專利名稱：流體蒸冷熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵，具體地說(shuō)，涉及一種能夠?qū)⒌臀荒芰刻嵘礁呶荒芰康臒岜谩?br> 背景技術(shù)：
普通的熱泵為了采暖的目的，要提升熱能，但是，這種熱泵往往對(duì)低位能量的采集有苛刻的要求。如為了達(dá)到采暖所需的50℃左右的溫度，往往要求低位能量采集的溫度為15℃，當(dāng)?shù)臀荒芰坎杉瘻囟鹊陀?℃時(shí)，該系統(tǒng)就不能達(dá)到采暖目的。就像家用空調(diào)器一樣，在環(huán)境溫度低于零下10℃時(shí)，一般不能正常工作。
自然界儲(chǔ)量極大的低位熱源如江河湖海的溫度都隨著氣溫的變化而變化，尤其是北方需要采暖的地區(qū)，江河湖海的溫度大部分都在5℃以下，因此，普通的熱泵的應(yīng)用范圍大大受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠在較低溫度下，特別是在5℃以下的低位能源條件下，能廣泛用于采暖的流體蒸冷熱泵。
本發(fā)明流體蒸冷熱泵，包括第一蒸發(fā)器、第一壓縮機(jī)、第一冷凝器和第一膨脹閥通過(guò)管道連接形成循環(huán)回路的第一熱泵，其中所述第一蒸發(fā)器、第一壓縮機(jī)和第一膨脹閥之間的回路中并聯(lián)一個(gè)蒸冷裝置，所述蒸冷裝置包括第二壓縮機(jī)、由相互耦合在一起的第二蒸發(fā)器和第二冷凝器構(gòu)成的蒸冷器和第二膨脹閥，在所述循環(huán)回路中具有換熱介質(zhì)，所述第一熱泵中的第一蒸發(fā)器與外部輸入側(cè)放熱盤(pán)管相耦合，第一蒸發(fā)器的出液端與第二壓縮機(jī)、蒸冷器的第二冷凝器、第二膨脹閥和第一蒸發(fā)器的回液端依次連接成循環(huán)回路，蒸冷器的第二蒸發(fā)器的出液端與第一壓縮機(jī)、第一冷凝器、第一膨脹閥及蒸冷器的第二蒸發(fā)器的回液端依次連接成另一循環(huán)回路，所述第一冷凝器與采暖用戶的換熱盤(pán)管相耦合。
本發(fā)明流體蒸冷熱泵，其中所述蒸冷裝置中，第二壓縮機(jī)的進(jìn)液端與蒸冷器的第二蒸發(fā)器的出液端之間并聯(lián)第一閥門(mén)，在蒸冷器的第二蒸發(fā)器的出液端與第一壓縮機(jī)和第一閥門(mén)的連接端之間串聯(lián)第二閥門(mén)，第二膨脹閥的出液端與蒸冷器的第二蒸發(fā)器的回液端之間并聯(lián)第三閥門(mén)，在第二膨脹閥的出液端與第三閥門(mén)和第一蒸發(fā)器的回液端的連接點(diǎn)之間串聯(lián)第四閥門(mén)，當(dāng)?shù)谝婚y門(mén)和第三閥門(mén)在開(kāi)啟位置，第二閥門(mén)和第四閥門(mén)在關(guān)閉位置時(shí)，蒸冷裝置不工作，只有第一熱泵工作；當(dāng)?shù)谝婚y門(mén)和第三閥門(mén)在關(guān)閉位置，第二閥門(mén)和第四閥門(mén)在開(kāi)啟位置時(shí)，蒸冷裝置與第一熱泵共同工作。
本發(fā)明流體蒸冷熱泵，其中所述低位能量輸入側(cè)的放熱盤(pán)管的回液端串聯(lián)第五閥門(mén)，用戶側(cè)的換熱盤(pán)管的回液端串聯(lián)第八閥門(mén)，在第五閥門(mén)的進(jìn)液端與第八閥門(mén)的出液端之間并聯(lián)第六閥門(mén)，在第五閥門(mén)的出液端與第八閥門(mén)的進(jìn)液端之間并聯(lián)第七閥門(mén)，在輸入側(cè)的放熱盤(pán)管的出液端串聯(lián)第十二閥門(mén)，在輸出側(cè)的換熱盤(pán)管的出液端串聯(lián)第九閥門(mén)，在第十二閥門(mén)的出液端與第九閥門(mén)的進(jìn)液端并聯(lián)第十一閥門(mén)，在第十二閥門(mén)的進(jìn)液端與第九閥門(mén)的出液端之間并聯(lián)第十閥門(mén)。
