CN218154891U - 一种极寒复叠式热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种极寒复叠式热泵系统，包括板式换热器以及均与板式换热器连接的低温环路和高温环路；低温环路包括低温压缩机、与低温压缩机连接的第一四通换向阀和第一气液分离器，分别与第一四通换向阀、第一电子膨胀阀连接的第一蒸发器，第一电子膨胀阀分别与板式换热器和第一蒸发器连接；高温环路包括依次连接的高温压缩机、制冷四通换向阀、第二蒸发器、制冷电子膨胀阀、制热电子膨胀阀，还与制热电子膨胀阀连接的制冷四通换向阀和冷凝器，并联的第一单向阀和第二单向阀。本实用新型提供的一种极寒复叠式热泵系统能在极寒温度下运行、COP高，运行费用低，让制热环境温度突破‑50度，COP提升60％以上，采暖水温达到55度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热泵系统，尤其是一种极寒复叠式热泵系统。
背景技术
现有的复叠机只是两个压缩机的复叠让机组水温能烧到80度以上时压缩机的压比在较小范围，让机组稳定运行，但COP很低，运行费用高，用户很难接受，在环境温度-35度以下也无法运行。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种能在极寒温度下运行、COP高，运行费用低的一种极寒复叠式热泵系统，具体技术方案为：
一种极寒复叠式热泵系统，其特征在于，包括板式换热器以及均与所述板式换热器连接的低温环路和高温环路；
所述低温环路包括：低温压缩机；第一气液分离器，所述第一气液分离器的出气口与所述低温压缩机的回气口连接；第一四通换向阀，所述第一四通换向阀分别与所述低温压缩机的排气口、所述第一气液分离器的进气口和所述板式换热器连接；第一蒸发器，所述第一蒸发器与所述第一四通换向阀连接；及第一电子膨胀阀，所述第一蒸发器通过所述第一电子膨胀阀与所述板式换热器连接；
所述高温环路包括：高温压缩机；第二气液分离器，所述第二气液分离器的出气口与所述高温压缩机的回气口连接；制冷四通换向阀，所述制冷四通换向阀与所述高温压缩机的排气口连接；第二单向阀，所述第二单向阀分别与所述第二气液分离器和所述制冷四通换向阀连接；第二蒸发器，所述第二蒸发器与所述制冷四通换向阀连接；制冷电子膨胀阀，所述制冷电子膨胀阀与所述第二蒸发器连接；制热电子膨胀阀，所述制热电子膨胀阀分别与所述制冷电子膨胀阀和所述板式换热器连接；冷凝器，所述冷凝器与所述制热电子膨胀阀连接；制热四通换向阀，所述制热四通换向阀分别与所述板式换热器、所述制冷四通换向阀和所述冷凝器连接；及第一单向阀，所述第一单向阀分别与所述制热四通换向阀和所述第二气液分离器连接。
与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型提供的一种极寒复叠式热泵系统能在极寒温度下运行、COP高，运行费用低，让制热环境温度突破-50度，COP提升60％以上，采暖水温达到55度。
附图说明
图1是一种极寒复叠式热泵系统的结构框图，并且是在环境温度低于等于7℃时的介质冷媒的流动方向；
图2是在环境温度高于7℃且制热时介质冷媒的流动方向；
图3是在环境温度高于7℃且制冷时介质冷媒的流动方向。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步说明。
复叠式空气能热泵冷热水机组是由高温环路和低温环路组成，这里的低温环路和高温环路是根据系统按复叠循环运行时的冷凝温度来定义的。冷凝温度高的环路定义为高温环路，冷凝温度低的环路定义为低温环路。
