一种基于双级压缩的多源耦合供热系统的制作方法

1.本实用新型属于能源技术领域，具体涉及一种基于双级压缩的多源耦合供热系统。


背景技术：

2.随着国家煤改电政策的推行，一些地区现有供热管网无法改造，用户末端散热装置多为暖气片对循环水温度要求较高，因此提出对供热系统进行多源耦合改造的方法，其次现有的改造方法不能提供高温循环水，不能满足供热需求。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于双级压缩的多源耦合供热系统，即通过污水或地表水换热器、冷水相变机系统、两级压缩空气源热泵系统、两级压缩水源热泵系统提取污水或地表水的显热、冷水的潜热、空气的显热并对热量进行品位提升，既满足热用户的供热需求又实现了清洁能源的梯级利用和环保需求。
4.本实用新型为解决上述技术问题，所采取的技术方案是：
5.本实用新型提供的方案为一种基于双级压缩的多源耦合供热系统，它由水泵一、水泵二、水泵三、水泵四、水泵五、水泵六、主管一、主管二、主管三、主管四、主管五、主管六、主管七、主管八、主管九、主管十、主管十一、主管十二、主管十三、主管十四、污水换热器、两级压缩热泵系统一、两级压缩热泵系统二、两级压缩空气源热泵系统、板式换热器、节流阀、热用户、末端调节阀、冷水相变机系统组成，所述的主管一一端与污水换热器相连通，另一端与污水或地表水源相连通；所述的水泵一设置在主管一上；所述的主管二一端与污水换热器相连通，另一端与两级压缩热泵系统一相连通；所述的主管三一端与污水换热器相连通，另一端与两级压缩热泵系统一相连通；所述的水泵二设置在主管三上；所述的主管四一端与两级压缩热泵系统一相连通，另一端与板式换热器相连通；所述的水泵三设置在主管四上；所述的主管五一端与两级压缩热泵系统一相连通，另一端与两级压缩热泵系统二相连通；所述的主管六一端与板式换热器相连通，另一端与两级压缩空气源热泵系统相连通；所述的水泵四设置在主管六上；所述的主管七一端与两级压缩空气源热泵系统相连通，另一端与板式换热器相连通；所述的节流阀设置在主管七上；所述的主管八一端与板式换热器相连通，另一端与两级压缩热泵系统二相连通；所述的主管九一端与主管八相连通，且连通点位于板式换热器与两级压缩热泵系统二之间，另一端与热用户相连通；所述的水泵五设置在主管九上；所述的主管十一端与热用户相连通，另一端与主管八相连通，且连通点位于主管九和主管八的连通点与两级压缩热泵系统二之间；所述的末端调节阀设置在主管十上；所述的主管十一一端与两级压缩热泵系统二相连通，另一端与冷水相变机系统相连通；所述的水泵六设置在主管十一上；所述的主管十二一端与冷水相变机系统相连通，另一端与两级压缩热泵系统二相连通；所述的主管十三一端与污水换热器相连通，另一端与冷水相变机系统相连通；所述的主管十四一端与冷水相变机系统相连通，另一端进行污水或地
表水回水。
6.本实用新型的运行原理为：供热时，污水或地表水在水泵一的作用下经由主管一进入污水换热器，与污水换热器中的循环水换热，污水换热器中的循环水在水泵二的作用下，吸收来自污水或地表水中的热量后经由主管二进入两级压缩热泵系统一，与两级压缩热泵系统一内的工质换热后经由主管三回到污水换热器，该路循环水在污水换热器与两级压缩热泵系统一之间往复循环。两级压缩热泵系统一内的工质吸收热量后，将热量通过外加电能进行品位提升并传递给在另一侧的循环水，此路循环水在水泵三的作用下经由主管四进入板式换热器，吸收来自板式换热器另一侧循环水的高品位热能，接着该循环水经由主管八一部分进入用户末端回路，该部分循环水在水泵五的作用下经由主管九、热用户、主管十对热用户进行供热，另一部分循环水沿着主管八与从用户末端回路出来的循环水汇合进入两级压缩热泵系统二，吸收来自两级压缩热泵系统二内工质的热量后经由主管五回到两级压缩热泵系统一完成循环。污水或地表水在水泵一的作用下经由主管一进入污水换热器释热后经由主管十三进入冷水相变机系统发生相变，将潜热传递给冷水相变机系统内的防冻液，相变结冰后经由主管十四进行污水或地表水回水。防冻液吸收来自冷水相变机系统内的冷水相变潜热后，在水泵六的作用下，经由主管十一和主管十二在冷水相变机系统和两级压缩热泵系统二间循环，完成冷水相变机系统到两级压缩热泵系统二间的热量传递。两级压缩空气源热泵系统所在回路中，在水泵四的作用下，该路循环水经由主管六和主管七在两级压缩空气源热泵系统和板式换热器间完成循环，实现空气显热的提取和两级压缩空气源热泵系统和板式换热器间的热量传递。调节节流阀的开度，可控制该路循环水的流量即可调节空气显热的取热量，以适应不同环境工况。调节末端调节阀的开度可调节热用户内循环热水的流量，可根据热用户的负荷需求进行调节。
7.本实用新型相对于现有技术具有如下特点及有益效果：
8.1．本实用新型通过设置污水或湖水换热器、冷水相变机系统、空气源热泵系统利用清洁能源的显热和潜热，实现了多种清洁能源耦合供热，解决了低值清洁能源综合利用和该区域的供热环境污染问题。
9.2．本实用新型通过设置两级压缩水源热泵系统、两级压缩空气源热泵系统，实现了用户回路中的高温水循环，解决了供热系统改造后不能满足供热需求问题。
10.3. 本实用新型通过多种能源耦合供热，增加了供热系统在极寒天气下运行的稳定性。
附图说明
11.图1是本实用新型的系统循环连接示意图
12.图中：水泵一1
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1、水泵二1
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2、水泵三1
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3、水泵四1
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4、水泵五1
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5、水泵六1
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6、主管一2
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1、主管二2
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2、主管三2
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3、主管四2
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4、主管五2
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5、主管六2
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6、主管七2
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7、主管八2
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8、主管九2
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9、主管十2
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10、主管十一2
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11、主管十二2
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12、主管十三2
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13、主管十四2
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14、污水换热器3、两级压缩热泵系统一4
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1、两级压缩热泵系统二4