本發(fā)明流體蒸冷熱泵，其中所述第一壓縮機(jī)和第一冷凝器的回液之間端之間串連熱水器加熱管。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于，在傳統(tǒng)的熱泵中，并聯(lián)一個(gè)蒸冷裝置，使低位能量經(jīng)過(guò)兩次提升，從而使5℃以下的低位能源能廣泛用于采暖成為可能。而且擴(kuò)大了低位能源的使用范圍。作為熱泵的進(jìn)一步完善，可以設(shè)置多個(gè)閥門(mén)，使整個(gè)熱泵系統(tǒng)能夠在一個(gè)熱泵的情況下工作，或者兩個(gè)熱泵同時(shí)工作進(jìn)行制冷或者制熱?？梢赃_(dá)到最優(yōu)化的能源的利用。
本發(fā)明流體蒸冷熱泵的其他細(xì)節(jié)和特點(diǎn)可通過(guò)閱讀下文結(jié)合附圖詳加描述的實(shí)施例即可清楚明了。


圖1是本發(fā)明流體蒸冷熱泵優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明流體蒸冷熱泵的優(yōu)選實(shí)施方式，根據(jù)需要可以增減閥門(mén)，以增減本熱泵的工作狀況。其中第一熱泵1，如圖中雙直線所包含的裝置，但不包括其中點(diǎn)劃線部分所包含的裝置，包括第一蒸發(fā)器16、第一壓縮機(jī)12、第一冷凝器17和第一膨脹閥14，它們通過(guò)管道連接形成制熱循環(huán)回路，其中在第一蒸發(fā)器16、膨脹閥14和壓縮機(jī)12之間的回路中并聯(lián)一個(gè)蒸冷裝置2，圖中點(diǎn)劃線包圍的部分，蒸冷裝置2包括第二壓縮機(jī)21、蒸冷器22和第二膨脹閥23。所述蒸冷器22由第二蒸發(fā)器25和第二冷凝器24相互耦合而成。第一熱泵1中的蒸發(fā)器16和與外部低位能量輸入側(cè)連接的放熱盤(pán)管15相耦合，其中外部低位能量可以是空氣、海水或大地等介質(zhì)，其采集器應(yīng)與所使用的介質(zhì)相適應(yīng)。圖中所示為使用江河、湖、海水或地下水等介質(zhì)的情況。第一蒸發(fā)器16的出液端與第二壓縮機(jī)21、蒸冷器22的第二冷凝器24、第二膨脹閥23和第一蒸發(fā)器16的回液端依次連接成循環(huán)回路，蒸冷器22的第二蒸發(fā)器25的出液端與第一壓縮機(jī)12、第一冷凝器17、第一膨脹閥14及蒸冷器22的第二蒸發(fā)器25的回液端依次連接成循環(huán)回路，能量輸出側(cè)的換熱盤(pán)管18與第一冷凝器17耦合并與采暖用戶連接。至此在低位能源和采暖用戶之間建立了一個(gè)實(shí)際上由兩個(gè)熱泵串聯(lián)使用，共同完成二次溫度的提升，使低位能源能夠用于采暖的系統(tǒng)。
在上述系統(tǒng)中，還可在蒸冷裝置2中設(shè)置多個(gè)閥門(mén)，使整個(gè)系統(tǒng)即能夠在所利用的能源高于5℃時(shí)，使用第一熱泵就能夠達(dá)到采暖目的，又能夠在所利用的能源低于5℃時(shí)使用本發(fā)明流體蒸冷熱泵達(dá)到采暖目的的兩種情況下工作。其中所述閥門(mén)是這樣設(shè)置的在蒸冷裝置2中，第二壓縮機(jī)21的進(jìn)液端與蒸冷器22的第二蒸發(fā)器25的出液端并聯(lián)第一閥門(mén)31，在蒸冷器22的第二蒸發(fā)器25的出液端與第一壓縮機(jī)12和第一閥門(mén)31的連接端之間串聯(lián)第二閥門(mén)32，第二膨脹閥23的出液端與蒸冷器22的第二蒸發(fā)器25的回液端之間并聯(lián)第三閥門(mén)33，在第二膨脹閥23的出液端與第三閥門(mén)33和第一蒸發(fā)器16的回液端的連接點(diǎn)之間串聯(lián)第四閥門(mén)34。
