CN114294851B - 双级直流变频覆叠极寒机组系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器设备技术领域，具体为一种双级直流变频覆叠极寒机组系统。其特征在于:包括一级换热组和二级换热组；所述冷凝蒸发器包括一级换热管和二级换热管，一级换热管接入一级换热组内，二级换热管接入二级换热组内；一级换热组通过冷凝蒸发器向二级换热组传递热量。本发明优化了传统结构，设置二级加热机构，通过一级换热组和二级换热组接力运行，提高设备启动速度，提升设备产热效率，能更快产出热水；经过本设备加热，每轮换热能够将进水水温提升5摄氏度。

Description

双级直流变频覆叠极寒机组系统

技术领域

本发明涉及换热器设备技术领域，具体为一种双级直流变频覆叠极寒机组系统。

背景技术

传统的热水机组只设置有一级加热机构，启动制热进程缓慢，导致产热效率较低，出水温度提升缓慢。尤其在零下四十度的极寒地区，只有一级加热机构的热水机组基本无法工作。

由于在极寒地区空气换热器表面会结霜。在正常制热状态时，冷媒经主电子膨胀阀与毛细管后进入蒸发器。当环境温度低且湿度大时，空气换热器表面结霜，这样在正常制热之前需要进行对空气换热器进行化霜处理后才能进行工作。若按照目前市场上的空气源机组通常设计，冷媒采用反向流动化霜，化霜时间比较长，机组能效比降低。

此外，空气换热器放置在室外，白天正常运转状态下，容易在外机箱上凝结较薄的冰层；而在夜间极冷状态下，外机箱上的冰层厚度较大，导致设备在第二天无法正常作业。

鉴于此，申请人设计了一款双级直流变频覆叠极寒机组系统，设置二级加热机构，能够提升设备产热效率；此外，本发明优化设计了节流装置，减少化霜时间，提高机组能效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双级直流变频覆叠极寒机组系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双级直流变频覆叠极寒机组系统，其特征在于：包括一级换热组和二级换热组；所述冷凝蒸发器包括一级换热管和二级换热管，一级换热管接入一级换热组内，二级换热管接入二级换热组内；一级换热组通过冷凝蒸发器向二级换热组传递热量；在一级换热组和二级换热组中均串联设置节流装置；

所述节流装置包括第一并联支路、第二并联支路和第三并联支路，在第一并联支路中串联设置节流器用电子膨胀阀，在第二并联支路中串联设置第一毛细管，在第三并联支路中串联设置第二毛细管和单向阀。

优选的，所述一级换热组包括一级低温增焓直流变频压缩机、一级气液分离器、一级四通阀和空气换热器冷凝蒸发换热器，一级低温增焓直流变频压缩机连接一级四通阀的D端口，一级四通阀的D端口连通C端口，一级四通阀的C端口连接冷凝蒸发换热器的一级换热管前端，一级换热管的后端通过节流装置连接空气换热器，空气换热器连接一级四通阀的E端口，一级四通阀的E端口连通一级四通阀的S端口，一级四通阀的S端口连接一级气液分离器，一级气液分离器接回一级低温增焓直流变频压缩机；

优选的，所述二级换热组包括二级低温增焓直流变频压缩机、二级气液分离器、二级四通阀和高效罐式换热器，所述高效罐式换热器包括第一换热管和第二换热管；二级低温增焓直流变频压缩机连接二级四通阀的D端口，二级四通阀的C端口连接高效罐式换热器的第一换热管前端，第一换热管的后端通过节流装置连接冷凝蒸发器的二级换热管前端，冷凝蒸发器的二级换热管后端连接二级四通阀的E端口，二级四通阀的E端口连通二级四通阀的S端口，二级四通阀的S端口连接二级气液分离器，二级气液分离器接回二级低温增焓直流变频压缩机；高效罐式换热器的第二换热管前端连接进水水源，第二换热管的后端连接用水设备。

