本發(fā)明提供單工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)熱泵裝置，屬于制冷與熱泵技術(shù)領(lǐng)域。壓縮機(jī)有循環(huán)工質(zhì)通道與供熱器連通之后分成兩路——第一路經(jīng)第二供熱器和膨脹機(jī)與回?zé)崞鬟B通，第二路與第二壓縮機(jī)連通，第二壓縮機(jī)還有循環(huán)工質(zhì)通道與回?zé)崞鬟B通之后回?zé)崞髟儆欣淠汗苈方?jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器連通，蒸發(fā)器還有循環(huán)工質(zhì)通道經(jīng)第三壓縮機(jī)與回?zé)崞鬟B通，回?zé)崞鬟€有循環(huán)工質(zhì)通道與壓縮機(jī)連通；供熱器和第二供熱器還分別有被加熱介質(zhì)通道與外部連通，蒸發(fā)器還有低溫?zé)峤橘|(zhì)通道與外部連通，膨脹機(jī)連接壓縮機(jī)并傳輸動(dòng)力，形成單工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)熱泵裝置。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于制冷與熱泵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

冷需求、熱需求和動(dòng)力需求，為人類(lèi)生活與生產(chǎn)當(dāng)中所常見(jiàn)；其中，利用機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能是實(shí)現(xiàn)制冷和高效供熱的重要方式。一般情況下，制冷時(shí)冷卻介質(zhì)的溫度是變化的，制熱時(shí)被加熱介質(zhì)的溫度往往也是變化的；利用機(jī)械能制熱時(shí)，很多時(shí)候被加熱介質(zhì)同時(shí)具有變溫和高溫雙重特點(diǎn)，這使得采用單一熱力循環(huán)理論實(shí)現(xiàn)制冷或供熱時(shí)存在著性能指數(shù)不合理、供熱參數(shù)不高、壓縮比較高、工作壓力太大等多個(gè)問(wèn)題。

具體來(lái)看，基于逆向朗肯循環(huán)的蒸汽壓縮式熱泵裝置，當(dāng)放熱主要依靠冷凝過(guò)程時(shí)，工質(zhì)與被加熱介質(zhì)之間溫差損失大；同時(shí)，冷凝液的降壓過(guò)程損失較大或利用代價(jià)高；采用超臨界工況時(shí)，壓縮比較高，使得壓縮機(jī)的制造代價(jià)大，安全性降低等；兩種情況下，對(duì)獲取低溫?zé)嶝?fù)荷的副作用難以消除。同樣地，基于逆向布雷頓循環(huán)的氣體壓縮式熱泵裝置，要求壓縮比較低，這限制了供熱參數(shù)的提高；同時(shí)，低溫過(guò)程是變溫的，這使得制冷或制熱時(shí)低溫環(huán)節(jié)往往存在較大的溫差損失，性能指數(shù)不理想。

不可否認(rèn)的是，依靠蒸發(fā)過(guò)程吸收低溫?zé)嶝?fù)荷是蒸汽壓縮式熱泵的優(yōu)點(diǎn)，變溫放熱是氣體壓縮式熱泵的優(yōu)點(diǎn)；如果能夠保留二者的優(yōu)點(diǎn)，充分利用冷凝液的顯熱，消除冷凝液降壓的副作用，那么得到的熱泵裝置將具有合理的性能指數(shù)，從而擴(kuò)大其應(yīng)用場(chǎng)合。基于綜合考量，從簡(jiǎn)單、主動(dòng)和高效地利用機(jī)械能進(jìn)行制冷或制熱的原則出發(fā)，力求制冷或熱泵裝置的簡(jiǎn)單、主動(dòng)和高效化，本發(fā)明提出了單工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)熱泵裝置。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明主要目的是要提供單工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)熱泵裝置，具體發(fā)明內(nèi)容分項(xiàng)闡述如下：

1.單工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)熱泵裝置，主要由壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、第二壓縮機(jī)、節(jié)流閥、第三壓縮機(jī)、供熱器、第二供熱器、蒸發(fā)器和回?zé)崞魉M成；壓縮機(jī)有循環(huán)工質(zhì)通道與供熱器連通之后分成兩路——第一路經(jīng)第二供熱器和膨脹機(jī)與回?zé)崞鬟B通，第二路與第二壓縮機(jī)連通，第二壓縮機(jī)還有循環(huán)工質(zhì)通道與回?zé)崞鬟B通之后回?zé)崞髟儆欣淠汗苈方?jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器連通，蒸發(fā)器還有循環(huán)工質(zhì)通道經(jīng)第三壓縮機(jī)與回?zé)崞鬟B通，回?zé)崞鬟€有循環(huán)工質(zhì)通道與壓縮機(jī)連通；供熱器和第二供熱器還分別有被加熱介質(zhì)通道與外部連通，蒸發(fā)器還有低溫?zé)峤橘|(zhì)通道與外部連通，膨脹機(jī)連接壓縮機(jī)并傳輸動(dòng)力，形成單工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)熱泵裝置。

2.單工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)熱泵裝置，主要由壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、第二壓縮機(jī)、節(jié)流閥、第三壓縮機(jī)、供熱器、第二供熱器、蒸發(fā)器、回?zé)崞骱偷谌崞魉M成；壓縮機(jī)有循環(huán)工質(zhì)通道與供熱器連通之后分成兩路——第一路經(jīng)第二供熱器和膨脹機(jī)與回?zé)崞鬟B通，第二路與第二壓縮機(jī)連通，第二壓縮機(jī)還有循環(huán)工質(zhì)通道經(jīng)第三供熱器與回?zé)崞鬟B通之后回?zé)崞髟儆欣淠汗苈方?jīng)節(jié)流閥與蒸發(fā)器連通，蒸發(fā)器還有循環(huán)工質(zhì)通道經(jīng)第三壓縮機(jī)與回?zé)崞鬟B通，回?zé)崞鬟€有循環(huán)工質(zhì)通道與壓縮機(jī)連通；供熱器、第二供熱器和第三供熱器還分別有被加熱介質(zhì)通道與外部連通，蒸發(fā)器還有低溫?zé)峤橘|(zhì)通道與外部連通，膨脹機(jī)連接壓縮機(jī)并傳輸動(dòng)力，形成單工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)熱泵裝置。