CN205678929U - 单双级复叠烘干热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气源热泵压缩机领域，具体为一种单双级复叠烘干热泵机组。解决了目前空气源高温热泵机组在冬天工作时制热效果较差而夏天时又比较耗能的技术问题。一种单双级复叠烘干热泵机组，包括相互串接构成一级热交换回路的一级蒸发器、一级压缩机、热交换器以及第一膨胀阀；热交换器又顺次串接有二级压缩机、冷凝器和第二膨胀阀构成二级热交换回路；一、二级热交换回路中均充有冷凝剂。本实用新型通过一、二级蒸发器，一、二级压缩机以及热交换器的巧妙组合，使得压缩机组可以根据气温随时调整机组的运行状况，使得机组冬天运行时可以高效的获取热量，而在夏季运行时则能够在保证热量供给的前提下合理的降低能耗，实现了能耗与制热的完美搭配。

Description

单双级复叠烘干热泵机组

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵压缩机领域，具体为一种单双级复叠烘干热泵机组。

背景技术

空气源高温热泵烘干机组是一种高效集热并转移热量的装置，用电能驱动，主要由热泵压缩机、电子膨胀阀、干燥过滤器、四通阀、蒸发器、套管冷凝器、风机等主要部件组成。它成功的运用了逆卡诺原理，压缩机从蒸发器中吸入低温低压气体制冷剂，通过做功将制冷剂压缩成高温高压气体，高温高压气体进入泠凝器后，冷凝器用风机将热量吹到烘干室中，低温烘干物料与高温热空气交换，经多次交换物料升温，而被冷凝的高压低温液体经膨胀阀节流降压后，在蒸发器中通过风扇的作用，吸收周围空气热量从而挥发成低压气体，又被吸入压缩机中压缩，如此反复循环，从而制取热风。理想的设备原理就是这样。但在使用中往往因天气冷暖变化使热泵不能高效的工作，比如在北方冬季有时气温在零下30度左右，这样热泵的制热能力就急剧下降，甚至不能正常工作；即便能工作，制热效率也很低。因此非常需要一种能够在寒冷天气中高效制热又能够在天气炎热时节能的烘干压缩机组。

发明内容

本实用新型为解决目前空气源高温热泵机组在冬天工作时制热效果较差而夏天时又比较耗能的技术问题，提供一种单双级复叠烘干热泵机组。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种单双级复叠烘干热泵机组，包括相互串接构成一级热交换回路的一级蒸发器、一级压缩机、热交换器以及第一膨胀阀；热交换器又顺次串接有二级压缩机、冷凝器和第二膨胀阀构成二级热交换回路；一、二级热交换回路中均充有冷凝剂。

为了能够克服低温环境，又能制取高温热量，本实用新型设计了复叠（又名双级）热泵压缩机组，本机组很好的解决了传统的热泵机组在北方寒冷地区不能正常工作的技术问题，具体工作原理如下（如图1所示）：一级蒸发器吸收环境中的热，经一级压缩机做功将冷凝剂压缩成高温高压气体，高温高压气体进入中间热交换器与二级压缩机的冷媒交换热量，二级压缩机吸入中低温低压气体制冷剂，通过二级压缩机做功压缩将制冷剂压缩成高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器后，通过风机将热量吹到烘干室中，因二级压缩机吸收的热量是经过一级热交换回路加热的热量，这样就有效提高了二级热交换回路输出的温度，冬季寒冷天气都可以正常烘干运行。为了在秋末春末季节能够节能应用，第一级设计了变频系统，当外界气温很低时（-20~-30）一级压缩机工作频率在45~50Hz，当气温在-12~-20时压缩机在25~45Hz工作；这就保证了寒冷与中冷天气的节能应用。

进一步的，所述二级热交换回路上在热交换器与二级压缩机连接的管路部分串接有第一三通；二级热交换回路上在热交换器与第二膨胀阀连接的管路部分串接有第二三通；所述第一三通的第一、第二端口分别与热交换器以及二级压缩机相连接，第二三通的第一端口通过第一阀门与热交换器相连接，第二三通的第二端口与第二膨胀阀相连接；所述第一三通的第三端口通过一个二级蒸发器以及第二阀门与第二三通的第三端口相连接形成二级制热回路。

前述装置到了夏天后，就不太好用，因为两个压缩机都在工作，能耗较多，所以为了提升夏天高温天气下的使用效率，申请人还发明了双蒸发器，就是在原有的一级蒸发器上多加了相同散热面积的二级蒸发器，如图2、3所示。图1中加了第一阀门和第二阀门，以及二级蒸发器和连接钢管，本复叠机的工作原理如前述所说，冬天时，第二阀门关闭，第一阀门打开，一级蒸发器工作；用一级和二级压缩机相互配合加热，达到低温环境下制取高温的目的；当到夏天气温较高时，第一阀门关闭，第二阀门打开，同时一级压缩机断电停止工作，二级压缩机开始吸收二级蒸发器所提供的热量来工作，达到夏天单级运行的目的，起到了节能的作用。

