[实用新型]多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组

说明书

本实用新型多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组涉及一种用于煤矿乏风余热回收利用领域的热泵系统。其目的是为了提供一种能够提高整个系统能效的多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组。本实用新型多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组包括至少两级热泵机组，每级所述热泵机组均包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，每个所述冷凝器的冷却水管路之间通过连通管串联连接，所述蒸发器用于与流经取热箱后的防冻液进行换热，所述冷凝器用于与用户热水进行换热。

技术领域

本实用新型属于余热回收装置，特别属于一种应用于煤矿乏风(回风)余热回收利用领域的热泵系统。

背景技术

基于直冷式深焓取热乏风热泵系统，为最大程度提取煤矿乏风热量，需要采用双级取热，对应每一级的取热工质温度不同，如一级取热工质进出液温度-8℃/-4℃(蒸发温度-13℃)，二级取热工质-15℃/-11℃(蒸发温度-20℃)。传统技术需要采用两台热泵机组来实现，热泵机组A蒸发侧工质进出液温度-4℃/-8℃，热泵机组B蒸发侧工质进出液温度为-11℃/-15℃，而上述两台热泵机组使用侧所需的热水温度是相同的，如50/40℃(冷凝温度53℃)，也就意味着两台热泵机组的蒸发温度不同，而冷凝温度相同。这样要实现双级取热，须采用A、B两台热泵机组，两台热泵机组的低温热源不同，而加热后的热源品位相同，两台热泵机组的COP值也不相同。

理论COP_A＝(273+53)/[(273+53)-(273-13)]＝4.94

理论COP_B＝(273+53)/[(273+53)-(273-20)]＝4.46

两台热泵机组平均COP＝(COP_A+COP_B)/2＝4.7

由此可见，在使用两台热泵机组时，整个系统的COP值较低，即整个余热回收系统的能效较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够提高整个系统能效的多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组。

本实用新型多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组，包括至少两级热泵机组，每级所述热泵机组均包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，每个所述冷凝器的冷却水管路之间通过连通管串联连接，所述蒸发器用于与流经取热箱后的防冻液进行换热，所述冷凝器用于与用户热水进行换热。

本实用新型多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组，其中还包括一底座，所述底座上设置有所述热泵机组。

本实用新型多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组，其中每级所述热泵机组中的冷凝器固定设置在所述底座上，所述冷凝器的上方设有所述蒸发器，所述冷凝器与蒸发器之间连通的管路上设有所述膨胀阀，所述蒸发器的上方设有所述压缩机。

本实用新型多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组，其中所述冷凝器并排设置在所述底座上。

本实用新型多级取热梯级加热直冷式乏风热泵机组与现有技术不同之处在于本实用新型设置至少两级热泵机组，每级热泵机组中的冷凝器的冷却水管路通过连通管串联连接，以设置两级热泵机组为例进行说明，A、B两台热泵机组组合在一起，做成一台机组，同时A、B两台热泵机组中的冷凝器实现串联，即经热泵机组B冷凝器加热后的热水再进入热泵机组A冷凝器再次加热，实现梯级加热，假设热泵机组B冷凝器水温由40℃升温至45℃，再进入热泵机组A冷凝器中实现水温由45℃升温至50℃，这样热泵机组B的冷凝温度可以设计为48℃，热泵机组A的冷凝温度可以设计为53℃，这样，

理论COP_A＝(273+53)/[(273+53)-(273-13)]＝4.94

理论COP_B＝(273+48)/[(273+48)-(273-20)]＝4.72