CN204313513U - 复叠冷暖两用高温热泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种复叠冷暖两用高温热泵，包括第一级压缩机、四通阀、第一气液分离器、蒸发冷凝器、空气蒸发器、第二压缩机、第二气液分离器、热交换器、水泵、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀；采用复叠压缩原理，拉大第一级低压与第二级高压的压缩比至10以上，在环境温度低于零下25度时仍可轻松让第二级压缩机使用134a或高温复配冷媒加温至80度以上，COP仍保有1.5以上水平；可用于冬天产生高温热水供采暖使用，也可用于夏天产生低温冰水供空调使用，真正做到全年使用，其环境温度限制低，节能减排降低霾害；同时，使用热水化霜设计，解决使用冷媒频繁化霜而热水无法温升的问题。

Description

复叠冷暖两用高温热泵

技术领域

本实用新型涉及热泵领域技术，尤其是指一种复叠冷暖两用高温热泵。                       

背景技术

目前，单压缩机在环境温度低于0度时，除二氧化碳压缩机外无法制造80度以上高温热水，以及单压缩机在环境温度低于0度时，压缩比太高(超过7)，制造80度以上高温热水会造成压缩机无法修复的损坏；通常，我国北方采暖需求皆在环境温度低于10度时，现有的单压缩机的空气源热泵无法制造稳定80度以上的热水，大大降低空气源热泵在北方采暖市场应用。另外，现有技术中使用冷媒频繁化霜，往往导致热水无法温升。

因此，需要研究出一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种复叠冷暖两用高温热泵，其实现了在环境温度低于零下25度时仍可轻松让第二级压缩机使用134a或高温复配冷媒加温至80度以上，适用北方采暖需求，且其全年冷暖两用，节能减排降低霾害。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种复叠冷暖两用高温热泵，包括有第一级压缩机、四通阀、第一气液分离器、蒸发冷凝器、空气蒸发器、第二压缩机、第二气液分离器、热交换器、水泵、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀；

其中，该蒸发冷凝器具有蒸发模块、冷凝模块、第一进水口、第一出水口及连接于第一进水口、第一出水口之间的水腔；该蒸发模块于蒸发冷凝器上形成有彼此相通的第一冷媒接口和第二冷媒接口，该冷凝模块于蒸发冷凝器上形成有彼此相通的第三冷媒接口和第四冷媒接口；该水腔与蒸发模块之间进行热交换，该蒸发模块与冷凝模块之间进行热交换，该水腔与冷凝模块之间不进行热交换；

该第一级压缩机与前述四通阀的第一接口连通，该四通阀的第三接口连通于第一气液分离器，并第一气液分离器连通至前述第一压缩机；前述四通阀的第二接口连通于空气蒸发器，并四通阀的第四接口连通于蒸发冷凝器的第一冷媒接口；前述第二冷媒接口依次经第一过滤器、第一膨胀阀及第二过滤器连通至空气蒸发器；前述第三冷媒接口经第二气液分离器连通至第二压缩机，前述热交换器具有第二出水口、第二进水口、制热进气口和制热出气口，该第二压缩机的出气端连通至制热进气口，该制热出气口依次经第三过滤器、第二膨胀阀连通至第四冷媒接口；该水泵通过设置总进水管连通至第二进水口，并该总进水管分支连通至蒸发冷凝器的第一进水口；该热交换器的第二出水口经第一电磁阀连通至热水供应输出口，前述蒸发冷凝器的第一出水口经第二电磁阀连通至低温冰水供应输出口，该第三电磁阀设置于第一电磁阀的输出端与第二电磁阀的输入端之间。

作为一种优选方案，所述第一、二级压缩机均可采用定频压缩机、喷液增焓压缩机、直流变频压缩机或交流变频压缩机。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是采用复叠压缩原理，拉大第一级低压与第二级高压的压缩比至10以上，在环境温度低于零下25度时仍可轻松让第二级压缩机使用134a或高温复配冷媒加温至80度以上，COP仍保有1.5以上水平；其可用于冬天产生高温热水供采暖使用，也可用于夏天产生低温冰水供空调使用，真正做到全年使用，其环境温度限制低，节能减排降低霾害；同时，其使用热水化霜设计，解决使用冷媒频繁化霜而热水无法温升的问题。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型之实施例的结构框图；

