CN204141879U - 热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热泵系统，该热泵系统包括：多个压缩机，多个压缩机按照压缩等级由低到高串联连接；多个冷凝器，多个压缩机与多个冷凝器一一对应设置，且每个冷凝器的输入端口与对应的压缩机的输出端口相连通，每个冷凝器的输出端口通过管线相互连通；换热管线，换热管线与由低到高排列的多个冷凝器顺次连通，以通过多个冷凝器对换热管线内的换热介质逐级加热。通过该热泵系统，将多个压缩机按压缩等级由低到高串联连接，能够实现高温制冷剂的逐级压缩；并且每个冷凝器对应与压缩机连通，进而实现制冷剂的多级冷凝，如此能够降低该热泵系统内冷凝器和压缩机的工作温差，进而降低每个冷凝器和压缩机的工作负荷，提高了整体热泵系统的能效。

Description

热泵系统

技术领域

本实用新型涉及一种热泵系统。

背景技术

目前，在热泵系统中，制冷剂通过压缩机进行压缩，并将制冷剂送入冷凝器中冷凝。现有技术中，热泵系统在温差较大环境下工作时，易增加压缩机的工作负荷，压缩机消耗较大能量才能将高温制冷剂输送至冷凝器中，如此会增加压缩机负荷，降低整体热泵系统的能效。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种热泵系统，通过该热泵系统对制冷剂逐级压缩、冷凝，降低了每个压缩机的工作负荷，提高了整体热泵系统的能效。

为了实现上述目的，根据本实用新型提供的一种热泵系统，该热泵系统包括：多个压缩机，多个压缩机按照压缩等级由低到高串联连接；多个冷凝器，多个压缩机与多个冷凝器一一对应设置，且每个冷凝器的输入端口与对应的压缩机的输出端口相连通，每个冷凝器的输出端口通过管线相互连通；换热管线，换热管线与由低到高排列的多个冷凝器顺次连通，以通过多个冷凝器对换热管线内的换热介质逐级加热。

进一步地，该换热管线包括多个输出端口，以输出每个冷凝器对换热管线内加热后的换热介质。

进一步地，该多个压缩机包括第一压缩机和第二压缩机，多个冷凝器包括第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器的输入端口与第一压缩机的输出端口连通；第二压缩机的输入端口与第一压缩机的输出端口连通；第二冷凝器的输入端口与第二压缩机的输出端口连通，第二冷凝器的输出端口与第一冷凝器的输出端口连通；热泵系统还包括第一膨胀阀，第一膨胀阀设置在第一冷凝器的输出端口与第二冷凝器的输出端口相连通的管线上。

进一步地，该热泵系统还包括第一换热器，第一冷凝器的输出端口和第二冷凝器的输出端口连通后与第一换热器的输入端口连通；换热管线顺次连通第一换热器、第一冷凝器和第二冷凝器，换热管线包括第一输出端口和第二输出端口，第一输出端口从第一冷凝器和第二冷凝器之间连接的管线上引出，第二输出端口从第二冷凝器内引出。

进一步地，该热泵系统还包括第二换热器，第二换热器设置在第一压缩机输出端口与第二压缩机输入端口连通的管线上；换热管线顺次连通第一换热器、第一冷凝器、第二换热器和第二冷凝器，换热管线包括第一输出端口和第二输出端口，第一输出端口从第二换热器内引出，第二输出端口从第二冷凝器内引出。

进一步地，该热泵系统还包括第一换热器，第一换热器设置在第二冷凝器与第一膨胀阀连通的管线上；换热管线顺次连通第一换热器、第一冷凝器和第二冷凝器，换热管线包括第一输出端口和第二输出端口，第一输出端口从第一冷凝器内引出，第二输出端口从第二冷凝器内引出。

进一步地，该热泵系统还包括第二换热器，第二换热器设置在第一压缩机输出端口与第二压缩机输入端口的管线上；换热管线顺次连通第二换热器、第一换热器、第一冷凝器和第二冷凝器，换热管线包括第一输出端口和第二输出端口，第一输出端口从第一冷凝器内引出，第二输出端口从第二冷凝器内引出。

进一步地，该热泵系统还包括由至少一个蒸发器组成的蒸发器组，蒸发器组的两端分别与第一压缩机的输入端口、第一冷凝器的输出端口与第二冷凝器的输出端口连通的管线相连接。

进一步地，该蒸发器组包括：第一蒸发器和第二蒸发器，第一蒸发器的输入端口和第二蒸发器的输入端口相连通，第一蒸发器的输出端口和第二蒸发器的输出端口连通后与第一压缩机的输入端口连通；第一连接管线，第一连接管线一端与第一冷凝器的输出端口和第二冷凝器的输出端口连通的管线连接，第一连接管线的另一端与第一蒸发器的输入端口和第二蒸发器的输入端口相连通的管线连接。

