CN215809440U - 双级热泵三联供系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双级热泵三联供系统，包括通过管道依次相连的空气源热泵、热水箱、双冷凝器水源热泵和缓冲水箱；空气源热泵通过第五管道、第七管道连接双冷凝器水源热泵；空气源热泵通过第四管道连接缓冲水箱，缓冲水箱通过第三管道、第二水泵连接双冷凝器水源热泵，双冷凝器水源热泵通过第十一管道连接第五管道；第三管道通过连接在第二控制阀和第一水泵之间的管道，第二控制阀通过第八管道连接双冷凝器水源热泵，第一水泵依次连接第十管道、第三控制阀和第一管道；第二管道上设有第一控制阀；第五管道连接第六管道、第十二管道，热水箱通过第十三管道连接第三水泵。本申请在夏季制冷时，可以同时满足正常制冷量和制取生活热水的需求。

Description

双级热泵三联供系统

技术领域

本实用新型涉及热泵机组热能综合利用领域，特别涉及一种双级热泵三联供系统。

背景技术

空气源热泵的应用范围受到气候条件的约束。随着室外温度的降低，用户的热量需求不断增加。当室外气温很低时，空气源热泵的制热量不能满足用户采暖和热水的要求，生活热水温度一般设置在45℃左右，甚至更高，低温环境下的空气源热泵将无法实现更高温度的提升。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。

现有采用三联供技术的用户主要是利用其室内温度调节功能为主，生活洗浴热水功能为辅。热泵机组一般按房间负荷选配，相对生活热水负荷来说偏大；机组在夏季无法同时满足正常制冷量和提供生活热水功能，即在制取生活热水时无法提供全负荷的制冷量。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种可同时满足正常制冷量和提供生活热水功能的双级热泵三联供系统。

为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：

一种双级热泵三联供系统，包括通过管道依次相连的空气源热泵、热水箱、双冷凝器水源热泵和缓冲水箱；

所述空气源热泵通过第五管道连接第七管道，所述第七管道一端连接双冷凝器水源热泵，另一端为系统出水口，用于连接末端供暖管道的进水口；

所述空气源热泵通过第四管道连接缓冲水箱，所述缓冲水箱通过第三管道连接第二水泵，所述第二水泵连接双冷凝器水源热泵，所述双冷凝器水源热泵通过第十一管道连接第五管道；

所述第三管道连接第二管道，所述第二管道连接第二控制阀和第一水泵之间的管道，所述第二控制阀通过第八管道连接双冷凝器水源热泵，所述第一水泵通过第十管道连接第三控制阀，所述第三控制阀连接第一管道，所述第一管道为系统回水口，用于连接末端供暖管道的出水口；

所述第二管道上设有第一控制阀；

所述第五管道通过第六管道连接第十二管道，所述双冷凝器水源热泵通过第十二管道连接热水箱，所述热水箱通过第十三管道连接第三水泵，所述第三水泵连接双冷凝器水源热泵；

所述第十三管道通过第九管道连接第十管道；

所述热水箱连接有热水出水管；所述热水箱内设有换热装置。

所述第三管道和第二水泵之间设有单向阀；所述第三水泵出水口的管道上设有单向阀。

所述第六管道上设有第四控制阀。

所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和/或第四控制阀为电动阀。

所述双冷凝器水源热泵包括通过管道依次连接的蒸发器、压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、膨胀阀和蒸发器形成的冷媒循环管路；

所述蒸发器的出口连接第二水泵，所述蒸发器的进口连接第十一管道；

所述第一冷凝器的进口连接第三水泵，所述第一冷凝器的出口连接第十二管道；

所述第二冷凝器的进口连接第二控制阀，所述第二冷凝器的出口连接第七管道。

所述热水出水管设置在所述热水箱的下部，所述热水出水管上设有第五控制阀。

所述第一水泵和第二水泵为变频水泵。

所述换热装置为换热盘管，所述换热盘管的进口连接第十二管道，所述换热盘管的出口连接第十三管道。

本申请提供的双级热泵三联供系统可以供热、供冷和提供热水，并具有以下优点：

1.提高了冬季在严寒地区制取高温热水的能力，并提高热泵运行的整体性能；

2.在夏季制冷时，本申请的水源热泵在制备热水的同时可给缓冲水箱制冷，部分满足制冷负荷，达到减小电能消耗，降低对环境的影响，减少了碳排放。

3.在夏季制冷时，可以同时满足正常制冷量和制取生活热水的需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的双级热泵三联供系统的一种结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的双级热泵三联供系统的另一种结构示意图；

