CN217004909U - 一种复叠式空气源热泵热水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种复叠式空气源热泵热水机组，具体涉及空气源热泵设备领域，其包括：低温单元、高温单元、冷凝蒸发换热器和控制器，所述低温单元包括风机、第一换热器、第一气液分离器、第一四通换向阀、第一储液器、经济器和变频压缩机，所述高温单元包括第二换热器、第二气液分离器、第二储液器、第二四通换向阀和定频压缩机，所述第一储液器内装有低温制冷剂，所述第二储液器内装有中温制冷剂。本实用新型复叠式空气源热泵热水机组能够在严寒工况下正常运行，利用低温空气制取高温热水，低温单元通过冷凝蒸发换热器将热量传递至高温单元，从而提高了高温单元的制热效率和制热温度，通过控制器的控制，提高了机组的经济性。

Description

一种复叠式空气源热泵热水机组

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵设备领域，特别是涉及一种复叠式空气源热泵热水机组。

背景技术

空气源热泵是一种新型的加热设备，主要利用逆卡诺原理，在蒸发器中将冷媒蒸发为气体，气体在蒸发过程中吸收空气中的热量，然后经过压缩机压缩为高温高压液体，进入到冷凝器中释放热量，从而对其他介质进行加热，如空气、水等。当今社会面临能源短缺、环境污染加剧、全球气候变暖等问题，如何在满足当前社会日益增加的生活热水、空调取暖、工业领域高温热水的需求，同时实现能源的高效利用、低碳环保、降低能耗显得尤为重要。空气源热泵以其高效节能、经济环保的技术优势，在近年来得到了迅速的发展。

传统的空气源热泵系统多以单级压缩为主，其系统工作原理方式由于收到压缩比和蒸发温度的限制，无法在严寒环境下，利用寒冷空气制取热水。同时传统的空气源热泵系统又多以定频压缩机为主，系统运行的经济性较差，低温工况下的实际制热能效较差，实际节能效果有限，无法制取更高温度的热水。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复叠式空气源热泵热水机组，其能够在低温寒冷工况下制取高温热水，并且经济性较好。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种复叠式空气源热泵热水机组，其包括：

低温单元，所述低温单元包括风机、第一换热器、第一气液分离器、第一四通换向阀、第一储液器、经济器和变频压缩机，所述第一换热器的出口与所第一四通换向阀的第一接口连接，所述第一换热器的入口与所述经济器的第一出口连接，所述第一气液分离器的入口与所述第一四通换向阀的第二接口连接，所述第一气液分离器的出口与所述变频压缩机的回气口连接，所述变频压缩机的排气口与所述第一四通换向阀的第三接口连接，所述第一储液器的出口与所述经济器的第一入口和第二入口连接，所述经济器的第二出口与所述变频压缩机的补气口连接；

高温单元，所述高温单元包括第二换热器、第二气液分离器、第二储液器、第二四通换向阀和定频压缩机，所述第二气液分离器的入口与所述第二四通换向阀的第二接口连接，所述第二气液分离器的出口与所述定频压缩机的回气口连接，所述定频压缩机的排气口与所述第二四通换向阀的第三接口连接，所述第二换热器的入口与所述第二四通换向阀的第四接口连接，所述第二换热器的出口与所述第二储液器的入口连接，所述第二换热器上设有回水口和出水口；

冷凝蒸发换热器，所述冷凝蒸发换热器的第一入口与所述第一四通换向阀的第四接口连接，所述冷凝蒸发换热器的第一出口与所述第一储液器的入口连接，所述冷凝蒸发换热器的第二入口与所述第二储液器的出口连接，所述冷凝蒸发换热器的第二出口与所述第二四通换向阀的第一接口连接；

