一種高溫水源熱泵機組的製作方法
2023-05-04 04:14:21
一種高溫水源熱泵機組的製作方法
【專利摘要】一種高溫水源熱泵機組，採用單級壓縮製冷循環和復疊式製冷循環混合聯動技術，利用低溫熱源能夠把機組出水溫度提高到85℃以上，以降低機組在高溫工況下的壓縮比，提高機組的效率，改善壓縮機的工作條件，保證在高溫工況下機組運行的可靠性,它由第一壓縮機、第一換熱器、第一節流元件、貯液器、第一單向閥、第二單向閥、中間換熱器、第一電磁閥、第二電磁閥、第二壓縮機、第二節流元件、第二換熱器和連接管道組成。該機組可取得好的環保效應和經濟效應，避免燃煤鍋爐的廢氣廢渣對周圍環境的汙染，省掉燃煤的運輸費用、貯煤場地費用、除塵費用、灰渣的運輸處理等費用；節省建造取暖供熱系統的投資，特別適合北方寒冷地區建造中央空調取暖供熱系統。
【專利說明】一種高溫水源熱泵機組
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱泵機組，特別是一種利用地下低品位熱能轉變成高品位熱能的高溫水源熱泵機組，屬於空調【技術領域】。
【背景技術】
[0002]作為中國傳統供熱的燃煤鍋爐不僅能源利用率低，而且還會給大氣造成嚴重的汙染，因此在一些城市中燃煤鍋爐在被逐步淘汰，採用燃油、燃氣鍋爐則運行費用很高，採用電加熱取暖要消耗大量的電能，效率更低，費用更高。而採用傳統的空氣源熱泵空調機組進行熱泵取暖，會受到冬季環境溫度低的影響，低於_5°C會使機組運行不穩定，制熱量下降，難以滿足用戶的要求。水源熱泵就是一種在技術上和經濟上都具有較大優勢的解決供熱和空調的替代方式，傳統的水源熱泵機組最高出水溫度55°C (如R22)或65°C (如R134a)，在高溫工況下工作壓力過高，壓縮比大，能效比低，不可能形成85°C以上的供熱水溫度，且受壓縮機運轉極限限制，機組在高溫工況下長期運行的安全可靠性低，對於北方採暖方式不能提供足夠溫度的熱水，仍需鍋爐等作為輔助熱源。
【發明內容】
[0003]為解決上述問題，本發明提供一種高溫水源熱泵機組，以利用地下低品位熱能轉變成高品位熱能，制出85°C以上的熱水，用於各種供暖方式，解決高寒地區的地熱熱泵供暖以及用高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐仍可利用暖氣片熱水式熱力循環系統的採暖改造問題。
[0004]為解決其技術問題，本發明採用的技術方案是:採用單級壓縮製冷循環和復疊式製冷循環混合聯動技術，利用低溫熱源能夠把機組出水溫度提高到85°C以上，以降低機組在高溫工況下的壓縮比，提高機組的效率，改善壓縮機的工作條件，保證在高溫工況下機組運行的可靠性；
設計出的這種高溫水源熱泵機組，由第一壓縮機、第一換熱器、第一節流元件、貯液器、第一單向閥、第二單向閥、中間換熱器、第一電磁閥、第二電磁閥、第二壓縮機、第二節流元件、第二換熱器和連接管道組成；它的特點是:1所述第一壓縮機通過管道與第二電磁閥、中間換熱器、第一單向閥、貯液器、第一節流元件和第一換熱器相互串形連接；所述第二壓縮機通過管道與第二換熱器、第二節流元件和中間換熱器相互串形連接；所述第一電磁閥的一端與第一壓縮機和第二電磁閥之間的管道連接，第一電磁閥的另一端與第二換熱器、第二單向閥串聯後連接於貯液器和第一單向閥之間的管道上；
2.所述第一換熱器設有包括冷水回水管和冷水出水管的水冷通道；
3.所述第二換熱器由兩個冷媒通道和一個包括熱水回水管及熱水出水管的熱水通道組成，且熱水出口設置有溫度傳感器；
4.所述第一節流元件和第二節流元件是熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細管中的任一種。
[0005]與現有技術相比，本發明有如下特點和進步:由於本發明採用高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐，因此可取得很好的環保效應和經濟效應，避免了燃煤鍋爐的廢氣廢渣對周圍環境的汙染，省掉了燃煤的運輸費用、貯煤場地費用、除塵費用、灰渣的運輸處理等費用；同時也解決了高寒地區的地熱熱泵供暖以及用高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐仍可利用暖氣片熱水式熱力循環系統的採暖改造問題；還可節省建造取暖供熱系統的投資，特別適合北方寒冷地區建造中央空調取暖供熱系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]下面利用附圖和實施例對本發明做進一步說明:
圖1為本發明的結構示意圖。
[0007]圖中:1.第一壓縮機，2.第一換熱器，3.第一節流元件，4.貯液器，5.第二單向閥，6.第一單向閥，7.中間換熱器，8.第二節流元件，9.溫度傳感器，10.第二換熱器，
11.第二壓縮機，12.第一電磁閥，13.第二電磁閥。
【具體實施方式】
