CN201740300U - 带中间冷却器的二级压缩热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统。系统由低压级压缩机、中间冷却器、高压级压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及截止阀等器件组成，各器件之间由制冷剂管道连接，制冷剂循环回路分为带中间冷却器的二级压缩长循环回路和只包含一台压缩机的短循环回路，其主要特征是：系统配置了中间冷却器。系统通过截止阀的开启/关闭，可控制制冷剂在长循环回路或短循环回路中运行，即在室外温度较低时可采用带中间冷却器的二级压缩，而在温度气温较高时，可单独使用一台压缩机压缩，热泵机组运行的温度适应性大大提高，既能在常温工况下高效可靠运行，又能在低温工况下安全正常运行。
Description
所属技术领域
本实用新型属于热泵技术领域，涉及一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统。
背景技术
众所周知，热泵作为一种节能技术受到了世界各国的普遍重视，而空气源热泵可从环境大气中吸取丰富的低品位能量，使用方便，安装费用较低，因此空气源热泵成为热泵产品中最为广泛应用的一种。但是，传统空气源热泵的应用范围受到环境因素的约束：随着室外温度的降低，用户的需热量不断增加，当室外气温很低时，机组会出现制热量难以满足用户采暖需求的问题。同时，随着压缩机压力比的增加，其COP急剧下降，排气温度迅速升高，从而导致压缩机不能正常运行甚至损坏。针对传统空气源热泵在低温环境中使用的局限性，国内外专家学者提出了一些解决方案，包括采用非共沸工质、采用变频技术、采用辅助加热器系统、采用提高润滑油流量冷却压缩机的热泵系统、采用复叠式蒸汽压缩的热泵系统、采用双级耦合热泵系统等。
发明内容
本实用新型的目的就是针对传统空气源热泵系统在低温环境下使用所存在的制热量不能满足用户采暖要求，以及随着压缩机压缩比的增加，排气温度迅速升高，导致压缩机不能正常运行，甚至损坏压缩机的问题，而提供一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统。
本实用新型的技术解决方案是：一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统，主要由低压级压缩机、中间冷却器、高压级压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及截止阀A、截止阀B、截止阀C、截止阀D等器件组成，各器件之间由制冷剂管道连接，制冷剂循环回路分为制冷剂长循环回路及制冷剂短循环回路，其主要特征是：系统配置了低压级压缩机及高压级压缩机，在低压级压缩机、高压级压缩机之间配置了中间冷却器。
本实用新型技术解决方案中所述的压缩机，系统配置了低压级压缩机及高压级压缩机，低压级压缩机和高压级压缩机均设有一个吸气口和一个出气口，低压级压缩机的吸气口与截止阀A、蒸发器的制冷剂出口相连，低压级压缩机的出口与中间冷却器的制冷剂进口相连，高压级压缩机的进口与中间冷却器的制冷剂出口、截止阀B相连，高压级压缩机的出口与冷凝器的制冷剂进口相连。
本实用新型技术解决方案中所述的中间冷却器，系列管式换热器，仅在制冷剂长循环回路使用，管内介质制冷剂降温，管外介质循环水升温。
本实用新型技术解决方案中所述的制冷剂长循环回路，系统中仅有一条，其回路中包含有低压级压缩机、中间冷却器及高压级压缩机，该回路是通过关闭截止阀C、截止阀D，并开启截止阀A、截止阀B而实现的，其流程是：低压级压缩机进口→低压级压缩机出口→中间冷却器的制冷剂进口→中间冷却器的制冷剂出口→高压级压缩机进口→高压级压缩机出口→冷凝器的制冷剂进口→冷凝器的制冷剂出口→膨胀阀进口→膨胀阀出口→蒸发器进口→蒸发器出口→低压级压缩机进口。