图2是用于产生高温热水时（或供地暖/暖气片等）的工作流程框图；

图3是用于冬天空气蒸发器化霜时的工作流程框图；

图4是用于夏天制低溫冰水时（或供空调机等）的工作流程框图。

附图标识说明：

1、第一级压缩机            2、四通阀

3、第一气液分离器          4、蒸发冷凝器

5、空气蒸发器              6、第二压缩机

7、第二气液分离器          8、热交换器

9、水泵                    10、第一膨胀阀

11、第二膨胀阀             12、第一过滤器

13、第二过滤器             14、第三过滤器

15、第一电磁阀             16、第二电磁阀

17、第三电磁阀             18、第一冷媒接口

19、第二冷媒接口           20、第三冷媒接口

21、第四冷媒接口           22、第二出水口

23、第二进水口             24、制热进气口

25、制热出气口             26、第一进水口

27、第一出水口             28、（高温）热水供应输出口

29、（低温）冰水供应输出口。

具体实施方式

请参照图1至图4所示，其显示出了本实用新型之实施例的具体结构，其包括有第一级压缩机1、四通阀2、第一气液分离器3、蒸发冷凝器4、空气蒸发器5、第二压缩机6、第二气液分离器7、热交换器8、水泵9、第一膨胀阀10、第二膨胀阀11、第一过滤器12、第二过滤器13、第三过滤器14、第一电磁阀15、第二电磁阀16及第三电磁阀17；其中，所述第一、二级压缩机均可采用定频压缩机、喷液增焓压缩机、直流变频压缩机或交流变频压缩机；该四通阀2具有A接口、B接口、C接口及D接口(即第一、二、三及四接口)，其AD连通、BC连通；在四通阀2通电状态下，其AB连通、CD连通。

该蒸发冷凝器4具有蒸发模块、冷凝模块、第一进水口26、第一出水口27及连接于第一进水口26、第一出水口27之间的水腔；该蒸发模块于蒸发冷凝器上形成有彼此相通的第一冷媒接口18和第二冷媒接口19，该冷凝模块于蒸发冷凝器上形成有彼此相通的第三冷媒接口20和第四冷媒接口21；该水腔与蒸发模块之间进行热交换，该蒸发模块与冷凝模块之间进行热交换，该水腔与冷凝模块之间不进行热交换；

该第一级压缩机1与前述四通阀2的A接口连通，该四通阀2的C接口连通于第一气液分离器3，并第一气液分离器3连通至前述第一压缩机1；前述四通阀2的B接口连通于空气蒸发器5，并四通阀2的D接口连通于蒸发冷凝器4的第一冷媒接口18；前述第二冷媒接口19依次经第一过滤器12、第一膨胀阀10及第二过滤器13连通至空气蒸发器5；前述第三冷媒接口20经第二气液分离器7连通至第二压缩机6，前述热交换器8具有第二出水口22、第二进水口23、制热进气口24和制热出气口25，该第二压缩机6的出气端连通至制热进气口24，该制热出气口25依次经第三过滤器14、第二膨胀阀11连通至第四冷媒接口21；该水泵9通过设置总进水管连通至第二进水口23，并该总进水管分支连通至蒸发冷凝器的第一进水口26；该热交换器的第二出水口27经第一电磁阀15连通至热水供应输出口28，前述蒸发冷凝器4的第一出水口27经第二电磁阀连通至低温冰水供应输出口29，该第三电磁阀17设置于第一电磁阀15的输出端与第二电磁阀16的输入端之间。

该复叠冷暖两用高温热泵具有三种工作模式，即冬天制高溫热水、冬天空气蒸发器化霜及夏天制低溫冰水；其通过第一级压缩机1、第二级压缩机6、四通阀2、第一电磁阀15、第二电磁阀16、第三电磁17阀等不同开闭及状态切换来实现前述三种工作模式的变换，具体介绍如下：

（1）冬天制高溫热水（地暖、暖气片等）

如图2所示，前述第一压缩机1出气端、四通阀2的D接口、第一冷媒接口18、第二冷媒接口19、第一过滤器12、第一膨胀阀10、第二过滤器13、空气蒸发器5、四通阀2的B接口、四通阀2的C接口、第一气液分离器3及第一压缩机1进气端依次连通构成第一级热泵循环；该热交换器8的制热出气口25、第三过滤器14、第二膨胀阀11、第四冷媒接口21、第三冷媒接口20、第二气液分离器7、第二压缩机6进气端、第二压缩机6进气端及制热进气口24依次连通构成第二级热泵循环；该水泵9、第二进水口23、第二出水口22、第一电磁阀15至热水供应输出口28依次连通构成加热水路；前述第一、二压缩机(1、6)均处于打开工作状态，前述四通阀2处于断电状态，前述第一电磁阀15处于打开状态，前述第二、三电磁阀（16、17）均处于关闭状态；所述第一级热泵循环、第二级热泵循环和加热水路形成制热水功能。采用复叠双级制热，所述蒸发冷凝器4被充当第一级压缩机的冷凝器与第二级压缩机的蒸发器使用，可以拉大第一级低压与第二级高压的压缩比至10以上，这是现有单压缩机无法做到的，在环境温度低于零下25度时仍可轻松让第二级压缩机使用134a或高温复配冷媒加温至80度以上，COP仍保有1.5以上水平。