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2、两级压缩空气源热泵系统5、板式换热器6、节流阀7、热用户8、末端调节阀9、冷水相变机系统10。
具体实施方式
13.具体实施方式一，如图所示，本实施方式的一种基于双级压缩的多源耦合供热系统，它由水泵一1
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1、水泵二1
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2、水泵三1
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3、水泵四1
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4、水泵五1
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5、水泵六1
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6、主管一2
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1、主管二2
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2、主管三2
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3、主管四2
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4、主管五2
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5、主管六2
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6、主管七2
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7、主管八2
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8、主管九2
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9、主管十2
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10、主管十一2
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11、主管十二2
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12、主管十三2
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13、主管十四2
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14、污水换热器3、两级压缩热泵系统一4
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1、两级压缩热泵系统二4
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2、两级压缩空气源热泵系统5、板式换热器6、节流阀7、热用户8、末端调节阀9、冷水相变机系统10组成，所述的主管一2
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1一端与污水换热器3相连通，另一端与污水或地表水源相连通；所述的水泵一1
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1设置在主管一2
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1上；所述的主管二2
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2一端与污水换热器3相连通，另一端与两级压缩热泵系统一4
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1相连通；所述的主管三2
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3一端与污水换热器3相连通，另一端与两级压缩热泵系统一4
‑
1相连通；所述的水泵二1
‑
2设置在主管三2
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3上；所述的主管四2
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4一端与两级压缩热泵系统一4
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1相连通，另一端与板式换热器6相连通；所述的水泵三1
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3设置在主管四2
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4上；所述的主管五2
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5一端与两级压缩热泵系统一4
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1相连通，另一端与两级压缩热泵系统二4
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2相连通；所述的主管六2
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6一端与板式换热器6相连通，另一端与两级压缩空气源热泵系统5相连通；所述的水泵四1
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4设置在主管六2
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6上；所述的主管七2
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7一端与两级压缩空气源热泵系统5相连通，另一端与板式换热器6相连通；所述的节流阀7设置在主管七2
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7上；所述的主管八2
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8一端与板式换热器6相连通，另一端与两级压缩热泵系统二4
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2相连通；所述的主管九2
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9一端与主管八2
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8相连通，且连通点位于板式换热器6与两级压缩热泵系统二4
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2之间，另一端与热用户8相连通；所述的水泵五1
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5设置在主管九2
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9上；所述的主管十2
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10一端与热用户8相连通，另一端与主管八2
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8相连通，且连通点位于主管九2