其工作情況為當(dāng)所利用的能源高于5℃時(shí)，主要由第一熱泵1工作，開(kāi)啟第一閥門(mén)31、第三閥門(mén)33，關(guān)閉第二閥門(mén)32、第四閥門(mén)34。當(dāng)?shù)谝粔嚎s機(jī)12啟動(dòng)時(shí)，第一蒸發(fā)器16內(nèi)的工質(zhì)吸收流過(guò)低位能量輸入側(cè)的放熱盤(pán)管15的低位能量蒸發(fā)成氣體，氣體通過(guò)第一閥門(mén)31進(jìn)入第一壓縮機(jī)12壓縮升溫，通過(guò)冷凝器17釋放熱量給與冷凝器17相耦合的換熱盤(pán)管18再輸送給用戶達(dá)到采暖目的，冷凝后的液態(tài)工質(zhì)通過(guò)膨脹閥14減壓，經(jīng)過(guò)第三閥門(mén)33再次進(jìn)入第一蒸發(fā)器16內(nèi)吸熱…如此反復(fù)循環(huán)。
當(dāng)所利用的能源低于5℃時(shí)，該第一熱泵1不能正常工作，也就是說(shuō)，其提升的熱量不足以進(jìn)行采暖時(shí)，第一熱泵1和蒸冷裝置2共同工作，關(guān)閉第一閥門(mén)31、第三閥門(mén)33，開(kāi)啟第二閥門(mén)32、第四閥門(mén)34。同時(shí)啟動(dòng)第一和第二壓縮機(jī)12和21，此時(shí)有兩個(gè)回路同時(shí)工作，即當(dāng)?shù)陀?℃的液體流過(guò)低位能量輸入側(cè)的放熱盤(pán)管15時(shí)，蒸發(fā)器16內(nèi)的工質(zhì)吸收放熱盤(pán)管15的低位能量蒸發(fā)成氣體，所述氣體被第二壓縮機(jī)21壓縮升溫(15℃左右)進(jìn)入蒸冷器22的第二冷凝器24，工質(zhì)在冷凝器24中冷凝釋放熱量給蒸冷器22的第二蒸發(fā)器25中的工質(zhì)，工質(zhì)吸收熱量蒸發(fā)成氣體，經(jīng)過(guò)第一壓縮機(jī)12壓縮升溫后進(jìn)入第一冷凝器17中冷凝(50℃左右)釋放熱量，將其熱量釋放給用戶側(cè)的換熱盤(pán)管18的工質(zhì)，再輸送給用戶進(jìn)行采暖。蒸冷器22中的第二冷凝器24中的工質(zhì)在冷凝器24中釋放熱量后經(jīng)第二膨脹閥23減壓后進(jìn)入第一蒸發(fā)器16吸熱蒸發(fā)，如此反復(fù)循環(huán)。
在上述系統(tǒng)中，在低位能量輸入側(cè)的放熱盤(pán)管15的回液端與輸出側(cè)的換熱盤(pán)管18的回液端之間設(shè)有4個(gè)閥門(mén)40、41、42、43，即第五至第八閥門(mén)，在低位能量輸入側(cè)的放熱盤(pán)管15的出液端與輸出側(cè)的換熱盤(pán)管18的出液端之間也設(shè)有4個(gè)閥門(mén)44、45、46、47，即第九至第十二閥門(mén)，通過(guò)切換這些閥門(mén)實(shí)現(xiàn)第一熱泵或和蒸冷器共同工作用于采暖或者制冷。
具體的連接方式為低位能量輸入側(cè)的放熱盤(pán)管15的回液端串聯(lián)第五閥門(mén)40，輸出或用戶側(cè)的換熱盤(pán)管18的回液端串聯(lián)第八閥門(mén)43，在閥門(mén)40的進(jìn)液端與閥門(mén)43的出液端并聯(lián)第六閥門(mén)41，在閥門(mén)40的出液端與閥門(mén)43的進(jìn)液端并聯(lián)第七閥門(mén)42；在輸入側(cè)的放熱盤(pán)管15的出液端串聯(lián)第十二閥門(mén)47，在輸出側(cè)的換熱盤(pán)管18的出液端串聯(lián)第九閥門(mén)44，在閥門(mén)47的出液端與閥門(mén)44的進(jìn)液端并聯(lián)第十一閥門(mén)46，在閥門(mén)47的進(jìn)液端與閥門(mén)44的出液端之間并聯(lián)第十閥門(mén)45。
