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CN108759142A - 一种特殊的复叠式空气源高温热泵冷暖系统 - Google Patents

一种特殊的复叠式空气源高温热泵冷暖系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种空气源热泵冷暖系统，尤其涉及一种特殊的复叠式空气源高温热泵冷暖系统。本发明采用的技术方案是：一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，包括制热系统和制冷系统，制热系统包括高温模块制冷剂系统和低温模块制冷剂系统，高温模块制冷剂系统包括压缩机Ⅰ、冷凝器Ⅰ、回收储液罐Ⅰ和中间经济器A，低温模块制冷剂系统包括压缩机Ⅱ、中间经济器A、蒸发器Ⅱ、蒸发风机，制冷系统为单模块独立工作运行，其包括压缩机Ⅱ、蒸发器Ⅱ、热力膨胀阀Ⅱ、制冷换热器Ⅱ。本发明的优点是：低环境温度下运行可靠，冬季可以制取80℃以上热水，夏季制取8℃以下的冷水，同时还可以用于夏季制冷，真正实现一机两用，经济性高。

Description

一种特殊的复叠式空气源高温热泵冷暖系统
技术领域
本发明涉及一种空气源热泵冷暖系统，尤其涉及一种特殊的复叠式空气源高温热泵冷暖系统。
背景技术
传统的复叠式空气源热泵主要用于北方低温采暖，因机组不能制冷，夏季制冷需另安装空调制冷，这样造成用户需要安装2种机型热泵和空调，这种就对用户造成经济性差，使用不方便。因此，应该提供一种新的技术方案解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种能在超低温环境下高效运行的复叠式空气源高温热泵冷暖系统。
为实现上述目的，保证低环境温度下复叠式热泵冷暖系统运行可靠，冬季制取80℃以上热水，夏季制取8℃以下的冷水，真正的实现了一机两用，本发明采用如下技术方案：
一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，包括制热系统和制冷系统，所述制热系统包括高温模块制冷剂系统和低温模块制冷剂系统，
所述高温模块制冷剂系统包括压缩机Ⅰ、冷凝器Ⅰ、回收储液罐Ⅰ和中间经济器A，所述压缩机Ⅰ的出口与冷凝器Ⅰ的入口连接，所述压缩机Ⅰ出口连接冷凝器Ⅰ的中间设置有高压开关Ⅰ，所述冷凝器Ⅰ的出口与回收储液罐Ⅰ的入口连接，所述回收储液罐Ⅰ的出口与热力膨胀阀Ⅰ的入口连接，所述热力膨胀阀Ⅰ上并联设置有二通阀Ⅰ，所述热力膨胀阀Ⅰ与中间经济器A连接，所述中间经济器 A的出口连接分离器Ⅰ的入口，分离器Ⅰ的出口回压缩机Ⅰ，所述分离器Ⅰ连接压缩机Ⅰ的中间设置有低压开关Ⅰ；
所述低温模块制冷剂系统包括压缩机Ⅱ、中间经济器A、蒸发器Ⅱ、蒸发风机，所述压缩机Ⅱ的出口与中间经济器A入口连接，所述中间经济器A出口与储液罐Ⅱ连接，所述储液罐Ⅱ出口与热力膨胀阀Ⅱ的入口连接，热力膨胀阀Ⅱ上并联设置有二通阀Ⅱ，所述储液罐Ⅱ的出口还通过二通阀Ⅱa连接回收储液罐Ⅰ，所述热力膨胀阀Ⅱ出口与蒸发器Ⅱ的入口连接，所述热力膨胀阀Ⅱ的出口还与制冷换热器Ⅱ的入口连接，所述蒸发器Ⅱ处外置有蒸发风机循环换热，所述蒸发器Ⅱ的出口与分离器Ⅱ的入口连接，所述分离器Ⅱ出口回压缩机Ⅱ；
所述制冷系统为单模块独立工作运行，其包括压缩机Ⅱ、蒸发器Ⅱ、热力膨胀阀Ⅱ、制冷换热器Ⅱ，所述压缩机Ⅱ的入口与蒸发器Ⅱ的入口连接，所述压缩机Ⅱ与蒸发器Ⅱ连接中间设有四通阀Ⅱ、高压开关Ⅱ，所述蒸发器Ⅱ出口与储液罐Ⅱ入口连接连接，所述蒸发器Ⅱ与储液罐Ⅱ连接的中间设置有单向阀Ⅱa，所述储液罐Ⅱ出口与热力膨胀阀Ⅱ入口连接，所述热力膨胀阀Ⅱ并联设置有二通阀Ⅱ，所述热力膨胀阀Ⅱ的出口与制冷换热器Ⅱ入口，所述制冷换热器Ⅱ的出口连接分离器Ⅱ入口，所述制冷换热器Ⅱ与分离器Ⅱ的连接中间设置有单向阀Ⅱc、四通阀Ⅱ和低压开关Ⅱ，所述分离器Ⅱ的出口连接压缩机Ⅱ。