优选的，在空气换热器的外机箱各个侧壁上分别开设通风窗，在通风窗上安装自动除冰格栅结构。

优选的，所述自动除冰格栅结构包括上滑移杆、下滑移杆和驱动滑轨，在上滑移杆上安装破冰握柄，在上滑移杆和下滑移杆之间平行设置若干根格栅条；在通风窗的上边框上开设上内导向孔，在上滑移杆上开设上外导向孔，在上内导向孔和上外导向孔内插装导向滑块；驱动滑轨安装在通风窗的下边框上；所述驱动滑轨的一端设置滑移控制盒，在驱动滑轨的另一端设置挡块，在滑移驱动盒和挡块上分别开设第一插孔和第二插孔，下滑移杆的两端分别插装在第一插孔和第二插孔内.

优选的，在滑移控制盒内设置滑移驱动电机，滑移驱动电机的电机轴上套装驱动齿轮，在滑移控制盒的侧壁上通过齿轮轴安装从动齿轮，在下滑移杆插入第一插孔内的一端安装套装滑杆套筒，下滑移杆能够相对滑杆套筒围绕中轴线自由转动；在滑杆套筒外固定驱动齿条，所述驱动齿轮和从动齿轮均与驱动齿条相互啮合，驱动齿轮和从动齿轮相互啮合；驱动齿轮上设置第一缺齿部、第二缺齿部、第一有齿部和第二有齿部，第一缺齿部和第二缺齿部相对设置，第一有齿部和第二有齿部相对设置，且第一缺齿部、第二缺齿部、第一有齿部和第二有齿部所占面积相等；

当启动滑移驱动电机时，能够带动驱动齿轮正向转动，继而通过第一有齿部或第二有齿部带动驱动齿条及下滑移杆正向移动，当第一缺齿部或第二缺齿部正对驱动齿条时，第一有齿部或第二有齿部啮合带动从动齿轮反向转动，此时从动齿轮啮合带动驱动齿条及下滑移杆反向移动，以此实现下滑移杆、各个格栅条及上滑移杆正反向往复移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明优化了传统结构，设置两级加热机构，通过一级换热组和二级换热组接力运行，提高设备启动速度，提升设备产热效率，能更快产出热水；经过本设备加热，每轮换热能够将进水水温提升5摄氏度，如进水温度为50-55摄氏度，那么一轮换热即可令出水温度达到55-60摄氏度，多轮换热后可快速提升至所需水温，即便在极寒地区，也能顺利运行。

2.本发明在一级换热组和二级换热组中均设置了节流装置，优化设计的节流装置增设单向阀与毛细管路组合作为旁通管路，可有效增加化霜时冷媒流量，使得空气换热器获得更多的热量，减少化霜时间，提高机组能效。

3.本发明还在空气换热器的外机箱上安装了自动除冰格栅结构。在白天或普通低温环境中，只需启动滑移驱动电机带动驱动齿轮正向转动，继而通过第一有齿部或第二有齿部带动驱动齿条及下滑移杆正向移动，当第一缺齿部或第二缺齿部正对驱动齿条时，第一有齿部或第二有齿部啮合带动从动齿轮反向转动，此时从动齿轮啮合带动驱动齿条及下滑移杆反向移动，以此实现下滑移杆、各个格栅条及上滑移杆正反向往复移动，能够在低温环境中实现自动破冰作业。

当设备处于超低温环境中或者夜间运行时，可关闭滑移驱动电机，定时进行手动破冰除冰。手动破冰时，操作人员可以先拔除导向滑块，然后握持破冰握柄，将上滑移杆和格栅条围绕下滑移杆向外摆动以实现冰壳的破除清理作业。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为一级换热组与冷凝蒸发换热器的结构示意图；