控制器，所述第二换热器的出水口、所述第二气液分离器的入口、所述定频压缩机的排气口处均设有感温探头，所述变频压缩机、所述定频压缩机和所述感温探头均与所述控制器电连接，所述第一储液器内装有低温制冷剂，所述第二储液器内装有中温制冷剂。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述冷凝蒸发换热器包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝蒸发换热器的第一入口和第一出口设置在所述冷凝器上，所述冷凝蒸发换热器的第二入口和第二出口设置在所述蒸发器上。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述经济器的第一出口与所述第一换热器的入口连接的管道上设有主路电子膨胀阀，所述主路电子膨胀阀与所述控制器电连接。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第一储液器的出口与所述经济器的第二入口连接的管道上设有辅路电子膨胀阀，所述辅路电子膨胀阀与所述控制器电连接。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第二储液器的出口与所述冷凝蒸发换热器的第二入口连接的管道上设有高温电子膨胀阀，所述高温电子膨胀阀与所述控制器电连接。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第一换热器、所述第一气液分离器的入口、所述变频压缩机的排气口、所述冷凝蒸发换热器的第一出口和第二入口、所述第二换热器的回水口处均设有感温探头，所述感温探头与所述控制器电连接。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第一气液分离器的出口、所述第二气液分离器的出口、所述变频压缩机的排气口、所述定频压缩机的排气口处均设有压力开关，所述压力开关与所述控制器电连接。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第一换热器为翅片式换热器。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第二换热器、所述冷凝蒸发换热器、所述经济器均为钎焊板式换热器。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述变频压缩机为低温增焓直流变频压缩机。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述低温制冷剂为R410A、R22、R407C或乙烯。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述中温制冷剂为R142或R134a。

本实用新型复叠式空气源热泵热水机组能够在严寒工况下正常运行，利用低温空气制取高温热水，所述低温单元利用具有较低沸点的低温制冷剂和低温增焓直流变频压缩机，能够避免低温对设备带来的影响，所述低温单元通过所述冷凝蒸发换热器将热量传递至所述高温单元，从而提高了所述高温单元的制热效率和制热温度，通过所述控制器的控制，提高了机组的经济性。

附图说明

图1为本实用新型复叠式空气源热泵热水机组的结构示意图。

元件标号说明：

100、低温单元；110、风机；120、第一换热器；130、第一气液分离器；140、第一四通换向阀；150、第一储液器；160、经济器；161、主路电子膨胀阀；162、辅路电子膨胀阀；170、变频压缩机；200、高温单元；210、第二换热器；211、回水口；212、出水口；220、第二气液分离器；230、第二储液器；231、高温电子膨胀阀；240、第二四通换向阀；250、定频压缩机；300、冷凝蒸发换热器；401、出水口感温探头；402、第二回气感温探头；403、第二排气感温探头；404、第一换热器感温探头；405、第一回气感温探头；406、第一排气感温探头；407、冷凝后感温探头；408、换热前感温探头；409、回水口感温探头；501、第一气液压力开关；502、第二气液压力开关；503、第一排气压力开关；504、第二排气压力开关。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本实用新型另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本实用新型中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本实用新型的记载，还可以使用与本实用新型实施例中的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型复叠式空气源热泵热水机组的结构示意图。本实用新型提供一种复叠式空气源热泵热水机组，其包括：低温单元100、高温单元200、冷凝蒸发换热器300和控制器。

所述低温单元100包括风机110、第一换热器120、第一气液分离器130、第一四通换向阀140、第一储液器150、经济器160和变频压缩机170，所述第一换热器120的出口与所第一四通换向阀140的第一接口连接，所述第一换热器120的入口与所述经济器160的第一出口连接，所述第一气液分离器130的入口与所述第一四通换向阀140的第二接口连接，所述第一气液分离器130的出口与所述变频压缩机170的回气口连接，所述变频压缩机170的排气口与所述第一四通换向阀140的第三接口连接，所述第一储液器150的出口与所述经济器160的第一入口和第二入口连接，所述经济器160的第二出口与所述变频压缩机170的补气口连接。

所述高温单元200包括第二换热器210、第二气液分离器220、第二储液器230、第二四通换向阀240和定频压缩机250，所述第二气液分离器220的入口与所述第二四通换向阀240的第二接口连接，所述第二气液分离器220的出口与所述定频压缩机250的回气口连接，所述定频压缩机250的排气口与所述第二四通换向阀240的第三接口连接，所述第二换热器210的入口与所述第二四通换向阀240的第四接口连接，所述第二换热器210的出口与所述第二储液器230的入口连接，所述第二换热器210上设有回水口211和出水口212。

