本發明屬于動力、制冷與熱泵技術領域。
背景技術:
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冷需求、熱需求和動力需求,為人類生活與生產當中所常見;現實中,人們經常需要利用高溫熱能來實現制冷、供熱或轉化為動力,也需要利用動力來進行制冷或利用動力并結合低溫熱能進行供熱。在實現上述目的之過程中,將面臨多方面的考慮或條件限制,包括能源的類型、品位和數量,用戶需求的類型、品位和數量,環境溫度,工作介質的類型,設備的流程、結構和制造成本等等。
以吸收式熱泵技術為代表的熱能(溫差)利用技術,能夠同時將中溫熱負荷與冷環境之間的溫差和高溫熱負荷與被加熱介質之間的溫差同時加以利用,以實現不同溫度熱負荷的高效利用。但因受到工作介質(溶液和冷劑介質)的性質影響,又無法在供熱的同時實現熱能向機械能的轉化,其應用領域和應用范圍受到較大限制。
本發明從同時將中溫熱負荷與冷環境之間溫差,以及高溫熱負荷與被加熱介質之間溫差進行高效利用為出發點,并考慮實現低溫熱負荷與冷環境之間溫差的充分利用,也考慮到同時利用動力驅動,或考慮兼顧動力需求,提出了具有簡單流程和結構的第三類熱驅動壓縮式熱泵。
技術實現要素:
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本發明主要目的是要提供第三類熱驅動壓縮式熱泵,具體發明內容分項闡述如下:
1.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器和低溫熱交換器所組成;壓縮機有循環工質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有循環工質通道經供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有循環工質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有循環工質通道與冷卻器連通,冷卻器還有循環工質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有循環工質通道經低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
2.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器和低溫熱交換器所組成;外部有冷源介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有冷源介質通道經低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有冷源介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有冷源介質通道經供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有冷源介質通道與外部連通,第三膨脹機還有冷源介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
3.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器和冷卻器所組成;外部有低溫熱介質通道與壓縮機連通,壓縮機還有低溫熱介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有低溫熱介質通道經供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有低溫熱介質通道與冷卻器連通,外部還有低溫熱介質通道與第三膨脹機連通,第三膨脹機還有低溫熱介質通道與冷卻器連通,冷卻器還有低溫熱介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有低溫熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
4.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、供熱器、冷卻器和低溫熱交換器所組成;外部有熱源介質通道與膨脹機連通,膨脹機還有熱源介質通道經供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有熱源介質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有熱源介質通道與冷卻器連通,冷卻器還有熱源介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有熱源介質通道經低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有熱源介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
5.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、冷卻器和低溫熱交換器所組成;外部有被加熱介質通道與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有被加熱介質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有被加熱介質通道冷卻器連通,冷卻器還有被加熱介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有被加熱介質通道經低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有被加熱介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有被加熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
6.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;壓縮機有循環工質通道經回熱器和高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有循環工質通道經回熱器和供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有循環工質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有循環工質通道與冷卻器連通,冷卻器還有循環工質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有循環工質通道經低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
7.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有冷源介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有冷源介質通道經低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有冷源介質通道經回熱器和高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有冷源介質通道經回熱器和供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有冷源介質通道與外部連通,第三膨脹機還有冷源介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
8.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器和回熱器所組成;外部有低溫熱介質通道與壓縮機連通,壓縮機還有低溫熱介質通道經回熱器和高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有低溫熱介質通道經回熱器和供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有低溫熱介質通道與冷卻器連通,外部還有低溫熱介質通道與第三膨脹機連通,第三膨脹機還有低溫熱介質通道與冷卻器連通,冷卻器還有低溫熱介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有低溫熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
9.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有熱源介質通道與膨脹機連通,膨脹機還有熱源介質通道經回熱器和供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有熱源介質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有熱源介質通道與冷卻器連通,冷卻器還有熱源介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有熱源介質通道經低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有熱源介質通道經回熱器與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
