一種自復(fù)疊熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自復(fù)疊熱泵系統(tǒng)，包括高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路和低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路，先利用所述低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路借助低溫級(jí)冷媒在較低室外溫度下(?20℃～10℃)進(jìn)行低溫制熱運(yùn)行，其吸收的熱量通過熱交換供給高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路，以利用所述高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路借助高溫級(jí)冷媒在較高溫度下(10℃～40℃)進(jìn)行高溫制熱運(yùn)行，利用上述低溫制熱循環(huán)回路和高溫制熱循環(huán)回路共同為供暖機(jī)組或烘干機(jī)組提供熱量，最終實(shí)現(xiàn)在冬季低溫時(shí)也可以達(dá)到較高為30℃～70℃的出風(fēng)溫度，供暖或烘干效果好；此外，環(huán)境溫度升高時(shí)，可只進(jìn)行高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路的單級(jí)普通熱泵循環(huán)，節(jié)約能耗。
【專利說明】
一種自復(fù)疊熱泵系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于熱栗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的供暖方式主要采用消耗燃?xì)饣蛎旱雀呶荒茉?，通過鍋爐和循環(huán)系統(tǒng)向建筑物室內(nèi)提供低溫的熱量，并向環(huán)境排放廢熱、廢氣、廢渣等廢物?；诠?jié)約能源與避免環(huán)境污染的迫切要求，這種單向性供暖方式目前已無法滿足能源、供暖和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的需要。目前本技術(shù)領(lǐng)域主要采用熱栗技術(shù)來解決供暖能耗和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的問題。
[0003]空氣源熱栗以室外空氣作為低溫?zé)嵩?，由于空氣無處不在，且清潔免費(fèi)，這為空氣源熱栗作為一種優(yōu)良的節(jié)能供暖技術(shù)提供了基礎(chǔ)。然而，在冬季室外溫度較低時(shí)，空氣源熱栗系統(tǒng)的性能低下，出風(fēng)溫度不能達(dá)到設(shè)定值，影響用戶的使用。目前常用的低溫下的做法是采用復(fù)疊系統(tǒng)，但是當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，普通的兩級(jí)復(fù)疊系統(tǒng)能效和可靠性均比較差，此時(shí)，普通的單級(jí)熱栗的效能更高，需要一種可轉(zhuǎn)換的熱栗機(jī)組。
[0004]為解決冬季低溫時(shí)空氣源熱栗系統(tǒng)性能低下、出風(fēng)溫度達(dá)不到設(shè)定值的問題，現(xiàn)有技術(shù)中主要采用加大壓縮機(jī)容量，加大室外換熱器的面積等措施，或應(yīng)用噴液旁通、氣體噴射、變頻調(diào)速、雙級(jí)壓縮循環(huán)等技術(shù)，但都由于系統(tǒng)復(fù)雜、工藝要求高、效率低、成本高，COP(能效比)值低，使空氣源熱栗的應(yīng)用受到極大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)現(xiàn)自復(fù)疊運(yùn)行、在冬季低溫時(shí)也可以達(dá)到較高出風(fēng)溫度的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，包括高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路和低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路；
[0008]所述高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路包括壓縮機(jī)、冷凝器、氣液分離器、輔助膨脹閥和冷凝-蒸發(fā)器;其中，所述壓縮機(jī)的排氣口與冷凝器的進(jìn)氣口連接，所述冷凝器的出口與所述氣液分離器的進(jìn)口連接，所述氣液分離器的出液口與輔助膨脹閥連接，所述輔助膨脹閥的出口與所述冷凝-蒸發(fā)器的低溫流體進(jìn)口連接，所述冷凝-蒸發(fā)器的低溫流體出口與所述壓縮機(jī)的進(jìn)口連接；
[0009]所述低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路包括壓縮機(jī)、冷凝器、氣液分離器、冷凝-蒸發(fā)器、主膨脹閥和蒸發(fā)器;其中，所述壓縮機(jī)的排氣口與冷凝器的進(jìn)氣口連接，所述冷凝器的出口與所述氣液分離器的進(jìn)口連接，所述氣液分離器的出氣口與所述冷凝-蒸發(fā)器的高溫流體進(jìn)口連接，所述冷凝-蒸發(fā)器的高溫流體出口與主膨脹閥進(jìn)口連接，所述主膨脹閥出口與蒸發(fā)器進(jìn)口連接，所述蒸發(fā)器的出口與所述壓縮機(jī)的進(jìn)口連接；