进一步的技术方案是：
所述回收储液罐Ⅰ与热力膨胀阀Ⅰ连接中间设置有过滤器Ⅰ。
所述压缩机Ⅱ与中间经济器A的连接中间设置有高压开关Ⅱ和四通阀Ⅱ。
所述储液罐Ⅱ与热力膨胀阀Ⅱ的连接中间设置有过滤器Ⅱ，所述储液罐Ⅱ与二通阀Ⅱa的连接中间设置有过滤器Ⅱa。
所述中间经济器A与储液罐Ⅱ连接中间设置有单向阀Ⅱ。
所述蒸发器Ⅱ与热力膨胀阀Ⅱ、制冷换热器Ⅱ的连接中间设置有单向阀Ⅱb。
所述蒸发器Ⅱ与分离器Ⅱ的中间连接处设置有四通阀Ⅱ。
由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明复叠式空气源高温热泵冷暖系统，低环境温度下运行可靠，冬季可以制取80℃以上热水，夏季制取8℃以下的冷水，同时还可以用于夏季制冷，真正实现一机两用，经济性高。
附图说明
附图1为本发明复叠式空气源高温热泵冷暖系统的系统图。
以上附图中：1、压缩机Ⅰ，2、冷凝器Ⅰ,3、回收储液罐Ⅰ，4、中间经济器A，5、高压开关Ⅰ，6、热力膨胀阀Ⅰ，7、过滤器Ⅰ，8、二通阀Ⅰ，9、分离器Ⅰ，10、低压开关Ⅰ，11、压缩机Ⅱ，12、蒸发器Ⅱ，13、蒸发风机，14、高压开关Ⅱ，15、四通阀Ⅱ，16、储液罐Ⅱ，17、单向阀Ⅱ，18、热力膨胀阀Ⅱ，19、二通阀Ⅱa，20、制冷换热器Ⅱ，21、二通阀Ⅱ，22、单向阀Ⅱa，23、单向阀Ⅱb，24、低压开关Ⅱ，25、分离器Ⅱ，26、单向阀Ⅱc，27、过滤器Ⅱ， 28、过滤器Ⅱa。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
如图1所示，作为本发明的第一个实施例，；
一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，包括制热系统和制冷系统，所述制热系统包括高温模块制冷剂系统和低温模块制冷剂系统，
1、所述高温模块制冷剂系统包括压缩机Ⅰ1、冷凝器Ⅰ2、回收储液罐Ⅰ3和中间经济器A4，所述压缩机Ⅰ1的出口与冷凝器Ⅰ2 的入口连接，所述压缩机Ⅰ1出口连接冷凝器Ⅰ2的中间设置有高压开关Ⅰ5，用于系统高压保护，所述冷凝器Ⅰ2的出口与回收储液罐Ⅰ3的入口连接，回收储液罐Ⅰ3的回收余热主要给予低温级压缩机在增焓时提供蒸发热量。所述回收储液罐Ⅰ3的出口与热力膨胀阀Ⅰ6的入口连接，所述热力膨胀阀Ⅰ6上并联设置有二通阀Ⅰ8，二通阀Ⅰ8主要用于平衡过热度，所述热力膨胀阀Ⅰ6与中间经济器A4连接，所述中间经济器A4的出口连接分离器Ⅰ9的入口，分离器Ⅰ9的出口回压缩机Ⅰ1，所述分离器Ⅰ9连接压缩机Ⅰ1的中间设置有低压开关Ⅰ10，用于系统低压保护；
所述低温模块制冷剂系统包括压缩机Ⅱ11、中间经济器A4、蒸发器Ⅱ12、蒸发风机13，所述压缩机Ⅱ11的出口与中间经济器 A4入口连接，所述中间经济器A4出口与储液罐Ⅱ16连接，所述储液罐Ⅱ16出口与热力膨胀阀Ⅱ18的入口连接，热力膨胀阀Ⅱ18上并联设置有二通阀Ⅱ21，主要用于平衡过热开度，所述储液罐Ⅱ16 的出口还通过二通阀Ⅱa19连接回收储液罐Ⅰ3，所述热力膨胀阀
Ⅱ18出口与蒸发器Ⅱ12的入口连接，所述热力膨胀阀Ⅱ18的出口还与制冷换热器Ⅱ20的入口连接，所述蒸发器Ⅱ12处外置有蒸发风机13循环换热，所述蒸发器Ⅱ12的出口与分离器Ⅱ25的入口连接，所述分离器Ⅱ25出口回压缩机Ⅱ11；
