[发明专利]热泵系统及其运行方法

说明书

本发明提供一种热泵系统，所述热泵系统包括低温级系统和高温级系统，所述低温级系统包括依次连接的压缩机、蒸发冷凝器、膨胀阀及第一蒸发器，所述第一蒸发器与所述压缩机的入口连接，所述高温级系统包括依次连接的第一水蒸汽压缩机、去过热换热器、第一冷凝器、第一电子膨胀阀、第一气液分离器及所述蒸发冷凝器，所述蒸发冷凝器分别与所述第一气液分离器的出口和所述第一水蒸汽压缩机的入口连接。本发明提供的热泵系统，根据不同的工业过程的废水温度范围和不同的热源温度应用要求，实现不同温度的废水余热回收或水冷却，同时提供不同温度范围的中高温热源及压缩蒸汽，减小工业过程的能耗，提高能源利用效率。

技术领域

本发明涉及工业余热回收领域，尤其涉及一种热泵系统及其运行方法。

背景技术

在印染、钢铁等工业领域，其工业生产过程需要消耗大量的高温热源蒸汽，并利用蒸汽与补给水混合提供高温热水，通过热源蒸汽和热水满足生产过程的加热和预热需求，利用后的热源蒸汽与热水相应的变为不同温度范围的工业废水，这些废水的直接排放造成了巨大的能量流失。如何根据废水余热温度的范围实现有效回收，同时能根据预热、加热等不同工艺的供热温度需求，提供适宜温度的热源，提高能源利用效率至关重要。此外，除上述工业废水余热外，很多工业设备的运行都需要利用冷却水进行冷却，升温后的冷却水通常都是经冷却塔降温后继续冷却循环，其循环过程浪费大量余热，目前普遍存在的不同温度范围的工业废水以及水冷却热量，很难有一种有效的余热回收方法，实现热量回收的同时，还能很好的与工业过程相配合。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种热泵系统，其能够有效实现余热回收。

本发明提供一种热泵系统，所述热泵系统包括蒸发冷凝器、低温级系统及高温级系统，所述蒸发冷凝器包括放热管路和吸热管路，所述低温级系统与高温级系统分别与所述放热管路和吸热管路连接，所述低温级系统包括依次首尾相连的压缩机、膨胀阀及第一蒸发器，所述放热管路设置在所述压缩机和膨胀阀之间以冷凝放热，所述高温级系统包括若干电磁阀和依次首尾相连的第一水蒸汽压缩机、去过热换热器、第一冷凝器、第一电子膨胀阀、第一气液分离器，所述吸热管路设置在所述第一气液分离器和第一水蒸汽压缩机之间，所述电磁阀设置在管路之间用于控制介质流向，所述去过热换热器与所述第一冷凝器之间设有第一电磁阀，所述第一气液分离器包括第一入口和第一出口，所述第一入口与所述第一电子膨胀阀连接，所述第一出口经所述吸热管路与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接。

进一步的，所述第一气液分离器还包括第二入口和第二出口，所述第二入口与第二电磁阀连接，所述第二出口与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接，所述第二出口与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第三电磁阀。

进一步的，所述第一出口经第四电磁阀与所述蒸发冷凝器连接，所述蒸发冷凝器的吸热管路与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第一单向阀。

进一步的，所述高温级系统还包括第二蒸发器，所述第二蒸发器的一端经第五电磁阀与所述第一气液分离器的第一出口连接，另一端与所述第一水蒸汽压缩机的入口连接，所述第二蒸发器与所述第一水蒸汽压缩机之间设有第二单向阀。

进一步的，所述高温级系统还包括依次连接的第二水蒸汽压缩机、第二气液分离器、第二冷凝器、第二膨胀阀及第三气液分离器，所述第二水蒸汽压缩机经第六电磁阀与所述去过热换热器连接，所述第三气液分离器与所述第一电子膨胀阀连接。

进一步的，所述第二气液分离器包括气体出口和液体出口，所述气体出口与所述第二冷凝器连接，所述气体出口与所述第二冷凝器之间设有第七电磁阀，所述液体出口与所述第三气液分离器连接，所述液体出口与所述第三气液分离器之间设有第八电磁阀。

进一步的，所述第三气液分离器包括第三入口、第四入口、第三出口及第四出口，所述第三入口与所述第二膨胀阀连接，所述第三出口经第九电磁阀与所述第二水蒸汽压缩机入口连接，所述第四入口经所述第八电磁阀与所述第二气液分离器的液体出口连接，所述第四出口与所述第一电子膨胀阀连接，所述第四出口与所述第一电子膨胀阀之间依次设有第十电磁阀和第三单向阀。