图3为二级换热组与冷凝蒸发换热器的结构示意图；

图4为自动除冰格栅结构在空气换热器的外机箱上的安装结构示意图；

图5为自动除冰格栅结构的结构示意图；

图6为滑移控制盒的内部结构示意图（下滑移杆正向移动状态）；

图7为滑移控制盒的内部结构示意图（下滑移杆反向移动状态）；

图中：1、冷凝蒸发换热器；

I、一级换热组；2、一级四通阀；3、空气换热器；4、高压表；5、针阀；6、压力开关；7、感温探头；8、一级低温增焓直流变频压缩机；9、感温套管；10、一级气液分离器；11、节流器用电子膨胀阀；12、节流装置；13、单向阀；14、第二毛细管；15、第一毛细管；

II、二级换热组；16、二级四通阀；17、二级低温增焓直流变频压缩机；18、二级气液分离器；19、高效罐式换热器；

20、空气换热器的外机箱；21、破冰握柄；22、内导向孔；23、导向滑块；24、外导向孔；25、通风窗；26、格栅条；27、上滑移杆；28、滑移控制盒；29、驱动滑轨；30、下滑移杆；31、第二插孔；32、挡块；33、第一缺齿部；34、驱动齿轮；35、第一有齿部；36、第二有齿部；37、第二缺齿部；38、从动齿轮；39、驱动齿条；40、第一插孔；41、滑杆套筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种双级直流变频覆叠极寒机组系统，包括一级换热组和二级换热组；所述冷凝蒸发器包括一级换热管和二级换热管，一级换热管接入一级换热组内，二级换热管接入二级换热组内；一级换热组通过冷凝蒸发器向二级换热组传递热量。

所述一级换热组包括一级低温增焓直流变频压缩机、一级气液分离器、一级四通阀和空气换热器冷凝蒸发换热器，一级低温增焓直流变频压缩机连接一级四通阀的D端口，一级四通阀的D端口连通C端口，一级四通阀的C端口连接冷凝蒸发换热器的一级换热管前端，一级换热管的后端通过节流装置连接空气换热器，空气换热器连接一级四通阀的E端口，一级四通阀的E端口连通一级四通阀的S端口，一级四通阀的S端口连接一级气液分离器，一级气液分离器接回一级低温增焓直流变频压缩机；所述节流装置包括第一并联支路、第二并联支路和第三并联支路，在第一并联支路中串联设置节流器用电子膨胀阀，在第二并联支路中串联设置第一毛细管，在第三并联支路中串联设置第二毛细管和单向阀。

在一级低温增焓直流变频压缩机和一级四通阀D端口之间的管道上顺序设置感温探头、压力开关、针阀和高压表；在一级气液分离器和一级低温增焓直流变频压缩机之间的管道上设置感温套管。

所述二级换热组包括二级低温增焓直流变频压缩机、二级气液分离器、二级四通阀和高效罐式换热器，所述高效罐式换热器包括第一换热管和第二换热管；二级低温增焓直流变频压缩机连接二级四通阀的D端口，二级四通阀的C端口连接高效罐式换热器的第一换热管前端，第一换热管的后端通过节流装置连接冷凝蒸发器的二级换热管前端，冷凝蒸发器的二级换热管后端连接二级四通阀的E端口，二级四通阀的E端口连通二级四通阀的S端口，二级四通阀的S端口连接二级气液分离器，二级气液分离器接回二级低温增焓直流变频压缩机；高效罐式换热器的第二换热管前端连接进水水源，第二换热管的后端连接用水设备。

在二级低温增焓直流变频压缩机和二级四通阀D端口之间的管道上顺序设置感温探头、压力开关、针阀和高压表；在二级气液分离器和二级低温增焓直流变频压缩机之间的管道上设置感温套管。

本装置的使用过程如下：经过一级低温增焓直流变频压缩机压缩的热媒通过一级低温增焓直流变频压缩机连接一级四通阀的D端口，一级四通阀的D端口连通C端口，一级四通阀的C端口连接冷凝蒸发换热器的一级换热管，一级换热管中的冷媒与冷凝蒸发换热器的二级换热管进行热交换，而后冷媒经过一级换热管的后端通过节流装置后进入空气换热器，吸收空气能后再进入接一级四通阀的E端口，一级四通阀的E端口连通一级四通阀的S端口，冷媒通过一级四通阀的S端口回流至一级气液分离器，一级气液分离器再将冷媒回输到一级低温增焓直流变频压缩机，完成一级换热组的制热循环。