复叠式空气能热泵冷热水机组能满足在极寒工况下对用户供热以及夏季制冷的要求，能实现在环境温度为-50℃～45℃范围内对供热及制冷的要求，温度适用范围更低，工作性能稳定，控制调节简单方便；除此之外，复叠式空气能热泵冷热水机组能够随环境温度的变化，使系统COP值趋于较大值，在环境温度高于判断温度时(判断温度通常为7℃，可根据实际情况可调)只工作高温环路，低于判断温度时高温环路和低温环路同时工作，系统总是朝最有利于节能的趋势工作。高温环路蒸发侧是在20℃～45℃，这样的工况不但能效高，压缩机压比小，运行更稳定，而单级压缩热泵在环境温度下降，而采暖及热水需要的是高水温，单级压缩热泵会由于压缩比增加导致效率急剧下降。当环境温度接近零下或更低，而出水温度始终要求达到40℃以上，单级压缩热泵的冷凝蒸发温度之差就更大，效率更低，运行工况差，而采用复叠式空气能热泵冷热水机组则可以解决这一问题。
如图1所示，一种极寒复叠式热泵系统，包括板式换热器2、低温环路1和高温环路3。
低温环路1包括低温压缩机11、第一气液分离器12、第一四通换向阀13、第一蒸发器14、第一电子膨胀阀15，其中低温压缩机11为变频压缩机，第一气液分离器12的出气口与低温压缩机11的回气口连接；第一四通换向阀13的一号口与低温压缩机11的排气口连接，第一四通换向阀13的二号口与板式换热器2的一号出气口连接，第一四通换向阀13的三号口与第一气液分离器12的进气口连接，第一四通换向阀13的四号口与第一蒸发器14的集气出口连接。第一蒸发器14的液管进口通过第一电子膨胀阀15与板式换热器2连接。其中，第一电子膨胀阀15与板式换热器2一号进气口连接。
高温环路3包括高温压缩机31、第二气液分离器38、制冷四通换向阀32、第一单向阀41、第二单向阀42、第二蒸发器33、制冷电子膨胀阀34、制热电子膨胀阀35、冷凝器36和制热四通换向阀37。
高温压缩机31为定频压缩机，高温压缩机31的回气口与第二气液分离器38的出气口连接。
制冷四通换向阀32的一号口与高温压缩机31的排气口连接；制冷四通换向阀32的二号口与制热四通换向阀37的一号口连接；制冷四通换向阀32的三号口通过第二单向阀42与第二气液分离器38的进气口连接；制冷四通换向阀32的四号口与第二蒸发器33的集气口连接。
第二单向阀42分别与第二气液分离器38的进气口连接，还与制冷四通换向阀32的三号口和制热四通换向阀37的三号口和第一单向阀41并列连接。
第二蒸发器33、制冷电子膨胀阀34、制热电子膨胀阀35和板式换热器2依次连接。其中，制热电子膨胀阀35与板式换热器2的二号进气口连接。制热电子膨胀阀35还与制冷电子膨胀阀34并联后再与冷凝器36出口连接。制冷电子膨胀阀34与第二蒸发器33的液管进气口连接。
制热四通换向阀37的三号口通过第一单向阀41与第二气液分离器38的进气口连接；制热四通换向阀37的四号口与板式换热器2的二号出气口连接；制热四通换向阀37的二号口与冷凝器36的进口连接。
如图1所示，在环境温度低于等于7℃时，介质冷媒先由低温环路1的第一蒸发器14吸低温空气中的热量，再循环到第一气液分离器12，从第一气液分离器12到低温环路1的低温压缩机11的回气口，经过低温压缩机11压缩成高温气体由排气口出，从第一四通换向阀13的一号口进入，从第一四通换向阀13的二号口出到板式换热器2，高温气体与高温环路3的介质冷媒进行热交换，交换过后的低温环路1介质冷媒再经过低温环路1第一电子膨胀阀15节流，节流后的低温低压的汽态介质冷媒再回到低温环路1的第一蒸发器14吸低温空气中的热量后，再由第一四通换向阀13的四号口进入，然后从第一四通换向阀13的三号口出来进入第一气液分离器12，如此往复循环的向高温环路3的介质冷媒传递热量。
在环境温度低于等于7℃时，高温环路3的介质冷媒先由板式换热器2中吸从低温环路1中传递的热量，然后依次经过制热四通换向阀37的三号口以及第一单向阀41和第二气液分离器38，再从高温环路3的高温压缩机31的回气口进入，经过高温压缩机31压缩成高温气体，从高温压缩机31的排气口进入制冷四通换向阀32的一号口，从制冷四通换向阀32的二号口出到制热四通换向阀37的一号口，从制热四通换向阀37的二号口进入到冷凝器36中与采暖介质或热水进行热交换，交换过后的高温环路3介质冷媒再经过制热电子膨胀阀35节流，节流后的低温低压的汽态介质冷媒再回到板式换热器2中吸收低温环路1中传递的热量，如此往复循环的向高温环路3的采暖介质或热水传递热量，
