CN215176142U - 一种热泵节能系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种热泵节能系统，包括第一压缩机、第二压缩机、蒸发器、冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀和换热器；第一压缩机的出口连接换热器的第一通路，换热器的第一通路依次连接第一膨胀阀、蒸发器和第一压缩机入口，形成第一热泵循环回路；第二压缩机的出口连接冷凝器的入口，冷凝器的出口依次连接第二膨胀阀、换热器的第二通路和第二压缩机的入口，形成第二热泵循环回路；冷凝器连接热回收单元，热回收单元用于将冷凝器释放的热能进行回收。本申请通过吸收外界的低品质热量，产生高品质热量，提高供热设备供热能效比，制冷、供热更安全可靠，设备制造成本降低，可实现供热、制冷高效运行。

Description

一种热泵节能系统

技术领域

本申请涉及热泵技术领域，尤其是涉及一种热泵节能系统。

背景技术

热泵是利用冷媒的蒸发或冷凝使低温热源向高温传导，或高温热源向低温传导的换热装置，通常具有制冷和制热双重结构。

热泵将冷媒通过压缩机压缩为高温高压气态，按照闭合的管路引导冷媒流动，管路中通常包括冷凝器、蒸发器和膨胀阀。

热泵系统进行制冷过程中，通常冷凝器散发热能直接排放的空气中，造成能源的浪费；同时，由于在制冷制热中，压缩机在高温高压环境下长时间工作，常常引起压缩机的超负荷工作，甚至使压缩机停止工作，降低了工作效率，系统的维护和管理费用较高。

实用新型内容

为了提高供热能效比，制冷、供热更安全可靠，降低设备制造成本，实现供热、制冷高效运行，降低能源浪费，本申请提供一种热泵节能系统。

本申请提供的一种热泵节能系统采用如下的技术方案：

一种热泵节能系统，包括第一压缩机、第二压缩机、蒸发器、冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀和换热器；

所述第一压缩机的出口连接换热器的第一通路，所述换热器的第一通路依次连接第一膨胀阀、蒸发器和第一压缩机入口，形成第一热泵循环回路；

所述第二压缩机的出口连接冷凝器的入口，所述冷凝器的出口依次连接第二膨胀阀、换热器的第二通路和第二压缩机的入口，形成第二热泵循环回路；

所述冷凝器连接热回收单元，所述热回收单元用于将所述冷凝器释放的热能进行回收。

通过采用上述技术方案，第一压缩机排出的高温高压的气态冷媒流向换热器，由换热器换热形成高压液态冷媒冷凝流出，经第一膨胀阀进入蒸发器，冷媒通过蒸发器吸收低品质热量并蒸发成气态冷媒，进入压缩机吸入口再经过压缩成高温高压的气态冷媒，完成冷媒在第一热泵循环回路的循环；第二热泵循环回路中，第二压缩机排出的高温高压的气态冷媒，进入冷凝器放热给热回收单元，经冷凝器冷凝后的气态冷媒变成液态冷媒，液态冷媒经第二膨胀阀进入换热器变成低温低压的液态冷媒，在换热器内吸收第一个热泵循环排出的热量后变成低温低压气态冷媒，再进入第二压缩机的吸入口，完成热泵循环；通过第一热泵循环回路和第二热泵循环回路，热能得到充分利用，实现供热、制冷高效运行。

优选的，所述热回收单元包括储能水箱，所述冷凝器设置在储能水箱内，所述储能水箱分别设有补水管和出水管，所述补水管上设有补水泵，所述出水管上设有出水电磁阀。

通过采用上述技术方案，第二压缩机排出高温高压气态冷媒，经冷凝器放热,将储能水箱中的水进行加热，达到节约能源，提高系统热能的利用率。

优选的，所述储能水箱内设有水位控制器，当所述储能水箱中的水位低于设定水位的下限时，所述水位控制器控制补水泵打开；当所述储能水箱中的水位达到设定水位的上限时，所述水位控制器控制补水泵关闭。

