專利名稱：雙工質(zhì)級聯(lián)直熱式熱泵熱水機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水源熱泵，特別是涉及一種雙工質(zhì)級聯(lián)直熱式熱泵熱水機組。
背景技術(shù)：
目前，單級熱泵熱水機組將從5_15°C冷水升至50_60°C熱水時，其壓縮機應(yīng)在最高冷凝溫度對應(yīng)的冷凝壓力下工作，才可能達到目的，水溫越高，對應(yīng)的冷凝壓力越高，機組運行效率越低。同時，熱源側(cè)介質(zhì)溫度被降得越低，對應(yīng)的蒸發(fā)壓力越低，機組運行效率及制熱量也越低，此時單機機組效率對應(yīng)為最高冷凝壓力下和最低蒸發(fā)溫度下的最低的運行效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種能效比高、制熱量大、節(jié)能環(huán)保的雙工質(zhì)級聯(lián)直熱式熱泵熱水機組。采用的技術(shù)方案是:
雙工質(zhì)級聯(lián)直熱式熱泵熱水機組，包括由一級蒸發(fā)器、一級壓縮機、一級主冷凝器、一級過冷器并由制冷管路依次連接和一級過冷器通過一級膨脹閥連接一級蒸發(fā)器，構(gòu)成一級制冷工質(zhì)循環(huán)的一級加熱系統(tǒng)，由二級蒸發(fā)器、二級壓縮機、二級主冷凝器、二級過冷器并由制冷管路依次連接和二級過冷器通過二級膨脹閥連接二級蒸發(fā)器，構(gòu)成二級制冷工質(zhì)循環(huán)的二級加熱系統(tǒng)。所述的一級過冷器與二級過冷器、二級過冷器與一級主冷凝器、一級主冷凝器與二級主冷凝器的換熱水路通過使用側(cè)水管路串聯(lián)，按順序?qū)⑹褂脗?cè)水接力式加熱。二級蒸發(fā)器與一級蒸發(fā)器的換熱水路通過熱源側(cè)水管路串聯(lián)，對熱源側(cè)水梯級降溫提熱。上述的一級制冷工質(zhì)為環(huán)保型R32高壓工質(zhì)；二級制冷工質(zhì)為R22或環(huán)保工質(zhì)R407C。本發(fā)明的熱水機組，在相同成本及相同規(guī)格條件下，根據(jù)工況不同，比普通機組制熱量大30%-40%，能效比高15%-27%，節(jié)能、環(huán)保效果顯著，可廣泛應(yīng)用于浴池污水熱回收及賓館、學校等洗浴與生活熱水的制取。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式雙工質(zhì)級聯(lián)直熱式熱泵熱水機組，包括由一級蒸發(fā)器4、一級壓縮機1、一級主冷凝器2、一級過冷器3并由制冷管路18依次連接和一級過冷器通過一級膨脹閥5連接一級蒸發(fā)器，構(gòu)成一級環(huán)保型R32高壓制冷工質(zhì)循環(huán)的一級加熱系統(tǒng)11，由二級蒸發(fā)器9、二級壓縮機6、二級主冷凝器7、二級過冷器8并由制冷管路依次連接和二級過冷器通過二級膨脹閥10連接二級蒸發(fā)器，構(gòu)成二級R22制冷工質(zhì)循環(huán)的二級加熱系統(tǒng)12。所述的一級過冷器3與二級過冷器8、二級過冷器8與一級主冷凝器2、一級主冷凝器2與二級主冷凝器7的換熱水路通過使用側(cè)水管路17按順序串聯(lián)，將使用側(cè)水接力式加熱。二級蒸發(fā)器9與一級蒸發(fā)器4的換熱水路通過熱源側(cè)水管路19串聯(lián)，對熱源側(cè)水梯級降溫提熱。雙工質(zhì)級聯(lián)式熱泵熱水機組工作原理
一級熱泵的制冷壓縮機I不斷運轉(zhuǎn)，低溫制冷劑R32在蒸發(fā)器4中形成低溫低壓液體，同時不斷地在蒸發(fā)器4中蒸發(fā)并吸收熱源側(cè)水的熱量，變成低溫低壓氣體，被壓縮機I吸入并壓縮成高溫高壓氣體，高溫高壓R32氣體通過主冷凝器2，將熱量釋放給從二級熱泵過冷器8過來的使用側(cè)水，同時制冷劑R32被冷凝成高溫高壓液體，高溫高壓的R32液體通過過冷器3被低溫的使用水過冷，降低了焓值，提高了制冷能力，然后通過膨脹閥5節(jié)流后，重新進入蒸發(fā)器，變成低溫低壓液體，并在過蒸發(fā)器4中蒸發(fā)，吸收熱源側(cè)水的熱量…如此循環(huán)往復(fù)，不斷地在蒸發(fā)器4中從熱源側(cè)水中吸熱，同時不斷地從冷凝器2中將熱量釋放給使用水。