專利名稱：帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱泵技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，熱泵作為一種節(jié)能技術(shù)受到了世界各國(guó)的普遍重視，而空氣源熱泵可 從環(huán)境大氣中吸取豐富的低品位能量，使用方便，安裝費(fèi)用較低，因此空氣源熱泵成為熱泵 產(chǎn)品中最為廣泛應(yīng)用的一種。但是，傳統(tǒng)空氣源熱泵的應(yīng)用范圍受到環(huán)境因素的約束隨著 室外溫度的降低，用戶的需熱量不斷增加，當(dāng)室外氣溫很低時(shí)，機(jī)組會(huì)出現(xiàn)制熱量難以滿足 用戶采暖需求的問(wèn)題。同時(shí)，隨著壓縮機(jī)壓力比的增加，其COP急劇下降，排氣溫度迅速升 高，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)不能正常運(yùn)行甚至損壞。針對(duì)傳統(tǒng)空氣源熱泵在低溫環(huán)境中使用的局 限性，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者提出了一些解決方案，包括采用非共沸工質(zhì)、采用變頻技術(shù)、采用輔 助加熱器系統(tǒng)、采用提高潤(rùn)滑油流量冷卻壓縮機(jī)的熱泵系統(tǒng)、采用復(fù)疊式蒸汽壓縮的熱泵 系統(tǒng)、采用雙級(jí)耦合熱泵系統(tǒng)等。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)在低溫環(huán)境下使用所存在的制 熱量不能滿足用戶采暖要求，以及隨著壓縮機(jī)壓縮比的增加，排氣溫度迅速升高，導(dǎo)致壓縮 機(jī)不能正常運(yùn)行，甚至損壞壓縮機(jī)的問(wèn)題，而提供一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，主要由 低壓級(jí)壓縮機(jī)、中間冷卻器、高壓級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器以及截止閥A、截止閥 B、截止閥C、截止閥D等器件組成，各器件之間由制冷劑管道連接，制冷劑循環(huán)回路分為制 冷劑長(zhǎng)循環(huán)回路及制冷劑短循環(huán)回路，其主要特征是系統(tǒng)配置了低壓級(jí)壓縮機(jī)及高壓級(jí) 壓縮機(jī)，在低壓級(jí)壓縮機(jī)、高壓級(jí)壓縮機(jī)之間配置了中間冷卻器。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的壓縮機(jī)，系統(tǒng)配置了低壓級(jí)壓縮機(jī)及高壓級(jí)壓 縮機(jī)，低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)均設(shè)有一個(gè)吸氣口和一個(gè)出氣口，低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸 氣口與截止閥A、蒸發(fā)器的制冷劑出口相連，低壓級(jí)壓縮機(jī)的出口與中間冷卻器的制冷劑進(jìn) 口相連，高壓級(jí)壓縮機(jī)的進(jìn)口與中間冷卻器的制冷劑出口、截止閥B相連，高壓級(jí)壓縮機(jī)的 出口與冷凝器的制冷劑進(jìn)口相連。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的中間冷卻器，系列管式換熱器，僅在制冷劑長(zhǎng) 循環(huán)回路使用，管內(nèi)介質(zhì)制冷劑降溫，管外介質(zhì)循環(huán)水升溫。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的制冷劑長(zhǎng)循環(huán)回路，系統(tǒng)中僅有一條，其回路 中包含有低壓級(jí)壓縮機(jī)、中間冷卻器及高壓級(jí)壓縮機(jī)，該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥C、截止閥 D，并開啟截止閥A、截止閥B而實(shí)現(xiàn)的，其流程是低壓級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)口一低壓級(jí)壓縮機(jī)出口 —中間冷卻器的制冷劑進(jìn)口一中間冷卻器的制冷劑出口一高壓級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)口 一高壓級(jí)壓 縮機(jī)出口一冷凝器的制冷劑進(jìn)口一冷凝器的制冷劑出口一膨脹閥進(jìn)口一膨脹閥出口一蒸 發(fā)器進(jìn)口一蒸發(fā)器出口 一低壓級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)口。[0008]本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的制冷劑短循環(huán)回路，該回路在系統(tǒng)中有兩條 一條是未包含低壓級(jí)壓縮機(jī)及中間冷卻器的短循環(huán)回路，該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥A、截止 閥C，并開啟截止閥D、截止閥B而實(shí)現(xiàn)的，其流程是高壓級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)口一高壓級(jí)壓縮機(jī)出 口一冷凝器的制冷劑進(jìn)口一冷凝器的制冷劑出口一膨脹閥進(jìn)口一膨脹閥出口一蒸發(fā)器進(jìn) 口一蒸發(fā)器出口一截止閥D進(jìn)口一截止閥D出口一截止閥B進(jìn)口一截止閥B出口一高壓級(jí) 壓縮機(jī)進(jìn)口 ；另一條是未包含中間冷卻器及高壓級(jí)壓縮機(jī)的短循環(huán)回路，該回路是通過(guò)關(guān) 閉截止閥B、截止閥D，并開啟截止閥A、截止閥C而實(shí)現(xiàn)的，其流程是低壓級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)口一 低壓級(jí)壓縮機(jī)出口 一截止閥C進(jìn)口 一截止閥C出口 一冷凝器的制冷劑進(jìn)口 一冷凝器的制冷 劑出口一膨脹閥進(jìn)口一膨脹閥出口一蒸發(fā)器進(jìn)口一蒸發(fā)器出口一截止閥A進(jìn)口一截止閥A 出口一低壓級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)口。