在這種情況下，熱泵循環(huán)回路中工質(zhì)的工作情況與原始無(wú)閥門(mén)時(shí)一樣，這里不再贅述。下面說(shuō)明設(shè)置上述多個(gè)閥門(mén)后，在所利用的能源高于5℃和低于5℃時(shí)，以及制冷和制熱轉(zhuǎn)換時(shí)的工作情況當(dāng)所利用的能源高于5℃進(jìn)行采暖時(shí)，只有第一熱泵1工作，此時(shí)開(kāi)啟第一閥門(mén)31、第三閥門(mén)33，關(guān)閉第二閥門(mén)32、第四閥門(mén)34，同時(shí)關(guān)閉第六閥門(mén)41、第七閥門(mén)42、第十閥門(mén)45、第十一閥門(mén)46，且開(kāi)啟第五閥門(mén)40、第八閥門(mén)43、第十二閥門(mén)47、第九閥門(mén)44。啟動(dòng)第一壓縮機(jī)12，進(jìn)行采暖。
當(dāng)所利用的能源低于5℃進(jìn)行采暖時(shí)，第一熱泵1和蒸冷裝置2共同工作，此時(shí)關(guān)閉第一閥門(mén)31、第三閥門(mén)33，開(kāi)啟第二閥門(mén)32、第四閥門(mén)34。同時(shí)關(guān)閉第六閥門(mén)41、第七閥門(mén)42、第十閥門(mén)45、第十一閥門(mén)46，且開(kāi)啟第五閥門(mén)40、第八閥門(mén)43、第十二閥門(mén)47、第九閥門(mén)44。啟動(dòng)第一和第二壓縮機(jī)12和21，進(jìn)行采暖。
當(dāng)夏天需要制冷時(shí)，只要關(guān)閉閥門(mén)40、閥門(mén)43、閥門(mén)47、閥門(mén)44，開(kāi)啟閥門(mén)41、閥門(mén)42、閥門(mén)45、閥門(mén)46，利用第一熱泵1運(yùn)行即可，此時(shí)使用戶側(cè)與輸入側(cè)的放熱盤(pán)管15相連，同時(shí)使用戶側(cè)的換熱盤(pán)管18與輸入側(cè)的進(jìn)出液管相連。
由運(yùn)行過(guò)程可以看出，流體蒸冷熱泵系統(tǒng)是一種適應(yīng)外界氣溫變化而改變運(yùn)行工況的一種熱泵。它可以根據(jù)需要提供不同溫度的采暖熱源溫度，機(jī)動(dòng)、靈活、適用范圍廣。它的兩個(gè)回路的壓縮機(jī)可選擇相同壓縮機(jī)，也可選擇不同壓縮機(jī)，根據(jù)不同需要選擇最佳配置。
在上述系統(tǒng)中，在第一壓縮機(jī)12和冷凝器17的回液端之間串連一個(gè)熱水器3的加熱管，經(jīng)第一壓縮機(jī)12壓縮升溫的工質(zhì)通過(guò)熱水器3的加熱管加熱生活熱水，這樣即達(dá)到采暖的目的又加熱了生活用水，供人們洗漱。
權(quán)利要求
1.一種流體蒸冷熱泵，包括第一蒸發(fā)器(16)、第一壓縮機(jī)(12)、第一冷凝器(17)和第一膨脹閥(14)通過(guò)管道連接形成循環(huán)回路的第一熱泵，其特征在于在所述第一蒸發(fā)器(16)、第一壓縮機(jī)(12)和第一膨脹閥(14)之間的回路中并聯(lián)一個(gè)蒸冷裝置(2)，所述蒸冷裝置(2)包括第二壓縮機(jī)(21)、由相互耦合在一起的第二蒸發(fā)器(25)和第二冷凝器(24)構(gòu)成的蒸冷器(22)和第二膨脹閥(23)，在所述循環(huán)回路中具有換熱介質(zhì)，所述第一熱泵(1)中的第一蒸發(fā)器(16)與外部輸入側(cè)放熱盤(pán)管(15)相耦合，第一蒸發(fā)器(16)的出液端與第二壓縮機(jī)(21)、蒸冷器(22)的第二冷凝器(24)、第二膨脹閥(23)和第一蒸發(fā)器(16)的回液端依次連接成循環(huán)回路，蒸冷器(22)的第二蒸發(fā)器(25)的出液端與第一壓縮機(jī)(12)、第一冷凝器(17)、第一膨脹閥(14)及蒸冷器(22)的第二蒸發(fā)器(25)的