如图2和图3所示，在环境温度高于7℃时，低温环路1不工作。
如图2所示，在环境温度高于7℃且制热时，高温环路3的第二蒸发器33中的介质冷媒依次经过制冷四通换向阀32的四号口、制冷四通换向阀32的三号口、第二单向阀42和第二气液分离器38，然后回到高温压缩机31的回气口，经过高温压缩机31压缩成高温气体，从高温压缩机31的排气口进入制冷四通换向阀32的一号口，从制冷四通换向阀32的二号口流出，然后进入到制热四通换向阀37的一号口，从制热四通换向阀37的二号口进入冷凝器36，到冷凝器36中与采暖介质或热水进行热交换，交换后的低温低压的液态介质冷媒经过制冷电子膨胀阀34节流，节流后的低温低压的汽态介质冷媒再回到第二蒸发器33中吸收空气中的热量，如此往复循环的向高温环路3的采暖介质或热水传递热量，
如图3所示，在环境温度高于7℃且制冷时，高温环路3的高温压缩机31压缩的高温气体从排气口排出，然后依次经过制冷四通换向阀32的一号口和四号口进入到第二蒸发器33中，在蒸发器中与空气交换放热后，再经过制冷电子膨胀阀34节流，节流后的低温低压的汽态介质冷媒进入到冷凝器36中与空调介质进行冷量交换，在冷凝器36中与空调介质进行冷量交换后的高温环路3介质冷媒从制热四通换向阀37的二号口进，从制热四通换向阀37的四口出，再经过第一单向阀41进入第二气液分离器38后回到高温环路3的高压缩机，如此往复循环的向高温环路3的空调介质进行冷量交换。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种极寒复叠式热泵系统，其特征在于，包括板式换热器(2)以及均与所述板式换热器(2)连接的低温环路(1)和高温环路(3)；
所述低温环路(1)包括：
低温压缩机(11)；
第一气液分离器(12)，所述第一气液分离器(12)的出气口与所述低温压缩机(11)的回气口连接；
第一四通换向阀(13)，所述第一四通换向阀(13)分别与所述低温压缩机(11)的排气口、所述第一气液分离器(12)的进气口和所述板式换热器(2)连接；
第一蒸发器(14)，所述第一蒸发器(14)与所述第一四通换向阀(13)连接；及
第一电子膨胀阀(15)，所述第一蒸发器(14)通过所述第一电子膨胀阀(15)与所述板式换热器(2)连接；
所述高温环路(3)包括：
高温压缩机(31)；
第二气液分离器(38)，所述第二气液分离器(38)的出气口与所述高温压缩机(31)的回气口连接；
制冷四通换向阀(32)，所述制冷四通换向阀(32)与所述高温压缩机(31)的排气口连接；
第二单向阀(42)，所述第二单向阀(42)分别与所述第二气液分离器(38)和所述制冷四通换向阀(32)连接；
第二蒸发器(33)，所述第二蒸发器(33)与所述制冷四通换向阀(32)连接；
制冷电子膨胀阀(34)，所述制冷电子膨胀阀(34)与所述第二蒸发器(33)连接；
制热电子膨胀阀(35)，所述制热电子膨胀阀(35)分别与所述制冷电子膨胀阀(34)和所述板式换热器(2)连接；
冷凝器(36)，所述冷凝器(36)与所述制热电子膨胀阀(35)连接；
制热四通换向阀(37)，所述制热四通换向阀(37)分别与所述板式换热器(2)、所述制冷四通换向阀(32)和所述冷凝器(36)连接；及
第一单向阀(41)，所述第一单向阀(41)分别与所述制热四通换向阀(37)和所述第二气液分离器(38)连接。
2.根据权利要求1所述的一种极寒复叠式热泵系统，其特征在于，所述高温压缩机(31)为定频压缩机。
3.根据权利要求1所述的一种极寒复叠式热泵系统，其特征在于，所述低温压缩机(11)为变频压缩机。
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| CN202222597831.4U CN218154891U (zh) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | 一种极寒复叠式热泵系统 |
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