[0010]從所述冷凝-蒸發(fā)器的低溫流體進(jìn)口流入的高溫級(jí)冷媒與從所述冷凝-蒸發(fā)器的高溫流體進(jìn)口流入的低溫級(jí)冷媒在所述冷凝-蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行熱交換。[0011 ]所述氣液分離器的出液口與所述輔助膨脹閥之間設(shè)置閥門，用于自復(fù)疊和普通單級(jí)熱栗的切換。
[0012]所述閥門為電磁閥。
[0013]還包括供熱負(fù)載循環(huán)回路，所述供熱負(fù)載循環(huán)回路在所述冷凝器處與所述高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路進(jìn)行耦合熱交換。
[0014]所述供熱負(fù)載循環(huán)回路為烘干機(jī)組或供暖機(jī)組。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0016]本實(shí)用新型所述的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，包括高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路和低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路，采用高溫級(jí)冷媒(富含高沸點(diǎn)組分)和低溫級(jí)冷媒(富含低沸點(diǎn)組分)組成非共沸混合冷媒，先利用所述低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路借助低溫級(jí)冷媒在較低室外溫度下(_20°C?10°C)進(jìn)行低溫制熱運(yùn)行，其吸收的熱量通過熱交換供給高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路，以利用所述高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路借助吸熱后的高溫級(jí)冷媒在較高溫度下(10°C?40°C)進(jìn)行高溫制熱運(yùn)行，利用上述低溫制熱循環(huán)回路和高溫制熱循環(huán)回路共同為供暖機(jī)組或烘干機(jī)組提供熱量，最終實(shí)現(xiàn)在冬季低溫時(shí)也可以達(dá)到較高出風(fēng)溫度，供暖或烘干效果好;所述系統(tǒng)的運(yùn)行過程具體如下:采用高溫級(jí)冷媒(富含高沸點(diǎn)組分)和低溫級(jí)冷媒(富含低沸點(diǎn)組分)組成非共沸混合冷媒，先利用壓縮機(jī)將所述非共沸混合冷媒進(jìn)行壓縮后形成高溫高壓氣體，所述高溫高壓氣體在冷凝器中進(jìn)行冷凝并釋放熱量(用于供暖或烘干機(jī)組)后形成氣液混合物，所述氣液混合物進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，其中富含低沸點(diǎn)組分冷媒(即低溫級(jí)冷媒)從所述氣液分離器的出氣口排出，作為高溫流體進(jìn)入所述冷凝-蒸發(fā)器;其中富含高沸點(diǎn)組分冷媒(即高溫級(jí)冷媒)從所述氣液分離器的出液口排出，作為低溫流體進(jìn)入所述冷凝-蒸發(fā)器;之后所述低溫級(jí)冷媒和高溫級(jí)冷媒在所述冷凝-蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行熱交換，熱交換后，一方面，所述高溫級(jí)冷媒進(jìn)行換熱蒸發(fā)后直接回到壓縮機(jī)，完成所述高溫級(jí)冷媒的循環(huán)；另一方面，所述低溫級(jí)冷媒進(jìn)行換熱冷凝后經(jīng)主膨脹閥進(jìn)行節(jié)流膨脹，獲得較低蒸發(fā)溫度后進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收來自外界熱量后，回到壓縮機(jī)，完成所述低溫級(jí)冷媒的循環(huán)；由此可見，本實(shí)用新型所述的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，通過利用低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路的低溫制熱運(yùn)行和高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路的高溫制熱運(yùn)行共同為供暖機(jī)組或烘干機(jī)組提供熱量，達(dá)到在冬季低溫時(shí)也可以對(duì)室內(nèi)或烘房提供較高為30°C?70°C的出風(fēng)溫度。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1-壓縮機(jī)，2-冷凝器，3-氣液分離器，4-電磁閥，5-主膨脹閥，6_冷凝-蒸發(fā)器，7-蒸發(fā)器，8-供熱負(fù)載循環(huán)回路，9-輔助膨脹閥。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，包括高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路和低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路。