图中：

1空气源热泵；2缓冲水箱；3双冷凝器水源热泵；4热水箱；5第五管道，6第六管道；7第七管道；8第四管道；9第三管道；10第二水泵；11第十一管道；12第十二管道；13第二管道；14第二控制阀；15第一水泵；16第八管道；17第十管道；18第三控制阀；19第一控制阀；20第一管道；21第十三管道；22第三水泵；23第九管道；24热水出水管；25换热装置；26单向阀；27第四控制阀；28蒸发器；29压缩机；30第一冷凝器；31第二冷凝器；32膨胀阀；33第五控制阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1和图2，一种双级热泵三联供系统，包括通过管道依次相连的空气源热泵1、缓冲水箱2、双冷凝器水源热泵3和热水箱4；

空气源热泵1通过第五管道5连接第七管道7，第七管道7一端连接双冷凝器水源热泵4，另一端为系统出水口，用于连接末端供暖管道的进水口；

空气源热泵1通过第四管道8连接缓冲水箱2，缓冲水箱2通过第三管道9连接第二水泵10，第二水泵10连接双冷凝器水源热泵2，双冷凝器水源热泵2通过第十一管道11连接第五管道5；

第三管道9连接第二管道13，第二管道13连接第二控制阀14和第一水泵15之间的管道，第二控制阀14通过第八管道16连接双冷凝器水源热泵3，第一水泵15通过第十管道17连接第三控制阀18，第三控制阀18连接第一管道20，第一管道20为系统回水口，用于连接末端供暖管道的出水口；

第二管道13上设有第一控制阀19；

第五管道5通过第六管道6连接第十二管道12，双冷凝器水源热泵3通过第十二管道12连接热水箱4，热水箱4通过第十三管道21连接第三水泵22，第三水泵22连接双冷凝器水源热泵3；

第十三管道21通过第九管道23连接第十管道17；

热水箱4连接有热水出水管24；热水箱4内设有换热装置25。

进一步地，第三管道9和第二水泵10之间设有单向阀26。第三水泵22出水口的管道上设有单向阀。

进一步地，第六管道6上设有第四控制阀27。

为了实现自动控制，第一控制阀19、第二控制阀14、第三控制阀18和/或第四控制阀27为电动阀。

进一步地，双冷凝器水源热泵3包括蒸发器28、压缩机29、第一冷凝器30、第二冷凝器31、膨胀阀32；蒸发器28、压缩机29、第一冷凝器30、第二冷凝器31、膨胀阀32和蒸发器28通过管道依次连接，形成内部的冷媒循环管路；

蒸发器28的出口连接第二水泵10，蒸发器28的进口连接第十一管道11；

第一冷凝器30的进口连接第三水泵，第一冷凝器30的出口连接第十二管道12；

第二冷凝器31的进口通过第八管道16连接第二控制阀14，第二冷凝器31的出口连接第七管道7。

本申请的双冷凝器水源热泵有两个冷凝器，为第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器为热水冷凝器，第二冷凝器为供暖冷凝器。

优选地，热水出水管24设置在热水箱4的下部，热水出水管24上设有第五控制阀33。

优选地，第一水泵15和第二水泵10为变频水泵。

第一水泵在供暖和制热同时使用时，通过变频调节分配水源热泵供热量，优先给热水箱加热。根据双冷凝器水源热泵的蒸发温度调节第二水泵的频率，防止水源热泵蒸发温度过高和蒸发压力过高。

优选地，换热装置25为换热盘管，所述换热盘管的进口连接第十二管道12，所述换热盘管的出口连接第十三管道21。

参见图1和图2，本申请的工作过程：

单级供暖和热水模式：供暖循环为：第一控制阀19打开，第三控制阀18打开，第二控制阀14和第四控制阀27关闭，空气源热泵1启动制热运行，采暖通道的循环为第一管道20通过第三控制阀18、第十管道17、第一水泵15，再经过第一控制阀19、第二管道13、第三管道9、缓冲水箱2、第四管道8、空气源热泵1、第五管道5、第七管道7，形成单级热泵循环供暖过程；暂停供暖，提供热水，由空气源热泵直接制备热水，空气源热泵启动保持制热运行，热水循环为：第一控制阀19和第四控制阀27打开，第二控制阀14和第三控制阀18关闭，第九管道23通过第十管道17、第一水泵15，再经过第一控制阀19、第二管道13，第三管道9，缓冲水箱2、第四管道8、空气源热泵1、第五管道5、第四控制阀27、第六管道6，第十二管道12、热水箱4的换热装置25，形成单级热泵循环制热水过程；

双级供暖和热水模式：打开第二控制阀14和第三控制阀18，关闭第一控制阀19和第四控制阀27，第一管道20通过通过第三控制阀18、第十管道17、第一水泵15，经过第八管道16，双冷凝器水源热泵3的第二冷凝器31、第七管道7，形成末端循环供暖过程；第二水泵10通过单向阀26，再经过第三管道9、缓冲水箱2、第四管道8，空气源热泵1、第五管道5，第十一管道11、双冷凝器水源热泵3的蒸发器28，形成双冷凝器水源热泵蒸发侧循环；第十三管道21经第三水泵22、单向阀、第一冷凝器30、第十二管道12，形成双冷凝器水源热泵冷凝一侧循环，双冷凝器水源热泵通过提取空气源为系统出水口，用于连接末端热泵制取的热量为末端供暖和热水箱加热，完成制备热水过程，第一水泵15通过变频分配制热水和供暖的热量。