进一步的，所述第一阀门和第二阀门均采用电磁阀且两个电磁阀互锁，保证一个开启时另一个关闭。

所述的两个阀门采用电磁阀，并实现互锁，这样就可以自动切换工作模式，有效节省了人力。

本实用新型通过一、二级蒸发器，一、二级压缩机以及热交换器的巧妙组合，使得压缩机组可以根据气温变换随时调整机组的运行状况，使得机组冬天运行时可以高效的获取热量，而在夏季运行时则能够在保证热量供给的前提下合理的降低能耗，实现了能耗与制热的完美搭配。整个装置结构巧妙，设计新颖，具有巨大的推广应用价值。

附图说明

图1本实用新型结构示意图。

图2本实用新型所述呈U型的双蒸发器的散热部分剖面结构示意图。

图3本实用新型所述呈V型的双蒸发器的散热部分剖面结构示意图。

1-一级蒸发器，2-一级压缩机，3-热交换器，4-第一膨胀阀，5-二级压缩机，6-冷凝器，7-第二膨胀阀，8-第一三通，9-第二三通，10-第一阀门，11-二级蒸发器，12-第二阀门。

具体实施方式

一种单双级复叠烘干热泵机组，包括相互串接构成一级热交换回路的一级蒸发器1、一级压缩机2、热交换器3以及第一膨胀阀4；热交换器3又顺次串接有二级压缩机5、冷凝器6和第二膨胀阀7构成二级热交换回路；一、二级热交换回路中均充有冷凝剂。

所述二级热交换回路上在热交换器3与二级压缩机5连接的管路部分串接有第一三通8；二级热交换回路上在热交换器3与第二膨胀阀7连接的管路部分串接有第二三通9；所述第一三通8的第一、第二端口分别与热交换器3以及二级压缩机5相连接，第二三通8的第一端口通过第一阀门10与热交换器3相连接，第二三通9的第二端口与第二膨胀阀7相连接；所述第一三通8的第三端口通过一个二级蒸发器11以及第二阀门12与第二三通9的第三端口相连接形成二级制热回路。

所述第一阀门10和第二阀门12均采用电磁阀且两个电磁阀互锁，保证一个开启时另一个关闭。

一级压缩机2配有变频系统。

所述二级蒸发器11设在一级蒸发器1的外部，二者做成一体式结构的双层蒸发器。

一级蒸发器1和二级蒸发器11散热面积相同。

所述双层蒸发器的纵截面呈相互嵌套的U型或者V型结构。

一级热交换回路中的冷凝剂采用R404A；二级热交换回路中的冷凝剂采用R134。R404A适于低温下工作。

如图1所示，热交换器3同时串接在一二级热交换回路中，其设有两个出口两个进口，其中一个进口通过钢管顺次通过一级压缩机2、一级蒸发器1及第一膨胀阀4与一个出口相连接；另一个进口通过二级压缩机5、冷凝器6和第二膨胀阀7与另一个出口相连接；热交换器3内部的一个进口与一个出口相连通，另一个进口与另一个出口相连通，位于热交换器内部的两条管路螺旋缠绕在一起实现相互换热。

两个电磁阀互锁，保证一个开启时另一个关闭，相关的电路是本领域的公知常识，是易于实现的。

如图2、3所示，本实用新型所述的一、二级蒸发器做成一个整体，其中一级蒸发器1嵌套在二级蒸发器11内部。

Claims (8)

1.一种单双级复叠烘干热泵机组，包括相互串接构成一级热交换回路的一级蒸发器（1）、一级压缩机（2）、热交换器（3）以及第一膨胀阀（4）；其特征在于，热交换器（3）又顺次串接有二级压缩机（5）、冷凝器（6）和第二膨胀阀（7）构成二级热交换回路；一、二级热交换回路中均充有冷凝剂。

2.如权利要求1所述的单双级复叠烘干热泵机组，其特征在于，所述二级热交换回路上在热交换器（3）与二级压缩机（5）连接的管路部分串接有第一三通（8）；二级热交换回路上在热交换器（3）与第二膨胀阀（7）连接的管路部分串接有第二三通（9）；所述第一三通（8）的第一、第二端口分别与热交换器（3）以及二级压缩机（5）相连接，第二三通（9）的第一端口通过第一阀门（10）与热交换器（3）相连接，第二三通（9）的第二端口与第二膨胀阀（7）相连接；所述第一三通（8）的第三端口通过一个二级蒸发器（11）以及第二阀门（12）与第二三通（9）的第三端口相连接形成二级制热回路。

3.如权利要求2所述的单双级复叠烘干热泵机组，其特征在于，所述第一阀门（10）和第二阀门（12）均采用电磁阀且两个电磁阀互锁，保证一个开启时另一个关闭。

4.如权利要求1~3任一项所述的单双级复叠烘干热泵机组，其特征在于，一级压缩机（2）配有变频系统。

5.如权利要求2或3所述的单双级复叠烘干热泵机组，其特征在于，所述二级蒸发器（11）设在一级蒸发器（1）的外部，二者做成一体式结构的双层蒸发器。

6.如权利要求5所述的单双级复叠烘干热泵机组，其特征在于，一级蒸发器（1）和二级蒸发器（11）散热面积相同。

7.如权利要求6所述的单双级复叠烘干热泵机组，其特征在于，所述双层蒸发器的纵截面呈相互嵌套的U型或者V型结构。

8.如权利要求1~3任一项所述的单双级复叠烘干热泵机组，其特征在于，一级热交换回路中的冷凝剂采用R404A；二级热交换回路中的冷凝剂采用R134。