通过采用上述技术方案， 当储能水箱中的水位达设定水位的下限或上限时，水位控制器控制补水泵进行相应的打开或关闭；这样可以保证储能水箱始终存储有规定的水，保证冷凝器与水的热交换。

优选的，包括控制器、电加热补偿装置和温度传感器，所述电加热补偿装置和温度传感器设置在储能水箱中并分别连接控制器；当所述温度传感器检测到储能水箱中的水的温度低于控制器设定温度的下限时，控制器控制电加热补偿装置启动；当所述温度传感器检测到储能水箱中的水的温度高于设定温度的上限时，控制器控制电加热补偿装置关闭。

通过采用上述技术方案，当第二热泵循环回路中的冷凝器与储能水箱中的水进行热量交换时，当储能水箱中的水温不能达到设定的温度范围时，控制器可以控制加热补偿装置进行工作，使储能水箱中的水温保持在一定温度内。

优选的，所述冷凝器包括多个首尾连接的管，所述管之间叠置间隔分布的散热翅片。

通过采用上述技术方案，首尾连接的管，以及管之间叠置间隔分布的散热翅片，可以增大冷凝器的散热面积，提高热量交换的效率。

优选的，所述蒸发器与第一压缩机之间，换热器与第二压缩机之间分别连接过滤器。

通过采用上述技术方案，过滤器用于过滤冷媒从蒸发器返回到第一压缩机，以及换热器返回第二压缩机中的杂质，主要滤除冷媒中的异物及水分，防止流动管的冻结及冷媒的流动阻塞。

优选的，所述第一热泵循环回路、第二热泵循环回路的连接管道为铜管，所述铜管内的介质为冷媒。

通过采用上述技术方案，铜管热导向好、耐压高、不易腐蚀、使用寿命长,冷媒的热物性好、循环性佳、安全稳定。

优选的，所述第一热泵循环回路的介质为中低温度冷媒，所述第二热泵循环回路的介质为中高温冷媒。

通过采用上述技术方案， 由于第一热泵循环回路较第二热泵循环回路中的温度低，所以第一热泵循环回路的介质采用中低温度冷媒，第二热泵循环回路的介质采用中高温冷媒

优选的，所述中低温冷媒采用R410A,所述中高温冷媒采用R134a。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

本申请采用第一压缩机和第二压缩机的双级热泵系统，第一热泵循环回路中的冷媒经蒸发器吸收空气中的低品质热量蒸发成气态冷媒，再经第一压缩机压缩进入换热器，将热量传递给第二热泵循环回路，第二热泵循环回路中冷凝器释放的热能通过热回收单元进行有效利用，节约了能源；提高了系统的利用率。

通过吸收外界的低品质热量，产生高品质热量，提高供热设备供热能效比，供热更安全可靠，设备制造成本降低。

附图说明

图1是本申请的结构示意图。

附图标记说明： 1、第一压缩机；2、第二压缩机；3、蒸发器；4、冷凝器；5、第一膨胀阀；6、第二膨胀阀；7、换热器；8、热回收单元；81、储能水箱；82、补水管；83、出水管；84、补水泵；85、出水电磁阀；86、电加热补偿装置；87、温度传感器；9、过滤器。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

如图1所示，一种热泵节能系统，包括第一压缩机1、第二压缩机2、蒸发器3、冷凝器4、第一膨胀阀5、第二膨胀阀6和换热器7。

第一压缩机1的出口连接换热器7的第一通路，换热器7的第一通路依次连接第一膨胀阀5、蒸发器3和第一压缩机1入口，由此形成第一热泵循环回路。

第二压缩机2的出口连接冷凝器4的入口，冷凝器4的出口依次连接第二膨胀阀6、换热器7的第二通路和第二压缩机2的入口，由此形成第二热泵循环回路。

冷凝器4连接热回收单元8，热回收单元8用于将冷凝器4释放的热能进行回收。

本实施例的第一热泵循环回路、第二热泵循环回路的连接管道为铜管，铜管内的介质为冷媒；第一热泵循环回路的介质为中低温度冷媒，第二热泵循环回路的介质为中高温冷媒。

第一热泵循环回路较第二热泵循环回路中的温度低，本实施例的第一热泵循环回路的介质采用中低温度冷媒，第二热泵循环回路的介质采用中高温冷媒。具体的中低温冷媒采用R410A,中高温冷媒采用R134a。