在二级换热组中，通过在冷凝蒸发换热器中热交换得到热量的二级换热管中的冷媒，经过二级四通阀的E端口和二级四通阀的S端口，进入二级气液分离器，二级气液分离器再将冷媒回输至二级低温增焓直流变频压缩机，经过二次压缩升温后，通过二级四通阀的D端口和C端口后输送到高效罐式换热器的第一换热管内，与高效罐式换热器的第二换热管进行热交换，冷媒从高效罐式换热器的第一换热管后端经过节流装置后再次进入冷凝蒸发换热器中热交换进行热交换。在第二换热管内通入进水水源，每轮换热能够将进水水温提升5摄氏度，如进水温度为50-55摄氏度，那么一轮换热即可令出水温度达到55-60摄氏度，多轮换热后可快速提升至所需水温。

实施例二

如图4-7所示，在空气换热器的外机箱各个侧壁上分别开设通风窗，在通风窗上安装自动除冰格栅结构。

所述自动除冰格栅结构包括上滑移杆、下滑移杆和驱动滑轨，在上滑移杆上安装破冰握柄，在上滑移杆和下滑移杆之间平行设置若干根格栅条；在通风窗的上边框上开设上内导向孔，在上滑移杆上开设上外导向孔，在上内导向孔和上外导向孔内插装导向滑块；驱动滑轨安装在通风窗的下边框上；所述驱动滑轨的一端设置滑移控制盒，在驱动滑轨的另一端设置挡块，在滑移驱动盒和挡块上分别开设第一插孔和第二插孔，下滑移杆的两端分别插装在第一插孔和第二插孔内。

在滑移控制盒内设置滑移驱动电机，滑移驱动电机的电机轴上套装驱动齿轮，在滑移控制盒的侧壁上通过齿轮轴安装从动齿轮，在下滑移杆插入第一插孔内的一端安装套装滑杆套筒，下滑移杆能够相对滑杆套筒围绕中轴线自由转动；在滑杆套筒外固定驱动齿条，所述驱动齿轮和从动齿轮均与驱动齿条相互啮合，驱动齿轮和从动齿轮相互啮合；驱动齿轮上设置第一缺齿部、第二缺齿部、第一有齿部和第二有齿部，第一缺齿部和第二缺齿部相对设置，第一有齿部和第二有齿部相对设置，且第一缺齿部、第二缺齿部、第一有齿部和第二有齿部所占面积相等。

当启动滑移驱动电机时，能够带动驱动齿轮正向转动，继而通过第一有齿部或第二有齿部带动驱动齿条及下滑移杆正向移动，当第一缺齿部或第二缺齿部正对驱动齿条时，第一有齿部或第二有齿部啮合带动从动齿轮反向转动，此时从动齿轮啮合带动驱动齿条及下滑移杆反向移动，以此实现下滑移杆、各个格栅条及上滑移杆正反向往复移动，能够在低温环境中实现自动破冰作业。

当设备处于超低温环境中或者夜间运行时，可关闭滑移驱动电机，定时进行手动破冰除冰。手动破冰时，操作人员可以先拔除导向滑块，然后握持破冰握柄，将上滑移杆和格栅条围绕下滑移杆向外摆动（由于滑杆套筒与下滑移杆为同轴转动连接的方式，因此下滑移杆转动时，滑杆套筒及其上固定的驱动齿条位置不变），以实现冰壳的破除清理作业。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种双级直流变频覆叠极寒机组系统，其特征在于：包括一级换热组和二级换热组；冷凝蒸发器包括一级换热管和二级换热管，一级换热管接入一级换热组内，二级换热管接入二级换热组内；一级换热组通过冷凝蒸发器向二级换热组传递热量；在一级换热组和二级换热组中均串联设置节流装置；