进一步地，该蒸发器组还包括：第二膨胀阀，第二膨胀阀设置在第一蒸发器的输入端口和第二蒸发器的输入端口相连通的管线上；第二连接管线，第二连接管线分别与第一蒸发器的输入端口、第二蒸发器的输入端口连通；第一截止阀，第一截止阀设置在第二连接管线上。

进一步地，该热泵系统还包括：第三压缩机，第三压缩机设置在第二蒸发器与第一压缩机相连通的管线上，第三压缩机的输入端口与第二蒸发器的输出端口连通，第三压缩机的输出端口与第一蒸发器的输出端口连通；第二截止阀，第二截止阀设置在第三压缩机的输出端口与第一蒸发器的输出端口连通的管线上；第三连接管线，第三连接管线的一端设置在第三压缩机与第二截止阀连接的管线上，第三连接管线的另一端与第一压缩机的输出端口连接；第三截止阀，第三截止阀设置在第三连接管线上。

进一步地，该蒸发器组还包括第三膨胀阀，第三膨胀阀设置在第一连接管线上。

应用本实用新型的技术方案，提供一种热泵系统，通过设置多个压缩机和多个冷凝器，且多个压缩机按压缩等级由低到高串联连接，能够实现高温制冷剂的逐级压缩；并且每个冷凝器对应与压缩机连通，进而实现制冷剂的多级冷凝，如此能够降低该热泵系统内冷凝器和压缩机的工作温差，进而降低每个冷凝器和压缩机的工作负荷，提高了整体热泵系统的能效。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型提供的热泵系统的第一实施例的结构示意图；

图2示出了本实用新型提供的热泵系统的第二实施例的结构示意图；

图3示出了本实用新型提供的热泵系统的第三实施例的结构示意图。

附图标记为：

10、换热管线；21、第一压缩机；22、第二压缩机；23、第三压缩机；31、第一冷凝器；32、第二冷凝器；41、第一膨胀阀；42、第二膨胀阀；43、第三膨胀阀；51、第一换热器；52、第二换热器；61、第一蒸发器；62、第二蒸发器；71、第一连接管线；72、第二连接管线；73、第三连接管线；81、第一截止阀；82、第二截止阀；83、第三截止阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种热泵系统，该热泵系统包括：多个压缩机，多个压缩机按照压缩等级由低到高串联连接；多个冷凝器，多个压缩机与多个冷凝器一一对应设置，且每个冷凝器的输入端口与对应的压缩机的输出端口相连通，每个冷凝器的输出端口通过管线相互连通；换热管线10，换热管线10与由低到高排列的多个冷凝器顺次连通，以通过多个冷凝器对换热管线10内的换热介质逐级加热。

根据本实用新型提供的热泵系统，将多个压缩机按照压缩等级由低到高串联连接，能够实现压缩机内制冷剂的逐级加压，通过设置多个冷凝器，多个冷凝器的冷凝等级不同，并将每个冷凝器的输入端口与相应的压缩机的输出端口连通，即低压缩等级的压缩机与低冷凝等级的冷凝器对应连接，以实现制冷剂的逐级冷凝；通过将换热管线10按照冷凝器排列顺序顺次连通，使得换热管线10内的换热介质能够逐级加热，使得换热介质在加热过程中更加稳定。通过本实用新型提供的热泵系统，能够降低该热泵系统内冷凝器和压缩机的工作温差，进而降低每个冷凝器和压缩机的工作负荷，提高了整体热泵系统的能效。

进一步地，该换热管线10包括多个输出端口，以输出每个冷凝器对换热管线10内加热后的换热介质。

通过在换热管线10上设置多个输出端口，能够输出不同温度的换热介质，以满足人们在使用中的不同需求。

进一步地，该多个压缩机包括第一压缩机21和第二压缩机22，多个冷凝器包括第一冷凝器31和第二冷凝器32，第一冷凝器31的输入端口与第一压缩机21的输出端口连通；第二压缩机22的输入端口与第一压缩机21的输出端口连通；第二冷凝器32的输入端口与第二压缩机22的输出端口连通，第二冷凝器32的输出端口与第一冷凝器31的输出端口连通；热泵系统还包括第一膨胀阀41，第一膨胀阀41设置在第一冷凝器31的输出端口与第二冷凝器32的输出端口相连通的管线上。

