1.一种多源高温热泵装置,其特征在于:包括集热系统、热泵升温系统、热水闪蒸系统、蒸汽压缩系统四部分,其中所述集热系统包括:进水阀(6)、补水箱(9)、排污阀(8)、循环水泵(4)、热回收器(1)、热水箱(3)、放水阀(5)、温度传感器(17)、第一温控阀(16)、第二温控阀(7),所述进水阀(6)下出口连通所述补水箱(9)左上进口,所述补水箱(9)底部出口连通所述排污阀(8)的右进口和所述循环水泵(4)的下进口,所述循环水泵(4)上出口连通所述热回收器(1)下进口,所述热回收器(1)上出口连通所述热水箱(3)右上进口,所述热水箱(3)左下出口连通所述放水阀(5)右进口,所述热水箱(3)右下出口连通所述第一温控阀(16)的左进口和所述第二温控阀(7)的上进口,所述热水箱(3)右下出口连接管道上布有所述温度传感器(17),所述温度传感器(17)右输出端口连通所述第一温控阀(16)上端口,所述温度传感器(17)左输出端口连通所述第二温控阀(7)左端口;所述热泵升温系统包括:第一流量调节阀(15)、第一换热器(12)、第一节流阀(11)、第二换热器(13)、第一压缩机(14)、第一截止阀(10)、第二截止阀(30),所述第二温控阀(7)下出口连通所述第一换热器(12)的左上进口和所述第一流量调节阀(15)的左进口,所述第一换热器(12)左下出口连通所述补水箱(9)右上进口,所述第一换热器(12)右上出口连通所述第一压缩机(14)左进口,所述第一压缩机(14)右出口连通所述第二换热器(13)左上进口,所述第二换热器(13)左下出口连通所述第一节流阀(11)右进口,所述第一节流阀(11)左出口连通所述第一换热器(12)右下进口,所述第一流量调节阀(15)右出口连通所述第二换热器(13)右上进口,所述第二换热器(13)右下出口连通所述第一截止阀(10)的上进口和所述第二截止阀(30)的下进口;所述热水闪蒸系统包括:喷淋泵(24)、雾化器(35)、抽气阀(36)、真空泵(37)、闪蒸罐(27)、冷凝盘管(25)、第二节流阀(34)、第三换热器(28)、第二流量调节阀(29)、第二压缩机(26),所述第一温控阀(16)的右出口和所述第二截止阀(30)的上出口一并连通所述喷淋泵(24)左进口,所述喷淋泵(24)右出口连通所述闪蒸罐(27)中上方布有所述雾化器(35)的盲管,所述闪蒸罐(27)右侧通过所述抽气阀(36)连通所述真空泵(37),所述闪蒸罐(27)中所述雾化器(35)的下方布有所述冷凝盘管(25),所述冷凝盘管(25)右下出口连通所述第二节流阀(34)上进口,所述第二节流阀(34)下出口连通所述第三换热器(28)右进口,所述第三换热器(28)左出口连通所述第二压缩机(26)下进口,所述第二压缩机(26)上出口连通冷凝盘管(25)左上进口,所述闪蒸罐(27)底部出口连通所述第三换热器(28)的上进口和所述第二流量调节阀(29)的右进口,所述第三换热器(28)的下出口和所述第二流量调节阀(29)的左出口连通所述补水箱(9)右上进口;所述蒸汽压缩系统包括:第三流量调节阀(31)、增压器(32)、风冷式散热器(33)、第四流量调节阀(38)、低压级水蒸气压缩机(39)、第五流量调节阀(40)、高压级水蒸气压缩机(41)、第三截止阀(21)、显热段冷凝器(20)、潜热段冷凝器(19)、第五截止阀(18)、第三节流阀(22)、中间冷却器(23),所述第三换热器(28)的下出口和所述第二流量调节阀(29)的左出口连通所述第三流量调节阀(31)左进口,所述第三流量调节阀(31)右出口连通所述增压器(32)左进口,所述增压器(32)右出口连通所述风冷式散热器(33)下进口,所述风冷式散热器(33)上出口连通所述第四流量调节阀(38)的右进口和所述第五流量调节阀(40)的下进口,所述闪蒸罐(27)顶部出口连通所述低压级水蒸气压缩机(39)下进口,所述第四流量调节阀(38)左出口连通所述低压级水蒸气压缩机(39)中间喷液口,所述低压级水蒸气压缩机(39)上出口连通延伸到所述中间冷却器(23)底部的短管,所述中间冷却器(23)顶部出口连通所述高压级水蒸气压缩机(41)下进口,所述第五流量调节阀(40)上出口连通所述高压级水蒸气压缩机(41)中间喷液口,所述高压级水蒸气压缩机(41)上出口连通所述第三截止阀(21)右进口,所述第三截止阀(21)左出口连通所述显热段冷凝器(20)右进口,所述显热段冷凝器(20)左出口连通所述潜热段冷凝器(19)右进口,所述潜热段冷凝器(19)左出口连通所述第五截止阀(18)的上进口和所述喷淋泵(24)的左进口,所述第五截止阀(18)下出口连通所述第三节流阀(22)左进口,所述第三节流阀(22)右出口连通所述中间冷却器(23)中部进液口。