與此同時，二級熱泵制冷壓縮機6不斷運轉(zhuǎn)，普通制冷劑R22 (或R407c等)在蒸發(fā)器9中形成低溫低壓液體，同時不斷地在蒸發(fā)器9中蒸發(fā)并吸收熱源側(cè)水的熱量，變成低溫低壓氣體，被壓縮機6吸入并壓縮成高溫高壓氣體，高溫高壓的R22 (或R407c等)氣體通過主冷凝器7，將熱量釋放給從主冷凝器2中過來的使用側(cè)水，同時制冷劑R22(或R407c等)被冷凝成高溫高壓液體，高溫高壓的R22 (或R407c等)液體通過過冷器8被過冷，降低了焓值，提高了制冷能力，然后通過膨脹閥10節(jié)流后，重新進入蒸發(fā)器，變成低溫低壓液體，并在蒸發(fā)器9中蒸發(fā)，吸收熱源側(cè)水的熱量。如此循環(huán)往復(fù)，不斷地在蒸發(fā)器9中從熱源側(cè)水中吸熱，同時不斷地從冷凝器7中將熱量釋放給使用水。
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另一方面，來自使用側(cè)進水管13的使用側(cè)水首先經(jīng)過了過冷器3，過冷器8，一級加熱系統(tǒng)的主冷凝器2，三次被加熱，水溫從10°C左右升至40°C左右；被加熱到40°C左右的使用水，再進入二級加熱系統(tǒng)的主冷凝器7被二次加熱，水溫升至60°C左右，形成洗浴及生活用熱水。水溫及水量可調(diào)由使用側(cè)出水管14提供出水。而來自熱源側(cè)進水管15的12°C左右的熱源側(cè)水，首先經(jīng)過蒸發(fā)器9，熱量被第一次提取，溫度降至9°C左右，然后再經(jīng)過蒸發(fā)器4，熱量再次被提取后，水溫從9°C左右降至7°C左右。本系統(tǒng)熱源側(cè)水溫最低可降至2°C左右。熱量被提取后由熱源側(cè)出水管16出水。
權(quán)利要求
1.雙工質(zhì)級聯(lián)直熱式熱泵熱水機組，包括由一級蒸發(fā)器(4)、一級壓縮機(I)、一級主冷凝器(2 )、一級過冷器(3 )并由制冷管路(18 )依次連接和一級過冷器通過一級膨脹閥(5 )連接一級蒸發(fā)器，構(gòu)成一級制冷工質(zhì)循環(huán)的一級加熱系統(tǒng)(11)，由二級蒸發(fā)器(9)、二級壓縮機(6)、二級主冷凝器(7)、二級過冷器(8)并由制冷管路(18)依次連接和二級過冷器通過二級膨脹閥(10)連接二級蒸發(fā)器，構(gòu)成二級制冷工質(zhì)循環(huán)的二級加熱系統(tǒng)(12)，其特征在于所述的一級過冷器(3)與二級過冷器(8)、二級過冷器(8)與一級主冷凝器(2)、一級主冷凝器(2)與二級主冷凝器(7)的換熱水路通過使用側(cè)水管路(17)串聯(lián)，按順序?qū)⑹褂脗?cè)水接力式加熱；二級蒸發(fā)器(9)與一級蒸發(fā)器(4)的換熱水路通過熱源側(cè)水管路(19)串聯(lián)，對熱源側(cè)水梯級降溫提熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工質(zhì)級聯(lián)直熱式熱泵熱水機組，其特征在于所述的一級制冷工質(zhì)為環(huán)保型R32高壓工質(zhì)；二級制冷工質(zhì)為R22或環(huán)保工質(zhì)R407C。
全文摘要
雙工質(zhì)級聯(lián)直熱式熱泵熱水機組，包括由一級蒸發(fā)器、一級壓縮機、一級主冷凝器、一級過冷器、一級膨脹閥并由制冷管路依次連接構(gòu)成，一級制冷工質(zhì)循環(huán)的一級加熱系統(tǒng)，由二級蒸發(fā)器、二級壓縮機、二級主冷凝器、二級過冷器、二級膨脹閥并由制冷管路依次連接，構(gòu)成二級制冷工質(zhì)循環(huán)的二級加熱系統(tǒng)。所述的一級過冷器與二級過冷器、一級主冷凝器、二級主冷凝器的換熱水路通過使用側(cè)水管路串聯(lián)，按順序?qū)⑹褂脗?cè)水接力式加熱；二級蒸發(fā)器與一級蒸發(fā)器的換熱水路通過熱源側(cè)水管路串聯(lián)，對熱源側(cè)水梯級降溫提熱。本發(fā)明在相同成本及相同規(guī)格條件下，比普通機組制熱量30%-40%，能效比高15%-27%，節(jié)能、環(huán)保效果顯著，可廣泛用于浴池污水熱回收及賓館、學校浴池與生活熱水的制取。
文檔編號F25B7/00GK103105016SQ20111035046
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者高亞民, 閆首第, 程世哲 申請人:高亞民, 閆首第, 程世哲