CN108019974B - 中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统 - Google Patents

中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统，旨在提供一种用以提高冬季热源温度较低时热泵系统的效率，减少机组的使用量，降低初投资成本的热泵系统。压缩机的排气端与四通换向阀的第一接口连接，压缩机的吸气端与四通换向阀的第三接口连接，压缩机的补气口与中间冷却器的排气口连接，四通换向阀的第四接口与室外换热器连接，室外换热器的第二接口分别与第一阀门进口和第二阀门出口连接，第一阀门出口通过第一节流阀与第一室内换热器连接，第二阀门的进口通过第二节流阀与中间冷却器的出液口连接，第二室内换热器一路通过第三节流阀与中间冷却器的补液口连接，另一路与中间冷却器的出液口连接。该系统效率高，初投资低。

Description

中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统。
背景技术
随着环保要求的不断提高，空气源热泵由于节能环保的技术特点正在得到广泛的应用。单级压缩循环在冬季供暖时，由于压缩比高，系统效率较低，应用受到一定的限制。为了提高空气源热泵系统效率，并可以在-25℃室外温度下实现供暖，采用双级压缩循环。
但是，采用双级压缩实现冬季供热时，如果按照能够满足-25℃室外温度供暖热负荷需要进行系统设计，夏季供冷时系统配置的供冷量远远大于建筑物的冷负荷，在夏季运行时系统中会有一半以上机组闲置，形成浪费。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种带中间补气的热泵系统，来实现夏季制冷和冬季供暖，用以提高冬季热源温度较低时热泵系统的效率，减少机组的使用量，降低初投资成本。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统，其特征在于，包括压缩机、四通换向阀、室外换热器、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀、第一室内换热器、第二室内换热器、中间冷却器、第一阀门和第二阀门，所述压缩机的排气端与所述四通换向阀的第一接口连接，所述压缩机的吸气端与所述四通换向阀的第三接口连接，所述压缩机的补气口与所述中间冷却器的排气口连接，所述四通换向阀的第四接口与所述室外换热器的第一接口连接，所述室外换热器的第二接口分别与所述第一阀门进口和第二阀门出口连接，所述第一阀门出口通过所述第一节流阀与所述第一室内换热器的第一接口连接，所述第二阀门的进口通过所述第二节流阀与所述中间冷却器的出液口连接，所述第二室内换热器的第二接口一路通过所述第三节流阀与所述中间冷却器的补液口连接，另一路与所述中间冷却器的出液口连接，所述第一室内换热器的第二接口与所述第二室内换热器的第二接口并联后与所述四通换向阀的第二接口连接；所述工质采用中低压制冷剂；
夏季供冷运行时，工质自所述压缩机压缩升压后通过所述四通换向阀第一接口、四通换向阀第四接口进入室外换热器中冷凝散热，经所述第一阀门、第一节流阀节流降压后进入所述第一室内换热器中蒸发吸热，产生制冷现象，然后经所述四通换向阀第二接口、四通换向阀第三接口回到所述压缩机中，完成供冷循环；
冬季供暖运行时，工质自所述压缩机压缩升压后经所述四通换向阀第一接口、四通换向阀第二接口，进入所述第二室内换热器中冷凝放热，产生供暖现象，之后工质分成两路，一路经所述第三节流阀节流降压后由中间冷却器补液口进入所述中间冷却器作为冷却工质，其中一部分冷却工质吸热汽化后经所述中间冷却器排气口进入所述压缩机补气口向压缩机进行补气实现双级压缩；另一路经所述中间冷却器进液口进入所述中间冷却器被冷却，由所述中间冷却器出液口流出经所述第二节流阀、第二阀门进入所述室外换热器中蒸发吸热，再经所述四通换向阀的第四接口、四通换向阀第三接口回到所述压缩机中，完成供暖循环。
所述第一阀门和第二阀门为单向阀或电磁阀。
所述第一室内换热器安装于室内高位置；所述第二室内换热器安装于室内低位置。