10.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有被加熱介質通道與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有被加熱介質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有被加熱介質通道與冷卻器連通,冷卻器還有被加熱介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有被加熱介質通道經低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有被加熱介質通道經回熱器和高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有被加熱介質通道經回熱器與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
11.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;壓縮機有循環工質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有循環工質通道經供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有循環工質通道經回熱器與冷卻器連通,第三膨脹機有循環工質通道經回熱器與冷卻器連通,冷卻器還有循環工質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有循環工質通道經回熱器和低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
12.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有冷源介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有冷源介質通道經回熱器和低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有冷源介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有冷源介質通道經供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有冷源介質通道經回熱器與外部連通,第三膨脹機還有冷源介質通道經回熱器與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
13.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器和回熱器所組成;外部有低溫熱介質通道與壓縮機連通,壓縮機還有低溫熱介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有低溫熱介質通道經供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有低溫熱介質通道經回熱器與冷卻器連通,外部還有低溫熱介質通道與第三膨脹機連通,第三膨脹機還有低溫熱介質通道經回熱器與冷卻器連通,冷卻器還有低溫熱介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有低溫熱介質通道經回熱器與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
14.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有熱源介質通道與膨脹機連通,膨脹機還有熱源介質通道經供熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有熱源介質通道經回熱器與冷卻器連通,第三膨脹機有熱源介質通道經回熱器與冷卻器連通,冷卻器還有熱源介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有熱源介質通道經回熱器和低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有熱源介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
15.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有被加熱介質通道與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有被加熱介質通道經回熱器與冷卻器連通,第三膨脹機有被加熱介質通道經回熱器與冷卻器連通,冷卻器還有被加熱介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有被加熱介質通道經回熱器和低溫熱交換器之后分別與壓縮機和第三膨脹機連通,壓縮機還有被加熱介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有被加熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
16.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;壓縮機有循環工質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有循環工質通道經供熱器和回熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有循環工質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有循環工質通道與冷卻器連通,冷卻器還有循環工質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有循環工質通道經低溫熱交換器之后分別直接與第三膨脹機連通和再經回熱器與壓縮機連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
17.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有冷源介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有冷源介質通道經低溫熱交換器之后分別直接與第三膨脹機連通和再經回熱器與壓縮機連通,壓縮機還有冷源介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有冷源介質通道經供熱器和回熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有冷源介質通道與外部連通,第三膨脹機還有冷源介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
18.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器和回熱器所組成;外部有低溫熱介質通道經回熱器與壓縮機連通,壓縮機還有低溫熱介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有低溫熱介質通道經供熱器和回熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有低溫熱介質通道與冷卻器連通,外部還有低溫熱介質通道與第三膨脹機連通,第三膨脹機還有低溫熱介質通道與冷卻器連通,冷卻器還有低溫熱介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有低溫熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
19.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有熱源介質通道與膨脹機連通,膨脹機還有熱源介質通道經供熱器和回熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有熱源介質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有熱源介質通道與冷卻器連通,冷卻器還有熱源介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有熱源介質通道經低溫熱交換器之后分別直接與第三膨脹機連通和再經回熱器與壓縮機連通,壓縮機還有熱源介質通道與外部連通,供熱器還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
20.第三類熱驅動壓縮式熱泵,主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有被加熱介質通道經回熱器與第二膨脹機連通,第二膨脹機還有被加熱介質通道與冷卻器連通,第三膨脹機有被加熱介質通道與冷卻器連通,冷卻器還有被加熱介質通道與第二壓縮機連通,第二壓縮機還有被加熱介質通道經低溫熱交換器之后分別直接與第三膨脹機連通和再經回熱器與壓縮機連通,壓縮機還有被加熱介質通道經高溫熱交換器與膨脹機連通,膨脹機還有被加熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器還有高溫熱介質通道與外部連通,冷卻器還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機、第二膨脹機和第三膨脹機連接壓縮機和第二壓縮機并傳輸動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
21.第三類熱驅動壓縮式熱泵,是在第1-20項所述的任一第三類熱驅動壓縮式熱泵中,增加動力機,動力機連接壓縮機并向壓縮機提供動力,形成附加外部動力驅動的第三類熱驅動壓縮式熱泵。