所述冷凝蒸发换热器300的第一入口与所述第一四通换向阀140的第四接口连接，所述冷凝蒸发换热器300的第一出口与所述第一储液器150的入口连接，所述冷凝蒸发换热器300的第二入口与所述第二储液器230的出口连接，所述冷凝蒸发换热器300的第二出口与所述第二四通换向阀240的第一接口连接。所述第二换热器210的出水口212、所述第二气液分离器220的入口、所述定频压缩机250的排气口处均设有感温探头，所述变频压缩机170、所述定频压缩机250和所述感温探头均与所述控制器电连接，所述第一储液器150内装有低温制冷剂，所述第二储液器230内装有中温制冷剂。

所述风机110与所述第一换热器120配合安装，所述风机110为所述第一换热器120提供气流，所述低温制冷剂在所述第一换热器120处吸收气流中的热量，然后经所述第一四通换向阀140、所述第一气液分离器130进入所述变频压缩机170，所述变频压缩机170将所述低温制冷剂压缩后，经所述第一四通换向阀140进入所述冷凝蒸发换热器300进行换热，然后经所述第一储液器150进入所述经济器160，所述低温制冷剂在所述经济器160内进行换热，一部分所述低温制冷剂蒸发为过热制冷剂进入所述变频压缩机170的补气口，另一部分所述低温制冷剂变为过冷制冷剂进入所述第一换热器120，形成所述低温单元100的制冷剂循环。

所述中温制冷剂在所述冷凝蒸发换热器300处于所述低温制冷剂进行换热后，经所述第二四通换向阀240、所述第二气液分离器220进入所述定频压缩机250，所述中温制冷剂经所述定频压缩机250压缩后进入所述第二换热器210，所述中温制冷剂在所述第二换热器210与水进行换热，从而将水加热，然后所述中温制冷剂经所述第二储液器230后进入所述冷凝蒸发换热器300，形成所述高温单元200的制冷剂循环。

所述第二换热器210的出水口212处设有出水口感温探头401，所述第二气液分离器220的入口处设有第二回气感温探头402，所述定频压缩机250的排气口处设有第二排气感温探头403，所述出水感温探头401用于监测出水温度，所述第二回气感温探头402用于监测所述定频压缩机250的回气温度，所述第二排气感温探头403用于监测所述定频压缩机250的排气温度。

当出水温度达到设定值时，所述定频压缩机250停止运行，所述变频压缩机170也停止运行。当所述定频压缩机250的回气温度达到设定值，而出水温度未达到设定值时，所述定频压缩机250运行，所述变频压缩机170以最低频率运行。需要说明的是，通过所述控制器监测温度、调节压缩机的运行频率、控制压缩机运行，是数字控制领域的常用技术，在此不再进行详述。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述冷凝蒸发换热器300包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝蒸发换热器300的第一入口和第一出口设置在所述冷凝器上，所述冷凝蒸发换热器300的第二入口和第二出口设置在所述蒸发器上。

请参阅图1，在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述经济器160的第一出口与所述第一换热器120的入口连接的管道上设有主路电子膨胀阀161，所述主路电子膨胀阀161与所述控制器电连接。所述第一储液器150的出口与所述经济器160的第二入口连接的管道上设有辅路电子膨胀阀162，所述辅路电子膨胀阀162与所述控制器电连接。所述第二储液器230的出口与所述冷凝蒸发换热器300的第二入口连接的管道上设有高温电子膨胀阀231，所述高温电子膨胀阀231与所述控制器电连接。所述主路电子膨胀阀161、所述辅路电子膨胀阀162和所述高温电子膨胀阀231均为节流装置，所述控制器根据设备的运行状况进行调节，从而提高设备的能源利用率和经济性。

请参阅图1，在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第一换热器120处设有第一换热器感温探头404，所述第一气液分离器130的入口处设有第一回气感温探头405，所述变频压缩机170的排气口处设有第一排气感温探头406，所述冷凝蒸发换热器300的第一出口和第二入口处分别设有冷凝后感温探头407和换热前感温探头408，所述第二换热器210的回水口211处设有回水口感温探头409，上述感温探头均与所述控制器电连接。通过上述感温探头可以监测设备各处的温度，从而掌握设备的运行状况，预防设备出现问题。