(2) 冬天空气蒸发器化霜

如图3所示，前述第一压缩机1出气端、四通阀2的B接口、空气蒸发器5、第二过滤器13、第一膨胀阀10、第一过滤器12、第二冷媒接口19、第一冷媒接口18、四通阀2的D接口、四通阀2的C接口、第一气液分离器3及第一压缩机1进气端依次连通；该水泵9、第一进水口26、第一出水口27、第三电磁阀17至热水供应输出口28依次连通；如此，使用热水来做热交换，达到第一级压缩机1蒸发翅片盘管化霜功能，使用热水化霜设计，解决使用冷媒频繁化霜，热水无法温升的问题；化霜工作模式下，前述第一压缩机1处于工作状态、第二压缩机6处于非工作状态，前述四通阀处于通电状态，前述第一、二电磁阀（15、16）均处于关闭状态，前述第三磁阀17处于打开状态。

(3) 夏天制低溫冰水

如图4所示，前述第一压缩机1出气端、四通阀2的B接口、空气蒸发器5、第二过滤器13、第一膨胀阀10、第一过滤器12、第二冷媒接口19、第一冷媒接口18、四通阀2的D接口、四通阀2的C接口、第一气液分离器3及第一压缩机1进气端依次连通；该水泵9、第一进水口26、第一出水口27、第二电磁阀16至冰水供应输出口29依次连通；如此，使用冷水来做热交换，达到制造冰水的功能，最低可以产生5度冰水供应冷气空调使用；制低溫冰水的工作模式下，前述第一压缩机1处于工作状态、第二压缩机6处于非工作状态，前述四通阀2处于通电状态，前述第一、三电磁阀（15、17）均处于关闭状态，前述第二磁阀16处于打开状态。

本实用新型的设计重点在于，其主要是采用复叠压缩原理，拉大第一级低压与第二级高压的压缩比至10以上，在环境温度低于零下25度时仍可轻松让第二级压缩机使用134a或高温复配冷媒加温至80度以上，COP仍保有1.5以上水平；其可用于冬天产生高温热水供采暖使用，也可用于夏天产生低温冰水供空调使用，真正做到全年使用，其环境温度限制低，节能减排降低霾害；同时，其使用热水化霜设计，解决使用冷媒频繁化霜而热水无法温升的问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种复叠冷暖两用高温热泵，其特征在于：包括有第一级压缩机、四通阀、第一气液分离器、蒸发冷凝器、空气蒸发器、第二压缩机、第二气液分离器、热交换器、水泵、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀；

其中，该蒸发冷凝器具有蒸发模块、冷凝模块、第一进水口、第一出水口及连接于第一进水口、第一出水口之间的水腔；该蒸发模块于蒸发冷凝器上形成有彼此相通的第一冷媒接口和第二冷媒接口，该冷凝模块于蒸发冷凝器上形成有彼此相通的第三冷媒接口和第四冷媒接口；该水腔与蒸发模块之间进行热交换，该蒸发模块与冷凝模块之间进行热交换，该水腔与冷凝模块之间不进行热交换；

该第一级压缩机与前述四通阀的第一接口连通，该四通阀的第三接口连通于第一气液分离器，并第一气液分离器连通至前述第一压缩机；前述四通阀的第二接口连通于空气蒸发器，并四通阀的第四接口连通于蒸发冷凝器的第一冷媒接口；前述第二冷媒接口依次经第一过滤器、第一膨胀阀及第二过滤器连通至空气蒸发器；前述第三冷媒接口经第二气液分离器连通至第二压缩机，前述热交换器具有第二出水口、第二进水口、制热进气口和制热出气口，该第二压缩机的出气端连通至制热进气口，该制热出气口依次经第三过滤器、第二膨胀阀连通至第四冷媒接口；该水泵通过设置总进水管连通至第二进水口，并该总进水管分支连通至蒸发冷凝器的第一进水口；该热交换器的第二出水口经第一电磁阀连通至热水供应输出口，前述蒸发冷凝器的第一出水口经第二电磁阀连通至低温冰水供应输出口，该第三电磁阀设置于第一电磁阀的输出端与第二电磁阀的输入端之间。

2.根据权利要求1所述的复叠冷暖两用高温热泵，其特征在于：所述第一、二级压缩机均可采用定频压缩机、喷液增焓压缩机、直流变频压缩机或交流变频压缩机。