2.根据权利1所述的一种多源高温热泵装置,其特征在于:所述热水箱(3)左上接口还连通有排气阀(2)。
3.根据权利1所述的一种多源高温热泵装置,其特征在于:所述高压级水蒸气压缩机(41)顶部出口还连通有第四截止阀(42)。
4.根据权利1所述的一种多源高温热泵装置,其特征在于:所述第一换热器(12)、所述第二换热器(13)和所述第三换热器(28)均为管壳式换热器或板式换热器或套管式换热器。
5.根据权利1所述的一种多源高温热泵装置,其特征在于:所述第一节流阀(11)、所述第二节流阀(34)和所述第三节流阀(22)均为毛细管或热力膨胀阀或电子膨胀阀。
6.根据权利1所述的一种多源高温热泵装置,其特征在于:所述第一压缩机(14)和所述第二压缩机(26)均为活塞式或螺杆式或涡旋式制冷压缩机。
7.根据权利1所述的一种多源高温热泵装置,其特征在于:所述低压级水蒸气压缩机(39)和高压级水蒸气压缩机(41)均为离心式或螺杆式或罗茨式水蒸气压缩机。
8.一种基于权利1~7所述的多源高温热泵装置的工作方法,其特征在于:根据所述热回收器(1)出水温度t出,热泵装置分为三种工作模式,即:A、t出≥80℃工作模式,B、45℃≤t出<80℃工作模式,C、25℃≤t出<45℃工作模式;
A、t出≥80℃工作模式
所述进水阀(6)开启,预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱(9),纯净水从所述补水箱(9)流出经所述循环水泵(4)作用进入所述热回收器(1),纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器(1)流出进入所述热水箱(3),热水携带的不凝性气体通过所述排气阀(2)排放掉,所述温度传感器(17)感知热水温度t出≥80℃后输出信号动作所述第一温控阀(16)开启,热水从所述热水箱(3)流出经所述喷淋泵(24)作用进入所述闪蒸罐(27)在所述雾化器(35)处喷淋雾化为热水颗粒,所述闪蒸罐(27)预先由所述真空泵(37)抽负压,热泵装置工作时所述闪蒸罐(27)中压力维持在0.029~0.034MPa之间,进入所述闪蒸罐(27)的热水颗粒一部分吸热蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气,一部分被吸热降温成闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水,70±2.5℃的饱和水从所述闪蒸罐(27)底部流出后分为两路,一路进入所述第三换热器(28)被吸热降温,另一路流经用于调节R245fa热泵冷凝温度的所述第二流量调节阀(29);低压工质R245fa液体在所述第三换热器(28)中吸收70±2.5℃饱和水的热量蒸发为低压工质R245fa气体,70±2.5℃饱和水被吸热降温到50~55℃后从所述第三换热器(28)流出,低压工质R245fa气体被所述第二压缩机(26)吸入压缩为高温高压工质R245fa气体,高温高压工质R245fa气体在所述冷凝盘管(25)中凝结放热,此后所述雾化器(35)喷淋雾化的热水颗粒吸收自身热量和所述冷凝盘管(25)中高温高压工质R245fa气体的热量蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气,高温工质R245fa的冷凝温度在90~95℃之间,凝结放热后的高压工质R245fa液体经所述第二节流阀(34)节流降压后再进入所述第三换热器(28)吸热蒸发,完成工质R245fa的热泵循环;所述第三换热器(28)流出的50~55℃饱和水和流经所述第二流量调节阀(29)的70±2.5℃饱和水混合后多数沿管道回流到所述补水箱(9)进入所述热回收器(1)继续吸热升温循环,少量混合水在所述第三流量调节阀(31)调节流量后经所述增压器(32)增压进入所述风冷式散热器(33)散热降温,所述闪蒸罐(27)闪蒸出的70±2.5℃饱和水蒸气进入压比为2.7的所述低压级水蒸气压缩机(39)压缩升温,所述风冷式散热器(33)散热的冷水经所述第四流量调节阀(38)调节流量