本实用新型技术解决方案中所述的制冷剂短循环回路，该回路在系统中有两条：一条是未包含低压级压缩机及中间冷却器的短循环回路，该回路是通过关闭截止阀A、截止阀C，并开启截止阀D、截止阀B而实现的，其流程是：高压级压缩机进口→高压级压缩机出口→冷凝器的制冷剂进口→冷凝器的制冷剂出口→膨胀阀进口→膨胀阀出口→蒸发器进口→蒸发器出口→截止阀D进口→截止阀D出口→截止阀B进口→截止阀B出口→高压级压缩机进口；另一条是未包含中间冷却器及高压级压缩机的短循环回路，该回路是通过关闭截止阀B、截止阀D，并开启截止阀A、截止阀C而实现的，其流程是：低压级压缩机进口→低压级压缩机出口→截止阀C进口→截止阀C出口→冷凝器的制冷剂进口→冷凝器的制冷剂出口→膨胀阀进口→膨胀阀出口→蒸发器进口→蒸发器出口→截止阀A进口→截止阀A出口→低压级压缩机进口。
本实用新型的有益效果是：由于系统的制冷剂压缩采用二级压缩，在低压级压缩机和高压级压缩机之间设置了中间冷却器，通过截止阀的开启/关闭控制，系统的制冷剂可在包含有中间冷却器、低压级压缩机、高压级压缩机的长循环回路中运行，此时，进入高压级压缩机吸气口的制冷剂在中间冷却器中被冷却，可降低高压级压缩机排气比焓，从而可降低高压级压缩机的排气温度，可避免机组应用于低温工况下由于压缩比增大而使高压级压缩机不能正常工作的问题，同时，系统通过截止阀的开启/关闭控制，系统的制冷剂可不进行高压级压缩机或低压级压缩机压缩，即在室外气温较高或很高时，可单独使用一台高压级压缩机压缩或单独使用一台低压级压缩机压缩，达到减少制热量的目的，使热泵机组运行的温度适应性大大提高。
下面，结合附图对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的工艺流程示意图。
图中：1、低压级压缩机；2、中间冷却器；3 冷却水进口；4、冷却水出口；5、截止阀B；6、高压级压缩机；7、截止阀C；8、冷凝器；9、膨胀阀；10、蒸发器；11、截止阀D；12、截止阀A。
具体实施方式
本实用新型实施例如图1所示。系统主要由低压级压缩机(1)、中间冷却器(2)、高压级压缩机(6)、冷凝器(8)、膨胀阀(9)、蒸发器(10)以及截止阀A(12)、截止阀B(5)、截止阀C(7)、截止阀D(11)等器件组成，各器件之间由制冷剂管道连接。系统配置了低压级压缩机(1)及高压级压缩机(6)，在低压级压缩机(1)、高压级压缩机(6)之间配置了中间冷却器(2)。
系统所配置的压缩机分为低压级压缩机(1)及高压级压缩机(6)，两种压缩机均设有一个吸气口和一个出气口，低压级压缩机(1)的吸气口与截止阀A(12)、蒸发器(10)出口相连，低压级压缩机(1)的出口与中间冷却器(2)的制冷剂进口相连，高压级压缩机(6)的进口与中间冷却器(2)的制冷剂出口、截止阀B(5)相连，高压级压缩机(6)的出口与冷凝器(8)的制冷剂进口相连。
系统的中间冷却器(2)的列管内运行制冷剂，制冷剂在中间冷却器(2)内降温，管外的循环水升温。
系统的制冷剂长循环回路仅一条，其回路中包含有低压级压缩机(1)、中间冷却器(2)及高压级压缩机(6)，该回路是通过关闭截止阀C(7)、截止阀D(10)，并开启截止阀A(12)、截止阀B(5)而实现。
系统的制冷剂短循环回路有两条：一条是未包含低压级压缩机(1)及中间冷却器(2)的短循环回路，该回路是通过关闭截止阀A(12)、截止阀C(7)，并开启截止阀D(11)、截止阀B(5)而实现的；另一条是未包含中间冷却器(2)及高压级压缩机(6)的短循环回路，该回路是通过关闭截止阀B(5)、截止阀D(11)，并开启截止阀A(12)、截止阀C(7)而实现的，
本实用新型的制冷剂可在包含有中间冷却器(2)、低压级压缩机(1)、高压级压缩机(6)的长循环回路中运行，此时，进入高压级压缩机(6)吸气口的制冷剂在中间冷却器(2)中被冷却，可降低高压级压缩机(6)排气比焓，从而可降低高压级压缩机(6)的排气温度，可避免机组应用于低温工况下由于压缩比增大而使高压级压缩机(6)不能正常工作的问题，同时，系统通过截止阀的开启/关闭控制，制冷剂可不进行高压级压缩机(6)或低压级压缩机(1)压缩，即在室外气温较高或很高时，可单独使用一台高压级压缩机(6)或单独使用一台低压级压缩机(1)，达到减少制热量的目的，使热泵机组运行的温度适应性大大提高。