在本实用新型提供的一具体实施例中，该热泵系统包括两个压缩机和两个冷凝器，使得制冷剂能够提供二级压缩和二级冷凝。热泵系统工作时，制冷剂从第一压缩机21排出并分成两路，一部分制冷剂流向第一冷凝器31，在第一冷凝器31内冷凝换热并冷凝为液体，释放制冷剂中的热量；另一部分制冷剂流向第二压缩机22，经过第二压缩机22和第二冷凝器32，在第二冷凝器32内冷凝换热并被冷凝为液体，释放制冷剂中的热量，该制冷剂经过第一膨胀阀41后与从第一冷凝器31流出的制冷剂进行混合。

如图1所示，在本实用新型提供的第一实施例中，进一步地，该热泵系统还包括第一换热器51和第二换热器52，第一冷凝器31的输出端口和第二冷凝器32的输出端口连通后与第一换热器51的输入端口连通；第二换热器52设置在第一压缩机21输出端口与第二压缩机22输入端口连通的管线上；换热管线10顺次连通第一换热器51、第一冷凝器31、第二换热器52和第二冷凝器32，换热管线10包括第一输出端口和第二输出端口，第一输出端口从第二换热器52内引出，第二输出端口从第二冷凝器32内引出。

其中，第一冷凝器31具有中间冷凝温度，第二冷凝器32具有目标冷凝温度，换热介质先通过与第一冷凝器31换热，升到一个中间温度，然后再与第二冷凝器32换热，升到目标温度。换热媒介的中间温度可以用于如房间地板采暖等所需温度低的应用场合，换热媒介的目标温度可以用于如生活热水供应和辐射供暖等所需温度高的应用场合。此外，在该热泵系统中，可以由一个换热器完成换热介质与制冷剂的换热，也可由两个换热器完成换热工序，即第一换热器51和第二换热器52的设置可按需要进行相应调整，只要能满足制冷剂与换热介质之间的换热即可。

如图2所示，在本实用新型提供的第二实施例中，进一步地，该热泵系统还包括第一换热器51和第二换热器52，将第一换热器51设置在第二冷凝器32与第一膨胀阀41连通的管线上；将第二换热器52设置在第一压缩机21输出端口与第二压缩机22输入端口的管线上；该换热管线10顺次连通第二换热器52、第一换热器51、第一冷凝器31和第二冷凝器32，换热管线10包括第一输出端口和第二输出端口，第一输出端口从第一冷凝器31内引出，第二输出端口从第二冷凝器32内引出。通过该连接结构，从而实现另一换热管线10的设置方式。

如图3所示，在本实用新型提供的第三实施例中，进一步地，该热泵系统还包括第一换热器51，将第一换热器51设置在第二冷凝器32与第一膨胀阀41连通的管线上；将换热管线10顺次连通第一换热器51、第一冷凝器31和第二冷凝器32，换热管线10包括第一输出端口和第二输出端口，第一输出端口从第一冷凝器31内引出，第二输出端口从第二冷凝器32内引出。通过该连接结构，以实现又一换热管线10的设置方式。

进一步地，该热泵系统还包括由至少一个蒸发器组成的蒸发器组，蒸发器组的两端分别与第一压缩机21的输入端口、第一冷凝器31的输出端口与第二冷凝器32的输出端口连通的管线相连接。

通过设置蒸发器组，使得由第一冷凝器31和第二冷凝器32输出的低温低压制冷剂在经过蒸发器组时进行热交换，使低温制冷剂对外界的热源进行吸收，以降低外界热源的温度。吸收热量后的制冷剂可返回第一压缩机21中，并由第一冷凝器31和第二冷凝器32进行冷凝，如此形成循环。

进一步地，该蒸发器组包括：第一蒸发器61和第二蒸发器62，第一蒸发器61的输入端口和第二蒸发器62的输入端口相连通，第一蒸发器61的输出端口和第二蒸发器62的输出端口连通后与第一压缩机21的输入端口连通；第一连接管线71，第一连接管线71一端与第一冷凝器31的输出端口和第二冷凝器32的输出端口连通的管线连接，第一连接管线71的另一端与第一蒸发器61的输入端口和第二蒸发器62的输入端口相连通的管线连接。

从第一膨胀阀41出来的制冷剂与从第一冷凝器31内冷凝的制冷剂通过第一连接管线71，可分别流入第一蒸发器61和第二蒸发器62内，以分别对第一蒸发器61和第二蒸发器62内的热源进行吸热。