[0020]所述高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、氣液分離器3、輔助膨脹閥9和冷凝-蒸發(fā)器6;其中，所述壓縮機(jī)I的排氣口與冷凝器2的進(jìn)氣口連接，所述冷凝器2的出口與所述氣液分離器3的進(jìn)口連接，所述氣液分離器3的出液口與輔助膨脹閥9連接，所述輔助膨脹閥9的出口與所述冷凝-蒸發(fā)器6的低溫流體進(jìn)口連接，所述冷凝-蒸發(fā)器6的低溫流體出口與所述壓縮機(jī)I的進(jìn)口連接。
[0021]所述低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、氣液分離器3、冷凝-蒸發(fā)器
6、主膨脹閥5和蒸發(fā)器7;其中，所述壓縮機(jī)I的排氣口與冷凝器2的進(jìn)氣口連接，所述冷凝器2的出口與所述氣液分離器3的進(jìn)口連接，所述氣液分離器3的出氣口與所述冷凝-蒸發(fā)器6的高溫流體進(jìn)口連接，所述冷凝-蒸發(fā)器6的高溫流體出口與主膨脹閥5進(jìn)口連接，所述主膨脹閥5出口與蒸發(fā)器7進(jìn)口連接，所述蒸發(fā)器7的出口與所述壓縮機(jī)I的進(jìn)口連接。
[0022]從所述冷凝-蒸發(fā)器6的低溫流體進(jìn)口流入的高溫級(jí)冷媒(即所述氣液分離器3的出液口排出的低溫流體)與從所述冷凝-蒸發(fā)器6的高溫流體進(jìn)口流入的低溫級(jí)冷媒(即所述氣液分離器3的出氣口排出的高溫流體)在所述冷凝-蒸發(fā)器6內(nèi)進(jìn)行熱交換。
[0023]在冬季低溫時(shí)，利用本實(shí)用新型所述自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)進(jìn)行供暖或烘干的過程具體如下:采用高溫級(jí)冷媒(富含高沸點(diǎn)組分)和低溫級(jí)冷媒(富含低沸點(diǎn)組分)組成非共沸混合冷媒，先利用壓縮機(jī)I將所述非共沸混合冷媒進(jìn)行壓縮后形成高溫高壓氣體，所述高溫高壓氣體在冷凝器2中進(jìn)行冷凝并釋放熱量(用于供暖或烘干機(jī)組)后形成氣液混合物，所述氣液混合物進(jìn)入氣液分離器3進(jìn)行氣液分離，其中富含低沸點(diǎn)組分冷媒(即低溫級(jí)冷媒)從所述氣液分離器3的出氣口排出，作為高溫流體進(jìn)入所述冷凝-蒸發(fā)器6;其中富含高沸點(diǎn)組分冷媒(即高溫級(jí)冷媒)從所述氣液分離器3的出液口排出，作為低溫流體進(jìn)入所述冷凝-蒸發(fā)器6;之后所述低溫級(jí)冷媒和高溫級(jí)冷媒在所述冷凝-蒸發(fā)器6內(nèi)進(jìn)行熱交換，熱交換后，一方面，所述高溫級(jí)冷媒進(jìn)行換熱蒸發(fā)后直接回到壓縮機(jī)1，完成所述高溫級(jí)冷媒的循環(huán);另一方面，所述低溫級(jí)冷媒進(jìn)行換熱冷凝后經(jīng)主膨脹閥5進(jìn)行節(jié)流膨脹，獲得較低蒸發(fā)溫度后進(jìn)入蒸發(fā)器7，吸收來自外界熱量后，回到壓縮機(jī)I，完成所述低溫級(jí)冷媒的循環(huán)；由此可見，本實(shí)用新型所述的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，通過利用低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路的低溫制熱運(yùn)行和高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路的高溫制熱運(yùn)行共同為供暖機(jī)組或烘干機(jī)組提供熱量，達(dá)到在冬季低溫時(shí)也可以對(duì)室內(nèi)或烘房提供較高為20°C?70°C的出風(fēng)溫度。
[0024]作為可以選擇的實(shí)施方式，所述氣液分離器3的出液口與所述輔助膨脹閥9之間設(shè)置閥門。
[0025]當(dāng)外界溫度較高時(shí)，將所述閥門關(guān)閉，從而本實(shí)用新型所述自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)只需要利用所述非共沸混合冷媒沿高溫級(jí)循環(huán)閉合回路在較高溫度下(10°C?40°C)進(jìn)行普通熱栗循環(huán)，在此情況下，所述系統(tǒng)的運(yùn)行過程具體如下:先利用壓縮機(jī)I將非共沸混合冷媒(富含高沸點(diǎn)組分和低沸點(diǎn)組分)進(jìn)行壓縮后形成高溫高壓氣體，所述高溫高壓氣體在冷凝器2中進(jìn)行冷凝并釋放熱量(用于供暖或烘干機(jī)組)后形成具有較小過冷度的高壓液態(tài)冷媒，所述高壓液態(tài)冷媒直接從所述氣液分離器3的出氣口排出，之后經(jīng)所述冷凝-蒸發(fā)器6這時(shí)不會(huì)發(fā)生換熱)直接流出后，經(jīng)所述主膨脹閥5進(jìn)行節(jié)流膨脹，進(jìn)入蒸發(fā)器7，吸收來自外界熱量后，回到壓縮機(jī)I，完成所述高溫級(jí)冷媒的循環(huán)；由此可見，當(dāng)外界溫度較高時(shí)，本實(shí)用新型所述系統(tǒng)，可只進(jìn)行高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路的單級(jí)普通熱栗循環(huán)，節(jié)約能耗。