所述制冷系统为单模块独立工作运行，其包括压缩机Ⅱ11、蒸发器Ⅱ12、热力膨胀阀Ⅱ18、制冷换热器Ⅱ20，所述压缩机Ⅱ11的入口与蒸发器Ⅱ12的入口连接，所述压缩机Ⅱ11与蒸发器Ⅱ12连接中间设有四通阀Ⅱ15、高压开关Ⅱ14，所述蒸发器Ⅱ12出口与储液罐Ⅱ16入口连接连接，所述蒸发器Ⅱ12与储液罐Ⅱ16连接的中间设置有单向阀Ⅱa22，所述储液罐Ⅱ16出口与热力膨胀阀Ⅱ18入口连接，所述热力膨胀阀Ⅱ18并联设置有二通阀Ⅱ21，所述热力膨胀阀Ⅱ18 的出口与制冷换热器Ⅱ20入口，所述制冷换热器Ⅱ20的出口连接分离器Ⅱ25入口，所述制冷换热器Ⅱ20与分离器Ⅱ25的连接中间设置有单向阀Ⅱc26、四通阀Ⅱ15和低压开关Ⅱ24，所述分离器Ⅱ25的出口连接压缩机Ⅱ11。
优选的，作为本发明的第二个实施例，本实施例是对实施例一的进一步改进，所述回收储液罐Ⅰ3与热力膨胀阀Ⅰ连接中间设置有过滤器Ⅰ，压缩机Ⅱ11与中间经济器A4的连接中间设置有高压开关Ⅱ14和四通阀Ⅱ15，用于系统保护和除霜。
优选的，作为本发明的第三个实施例，本实施例也是对实施例一的进一步改进，所述储液罐Ⅱ16与热力膨胀阀Ⅱ18的连接中间设置有过滤器Ⅱ27，所述储液罐Ⅱ16与二通阀Ⅱa19的连接中间设置有过滤器Ⅱa28。
优选的，作为本发明的第四个实施例，本实施例也是对实施例三的进一步改进，所述中间经济器A4与储液罐Ⅱ16连接中间设置有单向阀Ⅱ17，所述蒸发器Ⅱ12与热力膨胀阀Ⅱ18、制冷换热器Ⅱ20的连接中间设置有单向阀Ⅱb23，所述蒸发器Ⅱ12与分离器Ⅱ25的中间连接处设置有四通阀Ⅱ15。
本发明复叠式空气源高温热泵冷暖系统的优点和工作原理如下：
本发明适用于超低温环境的复叠式空气源热泵冷暖系统，其蒸发冷凝器既是低温系统冷凝器又是高温系统蒸发器，在低温系统中制冷剂在低温系统蒸发器中吸收热量，并通过低温系统气液分离器由低温低压的气液混合态变成同温同压的气体，气态制冷剂在低温系统压缩机中被压缩成高温高压的气体后进入可以作为低温系统冷凝器的蒸发冷凝器中释放出热量，与此同时高温系统中的制冷剂将热量从可以作为高温系统蒸发器的蒸发冷凝器中分别经由高温系统气液分离器和高温系统压缩机带入高温系统水冷凝器中并以热交换的方式将热量传递给水，从而获得所需温度的高温热水，具有能在超低温环境下高效运行的特点。
夏季制冷工况下，高温级热泵机组停止运行，高温级压缩机、高温级冷凝器、高温级节流阀、高温级蒸发器不工作，低温级热泵机组以普通空气源热泵系统方式进行制冷运行，并通过四通转向阀改变循环工质流向，此时低温级冷凝器和低温级蒸发器功能互换。空气在低温级蒸发器处与低温级热泵机组进行热交换，低温级蒸发器向空气中释放热量，低温级热泵机组再通过循环工质在低温级蒸发器进行冷凝、在低温级压缩机处进行压缩、在气液分离器处进行气液分离、在低温级冷凝器进行蒸发、在低温级节流阀处进行节流等过程，在低温级冷凝器处与负载循环回路进行热交换，吸收负载循环回路中的热量，如此反复循环运行，实现制冷工作。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，其特征在于：包括制热系统和制冷系统，所述制热系统包括高温模块制冷剂系统和低温模块制冷剂系统，
所述高温模块制冷剂系统包括压缩机Ⅰ(1)、冷凝器Ⅰ(2)、回收储液罐Ⅰ(3)和中间经济器A(4)，所述压缩机Ⅰ(1)的出口与冷凝器Ⅰ(2)的入口连接，所述压缩机Ⅰ(1)出口连接冷凝器Ⅰ(2)的中间设置有高压开关Ⅰ(5)，所述冷凝器Ⅰ(2)的出口与回收储液罐Ⅰ(3)的入口连接，所述回收储液罐Ⅰ(3)的出口与热力膨胀阀Ⅰ(6)的入口连接，所述热力膨胀阀Ⅰ(6)上并联设置有二通阀Ⅰ(8)，所述热力膨胀阀Ⅰ(6)与中间经济器A(4)连接，所述中间经济器A(4)的出口连接分离器Ⅰ(9)的入口，分离器Ⅰ(9)的出口回压缩机Ⅰ(1)，所述分离器Ⅰ(9)连接压缩机Ⅰ(1)的中间设置有低压开关Ⅰ(10)；