进一步地，该蒸发器组还包括：第二膨胀阀42，第二膨胀阀42设置在第一蒸发器61的输入端口和第二蒸发器62的输入端口相连通的管线上；第二连接管线72，第二连接管线72分别与第一蒸发器61的输入端口、第二蒸发器62的输入端口连通；第一截止阀81，第一截止阀81设置在第二连接管线72上。

从第一连接管线71流出的制冷剂分成两路：一部分制冷剂流向第一蒸发器61，在第一蒸发器61内吸取外界高温热源热量蒸发成气体；另一部分制冷剂取决于第二蒸发器62的热源温度，当第一蒸发器61的热源温度高于第二蒸发器62的热源温度时，这部分制冷剂经第二膨胀阀42流向第二蒸发器62，在第二蒸发器62内吸取外界低温热源热量蒸发成气体。当第一蒸发器61的热源温度与第二蒸发器62的热源温度相同时，第二膨胀阀42关闭，制冷剂经第一截止阀81流向第二蒸发器62，在第二蒸发器62内吸取热量蒸发成气体，并与第一蒸发器61吸取热量蒸发的气体汇合，经第一压缩机21压缩返回第一冷凝器31和第二冷凝器32中。

进一步地，该热泵系统还包括：第三压缩机23，第三压缩机23设置在第二蒸发器62与第一压缩机21相连通的管线上，第三压缩机23的输入端口与第二蒸发器62的输出端口连通，第三压缩机23的输出端口与第一蒸发器61的输出端口连通；第二截止阀82，第二截止阀82设置在第三压缩机23的输出端口与第一蒸发器61的输出端口连通的管线上；第三连接管线73，第三连接管线73的一端设置在第三压缩机23与第二截止阀连接的管线上，第三连接管线73的另一端与第一压缩机21的输出端口连接；第三截止阀83，第三截止阀83设置在第三连接管线73上。

在本实用新型提供的具体实施例中，从第一连接管线71流出的制冷剂分成两路：一部分制冷剂流向第一蒸发器61，在第一蒸发器61内吸取外界高温热源热量蒸发成气体；另一部分制冷剂取决于第二蒸发器62的热源温度，当第一蒸发器61的热源温度高于第二蒸发器62的热源温度时，第二截止阀82打开，第三截止阀83关闭，这部分制冷剂经第二膨胀阀42流向第二蒸发器62，在第二蒸发器62内吸取外界低温热源热量蒸发成气体，然后再经过第三压缩机23压缩后与从第一蒸发器61流出的制冷剂混合流入第一压缩机21。当只有一个热源时，第二截止阀82关闭，第三截止阀83打开，从第二蒸发器62输出的制冷剂，经第三压缩机23压缩后经第三连接管线73与从第一压缩机21流出的制冷剂合流。通过设置第一蒸发器61和第二蒸发器62能够针对可能存在不同温度热源的应用场合，高效吸取不同温度热源的热量。

进一步地，该蒸发器组还包括第三膨胀阀43，第三膨胀阀43设置在第一连接管线71上。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种热泵系统，其特征在于，所述热泵系统包括：

多个压缩机，所述多个压缩机按照压缩等级由低到高串联连接；

多个冷凝器，所述多个压缩机与所述多个冷凝器一一对应设置，且每个所述冷凝器的输入端口与对应的所述压缩机的输出端口相连通，每个所述冷凝器的输出端口通过管线相互连通；

换热管线(10)，所述换热管线(10)与由低到高排列的所述多个冷凝器顺次连通，以通过所述多个冷凝器对所述换热管线(10)内的换热介质逐级加热。

2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述换热管线(10)包括多个输出端口，以输出每个所述冷凝器对所述换热管线(10)内加热后的换热介质。

3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述多个压缩机包括第一压缩机(21)和第二压缩机(22)，所述多个冷凝器包括第一冷凝器(31)和第二冷凝器(32)，所述第一冷凝器(31)的输入端口与所述第一压缩机(21)的输出端口连通；