所述节流装置包括第一并联支路、第二并联支路和第三并联支路，在第一并联支路中串联设置节流器用电子膨胀阀，在第二并联支路中串联设置第一毛细管，在第三并联支路中串联设置第二毛细管和单向阀；

所述二级换热组包括二级低温增焓直流变频压缩机、二级气液分离器、二级四通阀和高效罐式换热器，所述高效罐式换热器包括第一换热管和第二换热管；二级低温增焓直流变频压缩机连接二级四通阀的D端口，二级四通阀的C端口连接高效罐式换热器的第一换热管前端，第一换热管的后端通过节流装置连接冷凝蒸发器的二级换热管前端，冷凝蒸发器的二级换热管后端连接二级四通阀的E端口，二级四通阀的E端口连通二级四通阀的S端口，二级四通阀的S端口连接二级气液分离器，二级气液分离器接回二级低温增焓直流变频压缩机；高效罐式换热器的第二换热管前端连接进水水源，第二换热管的后端连接用水设备；

在空气换热器的外机箱各个侧壁上分别开设通风窗，在通风窗上安装自动除冰格栅结构；

所述自动除冰格栅结构包括上滑移杆、下滑移杆和驱动滑轨，在上滑移杆上安装破冰握柄，在上滑移杆和下滑移杆之间平行设置若干根格栅条；在通风窗的上边框上开设上内导向孔，在上滑移杆上开设上外导向孔，在上内导向孔和上外导向孔内插装导向滑块；驱动滑轨安装在通风窗的下边框上；所述驱动滑轨的一端设置滑移控制盒，在驱动滑轨的另一端设置挡块，在滑移驱动盒和挡块上分别开设第一插孔和第二插孔，下滑移杆的两端分别插装在第一插孔和第二插孔内。

2.根据权利要求1所述的一种双级直流变频覆叠极寒机组系统，其特征在于：所述一级换热组包括一级低温增焓直流变频压缩机、一级气液分离器、一级四通阀和空气换热器冷凝蒸发换热器，一级低温增焓直流变频压缩机连接一级四通阀的D端口，一级四通阀的D端口连通C端口，一级四通阀的C端口连接冷凝蒸发换热器的一级换热管前端，一级换热管的后端通过节流装置连接空气换热器，空气换热器连接一级四通阀的E端口，一级四通阀的E端口连通一级四通阀的S端口，一级四通阀的S端口连接一级气液分离器，一级气液分离器接回一级低温增焓直流变频压缩机。

3.根据权利要求1所述的一种双级直流变频覆叠极寒机组系统，其特征在于：在滑移控制盒内设置滑移驱动电机，滑移驱动电机的电机轴上套装驱动齿轮，在滑移控制盒的侧壁上通过齿轮轴安装从动齿轮，在下滑移杆插入第一插孔内的一端安装套装滑杆套筒，下滑移杆能够相对滑杆套筒围绕中轴线自由转动；在滑杆套筒外固定驱动齿条，所述驱动齿轮和从动齿轮均与驱动齿条相互啮合，驱动齿轮和从动齿轮相互啮合；驱动齿轮上设置第一缺齿部、第二缺齿部、第一有齿部和第二有齿部，第一缺齿部和第二缺齿部相对设置，第一有齿部和第二有齿部相对设置，且第一缺齿部、第二缺齿部、第一有齿部和第二有齿部所占面积相等；

当启动滑移驱动电机时，能够带动驱动齿轮正向转动，继而通过第一有齿部或第二有齿部带动驱动齿条及下滑移杆正向移动，当第一缺齿部或第二缺齿部正对驱动齿条时，第一有齿部或第二有齿部啮合带动从动齿轮反向转动，此时从动齿轮啮合带动驱动齿条及下滑移杆反向移动，以此实现下滑移杆、各个格栅条及上滑移杆正反向往复移动。