一种多级高效余热回收热泵系统的制作方法

本技术涉及热泵系统，具体涉及一种多级高效余热回收热泵系统。

背景技术：

1、现有热泵机组的油冷却，一般通过内部的制冷剂来实现。而当蒸发器进水温度较高时，这种方式就难以实现有效的油冷却，需要外置油冷却器。目前，外置油冷却器，通常是通过设置冷却塔或者冷却塔+冷水机组的方式，将冷却余热通过冷却塔排放到大气中，达到油冷却的目的。这种方式虽然简单易行，但是需要增设冷水机组、冷却塔、水泵等设备，安装循环管路系统，冷却塔还需要占用室外空间；水泵、冷却塔、冷水机组的运行需要消耗电力。

2、另外，地热水的多级利用，目前采用直接换热+热泵单级提热的方式，在热泵提热的环节，一台或多台热泵机组并联，提取的热量和直接换热的热量，共同用于供热。由于是单级提热，浪费了地热尾水的较高品味，因为温度高的地热尾水，可以通过热泵机组制取更高温度的热水。在大型供热系统的一级网中，通常需要较高温度的热水。当地热尾水的温度降低到20℃以下时，现有的单级提热热泵系统不能制取的90℃以上的高温热水。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种多级高效余热回收热泵系统。

2、本实用新型提供的技术方案如下：一种多级高效余热回收热泵系统，其特征在于其包括至少三台热泵机组、至少4台板式换热器，热泵机组包括一台一级热泵机组、至少一台中间级热泵机组、一台末级热泵机组，板式换热器包括至少一台首级板式换热器、一台一级板式换热器、至少一台中间级板式换热器、一台末级板式换热器；

3、首级板式换热器的供热水进口通过供热循环泵、管路及阀门连接供热系统的供热回水总管，首级板式换热器的供热水出口通过管路及阀门连接一级热泵机组的冷凝器进水口，一级热泵机组的冷凝器出水口通过管路及阀门连接中间级热泵机组的冷凝器进水口，中间级热泵机组的冷凝器出水口通过管路及阀门连接末级热泵机组的冷凝器进水口，末级热泵机组的冷凝器出水口通过管路及阀门连接供热系统的供热出水总管，各级热泵机组的冷凝器进水口和冷凝器出水口之间均设有旁通管和热泵旁通阀；

4、首级板式换热器的地热水进口通过管路及阀门连接地热水来水总管，首级板式换热器的地热水出口通过管路及阀门连接一级板式换热器的地热水进口，一级板式换热器的地热水出口通过管路及阀门连接中间级板式换热器的地热水进口，中间级板式换热器的地热水出口通过管路及阀门连接末级板式换热器的地热水进口，末级板式换热器的地热水出口通过管路及阀门连接地热水回水总管；

5、首级板式换热器的地热水进口和地热水出口之间设有换热器旁通阀，一级板式换热器、中间级板式换热器以及末级板式换热器的地热水进口和地热水出口之间均设有电动调节阀，各级的电动调节阀通过信号线与各级的板式换热器的中介水出口处的温度传感器连接；一级板式换热器的中介水出口通过中介水循环泵、管路及阀门连接末级热泵机组的蒸发器进水口，末级热泵机组的蒸发器出水口通过管路及阀门连接一级板式换热器的中介水进口；中间级板式换热器的中介水出口通过中介水循环泵、管路及阀门连接对应的中间级热泵机组的蒸发器进水口，中间级热泵机组的蒸发器出水口通过管路及阀门连接对应的中间级板式换热器的中介水进口；末级板式换热器的中介水出口通过中介水循环泵、管路及阀门连接一级热泵机组的蒸发器进水口，一级热泵机组的蒸发器出水口通过管路及阀门连接末级板式换热器的中介水进口；末级热泵机组上设有外置油冷却器，一级热泵机组的蒸发器出水口、中间级热泵机组的蒸发器出水口均通过管路及阀门连接外置油冷却器的冷却水进水口，外置油冷却器的冷却水出水口通过油冷却器水路及阀门连接中间级板式换热器的中介水出口、末级板式换热器的中介水出口。