夏季制冷和热水模式，单级制冷和热水模式：制冷循环为，打开第一控制阀19和第三控制阀18，关闭第二控制阀14和第四控制阀27，空气源热泵1启动制冷运行，制冷通道为第一管道20通过第三控制阀18、第十管道17、第一水泵15，再经过第一控制阀19、第二管道13、第三管道9、缓冲水箱2、第四管道8、空气源热泵1、第五管道5、第七管道7，形成单级热泵循环制冷过程；

制备热水循环为，第二水泵10通过单向阀26，再经过第三管道9、缓冲水箱2、第四管道8，空气源热泵1、第五管道5，第十一管道11、双冷凝器水源热泵3的蒸发器28，形成双冷凝器水源热泵蒸发侧循环，此时水源热泵运行，蒸发侧吸热，第十三管道21经第三水泵22、单向阀、第一冷凝器30、第十二管道12、换热装置25，形成双冷凝器水源热泵热水侧循环，双冷凝器水源热泵通过提取缓冲水箱2的热量为热水箱加热，完成制备热水过程，双冷凝器水源热泵3制备热水过程的同时为缓冲水箱2制冷，相当于蒸发侧制冷，冷凝侧制热。

单制热水模式：在非采暖和空调季，可由空气源热泵直接制备热水，空气源热泵启动制热运行，第一控制阀19和第四控制阀27打开，第二控制阀14和第三控制阀18关闭，第九管道23通过第十管道17、第一水泵15，再经过第一控制阀19、第二管道13，第三管道9，缓冲水箱2、第四管道8、空气源热泵1、第五管道5、第四控制阀27、第六管道6，第十二管道12、换热装置25，形成单级热泵循环制热过程；

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种双级热泵三联供系统，其特征在于，包括通过管道依次相连的空气源热泵、热水箱、双冷凝器水源热泵和缓冲水箱；

所述空气源热泵通过第五管道连接第七管道，所述第七管道一端连接双冷凝器水源热泵，另一端为系统出水口，用于连接末端供暖管道的进水口；

所述空气源热泵通过第四管道连接缓冲水箱，所述缓冲水箱通过第三管道连接第二水泵，所述第二水泵连接双冷凝器水源热泵，所述双冷凝器水源热泵通过第十一管道连接第五管道；

所述第三管道连接第二管道，所述第二管道连接第二控制阀和第一水泵之间的管道，所述第二控制阀通过第八管道连接双冷凝器水源热泵，所述第一水泵通过第十管道连接第三控制阀，所述第三控制阀连接第一管道，所述第一管道为系统回水口，用于连接末端供暖管道的出水口；

所述第二管道上设有第一控制阀；

所述第五管道通过第六管道连接第十二管道，所述双冷凝器水源热泵通过第十二管道连接热水箱，所述热水箱通过第十三管道连接第三水泵，所述第三水泵连接双冷凝器水源热泵；

所述第十三管道通过第九管道连接第十管道；

所述热水箱连接有热水出水管；所述热水箱内设有换热装置。

2.根据权利要求1所述的双级热泵三联供系统，其特征在于，所述第三管道和第二水泵之间设有单向阀；所述第三水泵出水口的管道上设有单向阀。

3.根据权利要求2所述的双级热泵三联供系统，其特征在于，所述第六管道上设有第四控制阀。

4.根据权利要求3所述的双级热泵三联供系统，其特征在于，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和/或第四控制阀为电动阀。

5.根据权利要求1-4任一项所述的双级热泵三联供系统，其特征在于，所述双冷凝器水源热泵包括通过管道依次连接的蒸发器、压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、膨胀阀和蒸发器形成的冷媒循环管路；

所述蒸发器的出口连接第二水泵，所述蒸发器的进口连接第十一管道；

所述第一冷凝器的进口连接第三水泵，所述第一冷凝器的出口连接第十二管道；

所述第二冷凝器的进口连接第二控制阀，所述第二冷凝器的出口连接第七管道。

6.根据权利要求5所述的双级热泵三联供系统，其特征在于，所述热水出水管设置在所述热水箱的下部，所述热水出水管上设有第五控制阀。

7.根据权利要求5所述的双级热泵三联供系统，其特征在于，所述第一水泵和第二水泵为变频水泵。

8.根据权利要求5所述的双级热泵三联供系统，其特征在于，所述换热装置为换热盘管，所述换热盘管的进口连接第十二管道，所述换热盘管的出口连接第十三管道。

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