本實(shí)用新型的有益效果是由于系統(tǒng)的制冷劑壓縮采用二級(jí)壓縮，在低壓級(jí)壓縮 機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)之間設(shè)置了中間冷卻器，通過(guò)截止閥的開啟/關(guān)閉控制，系統(tǒng)的制冷劑 可在包含有中間冷卻器、低壓級(jí)壓縮機(jī)、高壓級(jí)壓縮機(jī)的長(zhǎng)循環(huán)回路中運(yùn)行，此時(shí)，進(jìn)入高 壓級(jí)壓縮機(jī)吸氣口的制冷劑在中間冷卻器中被冷卻，可降低高壓級(jí)壓縮機(jī)排氣比焓，從而 可降低高壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣溫度，可避免機(jī)組應(yīng)用于低溫工況下由于壓縮比增大而使高壓 級(jí)壓縮機(jī)不能正常工作的問(wèn)題，同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)截止閥的開啟/關(guān)閉控制，系統(tǒng)的制冷劑可 不進(jìn)行高壓級(jí)壓縮機(jī)或低壓級(jí)壓縮機(jī)壓縮，即在室外氣溫較高或很高時(shí)，可單獨(dú)使用一臺(tái) 高壓級(jí)壓縮機(jī)壓縮或單獨(dú)使用一臺(tái)低壓級(jí)壓縮機(jī)壓縮，達(dá)到減少制熱量的目的，使熱泵機(jī) 組運(yùn)行的溫度適應(yīng)性大大提高。下面，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的工藝流程示意圖。圖中1、低壓級(jí)壓縮機(jī)；2、中間冷卻器；3冷卻水進(jìn)口 ；4、冷卻水出口 ；5、截止閥 B ；6、高壓級(jí)壓縮機(jī)；7、截止閥C ；8、冷凝器；9、膨脹閥；10、蒸發(fā)器；11、截止閥D ;12、截止閥 A0
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例如圖1所示。系統(tǒng)主要由低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)、中間冷卻器(2)、 高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)、冷凝器(8)、膨脹閥(9)、蒸發(fā)器(10)以及截止閥A(12)、截止閥B(5)、截 止閥C(7)、截止閥D(Il)等器件組成，各器件之間由制冷劑管道連接。系統(tǒng)配置了低壓級(jí)壓 縮機(jī)(1)及高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)，在低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)、高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)之間配置了中間冷 卻器(2)。系統(tǒng)所配置的壓縮機(jī)分為低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)及高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)，兩種壓縮機(jī)均 設(shè)有一個(gè)吸氣口和一個(gè)出氣口，低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的吸氣口與截止閥A(12)、蒸發(fā)器(10)出 口相連，低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的出口與中間冷卻器(2)的制冷劑進(jìn)口相連，高壓級(jí)壓縮機(jī)(6) 的進(jìn)口與中間冷卻器⑵的制冷劑出口、截止閥B(5)相連，高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)的出口與冷 凝器⑶的制冷劑進(jìn)口相連。系統(tǒng)的中間冷卻器(2)的列管內(nèi)運(yùn)行制冷劑，制冷劑在中間冷卻器(2)內(nèi)降溫，管
4外的循環(huán)水升溫。系統(tǒng)的制冷劑長(zhǎng)循環(huán)回路僅一條，其回路中包含有低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)、中間冷卻 器(2)及高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)，該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥C(7)、截止閥D(10)，并開啟截止閥 A(12)、截止閥B (5)而實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的制冷劑短循環(huán)回路有兩條一條是未包含低壓級(jí)壓縮機(jī)⑴及中間冷卻器 (2)的短循環(huán)回路，該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥A(12)、截止閥C(7)，并開啟截止閥D(Il)、截 止閥B(5)而實(shí)現(xiàn)的；另一條是未包含中間冷卻器(2)及高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)的短循環(huán)回路， 該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥B(5)、截止閥D(Il)，并開啟截止閥A(12)、截止閥C(7)而實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型的制冷劑可在包含有中間冷卻器(2)、低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)、高壓級(jí)壓縮 機(jī)(6)的長(zhǎng)循環(huán)回路中運(yùn)行，此時(shí)，進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)吸氣口的制冷劑在中間冷卻器 ⑵中被冷卻，可降低高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)排氣比焓，從而可降低高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)的排氣溫 度，可避免機(jī)組應(yīng)用于低溫工況下由于壓縮比增大而使高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)不能正常工作的 問(wèn)題，同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)截止閥的開啟/關(guān)閉控制，制冷劑可不進(jìn)行高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)或低壓 級(jí)壓縮機(jī)(1)壓縮，即在室外氣溫較高或很高時(shí)，可單獨(dú)使用一臺(tái)高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)或單獨(dú) 使用一臺(tái)低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)，達(dá)到減少制熱量的目的，使熱泵機(jī)組運(yùn)行的溫度適應(yīng)性大大提 尚ο