后喷入所述低压级水蒸气压缩机(39),所述低压级水蒸气压缩机(39)排出120~130℃的高温过热蒸汽进入所述中间冷却器(23),所述中间冷却器(23)的部分饱和水吸收120~130℃高温过热蒸汽的热量一起变为95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽,95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽再进入压比同为2.7的所述高压级水蒸气压缩机(41)压缩升温,所述风冷式散热器(33)散热的冷水经所述第五流量调节阀(40)调节流量后喷入所述高压级水蒸气压缩机(41),所述第三截止阀(21)开启,所述高压级水蒸气压缩机(41)排出的170~180℃高温过热蒸汽进入所述显热段冷凝器(20)释放热量,同时也可开启所述第五截止阀(42)将170~180℃高温过热蒸汽供于用热处,170~180℃高温过热蒸汽在所述显热段冷凝器(20)中释放蒸汽显热降温为冷凝压力下的高温饱和蒸汽,所述显热段冷凝器(20)的放热温度在150~160℃之间,高温饱和蒸汽再进入所述潜热段冷凝器(19)凝结放热为高温饱和水,所述潜热段冷凝器(19)的冷凝温度在120~130℃之间,高温饱和水从所述潜热段冷凝器(19)流出后分为两路,主路经所述喷淋泵(24)作用直接进入所述闪蒸罐(27)喷淋雾化制取70±2.5℃的饱和水蒸气,辅路则通过所述第四截止阀(18)在所述第三节流阀(22)处节流降压到所述低压级水蒸气压缩机(39)排气压力后进入所述中间冷却器(23),如此,实现了以水为循环工质的高温热泵循环;
B、45℃≤t出<80℃工作模式
所述进水阀(6)开启,预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱(9),纯净水从所述补水箱(9)流出经所述循环水泵(4)作用进入所述热回收器(1),纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器(1)流出进入所述热水箱(3),热水携带的不凝性气体通过所述排气阀(2)排放掉,所述温度传感器(17)感知热水温度t出:45℃≤t出<80℃后输出信号动作所述第二温控阀(7)开启,热水从所述热水箱(3)流出通过所述第二温控阀(7)后分为两路,一路进入所述第一换热器(12)被吸热降温,另一路经所述第一流量调节阀(15)调节流量后进入所述第二换热器(13)被加热升温;低压工质R1233zd(E)液体在所述第一换热器(12)中吸收热水的热量蒸发为低压工质R1233zd(E)气体,低压工质R1233zd(E)气体被所述第一压缩机(14)吸入压缩为高温高压工质R1233zd(E)气体,高温高压工质R1233zd(E)气体在所述第二换热器(13)中凝结放热加热热水,热水温度升高到80℃以上,凝结放热后的高压工质R1233zd(E)液体在所述第一节流阀(11)处节流降压后进入所述第一换热器(12)继续吸热蒸发,完成工质R1233zd(E)的热泵循环;在所述第一换热器(12)被低温工质R1233zd(E)吸热降温15~20℃的热水从所述第一换热器(12)流出沿管道回流到所述补水箱(9)进入所述热回收器(1)继续吸热升温循环,所述第二截止阀(30)开启,在所述第二换热器(13)中被高温工质R1233zd(E)加热升温到80℃以上的热水从所述第二换热器(13)流出,经所述喷淋泵(24)作用进入所述闪蒸罐(27)在所述雾化器(35)处喷淋雾化为热水颗粒,同时也可开启所述第一截止阀(10),将80℃以上高温热水供于用热处,所述闪蒸罐(27)预先由所述真空泵(37)抽负压,热泵装置工作时所述闪蒸罐(27)中压力维持在0.029~0.034MPa左右,进入所述闪蒸罐(27)的热水颗粒一部分吸热蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气,一部分被吸热降温成闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水,70±2.5℃的饱和水从所述闪蒸罐(27)底部流出后分为两路,一路进入所述第三换热器(28)被吸热降温,另一路流经用于调节R245fa热泵冷凝温度的所述第二流量调节阀(29);低压工质R245fa液体在所述第三换热器(28)中吸收70±2.5℃饱和水的热量蒸发为低压工质R245fa气体,70±2.5℃饱和水被吸热降温到