Claims (5)
1.一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统，主要由低压级压缩机(1)、中间冷却器(2)、高压级压缩机(6)、冷凝器(8)、膨胀阀(9)、蒸发器(10)以及截止阀A(12)、截止阀B(5)、截止阀C(7)、截止阀D(11)等器件组成，各器件之间由制冷剂管道连接，制冷剂循环回路分为制冷剂长循环回路及制冷剂短循环回路，其主要特征是：系统配置了低压级压缩机(1)及高压级压缩机(6)，在低压级压缩机(1)、高压级压缩机(6)之间配置了中间冷却器(2)。
2.根据权利要求1所述的一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统，其特征在于：所述的压缩机配置了低压级压缩机(1)及高压级压缩机(2)，低压级压缩机(1)和高压级压缩机(6)均设有一个吸气口和一个出气口，低压级压缩机(1)的吸气口与蒸发器(7)的制冷剂出口相连，低压级压缩机(1)的出口与中间冷却器(2)的制冷剂进口相连，高压级压缩机(6)的进口与中间冷却器(2)的制冷剂出口、截止阀B(5)相连，高压级压缩机(6)的出口与冷凝器(8)的制冷剂进口相连。
3.根据权利要求1所述的一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统，其特征在于：所述的制冷剂长循环回路，该回路是通过关闭截止阀C(7)、截止阀D(11)，并开启截止阀A(12)、截止阀B(5)而实现的，其流程是，低压级压缩机(1)进口→低压级压缩机(1)出口→中间冷却器(2)的制冷剂进口→中间冷却器(2)的制冷剂出口→高压级压缩机(6)进口→高压级压缩机(6)出口→冷凝器(8)的制冷剂进口→冷凝器(8)的制冷剂出口→膨胀阀(9)进口→膨胀阀(9)出口→蒸发器(10)进口→蒸发器(10)出口→低压级压缩机(1)进口。
4.根据权利要求1所述的一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统，其特征在于：所述的制冷剂短循环回路，该回路在系统中有两条，其中的一条是未包含低压级压缩机(1)及中间冷却器(2)的短循环回路，该回路是通过关闭截止阀A(12)、截止阀C(7)，并开启截止阀D(11)、截止阀B(5)而实现的，其流程是，高压级压缩机(6)进口→高压级压缩机(6)出口→冷凝器(8)的制冷剂进口→冷凝器(8)的制冷剂出口→膨胀阀(9)进口→膨胀阀(9)出口→蒸发器(10)进口→蒸发器(10)出口→截止阀D(11)进口→截止阀D(11)出口→截止阀B(5)进口→截止阀B(5)出口→高压级压缩机(6)进口。
5.根据权利要求1所述的一种带中间冷却器的二级压缩热泵系统，其特征在于：所述的制冷剂短循环回路，该回路在系统中有两条，其中的另一条是未包含中间冷却器(2)及高压级压缩机(6)的短循环回路，该回路是通过关闭截止阀B(5)、截止阀D(11)，并开启截止阀A(12)、截止阀C(7)而实现的，该回路是通过关闭截止阀B、截止阀D，并开启截止阀A、截止阀C而实现的，其流程是，低压级压缩机(1)进口→低压级压缩机(1)出口→截止阀C(7)进口→截止阀C(7)出口→冷凝器(8)的制冷剂进口→冷凝器(8)的制冷剂出口→膨胀阀(9)进口→膨胀阀(9)出口→蒸发器(10)进口→蒸发器(10)出口→截止阀A(12)进口→截止阀A(12)出口→低压级压缩机(1)进口。
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