權(quán)利要求一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，主要由低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)、中間冷卻器(2)、高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)、冷凝器(8)、膨脹閥(9)、蒸發(fā)器(10)以及截止閥A(12)、截止閥B(5)、截止閥C(7)、截止閥D(11)等器件組成，各器件之間由制冷劑管道連接，制冷劑循環(huán)回路分為制冷劑長(zhǎng)循環(huán)回路及制冷劑短循環(huán)回路，其主要特征是系統(tǒng)配置了低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)及高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)，在低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)、高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)之間配置了中間冷卻器(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述 的壓縮機(jī)配置了低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)及高壓級(jí)壓縮機(jī)(2)，低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)和高壓級(jí)壓縮機(jī) (6)均設(shè)有一個(gè)吸氣口和一個(gè)出氣口，低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的吸氣口與蒸發(fā)器(7)的制冷劑出 口相連，低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的出口與中間冷卻器⑵的制冷劑進(jìn)口相連，高壓級(jí)壓縮機(jī)(6) 的進(jìn)口與中間冷卻器⑵的制冷劑出口、截止閥B(5)相連，高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)的出口與冷 凝器⑶的制冷劑進(jìn)口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述 的制冷劑長(zhǎng)循環(huán)回路，該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥C (7)、截止閥D(Il)，并開啟截止閥A (12)、 截止閥B(5)而實(shí)現(xiàn)的，其流程是，低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)進(jìn)口一低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)出口一中間 冷卻器(2)的制冷劑進(jìn)口一中間冷卻器⑵的制冷劑出口一高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)進(jìn)口一高壓 級(jí)壓縮機(jī)(6)出口一冷凝器(8)的制冷劑進(jìn)口一冷凝器(8)的制冷劑出口一膨脹閥(9)進(jìn) 口一膨脹閥(9)出口一蒸發(fā)器(10)進(jìn)口一蒸發(fā)器(10)出口一低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)進(jìn)口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述 的制冷劑短循環(huán)回路，該回路在系統(tǒng)中有兩條，其中的一條是未包含低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)及 中間冷卻器(2)的短循環(huán)回路，該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥A(12)、截止閥C(7)，并開啟截止 閥D(ll)、截止閥B(5)而實(shí)現(xiàn)的，其流程是，高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)進(jìn)口一高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)出 口一冷凝器(8)的制冷劑進(jìn)口一冷凝器(8)的制冷劑出口一膨脹閥(9)進(jìn)口一膨脹閥(9) 出口一蒸發(fā)器(10)進(jìn)口一蒸發(fā)器(10)出口一截止閥D(Il)進(jìn)口一截止閥D(Il)出口一截 止閥B(5)進(jìn)口一截止閥B(5)出口一高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)進(jìn)口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述 的制冷劑短循環(huán)回路，該回路在系統(tǒng)中有兩條，其中的另一條是未包含中間冷卻器(2)及 高壓級(jí)壓縮機(jī)(6)的短循環(huán)回路，該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥B(5)、截止閥D(ll)，并開啟截 止閥A (12)、截止閥C (7)而實(shí)現(xiàn)的，該回路是通過(guò)關(guān)閉截止閥B、截止閥D，并開啟截止閥A、 截止閥C而實(shí)現(xiàn)的，其流程是，低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)進(jìn)口一低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)出口一截止閥 C(7)進(jìn)口一截止閥C(7)出口一冷凝器⑶的制冷劑進(jìn)口一冷凝器⑶的制冷劑出口一膨 脹閥(9)進(jìn)口一膨脹閥(9)出口一蒸發(fā)器(10)進(jìn)口一蒸發(fā)器(10)出口一截止閥A(12)進(jìn) 口一截止閥A(12)出口一低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)進(jìn)口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)。系統(tǒng)由低壓級(jí)壓縮機(jī)、中間冷卻器、高壓級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器以及截止閥等器件組成，各器件之間由制冷劑管道連接，制冷劑循環(huán)回路分為帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮長(zhǎng)循環(huán)回路和只包含一臺(tái)壓縮機(jī)的短循環(huán)回路，其主要特征是系統(tǒng)配置了中間冷卻器。系統(tǒng)通過(guò)截止閥的開啟/關(guān)閉，可控制制冷劑在長(zhǎng)循環(huán)回路或短循環(huán)回路中運(yùn)行，即在室外溫度較低時(shí)可采用帶中間冷卻器的二級(jí)壓縮，而在溫度氣溫較高時(shí)，可單獨(dú)使用一臺(tái)壓縮機(jī)壓縮，熱泵機(jī)組運(yùn)行的溫度適應(yīng)性大大提高，既能在常溫工況下高效可靠運(yùn)行，又能在低溫工況下安全正常運(yùn)行。
文檔編號(hào)F25B31/00GK201740300SQ201020261610
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者尹洪禮, 敖君山, 王華文, 王文慧, 胡玲 申請(qǐng)人:湖北東橙新能源科技有限公司