热回收单元8包括储能水箱81，冷凝器4设置在储能水箱81内，储能水箱81分别设有补水管82和出水管83，补水管82上设有补水泵84，出水管83上设有出水电磁阀85。

在一实施例中，储能水箱81内设有水位控制器，当储能水箱81中的水位低于设定水位的下限时，水位控制器控制补水泵84打开；当储能水箱81中的水位达到设定水位的上限时，水位控制器控制补水泵84关闭。

通过水位控制器控制补水泵84打开或关闭，保证储能水箱81始终存储有规定的水源，保证冷凝器4与储能水箱81中的水进行热交换。

为了增大冷凝器4的散热面积，提高热量交换的效率，本实施例的冷凝器4包括多个首尾连接的管，管之间叠置间隔分布的散热翅片。

第一膨胀阀5和第二膨胀阀6用于高压液态冷媒的节流减压，调节和控制进入蒸发器3或换热器7中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止第一压缩机1或第二压缩机2发生液击现象，以及避免蒸发器3或换热器7的出口蒸气异常过热情况发生，有效保护系统的正常运行。

第一压缩机1排出的高温高压的气态冷媒流向换热器7第一通路，由换热器7换热形成高压液态冷媒冷凝流出，经第一膨胀阀5进入蒸发器3，冷媒通过蒸发器3吸收低品质热量并蒸发成气态冷媒，进入第一压缩机1吸入口再经过压缩成高温高压的气态冷媒，完成冷媒在第一热泵循环回路的循环。

第二热泵循环回路中，第二压缩机2排出的高温高压的气态冷媒，进入冷凝器4放热给热回收单元8，经冷凝器4冷凝后的气态冷媒变成液态冷媒，液态冷媒经第二膨胀阀6进入换热器7第二通路，变成低温低压的液态冷媒，在换热器7内吸收第一个热泵循环回路排出的热量后变成低温低压气态冷媒，再进入第二压缩机2的吸入口，完成热泵循环；通过第一热泵循环回路和第二热泵循环回路，热能得到充分利用，实现供热、制冷高效运行。

第二压缩机2排出高温高压气态冷媒，经冷凝器4放热,将储能水箱81中的水进行加热，达到节约能源，提高系统热能的利用率。

在一实施中，系统包括控制器、电加热补偿装置86和温度传感器87，电加热补偿装置86和温度传感器87设置在储能水箱81中并分别连接控制器。当温度传感器87检测到储能水箱81中的水的温度低于控制器设定温度的下限时，控制器控制电加热补偿装置86启动；当温度传感器87检测到储能水箱81中的水的温度高于设定温度的上限时，控制器控制电加热补偿装置86关闭。控制器可以控制电加热补偿装置86的工作状态，使储能水箱81中的水温保持在一定温度内。控制器还连接出水电磁阀85，用户根据需要通过控制器控制出水电磁阀85的工作状态。

为了滤除冷媒从蒸发器3返回到第一压缩机1、从换热器7返回到第二压缩机2中的杂质及水分，防止回路的冻结及冷媒的流动阻塞，在蒸发器3与第一压缩机1之间，换热器7与第二压缩机2之间分别连接过滤器9。

本申请的工作过程如下：在第一热泵循环回路中，第一压缩机1排出的高温高压的气态冷媒流经换热器7的第一通路，由换热器7与第二热泵循环回路换热并形成高压液态冷媒冷凝，再经第一膨胀阀5进入蒸发器3，冷媒通过蒸发器3吸收空气中低品质热量蒸发成气态冷媒，并进入第一压缩机1吸入口，经过第一压缩机1压缩成高温高压的气态冷媒，如此循环。