回液端依次連接成另一循環(huán)回路，所述第一冷凝器(17)與采暖用戶的換熱盤(pán)管(18)相耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體蒸冷熱泵，其特征在于在所述蒸冷裝置(2)中，第二壓縮機(jī)(21)的進(jìn)液端與蒸冷器(22)的第二蒸發(fā)器(25)的出液端之間并聯(lián)第一閥門(mén)(31)，在蒸冷器(22)的第二蒸發(fā)器(25)的出液端與第一壓縮機(jī)(12)和第一閥門(mén)(31)的連接端之間串聯(lián)第二閥門(mén)(32)，第二膨脹閥(23)的出液端與蒸冷器(22)的第二蒸發(fā)器(25)的回液端之間并聯(lián)第三閥門(mén)(33)，在第二膨脹閥(23)的出液端與第三閥門(mén)(33)和第一蒸發(fā)器(16)的回液端的連接點(diǎn)之間串聯(lián)第四閥門(mén)(34)，當(dāng)?shù)谝婚y門(mén)(31)和第三閥門(mén)(33)在開(kāi)啟位置，第二閥門(mén)(32)和第四閥門(mén)(34)在關(guān)閉位置時(shí)，蒸冷裝置(2)不工作，只有第一熱泵工作；當(dāng)?shù)谝婚y門(mén)(31)和第三閥門(mén)(33)在關(guān)閉位置，第二閥門(mén)(32)和第四閥門(mén)(34)在開(kāi)啟位置時(shí)，蒸冷裝置(2)與第一熱泵(1)共同工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體蒸冷熱泵，其特征在于在所述低位能量輸入側(cè)的放熱盤(pán)管的回液端串聯(lián)第五閥門(mén)(40)，用戶側(cè)的換熱盤(pán)管(18)的回液端串聯(lián)第八閥門(mén)(43)，在第五閥門(mén)(40)的進(jìn)液端與第八閥門(mén)(43)的出液端之間并聯(lián)第六閥門(mén)(41)，在第五閥門(mén)(40)的出液端與第八閥門(mén)(43)的進(jìn)液端之間并聯(lián)第七閥門(mén)(42)，在輸入側(cè)的放熱盤(pán)管(15)的出液端串聯(lián)第十二閥門(mén)(47)，在輸出側(cè)的換熱盤(pán)管(18)的出液端串聯(lián)第九閥門(mén)(44)，在第十二閥門(mén)(47)的出液端與第九閥門(mén)(44)的進(jìn)液端并聯(lián)第十一閥門(mén)(46)，在第十二閥門(mén)(47)的進(jìn)液端與第九閥門(mén)(44)的出液端之間并聯(lián)第十閥門(mén)(45)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體蒸冷熱泵，其特征在于在所述第一壓縮機(jī)(12)和第一冷凝器(17)的回液之間端之間串連熱水器加熱管。
全文摘要
一種流體蒸冷熱泵，包括第一熱泵，在第一熱泵的第一蒸發(fā)器、第一壓縮機(jī)和第一膨脹閥之間的回路中并聯(lián)一個(gè)蒸冷裝置，蒸冷裝置包括第二壓縮機(jī)、由第二蒸發(fā)器和第二冷凝器構(gòu)成的蒸冷器和第二膨脹閥，第一蒸發(fā)器與外部輸入側(cè)放熱盤(pán)管相耦合，第一蒸發(fā)器與第二壓縮機(jī)、第二冷凝器、第二膨脹閥依次連接成循環(huán)回路，第二蒸發(fā)器與第一壓縮機(jī)、第一冷凝器、第一膨脹閥依次連接成另一循環(huán)回路，第一冷凝器與采暖用戶的換熱盤(pán)管相耦合。該熱泵使低位能量經(jīng)過(guò)兩次提升，從而使5℃以下的低位能源廣泛用于采暖成為可能。
文檔編號(hào)F25B30/06GK1657847SQ20041003918
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者陸海汶 申請(qǐng)人:陸海汶, 賀平東