[发明专利]联合循环热泵装置

说明书

本发明提供联合循环热泵装置，属于能源动力与热泵技术领域。压缩机经高温热交换器连通膨胀机，膨胀机经中温蒸发器和低温蒸发器连通压缩机，供热器经循环泵连通低温蒸发器，低温蒸发器连通第二膨胀机，供热器经第二循环泵连通中温蒸发器，中温蒸发器连通第三膨胀机，第二膨胀机和第三膨胀机连通供热器；第二压缩机连通第二供热器，第二供热器经节流阀连通蒸发器，蒸发器连通第二压缩机；高温热交换器和中温蒸发器有热源介质通道、供热器和第二供热器有被加热介质通道、蒸发器有低温热介质通道分别连通外部，膨胀机、第二膨胀机和第三膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

技术领域：

本发明属于能源动力和热泵技术领域。

背景技术：

冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；现实中，人们经常需要利用高温热能来实现制冷、供热或转化为动力，也需要利用动力来进行制冷或利用动力并结合低温热能进行供热。在实现上述目的之过程中，将面临多方面的考虑或条件限制，包括能源的类型、品位和数量，用户需求的类型、品位和数量，环境温度，工作介质的类型，设备的流程、结构和制造成本等等。

在制冷或制热技术领域，利用相变介质实现温差利用是常用技术手段，具有诸多的优势，也存在着不足——尤其是针对非优质燃料、高温和变温热源时，将导致温差利用不充分、性能指数低或运行压力过高等问题；在实际需求中，还要考虑在制热或制冷同时对外提供动力，考虑在制冷/制热时实现机械能的有效利用，以及对投入能源、低温热介质和供热需求的适应范围等。

本发明针对利用非优质燃料、高温或变温热源实现制冷/制热，兼顾机械能有效利用或动力输出需求，提出了能够保留相变介质优势，多级运行，温差利用充分，结构合理，工作参数范围广，具有较为广泛适用范围的联合循环热泵装置。

发明内容：

本发明主要目的是要提供联合循环热泵装置，具体发明内容分项阐述如下：

1.联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第三膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、供热器、低温蒸发器、中温蒸发器、第二压缩机、第四膨胀机和第二供热器所组成；供热器有冷凝液管路经循环泵与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与供热器连通；供热器还有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通，第三膨胀机还有蒸汽通道与供热器连通；膨胀机有工作介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与压缩机连通，压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通；外部有低温热介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有低温热介质通道经第二供热器与第四膨胀机连通，第四膨胀机还有低温热介质通道与外部连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，膨胀机、第二膨胀机、第三膨胀机和第四膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

2.联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第三膨胀机、循环泵、第二循环泵、高温热交换器、供热器、低温蒸发器、中温蒸发器、第二压缩机、第四膨胀机、第二供热器和低温回热器所组成；供热器有冷凝液管路经循环泵与低温蒸发器连通，低温蒸发器还有蒸汽通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有蒸汽通道与供热器连通；供热器还有冷凝液管路经第二循环泵与中温蒸发器连通之后中温蒸发器再有蒸汽通道与第三膨胀机连通，第三膨胀机还有蒸汽通道与供热器连通；膨胀机有工作介质通道经中温蒸发器和低温蒸发器与压缩机连通，压缩机还有蒸汽通道经高温热交换器与膨胀机连通；外部有低温热介质通道经低温回热器与第二压缩机连通，第二压缩机还有低温热介质通道经第二供热器和低温回热器与第四膨胀机连通，第四膨胀机还有低温热介质通道与外部连通；高温热交换器还有热源介质通道与外部连通，供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，膨胀机、第二膨胀机、第三膨胀机和第四膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。