所述低温模块制冷剂系统包括压缩机Ⅱ(11)、中间经济器A(4)、蒸发器Ⅱ(12)、蒸发风机(13)，所述压缩机Ⅱ(11)的出口与中间经济器A(4)入口连接，所述中间经济器A(4)出口与储液罐Ⅱ(16)连接，所述储液罐Ⅱ(16)出口与热力膨胀阀Ⅱ(18)的入口连接，热力膨胀阀Ⅱ(18)上并联设置有二通阀Ⅱ(21)，所述储液罐Ⅱ(16)的出口还通过二通阀Ⅱa(19)连接回收储液罐Ⅰ(3)，所述热力膨胀阀Ⅱ(18)出口与蒸发器Ⅱ(12)的入口连接，所述热力膨胀阀Ⅱ(18)的出口还与制冷换热器Ⅱ(20)的入口连接，所述蒸发器Ⅱ(12)处外置有蒸发风机(13)循环换热，所述蒸发器Ⅱ(12)的出口与分离器Ⅱ(25)的入口连接，所述分离器Ⅱ(25)出口回压缩机Ⅱ(11)；
所述制冷系统为单模块独立工作运行，其包括压缩机Ⅱ(11)、蒸发器Ⅱ(12)、热力膨胀阀Ⅱ(18)、制冷换热器Ⅱ(20)，所述压缩机Ⅱ(11)的入口与蒸发器Ⅱ(12)的入口连接，所述压缩机Ⅱ(11)与蒸发器Ⅱ(12)连接中间设有四通阀Ⅱ(15)、高压开关Ⅱ(14)，所述蒸发器Ⅱ(12)出口与储液罐Ⅱ(16)入口连接连接，所述蒸发器Ⅱ(12)与储液罐Ⅱ(16)连接的中间设置有单向阀Ⅱa(22)，所述储液罐Ⅱ(16)出口与热力膨胀阀Ⅱ(18)入口连接，所述热力膨胀阀Ⅱ(18)并联设置有二通阀Ⅱ(21)，所述热力膨胀阀Ⅱ(18)的出口与制冷换热器Ⅱ(20)入口，所述制冷换热器Ⅱ(20)的出口连接分离器Ⅱ(25)入口，所述制冷换热器Ⅱ(20)与分离器Ⅱ(25)的连接中间设置有单向阀Ⅱc(26)、四通阀Ⅱ(15)和低压开关Ⅱ(24)，所述分离器Ⅱ(25)的出口连接压缩机Ⅱ(11)。
2.根据权利要求1所述的一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，其特征在于：所述回收储液罐Ⅰ(3)与热力膨胀阀Ⅰ(6)连接中间设置有过滤器Ⅰ(7)。
3.根据权利要求1所述的一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，其特征在于：所述压缩机Ⅱ(11)与中间经济器A(4)的连接中间设置有高压开关Ⅱ(14)和四通阀Ⅱ(15)。
4.根据权利要求1所述的一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，其特征在于：所述储液罐Ⅱ(16)与热力膨胀阀Ⅱ(18)的连接中间设置有过滤器Ⅱ(27)，所述储液罐Ⅱ(16)与二通阀Ⅱa(19)的连接中间设置有过滤器Ⅱa(28)。
5.根据权利要求1所述的一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，其特征在于：所述中间经济器A(4)与储液罐Ⅱ(16)连接中间设置有单向阀Ⅱ(17)。
6.根据权利要求1所述的一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，其特征在于：所述蒸发器Ⅱ(12)与热力膨胀阀Ⅱ(18)、制冷换热器Ⅱ(20)的连接中间设置有单向阀Ⅱb(23)。
7.根据权利要求1所述的一种复叠式超高温热水空气源热泵系统，其特征在于：所述蒸发器Ⅱ(12)与分离器Ⅱ(25)的中间连接处设置有四通阀Ⅱ(15)。
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