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9和主管八2
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8的连通点与两级压缩热泵系统二4
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2之间；所述的末端调节阀9设置在主管十2
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10上；所述的主管十一2
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11一端与两级压缩热泵系统二4
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2相连通，另一端与冷水相变机系统10相连通；所述的水泵六1
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6设置在主管十一2
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11上；所述的主管十二2
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12一端与冷水相变机系统10相连通，另一端与两级压缩热泵系统二4
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2相连通；所述的主管十三2
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13一端与污水换热器3相连通，另一端与冷水相变机系统10相连通；所述的主管十四2
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14一端与冷水相变机系统10相连通，另一端进行污水或地表水回水。
14.工作原理：
15.供热时，污水或地表水在水泵一1
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1的作用下经由主管一2
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1进入污水换热器3，与污水换热器3中的循环水换热，污水换热器3中的循环水在水泵二1
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2的作用下，吸收来自污水或地表水中的热量后经由主管二2
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2进入两级压缩热泵系统一4
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1，与两级压缩热泵系统一4
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1内的工质换热后经由主管三2
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3回到污水换热器3，该路循环水在污水换热器3与两级压缩热泵系统一4
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1之间往复循环。两级压缩热泵系统一4
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1内的工质吸收热量后，将热量通过外加电能进行品位提升并传递给在另一侧的循环水，此路循环水在水泵三1
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3的作用下经由主管四2
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4进入板式换热器6，吸收来自板式换热器6另一侧循环水的高品位热能，接着该循环水经由主管八2
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8一部分进入用户末端回路，该部分循环水在水泵五1
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5的作用下经由主管九2
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9、热用户8、主管十2
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10对热用户8进行供热，另一部分循环水沿着主管八2
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8与从用户末端回路出来的循环水汇合进入两级压缩热泵系统二4
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2，吸收来自两级压缩热泵系统二4
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2内工质的热量后经由主管五2
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5回到两级压缩热泵系统一4
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1完成循环。污水或地表水在水泵一1
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1的作用下经由主管一2
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1进入污水换热器3释热后经由主管十三2
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13
进入冷水相变机系统10发生相变，将潜热传递给冷水相变机系统10内的防冻液，相变结冰后经由主管十四2
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14进行污水或地表水回水。防冻液吸收来自冷水相变机系统10内的冷水相变潜热后，在水泵六1
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6的作用下，经由主管十一2
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11和主管十二2
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12在冷水相变机系统10和两级压缩热泵系统二4
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2间循环，完成冷水相变机系统10到两级压缩热泵系统二4
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2间的热量传递。两级压缩空气源热泵系统5所在回路中，在水泵四1
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4的作用下，该路循环水经由主管六2
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6和主管七2
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7在两级压缩空气源热泵系统5和板式换热器6间完成循环，实现空气显热的提取和两级压缩空气源热泵系统5和板式换热器6间的热量传递。调节节流阀7的开度，可控制该路循环水的流量即可调节空气显热的取热量，以适应不同环境工况。调节末端调节阀9的开度可调节热用户8内循环热水的流量，可根据热用户的负荷需求进行调节。
16.以上所述只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述所述限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。