在第二热泵循环回路中，第二压缩机2排出的高温高压的气态冷媒进入冷凝器4，经冷凝器4放热给热回收单元8，冷凝器4冷凝后由气态冷媒变成液态冷媒，经第二膨胀阀6进入换热器7的第二通路并变成低温低压的液态冷媒，在换热器7的第二通路中吸收第一个热泵循环回路排出的热量后变成低温低压气态冷媒，再进入第二压缩机2的吸入口，完成热泵循环；通过第一热泵循环回路和第二热泵循环回路，第二压缩机2将低温低压气体冷媒压缩成高温高压的气态冷媒，如此循环。

在第二热泵循环回路中，换热器7一侧吸收第一热泵循环回路释放的热量经第二压缩机2的加压作用，提升了热量密度，通过冷凝器4凝器释放热量给热回收单元8，热能得到充分利用，实现供热、制冷高效运行。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热泵节能系统，其特征在于：包括第一压缩机(1)、第二压缩机(2)、蒸发器(3)、冷凝器(4)、第一膨胀阀(5)、第二膨胀阀(6)和换热器(7)；

所述第一压缩机(1)的出口连接换热器(7)的第一通路，所述换热器(7)的第一通路依次连接第一膨胀阀(5)、蒸发器(3)和第一压缩机(1)入口，形成第一热泵循环回路；

所述第二压缩机(2)的出口连接冷凝器(4)的入口，所述冷凝器(4)的出口依次连接第二膨胀阀(6)、换热器(7)的第二通路和第二压缩机(2)的入口，形成第二热泵循环回路；

所述冷凝器(4)连接热回收单元(8)，所述热回收单元(8)用于将所述冷凝器(4)释放的热能进行回收。

2.根据权利要求1所述的热泵节能系统，其特征在于：所述热回收单元(8)包括储能水箱(81)，所述冷凝器(4)设置在储能水箱(81)内，所述储能水箱(81)分别设有补水管(82)和出水管(83)，所述补水管(82)上设有补水泵(84)，所述出水管(83)上设有出水电磁阀(85)。

3.根据权利要求2所述的热泵节能系统，其特征在于：所述储能水箱(81)内设有水位控制器，当所述储能水箱(81)中的水位低于设定水位的下限时，所述水位控制器控制补水泵(84)打开；当所述储能水箱(81)中的水位达到设定水位的上限时，所述水位控制器控制补水泵(84)关闭。

4.根据权利要求2所述的热泵节能系统，其特征在于：包括控制器、电加热补偿装置(86)和温度传感器(87)，所述电加热补偿装置(86)和温度传感器(87)设置在储能水箱(81)中并分别连接控制器；当所述温度传感器(87)检测到储能水箱(81)中的水的温度低于控制器设定温度的下限时，控制器控制电加热补偿装置(86)启动；当所述温度传感器(87)检测到储能水箱(81)中的水的温度高于设定温度的上限时，控制器控制电加热补偿装置(86)关闭。

5.根据权利要求1或2所述的热泵节能系统，其特征在于：所述冷凝器(4)包括多个首尾连接的管，所述管之间叠置间隔分布的散热翅片。

6.根据权利要求1所述的热泵节能系统，其特征在于：所述蒸发器(3)与第一压缩机(1)之间，换热器(7)与第二压缩机(2)之间分别连接过滤器(9)。

7.根据权利要求1所述的热泵节能系统，其特征在于：所述第一热泵循环回路、第二热泵循环回路的连接管道为铜管，所述铜管内的介质为冷媒。

8.根据权利要求7所述的热泵节能系统，其特征在于： 所述第一热泵循环回路的介质为中低温度冷媒，所述第二热泵循环回路的介质为中高温冷媒。

9.根据权利要求8所述的热泵节能系统，其特征在于：所述中低温冷媒采用R410A，所述中高温冷媒采用R134a。

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