50~55℃后从所述第三换热器(28)流出,低压工质R245fa气体被所述第二压缩机(26)吸入压缩为高温高压工质R245fa气体,高温高压工质R245fa气体在所述冷凝盘管(25)中凝结放热,此后所述雾化器(35)喷淋雾化的热水颗粒吸收自身热量和所述冷凝盘管(25)中高温高压工质R245fa气体的热量蒸发为闪蒸压力下70±2.5℃的饱和水蒸气,高温工质R245fa的冷凝温度在90~95℃之间,凝结放热后的高压工质R245fa液体经所述第二节流阀(34)节流降压后再进入所述第三换热器(28)吸热蒸发,完成工质R245fa的热泵循环;所述第三换热器(28)流出的50~55℃饱和水和流经所述第二流量调节阀(29)的70±2.5℃饱和水混合后多数沿管道回流到所述补水箱(9)进入所述热回收器(1)继续吸热升温循环,少量混合水在所述第三流量调节阀(31)调节流量后经所述增压器(32)增压进入所述风冷式散热器(33)散热降温,所述闪蒸罐(27)产生的70±2.5℃饱和水蒸气进入压比为2.7的所述低压级水蒸气压缩机(39)压缩升温,所述风冷式散热器(33)散热的冷水经所述第四流量调节阀(38)调节流量后喷入所述低压级水蒸气压缩机(39),所述低压级水蒸气压缩机(39)排出120~130℃的高温过热蒸汽进入所述中间冷却器(23),所述中间冷却器(23)的部分饱和水吸收120~130℃高温过热蒸汽的热量一起变为95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽,95℃±2.5℃的高温饱和蒸汽再进入压比同为2.7的所述高压级水蒸气压缩机(41)压缩升温,所述风冷式散热器(33)散热的冷水经所述第五流量调节阀(40)调节流量后喷入所述高压级水蒸气压缩机(41),所述第三截止阀(21)开启,所述高压级水蒸气压缩机(41)排出的170~180℃高温过热蒸汽进入所述显热段冷凝器(20)释放热量,同时也可开启所述第五截止阀(42)将170~
180℃高温过热蒸汽供于用热处,170~180℃高温过热蒸汽在所述显热段冷凝器(20)中释放蒸汽显热降温为冷凝压力下的高温饱和蒸汽,所述显热段冷凝器(20)的放热温度在150~160℃之间,高温饱和蒸汽再进入所述潜热段冷凝器(19)凝结放热为高温饱和水,所述潜热段冷凝器(19)的冷凝温度在120~130℃之间,高温饱和水从所述潜热段冷凝器(19)流出后分为两路,主路经所述喷淋泵(24)作用直接进入所述闪蒸罐(27)喷淋雾化制取70±2.5℃的饱和水蒸气,辅路则通过所述第四截止阀(18)在所述第三节流阀(22)处节流降压到所述低压级水蒸气压缩机(39)排气压力后进入所述中间冷却器(23),如此,实现了以水为循环工质的高温热泵循环;
C、25℃≤t出<45℃工作模式
所述进水阀(6)开启,预处理过的纯净水沿管道进入所述补水箱(9),纯净水从所述补水箱(9)流出经所述循环水泵(4)作用进入所述热回收器(1),纯净水吸收外源热量升温后再从所述热回收器(1)流出进入所述热水箱(3),热水携带的不凝性气体通过所述排气阀(2)排放掉,所述温度传感器(17)感知热水温度t出:25℃≤t出<45℃后输出信号动作所述第二温控阀(7)开启,热水从所述热水箱(3)流出通过所述第二温控阀(7)后分为两路,一路进入所述第一换热器(12)被吸热降温,另一路经所述第一流量调节阀(15)调节流量后进入所述第二换热器(13)被加热升温;低压工质R1233zd(E)液体在所述第一换热器(12)中吸收热水的热量蒸发为低压工质R1233zd(E)气体,低压工质R1233zd(E)气体被所述第一压缩机(14)吸入压缩为高温高压工质R1233zd(E)气体,高温高压工质R1233zd(E)气体在所述第二换热器(13)中凝结放热加热热水,热水温度升高到60~80℃,凝结放热后的高压工质R1233zd(E)液体在所述第一节流阀(11)处节流降压后进入所述第一换热器(12)继续吸热蒸发,完成工质R1233zd(E)的热泵循环;在所述第一换热器(12)被低温工质R1233zd(E)吸热降温15~20℃的热水从所述第一换热器(12)流出沿管道回流到所述补水箱(9)进入所述热回收器(1)继续吸热升温循环,所述第一截止阀(10)开启,所述第二换热器(13)流出的60~80℃高温热水直接供于用热处,热泵装置的循环完成。