22.第三類熱驅動壓縮式熱泵,是在第1-20項所述的任一第三類熱驅動壓縮式熱泵中,增加工作機,膨脹機連接工作機并向工作機提供動力,形成附加對外提供動力負荷的第三類熱驅動壓縮式熱泵。
附圖說明:
圖1是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第1種原則性熱力系統圖。
圖2是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第2種原則性熱力系統圖。
圖3是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第3種原則性熱力系統圖。
圖4是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第4種原則性熱力系統圖。
圖5是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第5種原則性熱力系統圖。
圖6是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第6種原則性熱力系統圖。
圖7是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第7種原則性熱力系統圖。
圖8是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第8種原則性熱力系統圖。
圖9是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第9種原則性熱力系統圖。
圖10是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第10種原則性熱力系統圖。
圖11是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第11種原則性熱力系統圖。
圖12是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第12種原則性熱力系統圖。
圖13是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第13種原則性熱力系統圖。
圖14是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第14種原則性熱力系統圖。
圖15是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第15種原則性熱力系統圖。
圖16是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第16種原則性熱力系統圖。
圖17是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第17種原則性熱力系統圖。
圖18是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第18種原則性熱力系統圖。
圖19是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第19種原則性熱力系統圖。
圖20是依據本發明所提供的第三類熱驅動壓縮式熱泵第20種原則性熱力系統圖。
圖中,1-壓縮機,2-第二壓縮機,3-膨脹機,4-第二膨脹機,5-第三膨脹機,6-高溫熱交換器,7-供熱器,8-冷卻器,9-低溫熱交換器,10-回熱器。
具體實施方式:
首先要說明的是,在結構和流程的表述上,非必要情況下不重復進行;對顯而易見的流程不作表述。下面結合附圖和實例來詳細描述本發明。
圖1所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器和低溫熱交換器所組成;壓縮機1有循環工質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有循環工質通道經供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有循環工質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有循環工質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有循環工質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有循環工質通道經低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,壓縮機1排放的循環工質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的循環工質流經供熱器7并放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的循環工質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的循環工質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分別進入壓縮機1升壓升溫和進入第三膨脹機5降壓作功;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖2所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器和低溫熱交換器所組成;外部有冷源介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有冷源介質通道經低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有冷源介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有冷源介質通道經供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有冷源介質通道與外部連通,第三膨脹機5還有冷源介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,冷源介質流經第二壓縮機2升壓升溫,流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分成兩路——第一路進入壓縮機1升壓升溫,第二路流經第三膨脹機5降壓作功之后對外排放;壓縮機1排放的冷源介質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的冷源介質流經供熱器7并放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷源介質通過進出流程帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖3所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器和冷卻器所組成;外部有低溫熱介質通道與壓縮機1連通,壓縮機1還有低溫熱介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有低溫熱介質通道經供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有低溫熱介質通道與冷卻器8連通,外部還有低溫熱介質通道與第三膨脹機5連通,第三膨脹機5還有低溫熱介質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有低溫熱介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有低溫熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,一路低溫熱介質流經第三膨脹機5降壓作功,另一路低溫熱介質依次流經壓縮機1升壓升溫和流經高溫熱交換器6吸熱之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的低溫熱介質流經供熱器7并放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的低溫熱介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫并對外排放;低溫熱介質通過進出流程提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖4所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、供熱器、冷卻器和低溫熱交換器所組成;外部有熱源介質通道與膨脹機3連通,膨脹機3還有熱源介質通道經供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有熱源介質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有熱源介質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有熱源介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有熱源介質通道經低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有熱源介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,熱源介質進入膨脹機3降壓作功,流經供熱器7并放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的熱源介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