所述压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机或活塞压缩机。
所述室外换热器、第一室内换热器和第二室内换热器为风冷式换热器或水冷式换热器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用本发明的热泵系统，在夏季供冷时，系统为单级压缩循环，其供冷量可满足建筑物的冷负荷；冬季供暖时，系统为中间补气的一次节流中间不完全冷却循环，供暖系统吸热极限温度比单级压缩吸热极限温度更低，可以为冬季较低温度的区域供暖。本发明的热泵系统能够减少系统机组的使用量，降低了系统的能耗，降低了系统的初投资成本，减少夏季机组闲置率。
2、在室外温度较低时，系统效率高：本发明的热泵系统在冬季室外温度较低时，采用中间补气的一次节流中间不完全冷却循环，压缩机压缩比小，系统效率高。
3、系统配置和安装合理：本发明的热泵系统采用双室内换热器，安装于室内较高位置的换热器用于夏季供冷，安装于室内较低位置的换热器用于冬季供暖，形成更好的气流组织。
4、系统简单：本发明的中间补气一次节流中间不完全冷却循环可实现单工质较低温度区域供暖，因为所用工质常温压力较低，可以不用膨胀容器等装置，系统结构简单。
附图说明
图1所示为本发明中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统的示意图；
图2所示为四通换向阀的接口示意图。
1.压缩机，2.四通换向阀，2-1.四通换向阀第一接口，2-2.四通换向阀第二接口，2-3.四通换向阀第三接口，2-4.四通换向阀第四接口，3.室外换热器，4-1.第一阀门，4-2.第二阀门，5-1.第一节流阀，5-2.第二节流阀，5-3.第三节流阀，6.中间冷却器，7.第一室内换热器，8.第二室内换热器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统的示意图如图1所示，包括压缩机1、四通换向阀2、室外换热器3、第一节流阀5-1、第二节流阀5-2、第三节流阀5-3、第一室内换热器7、第二室内换热器8、中间冷却器6、第一阀门4-1和第二阀门4-2。所述压缩机1的排气端与所述四通换向阀2的第一接口2-1连接，所述压缩机1的吸气端与所述四通换向阀2的第三接口2-3连接，所述压缩机1的补气口与所述中间冷却器6的排气口连接，所述四通换向阀2的第四接口2-4与所述室外换热器3的第一接口连接，所述室外换热器3的第二接口分别与所述第一阀门4-1进口和第二阀门4-2出口连接，所述第一阀门4-1出口通过所述第一节流阀5-1与所述第一室内换热器7的第一接口连接，所述第二阀门4-2的进口通过所述第二节流阀5-2与所述中间冷却器6的出液口连接，所述第二室内换热器8的第一接口一路通过所述第三节流阀5-3与所述中间冷却器6的补液口连接，另一路与所述中间冷却器6的出液口连接，所述第一室内换热器7的第二接口与所述第二室内换热器8的第二接口并联后与所述四通换向阀2的第二接口2-2连接。所述工质采用中低压制冷剂，如R404A等。
四通换向阀的接口示意图如图2所示，对于制热工况，四通换向阀第一接口2-1与四通换向阀第二接口2-2相通，四通换向阀第三接口2-3与四通换向阀第四接口2-4相通；对于制冷工况，四通换向阀第一接口2-1与四通换向阀第四接口2-4相通，四通换向阀第二接口2-2与所述四通换向阀第三接口2-3相通。
夏季供冷运行时为单级压缩，工质自所述压缩机1压缩升压后通过所述四通换向阀第一接口2-1、四通换向阀第四接口2-4进入室外换热器3中冷凝散热，经所述第一阀门4-1、第一节流阀5-1节流降压后进入所述第一室内换热器7中蒸发吸热，产生制冷现象，然后经所述四通换向阀第二接口2-2、四通换向阀第三接口2-3回到所述压缩机1中，完成供冷循环。
冬季供暖运行时为带中间补气的一次节流中间不完全冷却双级压缩，工质自所述压缩机1压缩升压后经所述四通换向阀第一接口2-1、四通换向阀第二接口2-2进入所述第二室内换热器8中冷凝放热，产生供暖现象，之后工质分成两路，一路经所述第三节流阀5-3节流降压后由中间冷却器6补液口进入所述中间冷却器6作为冷却工质，其中一部分冷却工质吸热汽化后经所述中间冷却器6排气口进入所述压缩机1补气口向压缩机进行补气实现双级压缩；另一路经所述中间冷却器6进液口进入所述中间冷却器6被冷却，由所述中间冷却器6出液口流出经所述第二节流阀5-2、第二阀门4-2进入所述室外换热器3中蒸发吸热，再经所述四通换向阀的第四接口2-4、四通换向阀第三接口2-3回到所述压缩机1中，完成供暖循环。