请参阅图1，在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第一气液分离器130的出口处设有第一气液压力开关501，所述第二气液分离器220的出口处设有第二气液压力开关502，所述变频压缩机170的排气口处设有第一排气压力开关503，所述定频压缩机250的排气口处设有第二排气压力开关504，上述压力开关均与所述控制器电连接。上述压力开关用于监测所述变频压缩机170和所述定频压缩机250的进出气压，掌握压缩机的运行状况，预防压缩机出现问题。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述第一换热器120为翅片式换热器。所述第二换热器210、所述冷凝蒸发换热器300、所述经济器160均为钎焊板式换热器。所述变频压缩机170为低温增焓直流变频压缩机。

在本实用新型复叠式空气源热泵热水机组一示例中，所述低温制冷剂为R410A、R22、R407C或乙烯。所述中温制冷剂为R142或R134a。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，其包括：

低温单元，所述低温单元包括风机、第一换热器、第一气液分离器、第一四通换向阀、第一储液器、经济器和变频压缩机，所述第一换热器的出口与所第一四通换向阀的第一接口连接，所述第一换热器的入口与所述经济器的第一出口连接，所述第一气液分离器的入口与所述第一四通换向阀的第二接口连接，所述第一气液分离器的出口与所述变频压缩机的回气口连接，所述变频压缩机的排气口与所述第一四通换向阀的第三接口连接，所述第一储液器的出口与所述经济器的第一入口和第二入口连接，所述经济器的第二出口与所述变频压缩机的补气口连接；

高温单元，所述高温单元包括第二换热器、第二气液分离器、第二储液器、第二四通换向阀和定频压缩机，所述第二气液分离器的入口与所述第二四通换向阀的第二接口连接，所述第二气液分离器的出口与所述定频压缩机的回气口连接，所述定频压缩机的排气口与所述第二四通换向阀的第三接口连接，所述第二换热器的入口与所述第二四通换向阀的第四接口连接，所述第二换热器的出口与所述第二储液器的入口连接，所述第二换热器上设有回水口和出水口；

冷凝蒸发换热器，所述冷凝蒸发换热器的第一入口与所述第一四通换向阀的第四接口连接，所述冷凝蒸发换热器的第一出口与所述第一储液器的入口连接，所述冷凝蒸发换热器的第二入口与所述第二储液器的出口连接，所述冷凝蒸发换热器的第二出口与所述第二四通换向阀的第一接口连接；

控制器，所述第二换热器的出水口、所述第二气液分离器的入口、所述定频压缩机的排气口处均设有感温探头，所述变频压缩机、所述定频压缩机和所述感温探头均与所述控制器电连接，所述第一储液器内装有低温制冷剂，所述第二储液器内装有中温制冷剂。

2.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述冷凝蒸发换热器包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝蒸发换热器的第一入口和第一出口设置在所述冷凝器上，所述冷凝蒸发换热器的第二入口和第二出口设置在所述蒸发器上。

3.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述经济器的第一出口与所述第一换热器的入口连接的管道上设有主路电子膨胀阀，所述主路电子膨胀阀与所述控制器电连接。

4.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述第一储液器的出口与所述经济器的第二入口连接的管道上设有辅路电子膨胀阀，所述辅路电子膨胀阀与所述控制器电连接。

5.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述第二储液器的出口与所述冷凝蒸发换热器的第二入口连接的管道上设有高温电子膨胀阀，所述高温电子膨胀阀与所述控制器电连接。

6.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述第一换热器、所述第一气液分离器的入口、所述变频压缩机的排气口、所述冷凝蒸发换热器的第一出口和第二入口、所述第二换热器的回水口处均设有感温探头，所述感温探头与所述控制器电连接。

7.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述第一气液分离器的出口、所述第二气液分离器的出口、所述变频压缩机的排气口、所述定频压缩机的排气口处均设有压力开关，所述压力开关与所述控制器电连接。

8.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述第一换热器为翅片式换热器，所述第二换热器、所述冷凝蒸发换热器、所述经济器均为钎焊板式换热器。

9.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述变频压缩机为低温增焓直流变频压缩机。

10.如权利要求1所述复叠式空气源热泵热水机组，其特征在于，所述低温制冷剂为R410A、R22、R407C或乙烯，所述中温制冷剂为R142或R134a。

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