CN108088110B - 二次节流中间不完全冷却热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二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，降低系统的初投资成本的热泵系统。该系统中，压缩机排气端连接四通换向阀第一接口，压缩机吸气端连接四通换向阀第三接口，第一室内换热器和第二室内换热器并联后与四通换向阀第二接口连接，第二室内换热器经第三节流阀与中间冷却器进液口连接，中间冷却器排液口经第二节流阀与第二阀门进口连接，第一室内换热器经第一节流阀与第一阀门出口连接，第一阀门进口与第二阀门出口并联后经室外换热器与四通换向阀第四接口连接。该系统减少了机组的使用量，降低了系统的能耗。

Description

二次节流中间不完全冷却热泵系统
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，更具体的说，涉及一种夏季采用单级压缩循环供冷而冬季可实现二次节流中间不完全冷却循环的热泵系统。
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，而提供一种二次节流中间不完全冷却热泵系统，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，降低系统的初投资成本。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种二次节流中间不完全冷却热泵系统，系统由压缩机、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、第二阀门组成。压缩机排气端连接四通换向阀第一接口，压缩机吸气端连接四通换向阀第三接口，第一室内换热器和第二室内换热器并联后与四通换向阀第二接口连接，第二室内换热器经第三节流阀与中间冷却器进液口连接，中间冷却器排液口经第二节流阀与第二阀门进口连接，第一室内换热器经第一节流阀与第一阀门出口连接，第一阀门进口与第二阀门出口并联后经室外换热器与四通换向阀第四接口连接。
夏季供冷运行时，工质自压缩机压缩升压后通过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，工质冷凝散热后经第一阀门进入第一节流阀节流降压后，进入第一室内换热器中蒸发吸热，产生制冷现象，再经四通换向阀第二接口、四通换向阀第三接口回到压缩机中，完成供冷循环。
冬季供暖运行时，工质自压缩机压缩升压后经四通换向阀第一接口、四通换向阀第二接口进入第二室内换热器冷凝放热，产生制热现象，工质在第二室内换热器冷凝散热后经过第三节流阀第一次节流降压，节流后的闪蒸气经过中间冷却器回到压缩机补气，节流后的液体经第二节流阀第二次节流降压后，再经过第二阀门进入室外换热器蒸发吸热，经四通换向阀第四接口，四通换向阀第三接口回到压缩机，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。
所述室外换热器和室内换热器为风冷式换热器或水冷式换热器。
所述压缩机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。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的热泵系统，在夏季供冷时，单级压缩循环的供冷量可满足建筑物的冷负荷，在冬季供暖时，二次节流中间不完全冷却的双级压缩的供热量可满足建筑物的热负荷，能够减少机组的使用量，降低了系统的能耗，降低了系统的初投资成本，降低了夏季机组的闲置率。
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，采用双室内换热器的二次节流中间不完全冷却热泵系统，压缩机压缩比小，系统效率高。
3、系统配置和安装合理：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：本发明系统结构简单，可以在夏季供冷、冬季供暖时选用高效的循环方式。
附图说明
图1所示为本发明二次节流中间不完全冷却循环热泵系统的示意图；
图2所示为四通换向阀的接口示意图。
图中：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做进一步说明。
本发明二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、第一阀门4-1、第二阀门4-2、第一节流阀5-1、第二节流阀5-2、第三节流阀5-3、中间冷却器6、第一室内换热器7和第二室内换热器8，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，所述四通换向阀2的第四接口2-4通过所述室外换热器3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的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，所述中间冷却器6的进液口通过所述第三节流阀5-3与所述第二室内换热器8的第一接口连接，所述中间冷却器6的排气口与所述压缩机1的补气口连接，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。
四通换向阀的接口示意图如图2所示，在制热工况，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；在制冷工况，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，工质经所述压缩机1压缩升压后通过所述四通换向阀2进入所述室外换热器3中冷凝散热，工质冷凝散热后经所述第一阀门4-1、第一节流阀5-1后进入所述第一室内换热器7中蒸发吸热，产生制冷现象，再经所述四通换向阀2回到所述压缩机1中，完成供冷循环。
冬季供暖运行时为二次节流中间不完全冷却双级压缩，工质经所述压缩机1压缩升压后经所述四通换向阀2进入所述第二室内换热器8冷凝放热，产生制热现象，工质在第二室内换热器8冷凝放热后再经过所述第三节流阀5-3进入所述中间冷却器6，节流后的闪蒸气经过所述中间冷却器6回到所述压缩机1补气，节流后的液体经过所述中间冷却器6冷却降温，流经所述第二节流阀5-2、第二阀门4-2进入所述室外换热器3蒸发吸热，经所述四通换向阀2回到压缩机1，完成供暖循环。
本发明的热泵系统中，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；所述第二室内换热器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1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。
所述中间冷却器6多用氟用中间冷却器。
所述第一节流阀5-1、所述第二节流阀5-2、所述第三节流阀5-3为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
所述四通换向阀2可由多个电磁阀代替或由多个三通阀代替。
本发明的带双室内换热器的二次节流中间不完全冷却热泵系统对于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二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)

1.一种二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、第一阀门、第二阀门、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀、中间冷却器、第一室内换热器和第二室内换热器，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第三接口连接，所述四通换向阀的第四接口通过所述室外换热器分别与所述第一阀门进口和第二阀门出口连接，所述第一阀门的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，所述中间冷却器的进液口通过所述第三节流阀与所述第二室内换热器的第一接口连接，所述中间冷却器的排气口与所述压缩机的补气口连接，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；
夏季供冷运行时，工质经所述压缩机压缩升压后通过所述四通换向阀进入所述室外换热器中冷凝散热，工质冷凝散热后经所述第一阀门、第一节流阀后进入所述第一室内换热器中蒸发吸热，产生制冷现象，再经所述四通换向阀回到所述压缩机中，完成供冷循环；
冬季供暖运行时，工质经所述压缩机压缩升压后经所述四通换向阀进入所述第二室内换热器冷凝放热，产生制热现象，工质在第二室内换热器冷凝放热后再经过所述第三节流阀进入所述中间冷却器，节流后的闪蒸气经过所述中间冷却器回到所述压缩机补气；节流后的液体经过所述中间冷却器冷却降温，流经所述第二节流阀、第二阀门进入所述室外换热器蒸发吸热，经所述四通换向阀回到压缩机，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所述的二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所述的二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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