[0026]進(jìn)一步作為可以選擇的實(shí)施方式，所述閥門為電磁閥4，電磁閥4連接控制系統(tǒng)，使得電磁閥4能夠根據(jù)環(huán)境溫度和冷凝器2出風(fēng)溫度或者出水溫度的變化，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)打開與關(guān)閉的切換，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求自行決定運(yùn)行自復(fù)疊熱栗循環(huán)或者單級(jí)普通熱栗循環(huán)。
[0027]作為可以選擇的實(shí)施方式，還包括供熱負(fù)載循環(huán)回路，所述供熱負(fù)載循環(huán)回路在所述冷凝器2處與所述高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路進(jìn)行耦合熱交換，所述供熱負(fù)載循環(huán)回路在所述冷凝器2處與所述低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路進(jìn)行耦合熱交換。
[0028]作為可以選擇的實(shí)施方式，所述供熱負(fù)載循環(huán)回路為烘干機(jī)組或供暖機(jī)組。
[0029]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，其特征在于，包括高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路和低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路； 所述高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路包括壓縮機(jī)(I)、冷凝器(2)、氣液分離器(3)、輔助膨脹閥(9)和冷凝-蒸發(fā)器(6);其中，所述壓縮機(jī)(I)的排氣口與冷凝器(2)的進(jìn)氣口連接，所述冷凝器(2)的出口與所述氣液分離器(3)的進(jìn)口連接，所述氣液分離器(3)的出液口與輔助膨脹閥連接，所述輔助膨脹閥的出口與所述冷凝-蒸發(fā)器(6)的低溫流體進(jìn)口連接，所述冷凝-蒸發(fā)器(6)的低溫流體出口與所述壓縮機(jī)(I)的進(jìn)口連接； 所述低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路包括壓縮機(jī)(I)、冷凝器(2)、氣液分離器(3)、冷凝-蒸發(fā)器(6)、主膨脹閥(5)和蒸發(fā)器(7);其中，所述壓縮機(jī)(I)的排氣口與冷凝器(2)的進(jìn)氣口連接，所述冷凝器(2)的出口與所述氣液分離器(3)的進(jìn)口連接，所述氣液分離器(3)的出氣口與所述冷凝-蒸發(fā)器(6)的高溫流體進(jìn)口連接，所述冷凝-蒸發(fā)器(6)的高溫流體出口與主膨脹閥(5)進(jìn)口連接，所述主膨脹閥(5)出口與蒸發(fā)器(7)進(jìn)口連接，所述蒸發(fā)器(7)的出口與所述壓縮機(jī)(I)的進(jìn)口連接； 從所述冷凝-蒸發(fā)器(6)的低溫流體進(jìn)口流入的高溫級(jí)冷媒與從所述冷凝-蒸發(fā)器(6)的高溫流體進(jìn)口流入的低溫級(jí)冷媒在所述冷凝-蒸發(fā)器(6)內(nèi)進(jìn)行熱交換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液分離器(3)的出液口與所述輔助膨脹閥(9)之間設(shè)置閥門。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，其特征在于，所述閥門為電磁閥(4)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，其特征在于，還包括供熱負(fù)載循環(huán)回路，所述供熱負(fù)載循環(huán)回路在所述冷凝器(2)處與所述高溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路進(jìn)行耦合熱交換，所述供熱負(fù)載循環(huán)回路在所述冷凝器(2)處與所述低溫級(jí)冷媒循環(huán)閉合回路進(jìn)行耦合熱交換。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自復(fù)疊熱栗系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱負(fù)載循環(huán)回路為烘干機(jī)組或供暖機(jī)組。
【文檔編號(hào)】F25B41/06GK205561339SQ201620267038
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】茍秋平, 馬橋, 牛書霞, 張連杰, 袁宏博, 楊麗君
【申請(qǐng)人】鄭州歐納爾冷暖科技有限公司