所述第二压缩机(22)的输入端口与所述第一压缩机(21)的输出端口连通；

所述第二冷凝器(32)的输入端口与所述第二压缩机(22)的输出端口连通，所述第二冷凝器(32)的输出端口与所述第一冷凝器(31)的输出端口连通；

所述热泵系统还包括第一膨胀阀(41)，所述第一膨胀阀(41)设置在所述第一冷凝器(31)的输出端口与所述第二冷凝器(32)的输出端口相连通的管线上。

4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，

所述热泵系统还包括第一换热器(51)，所述第一冷凝器(31)的输出端口和所述第二冷凝器(32)的输出端口连通后与所述第一换热器(51)的输入端口连通；

所述换热管线(10)顺次连通所述第一换热器(51)、所述第一冷凝器(31)和所述第二冷凝器(32)，所述换热管线(10)包括第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口从所述第一冷凝器(31)和所述第二冷凝器(32)之间连接的管线上引出，所述第二输出端口从所述第二冷凝器(32)内引出。

5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括第二换热器(52)，所述第二换热器(52)设置在所述第一压缩机(21)输出端口与所述第二压缩机(22)输入端口连通的管线上；所述换热管线(10)顺次连通所述第一换热器(51)、所述第一冷凝器(31)、所述第二换热器(52)和所述第二冷凝器(32)，所述换热管线(10)包括第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口从所述第二换热器(52)内引出，所述第二输出端口从所述第二冷凝器(32)内引出。

6.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，

所述热泵系统还包括第一换热器(51)，所述第一换热器(51)设置在所述第二冷凝器(32)与所述第一膨胀阀(41)连通的管线上；

所述换热管线(10)顺次连通所述第一换热器(51)、所述第一冷凝器(31)和所述第二冷凝器(32)，所述换热管线(10)包括第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口从所述第一冷凝器(31)内引出，所述第二输出端口从所述第二冷凝器(32)内引出。

7.根据权利要求6所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括第二换热器(52)，所述第二换热器(52)设置在所述第一压缩机(21)输出端口与所述第二压缩机(22)输入端口的管线上；所述换热管线(10)顺次连通所述第二换热器(52)、所述第一换热器(51)、所述第一冷凝器(31)和所述第二冷凝器(32)，所述换热管线(10)包括第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口从所述第一冷凝器(31)内引出，所述第二输出端口从所述第二冷凝器(32)内引出。

8.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括由至少一个蒸发器组成的蒸发器组，所述蒸发器组的两端分别与所述第一压缩机(21)的输入端口、所述第一冷凝器(31)的输出端口与所述第二冷凝器(32)的输出端口连通的管线相连接。

9.根据权利要求8所述的热泵系统，其特征在于，所述蒸发器组包括：

第一蒸发器(61)和第二蒸发器(62)，所述第一蒸发器(61)的输入端口和所述第二蒸发器(62)的输入端口相连通，所述第一蒸发器(61)的输出端口和所述第二蒸发器(62)的输出端口连通后与所述第一压缩机(21)的输入端口连通；

第一连接管线(71)，所述第一连接管线(71)一端与所述第一冷凝器(31)的输出端口和所述第二冷凝器(32)的输出端口连通的管线连接，所述第一连接管线(71)的另一端与所述第一蒸发器(61)的输入端口和所述第二蒸发器(62)的输入端口相连通的管线连接。

10.根据权利要求9所述的热泵系统，其特征在于，所述蒸发器组还包括：

第二膨胀阀(42)，所述第二膨胀阀(42)设置在所述第一蒸发器(61)的输入端口和所述第二蒸发器(62)的输入端口相连通的管线上；

第二连接管线(72)，所述第二连接管线(72)分别与所述第一蒸发器(61)的输入端口、所述第二蒸发器(62)的输入端口连通；

第一截止阀(81)，所述第一截止阀(81)设置在所述第二连接管线(72)上。

11.根据权利要求10所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括：

第三压缩机(23)，所述第三压缩机(23)设置在所述第二蒸发器(62)与所述第一压缩机(21)相连通的管线上，所述第三压缩机(23)的输入端口与所述第二蒸发器(62)的输出端口连通，所述第三压缩机(23)的输出端口与所述第一蒸发器(61)的输出端口连通；

第二截止阀(82)，所述第二截止阀(82)设置在所述第三压缩机(23)的输出端口与所述第一蒸发器(61)的输出端口连通的管线上；

第三连接管线(73)，所述第三连接管线(73)的一端设置在所述第三压缩机(23)与所述第二截止阀(82)连接的管线上，所述第三连接管线(73)的另一端与所述第一压缩机(21)的输出端口连接；

第三截止阀(83)，所述第三截止阀(83)设置在所述第三连接管线(73)上。

12.根据权利要求9所述的热泵系统，其特征在于，所述蒸发器组还包括第三膨胀阀(43)，所述第三膨胀阀(43)设置在所述第一连接管线(71)上。