的熱源介質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分成兩路——第一路流經第三膨脹機5降壓作功,第二路流經壓縮機1升壓升溫并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,熱源介質通過進出流程提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖5所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、冷卻器和低溫熱交換器所組成;外部有被加熱介質通道與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有被加熱介質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有被加熱介質通道冷卻器8連通,冷卻器8還有被加熱介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有被加熱介質通道經低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有被加熱介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有被加熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,外部被加熱介質進入第二膨脹機4降壓作功,第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的被加熱介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的被加熱介質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分別進入壓縮機1升壓升溫和進入第三膨脹機5降壓作功;壓縮機1排放的被加熱介質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過進出流程獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖6所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;壓縮機1有循環工質通道經回熱器10和高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有循環工質通道經回熱器10和供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有循環工質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有循環工質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有循環工質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有循環工質通道經低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,壓縮機1排放的循環工質依次流經回熱器10和高溫熱交換器6并逐步吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的循環工質依次流經回熱器10和供熱器7并逐步放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的循環工質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的循環工質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分別進入壓縮機1升壓升溫和進入第三膨脹機5降壓作功;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖7所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有冷源介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有冷源介質通道經低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有冷源介質通道經回熱器10和高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有冷源介質通道經回熱器10和供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有冷源介質通道與外部連通,第三膨脹機5還有冷源介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,冷源介質流經第二壓縮機2升壓升溫,流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分成兩路——第一路進入壓縮機1升壓升溫,第二路流經第三膨脹機5降壓作功并對外排放;壓縮機1排放的循環工質依次流經回熱器10和高溫熱交換器6并逐步吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的循環工質依次流經回熱器10和供熱器7并逐步放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷源介質通過進出流程帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖8所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器和回熱器所組成;外部有低溫熱介質通道與壓縮機1連通,壓縮機1還有低溫熱介質通道經回熱器10和高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有低溫熱介質通道經回熱器10和供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有低溫熱介質通道與冷卻器8連通,外部還有低溫熱介質通道與第三膨脹機5連通,第三膨脹機5還有低溫熱介質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有低溫熱介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有低溫熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,一路低溫熱介質流經第三膨脹機5降壓作功,另一路低溫熱介質流經壓縮機1升壓升溫;壓縮機1排放的低溫熱介質依次流經回熱器10和高溫熱交換器6并逐步吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的低溫熱介質依次流經回熱器10和供熱器7并逐步放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的低溫熱介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫并對外排放;低溫熱介質通過進出流程提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖9所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有熱源介質通道與膨脹機3連通,膨脹機3還有熱源介質通道經回熱器10和供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有熱源介質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有熱源介質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有熱源介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有熱源介質通道經低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有熱源介質通道經回熱器10與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,熱源介質流經膨脹機3降壓作功,流經回熱器10和供熱器7并逐步放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的熱源介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的熱源介質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分別進入壓縮機1升壓升溫和進入第三膨脹機5降壓作功;壓縮機1排放的熱源介質流經回熱器10并吸熱,之后對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,熱源介質通過進出流程提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖10所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有被加熱介質通道與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有被加熱介質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有被加熱介質