所述第一阀门4-1和第二阀门4-2为单向阀或电磁阀。
所述第一室内换热器7安装于室内高位置；所述第二换热器8安装于室内低位置，以利于形成更好的气流组织。
所述压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机或活塞压缩机。
所述室外换热器3、第一室内换热器7和第二室内换热器8为风冷式换热器或水冷式换热器。
本发明带双室内换热器的中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵对于在需要从较低温度获得热量向较高温度输送时，是很好的解决方案。热量通过热泵系统从低温热源吸热，通过中间冷却器和室内换热器将热量传递到高温环境中，部分工质从中间冷却器中回到压缩机实现中间补气。这种带双室内换热器的中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统结构简单且能满足冬季低温环境下的供暖和夏季供冷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统，其特征在于，包括压缩机、四通换向阀、室外换热器、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀、第一室内换热器、第二室内换热器、中间冷却器、第一阀门和第二阀门，所述压缩机的排气端与所述四通换向阀的第一接口连接，所述压缩机的吸气端与所述四通换向阀的第三接口连接，所述压缩机的补气口与所述中间冷却器的排气口连接，所述四通换向阀的第四接口与所述室外换热器的第一接口连接，所述室外换热器的第二接口分别与所述第一阀门进口和第二阀门出口连接，所述第一阀门出口通过所述第一节流阀与所述第一室内换热器的第一接口连接，所述第二阀门的进口通过所述第二节流阀与所述中间冷却器的出液口连接，所述第二室内换热器的第二接口一路通过所述第三节流阀与所述中间冷却器的补液口连接，另一路与所述中间冷却器的出液口连接，所述第一室内换热器的第二接口与所述第二室内换热器的第二接口并联后与所述四通换向阀的第二接口连接；工质采用中低压制冷剂；
夏季供冷运行时，工质自所述压缩机压缩升压后通过所述四通换向阀第一接口、四通换向阀第四接口进入室外换热器中冷凝散热，经所述第一阀门、第一节流阀节流降压后进入所述第一室内换热器中蒸发吸热，产生制冷现象，然后经所述四通换向阀第二接口、四通换向阀第三接口回到所述压缩机中，完成供冷循环；
冬季供暖运行时，工质自所述压缩机压缩升压后经所述四通换向阀第一接口、四通换向阀第二接口，进入所述第二室内换热器中冷凝放热，产生供暖现象，之后工质分成两路，一路经所述第三节流阀节流降压后由中间冷却器补液口进入所述中间冷却器作为冷却工质，其中一部分冷却工质吸热汽化后经所述中间冷却器排气口进入所述压缩机补气口向压缩机进行补气实现双级压缩；另一路经所述中间冷却器进液口进入所述中间冷却器被冷却，由所述中间冷却器出液口流出经所述第二节流阀、第二阀门进入所述室外换热器中蒸发吸热，再经所述四通换向阀的第四接口、四通换向阀第三接口回到所述压缩机中，完成供暖循环；
所述第一阀门和第二阀门为单向阀；
所述第一室内换热器安装于室内高位置；所述第二室内换热器安装于室内低位置。
2.根据权利要求1所述的中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统，其特征在于，所述压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机或活塞压缩机。
3.根据权利要求1所述的中间补气的一次节流中间不完全冷却热泵系统，其特征在于，所述室外换热器、第一室内换热器和第二室内换热器为风冷式换热器或水冷式换热器。
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