[0008]實施例:設計出的高溫水源熱泵機組，如圖1所示:該機組由第一壓縮機1、第二壓縮機11，第一換熱器2、第二換熱器10，第一節流元件3、第二節流元件8，貯液器4、第一電磁閥12、第二電磁閥13，第二單向閥5、第一單向閥6，中間換熱器7，溫度傳感器9和連接管道組成。它們的連接關係是:第一壓縮機I的排氣口通過第二電磁閥13與中間換熱器7的冷媒通道進口 e連接，中間換熱器7的冷媒通道出口 f通過第一單向閥6與貯液器4的冷媒進口連接，貯液器4的冷媒出口通過第一節流元件3與第一換熱器2的冷媒進口連接，第一換熱器2的冷媒出口與第一壓縮機I的回氣口連接；第二壓縮機11的排氣口與第二換熱器10的冷媒通道進口 c連接，第二換熱器10的冷媒通道出口 d通過第二節流元件8與中間換熱器7的冷媒通道進口 g連接，中間換熱器7的冷媒通道出口 h與第二壓縮機11的回氣口連接；第一電磁閥12的一端與第一壓縮機I和第二電磁閥13之間的管道連接，第一電磁閥12的另一端與第二換熱器10的冷媒通道進口 a連接，第二換熱器10的冷媒通道出口 b通過第二單向閥5與第一單向閥6和貯液器之間的管道連接；
所述第二換熱器10由兩個冷媒通道和一個熱水通道組成，且熱水出口設置有溫度傳感器9 ;
所述第一節流元件3和第二節流元件8是熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細管中的任一種。
[0009]下面介紹本高溫水源熱泵機組的製冷和制熱運行過程:
1、製冷運行:第一壓縮機I工作，第二壓縮機11關閉，第一電磁閥12工作，第二電磁閥13關閉，高溫高壓製冷劑汽體經過第一壓縮機I的排氣管通過第一電磁閥12流經第二換熱器10進行冷凝放熱變成中溫高壓液體製冷劑，中溫高壓液體製冷劑通過第二單向閥5流經貯液器4，然後通過第一節流元件3進行節流變成低溫低壓液體製冷劑，低溫低壓液體製冷劑通過第一換熱器2進行吸熱蒸發變成的低溫低壓汽體製冷劑從第一壓縮機I的回氣口返回壓縮機，如此往復完成了整個製冷工作循環；
2、制熱運行:溫度傳感器9檢測到水溫小於55°C時，如同製冷運行；溫度傳感器9檢測到水溫為55°C或大於55°C時,第一電磁閥12關閉,第二電磁閥13工作，同時第二壓縮機11工作，在低溫側製冷循環系統中，高溫高壓製冷劑汽體經過第一壓縮機I的排氣管通過第一電磁閥13流經中間換熱器7進行冷凝放熱變成中溫高壓液體製冷劑，中溫高壓液體製冷劑通過第一單向閥6流經貯液器4，然後通過第一節流元件3進行節流變成低溫低壓液體製冷劑，低溫低壓液體製冷劑通過第一換熱器2進行吸熱蒸發變成的低溫低壓汽體製冷劑從第一壓縮機I的回氣口返回壓縮機，在高溫側製冷循環系統中，高溫高壓製冷劑汽體經過第二壓縮機11的排氣管流經第二換熱器10進行冷凝放熱變成中溫高壓液體製冷劑，中溫高壓液體製冷劑通過第二節流元件8進行節流變成低溫低壓液體製冷劑，低溫低壓液體製冷劑通過中間換熱器7進行吸熱蒸發變成的低溫低壓汽體製冷劑從第二壓縮機11的回氣口返回壓縮機，如此往復完成復疊式製冷壓縮循環製取高溫熱水。
[0010]所述實施例僅用於說明本發明，而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明記載的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種高溫水源熱泵機組，採用單級壓縮製冷循環和復疊式製冷循環混合聯動技術，利用低溫熱源能夠把機組出水溫度提高到85°C以上，以降低機組在高溫工況下的壓縮比，提高機組的效率，改善壓縮機的工作條件，保證在高溫工況下機組運行的可靠性，其特徵是:這種高溫水源熱泵機組，由第一壓縮機、第一換熱器、第一節流元件、貯液器、第一單向閥、第二單向閥、中間換熱器、第一電磁閥、第二電磁閥、第二壓縮機、第二節流元件、第二換熱器和連接管道組成；所述第一壓縮機通過管道與第二電磁閥、中間換熱器、第一單向閥、貯液器、第一節流元件和第一換熱器相互串形連接；所述第二壓縮機通過管道與第二換熱器、第二節流元件和中間換熱器相互串形連接；所述第一電磁閥的一端連接於第一壓縮機和第二電磁閥之間的管道上，第一電磁閥的另一端與第二換熱器、第二單向閥串聯後連接於貯液器和第一單向閥之間的管道上。
2.根據權利要求1所述的高溫水源熱泵機組，其特徵是:所述第一換熱器設有包括冷水回水管和冷水出水管的水冷通道。
3.根據權利要求1所述的高溫水源熱泵機組，其特徵是:所述第二換熱器由兩個冷媒通道和一個熱水通道組成，且熱水出口設置有溫度傳感器。
4.根據權利要求1所述的高溫水源熱泵機組，其特徵是:所述第一節流元件和第二節流元件是熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細管中的任一種。
【文檔編號】F25B7/00GK103697613SQ201310735277
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月28日 優先權日:2013年12月28日
【發明者】李國瑞 申請人:金國達科技（湖南）有限公司