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有被加熱介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有被加熱介質通道經低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有被加熱介質通道經回熱器10和高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有被加熱介質通道經回熱器10與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,被加熱介質進入第二膨脹機4降壓作功,第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的被加熱介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的被加熱介質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分別進入壓縮機1升壓升溫和進入第三膨脹機5降壓作功;壓縮機1排放的被加熱介質依次流經回熱器10和高溫熱交換器6并逐步吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的被加熱介質流經回熱器10并放熱,之后對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過進出流程獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖11所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;壓縮機1有循環工質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有循環工質通道經供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有循環工質通道經回熱器10與冷卻器8連通,第三膨脹機5有循環工質通道經回熱器10與冷卻器8連通,冷卻器8還有循環工質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有循環工質通道經回熱器10和低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,壓縮機1排放的循環工質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的循環工質流經供熱器7并放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機排放的循環工質依次流經回熱器10和冷卻器8并逐步放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的循環工質依次流經回熱器10和低溫熱交換器9并逐步吸熱,之后分別進入壓縮機1升壓升溫和進入第三膨脹機5降壓作功;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖12所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有冷源介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有冷源介質通道經回熱器10和低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有冷源介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有冷源介質通道經供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有冷源介質通道經回熱器10與外部連通,第三膨脹機5還有冷源介質通道經回熱器10與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,冷源介質流經第二壓縮機2升壓升溫,流經回熱器10和低溫熱交換器9并逐步吸熱,之后分別進入壓縮機1升壓升溫和進入第三膨脹機5降壓作功;壓縮機1排放的冷源介質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的冷源介質流經供熱器7并放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的冷源介質流經回熱器10并放熱,之后對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷源介質通過進出流程帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖13所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器和回熱器所組成;外部有低溫熱介質通道與壓縮機1連通,壓縮機1還有低溫熱介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有低溫熱介質通道經供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有低溫熱介質通道經回熱器10與冷卻器8連通,外部還有低溫熱介質通道與第三膨脹機5連通,第三膨脹機5還有低溫熱介質通道經回熱器10與冷卻器8連通,冷卻器8還有低溫熱介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有低溫熱介質通道經回熱器10與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,一路低溫熱介質流經第三膨脹機5降壓作功,另一路低溫熱介質進入壓縮機1升壓升溫;壓縮機1排放的低溫熱介質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的低溫熱介質流經供熱器7并放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的低溫熱介質依次流經回熱器10和冷卻器8并逐步放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的低溫熱介質流經回熱器10并吸熱,之后對外排放;低溫熱介質通過進出流程提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖14所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有熱源介質通道與膨脹機3連通,膨脹機3還有熱源介質通道經供熱器7與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有熱源介質通道經回熱器10與冷卻器8連通,第三膨脹機5有熱源介質通道經回熱器10與冷卻器8連通,冷卻器8還有熱源介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有熱源介質通道經回熱器10和低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有熱源介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,熱源介質流經膨脹機3降壓作功,流經供熱器7并放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的熱源介質依次流經回熱器10和冷卻器8并逐步放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的熱源介質依次流經回熱器10和低溫熱交換器9并逐步吸熱,之后分成兩路——第一路流經第三膨脹機5降壓作功,第二路流經壓縮機1升壓升溫并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,熱源介質通過進出流程提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖15所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有被加熱介質通道與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有被加熱介質通道經回熱器10與冷卻器8連通,第三膨脹機5有被加熱介質通道經回熱器10與冷卻器8連通,冷卻器8還有被加熱介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有被加熱介質通道經回熱器10和低溫熱交換器9之后分別與壓縮機1和第三膨脹機5連通,壓縮機1還有被加熱介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有被加熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,被加熱介質進入第二膨脹機4降壓作功,第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的被加熱介質依次流經回熱器10和冷卻器8并逐步放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的被加熱介質依次流經回熱器10和低溫熱交換器9并逐步吸熱,之后分別進入壓縮機1升壓升溫和進入第三膨脹機5降壓作功;壓縮機1排放的循環工質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過進出流程獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖16所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;壓縮機1有循環工質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有循環工質通道經供熱器7和回熱器10與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有循環工質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有循環工質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有循環工質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有循環工質通道經低溫熱交換器9之后分別直接與第三膨脹機5連通和再經回熱器10與壓縮機1連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,壓縮機1排放的循環工質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的循環工質依次流經供熱器7和回熱器10并逐步放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的循環工質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的循環工質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分成兩路——第一路流經第三膨脹機5降壓作功,第二路流經回熱器10吸熱之后進入壓縮機1升壓升溫;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖17所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有冷源介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有冷源介質通道經低溫熱交換器9之后分別直接與第三膨脹機5連通和再經回熱器10與壓縮機1連通,壓縮機1還有冷源介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有冷源介質通道經供熱器7和回熱器10與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有冷源介質通道與外部連通,第三膨脹機5還有冷源介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,冷源介質流經第二壓縮機2升壓升溫,流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分成兩路——第一路流經第三膨脹機5降壓作功并對外排放,第二路流經回熱器10吸熱之后進入壓縮機1升壓升溫;壓縮機1排放的冷源介質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的冷源介質依次流經供熱器7和回熱器10并逐步放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷源介質通過進出流程帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖18所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、供熱器、冷卻器和回熱器所組成;外部有低溫熱介質通道經回熱器10與壓縮機1連通,壓縮機1還有低溫熱介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有低溫熱介質通道經供熱器7和回熱器10與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有低溫熱介質通道與冷卻器8連通,外部還有低溫熱介質通道與第三膨脹機5連通,第三膨脹機5還有低溫熱介質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有低溫熱介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有低溫熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,一路低溫熱介質流經第三膨脹機5降壓作功,另一路低溫熱介質流經回熱器10吸熱之后進入壓縮機1升壓升溫;壓縮機1排放的低溫熱介質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功;膨脹機3排放的低溫熱介質依次流經供熱器7和回熱器10并逐步放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的低溫熱介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫并對外排放;低溫熱介質通過進出流程提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖19所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、供熱器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有熱源介質通道與膨脹機3連通,膨脹機3還有熱源介質通道經供熱器7和回熱器10與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有熱源介質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有熱源介質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有熱源介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有熱源介質通道經低溫熱交換器9之后分別直接與第三膨脹機5連通和再經回熱器10與壓縮機1連通,壓縮機1還有熱源介質通道與外部連通,供熱器7還有被加熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,熱源介質進入膨脹機3降壓作功,流經供熱器7和回熱器10并逐步放熱,之后進入第二膨脹機4降壓作功;第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的熱源介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的熱源介質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分成兩路——第一路流經第三膨脹機5降壓作功,第二路流經回熱器10吸熱之后進入壓縮機1升壓升溫并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,熱源介質通過進出流程提供驅動熱負荷,被加熱介質通過供熱器7獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
圖20所示第三類熱驅動壓縮式熱泵是這樣實現的:
(1)結構上,它主要由壓縮機、第二壓縮機、膨脹機、第二膨脹機、第三膨脹機、高溫熱交換器、冷卻器、低溫熱交換器和回熱器所組成;外部有被加熱介質通道經回熱器10與第二膨脹機4連通,第二膨脹機4還有被加熱介質通道與冷卻器8連通,第三膨脹機5有被加熱介質通道與冷卻器8連通,冷卻器8還有被加熱介質通道與第二壓縮機2連通,第二壓縮機2還有被加熱介質通道經低溫熱交換器9之后分別直接與第三膨脹機5連通和再經回熱器10與壓縮機1連通,壓縮機1還有被加熱介質通道經高溫熱交換器6與膨脹機3連通,膨脹機3還有被加熱介質通道與外部連通,高溫熱交換器6還有高溫熱介質通道與外部連通,冷卻器8還有冷卻介質通道與外部連通,低溫熱交換器9還有低溫熱介質通道與外部連通,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5連接壓縮機1和第二壓縮機2并傳輸動力。
(2)流程上,被加熱介質流經回熱器10放熱之后進入第二膨脹機4降壓作功,第二膨脹機4和第三膨脹機5排放的被加熱介質流經冷卻器8并放熱,之后進入第二壓縮機2升壓升溫;第二壓縮機2排放的被加熱介質流經低溫熱交換器9并吸熱,之后分成兩路——第一路流經第三膨脹機5降壓作功,第二路流經回熱器10吸熱之后進入壓縮機1升壓升溫;壓縮機1排放的被加熱介質流經高溫熱交換器6并吸熱,之后進入膨脹機3降壓作功并對外排放;低溫熱介質通過低溫熱交換器9提供驅動熱負荷和升溫熱負荷,高溫熱介質通過高溫熱交換器6提供驅動熱負荷,被加熱介質通過進出流程獲取中溫熱負荷,冷卻介質通過冷卻器8帶走低溫熱負荷,膨脹機3、第二膨脹機4和第三膨脹機5輸出的功提供給壓縮機1和第二壓縮機2作動力,形成第三類熱驅動壓縮式熱泵。
本發明技術可以實現的效果——本發明所提出的第三類熱驅動壓縮式熱泵,具有如下效果和優勢:
(1)提出了溫差利用的新思路和新技術。
(2)熱能(溫差)驅動,實現熱能溫度提升,或可選擇同時對外提供動力。
(3)流程合理,能夠實現兩類溫差的充分和高效利用。
(4)能夠實現低溫熱負荷與冷環境之間溫差的充分利用。
(5)必要時,借助外部動力實現熱能溫度提升,方式靈活,適應性好。
(6)以壓縮機、膨脹機和熱交換器為壓縮式熱泵組成部件,結構簡單。
(7)工質適用范圍廣,能夠很好地適應供熱需求,工質與工作參數之間匹配靈活。
(8)給出多種具體技術方案,能夠應對眾多不同的實際狀況,有較寬的適用范圍。
(9)擴展了熱泵技術,豐富了壓縮式熱泵的類型,有利于更好地實現熱能的高效利用。