管路，管路上安裝第十九閥門V19;同時，在第二蒸發(fā)器的工質出口與噴射器的引射流體入口之間的管段上設置第二增壓機，且在第二增壓機的進出口并聯(lián)一管路，管路上安裝第二十閥門V20。
[0014]進一步地，所述工質栗為定頻或變頻工質栗，所述循環(huán)栗為定頻或變頻循環(huán)栗，所述壓縮機為定頻或變頻壓縮機，所述噴射器為氣-氣噴射器，所述增壓機為風機、壓氣機或壓縮機。
[0015]如上所述一種雙熱源高效壓縮-噴射復合熱栗系統(tǒng)的應用。
[0016](— )在夏季，采用壓縮-噴射耦合制冷運行方法，具體流程為:
[0017]第一閥門Vl和第四閥門V4關閉，第一節(jié)流閥Vt1、第二節(jié)流閥Vt2、第三節(jié)流閥Vt3、第二閥門V2和第三閥門V3打開;發(fā)生器的工質蒸氣作為噴射器的工作流體進入噴射器，弓丨射來自第二蒸發(fā)器的工質，并在噴射器內(nèi)混合、減速增壓后流出，流出的混合工質經(jīng)第三閥門V3，與來自第一蒸發(fā)器且經(jīng)壓縮機壓縮后的工質混合，一起進入冷凝器；
[0018]第一水管路系統(tǒng):第六閥門V6、第八閥門V8打開，第五閥門V5、第七閥門V7關閉；水從太陽能集熱器流出進入發(fā)生器，然后再從發(fā)生器的水管路系統(tǒng)出口回到太陽能集熱器；
[0019]第二水管路系統(tǒng)有兩種運行方法:第一種，第九閥門V9、第十二閥門V12、第二十一閥門V21打開，第十閥門V10、第十一閥門Vll關閉；用戶水管路系統(tǒng)出口的冷凍水通過第十二閥門V12進入第二蒸發(fā)器，然后從第二蒸發(fā)器的水管路系統(tǒng)出口流出，經(jīng)過第二十一閥門V21流入第一蒸發(fā)器;冷凍水依次經(jīng)第二蒸發(fā)器和第一蒸發(fā)器放熱降溫后，通過第九閥門V9、循環(huán)栗返回用戶，在用戶末端吸熱升溫后，從用戶水管路系統(tǒng)出口流出，如此循環(huán);第二種，第九閥門V9、第十閥門VlO、第^^一閥門Vl 1、第十二閥門Vl2打開，第二^^一閥門V21關閉；用戶水管路系統(tǒng)出口的冷凍水分兩路，一路通過第十閥門VlO進入第一蒸發(fā)器，另一路通過第十二閥門V12進入第二蒸發(fā)器，兩路冷凍水降溫后分別通過第九閥門V9、第十一閥門VII，然后匯合為一路，經(jīng)過循環(huán)栗返回用戶，在用戶末端吸熱升溫后，從用戶水管路系統(tǒng)出口流出，如此循環(huán)；
[0020]乙二醇溶液管路系統(tǒng):第十七閥門Vl7、第十八閥門V18關閉，第十五閥門Vl5、第十六閥門V16打開;來自閉式冷卻塔的乙二醇溶液進入冷凝器吸熱升溫，然后返回至閉式冷卻塔散熱降溫，如此循環(huán)。
[0021]當設置有第一增壓機時，發(fā)生器的工質蒸氣作為噴射器的工作流體進入噴射器，引射來自第二蒸發(fā)器的工質，然后兩路工質在噴射器內(nèi)混合、減速增壓后流出;流出的混合工質經(jīng)第一增壓機增壓后，經(jīng)第三閥門與來自第一蒸發(fā)器且經(jīng)壓縮機壓縮后的工質混合，一起進入冷凝器；
[0022]當設置有第二增壓機時，來自第二蒸發(fā)器的低壓工質蒸氣經(jīng)第二增壓機增壓后，作為引射流體被來自發(fā)生器的工質引射至噴射器，兩路工質在噴射器內(nèi)進行混合、減速增壓后流出；流出的混合工質經(jīng)第三閥門與來自第一蒸發(fā)器且經(jīng)壓縮機壓縮后的工質混合，一起進入冷凝器；
[0023]當同時設置有第一增壓機和第二增壓機時，來自第二蒸發(fā)器的低壓工質蒸氣經(jīng)第二增壓機增壓，并作為引射流體被來自發(fā)生器的工質引射至噴射器，兩路工質在噴射器內(nèi)進行混合、減速增壓后流出；流出的混合工質經(jīng)第一增壓機增壓后，經(jīng)第三閥門與來自第一蒸發(fā)器且經(jīng)壓縮機壓縮后的工質混合，一起進入冷凝器。
[0024](二)在夏季，采用噴射制冷運行方法，具體流程為:
[0025]第一節(jié)流閥Vt 1、第一閥門Vl和第四閥門V4關閉，第二節(jié)流閥Vt2、第三節(jié)流閥Vt3、第二閥門V2和第三閥門V3打開;發(fā)生器的工質蒸氣作為噴射器的工作流體進入噴射器，弓丨射來自第二蒸發(fā)器的工質，并在噴射器內(nèi)混合、減速增壓后流出，流出的混合工質經(jīng)第三閥門V3通向冷凝器；
[0026]第一水管路系統(tǒng):第六閥門V6、第八閥門V8打開，第五閥門V5、第七閥門V7關閉；水從太陽能集熱器流出進入發(fā)生器，然后再從發(fā)生器的水管路系統(tǒng)出口回到太陽能集熱器；
[0027]第二水管路系統(tǒng):第九閥門V9、第十閥門V10、第二十一閥門V21關閉，第十一閥門Vl 1、第十二閥門Vl2打開；用戶水管路系統(tǒng)出口的冷凍水經(jīng)第十二閥門Vl2進入第二蒸發(fā)器，在第二蒸發(fā)器降溫后經(jīng)第十一閥門VI1、循環(huán)栗返回用戶，在用戶末端吸熱升溫后，從用戶水管路系統(tǒng)出口流出，如此循環(huán)；
[0028]乙二醇溶液管路系統(tǒng):第十七閥門Vl7、第十八閥門V18關閉，第十五閥門Vl5、第十六閥門V16打開;來自閉式冷卻塔的乙二醇溶液進入冷凝器吸熱升溫，然后返回至閉式冷卻塔散熱降溫，如此循環(huán)。
[0029]當設置有第一增壓機時，發(fā)生器的工質蒸氣作為噴射器的工作流體進入噴射器，引射來自第二蒸發(fā)器的工質，然后兩路工質在噴射器內(nèi)混合、減速增壓后流出;流出的混合工質經(jīng)第一增壓機增壓后經(jīng)第三閥門V3進入冷凝器