6、进一步地，所述的热泵机组为三台，分别为一级热泵机组、二级热泵机组、三级热泵机组；板式换热器为4台，分别为首级板式换热器、一级板式换热器、二级板式换热器、三级板式换热器。

7、进一步地，所述的中间级热泵机组至少两台，串联设置，中间级板式换热器至少两台，串联设置，中间级板式换热器与中间级热泵机组数量相同，正数级数的中间级热泵机组与倒数级数的中间级板式换热器相连。

8、本实用新型的有益效果是：

9、1、本实用新型在不增设冷却塔、冷水机组、水泵等设备的情况下，通过引用多级热泵系统中，一级和中间级热泵机组蒸发器侧的中介循环水，实现对油冷却器的冷却，冷却的同时，油冷却器的余热也被吸收利用。

10、本实用新型采用多级热泵机组结合的方式，其中末级热泵机组上设外置油冷却器，需要引入冷源对其进行冷却，以保证该热泵机组的正常运行。本实用新型通过引用一级热泵机组和中间级热泵机组的蒸发器侧的循环水，实现对末级热泵机组外置油冷却器的冷却，在冷却外置油冷却器的同时，回收了油冷却的余热，增加了制热量。同时省去了冷水机组、冷却塔、水泵等设备的投资和占地。通过设置温度传感器和电动调节阀，控制一级和中间级热泵机组蒸发器侧的循环水温度，保证进入油冷却器的水温，不高于25℃。

11、2、本实用新型设计多级高效热泵机组系统，梯级提取较高温度的地热水的热量，制取95℃的供热用高温热水。

12、热泵机组冷凝器侧的水系统，串联连接，板式换热器的地热水侧也串联设计，形成逐级的温度梯度，较高温度的地热尾水对应较高温度的热泵机组，实现高效利用地热尾水、最大限度提升供暖用水的温度、提高热泵能效比的目的，热泵机组系统的供热水温度可达95℃。热泵系统热泵机组分三级（及以上）设计，按用热需要在不同的温度区间运行。通过温度传感器和电动调节阀，控制蒸发器侧循环水的温度运行在合理区间。

技术特征：

1.一种多级高效余热回收热泵系统，其特征在于，其包括至少三台热泵机组、至少4台板式换热器，热泵机组包括一台一级热泵机组、至少一台中间级热泵机组、一台末级热泵机组，板式换热器包括至少一台首级板式换热器、一台一级板式换热器、至少一台中间级板式换热器、一台末级板式换热器；

2.根据权利要求1所述的一种多级高效余热回收热泵系统，其特征在于，所述的热泵机组为三台，分别为一级热泵机组、二级热泵机组、三级热泵机组；板式换热器为4台，分别为首级板式换热器、一级板式换热器、二级板式换热器、三级板式换热器。

3.根据权利要求1所述的一种多级高效余热回收热泵系统，其特征在于，所述的中间级热泵机组至少两台，串联设置，中间级板式换热器至少两台，串联设置，中间级板式换热器与中间级热泵机组数量相同，正数级数的中间级热泵机组与倒数级数的中间级板式换热器相连。

技术总结本技术公开了一种多级高效余热回收热泵系统，其特征在于其包括至少三台热泵机组、至少4台板式换热器，热泵机组包括一台一级热泵机组、至少一台中间级热泵机组、一台末级热泵机组，板式换热器包括至少一台首级板式换热器、一台一级板式换热器、至少一台中间级板式换热器、一台末级板式换热器；其中末级热泵机组上设外置油冷却器，通过一级热泵机组和中间级热泵机组的蒸发器侧的循环水，实现对油冷却器的冷却，同时回收了油冷却的余热，增加了制热量，节省投资和占地。热泵机组冷凝器侧的水系统，串联连接，板式换热器的地热水侧也串联设计，梯级提取较高温度的地热水的热量，制取95℃的供热用高温热水。技术研发人员：温鸿滨,戚飞,刘芳良,王家军受保护的技术使用者：烟台蓝德空调工业有限责任公司技术研发日：20231122技术公布日：2024/7/18