一種高效壓縮式熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高效壓縮式熱泵系統(tǒng)及工作方法，屬熱泵供熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱泵是一種通過冷媒介質(zhì)在外界環(huán)境中吸收熱量并通過冷凝器在特定范圍內(nèi)進(jìn)行發(fā)熱的一種特殊的制冷系統(tǒng)，其工作熱源主要來自于冷媒與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換來獲取因此，當(dāng)前的熱泵系統(tǒng)在研宄及設(shè)計(jì)時(shí)，主要是對(duì)其蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，最常用的方法是增加蒸發(fā)器的換熱面積、提高換熱器的換熱效率等，但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，通過蒸發(fā)器從環(huán)境吸熱的過程僅在冷媒與外界環(huán)境存在較大溫差時(shí)，其工作效率才能顯著提高，若當(dāng)冷媒介質(zhì)溫度與外界環(huán)境溫度接近，或高于外界環(huán)境溫度時(shí)，則冷媒通過蒸發(fā)器進(jìn)行吸熱效率將大大降低，甚至?xí)霈F(xiàn)冷媒向外界空氣放熱的現(xiàn)象，從而極大的限制了熱泵系統(tǒng)的工作效率，尤其是在低溫環(huán)境下當(dāng)前熱泵系統(tǒng)效率尤為低下；同時(shí)熱泵系統(tǒng)原理是“逆卡諾循環(huán)”，該理論明確指出系統(tǒng)效率與熱泵系統(tǒng)溫差和最終熱量輸出目標(biāo)溫度有關(guān)，溫差越大、效率越低；現(xiàn)有一個(gè)壓縮式熱泵系統(tǒng)其吸熱、放熱環(huán)節(jié)通常只有一個(gè)，因此通常忽略不同階段溫度需求，而簡單采用階段性工作(如冰箱制冷輸出溫度很低-30°C，通過啟?？刂茖?shí)現(xiàn)較低制冷目標(biāo)-18°C)、溫度混合(如用空氣源熱泵熱水器70°C的熱水混合冷水獲得40°C洗澡、取暖用溫水)，熱源和熱輸出目標(biāo)溫差較大，因此增加了壓縮機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，降低了壓縮機(jī)的工作效率，另一方面也增加了熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，除此之外，當(dāng)前的熱泵系統(tǒng)在進(jìn)行供熱時(shí)，其供熱溫度的調(diào)節(jié)性能較差，主要是通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的，因此一方面造成溫度調(diào)節(jié)范圍較窄，不能有效滿足使用的需要，另一方面也增加了壓縮機(jī)運(yùn)行的負(fù)擔(dān)及壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，因此迫切需要開發(fā)一種全新的熱泵系統(tǒng)以克服當(dāng)前熱泵系統(tǒng)中存在的諸多不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實(shí)用新型提供一種高效壓縮式熱泵系統(tǒng)，該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，一方面有拓寬了冷媒介質(zhì)蒸發(fā)吸熱的溫度范圍，提高了熱泵系統(tǒng)工作效率，降低了運(yùn)行能耗，同時(shí)并顯著提高了在熱泵系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的運(yùn)行效率，另一方面提高了熱泵系統(tǒng)溫度輸出的范圍和溫度調(diào)節(jié)的靈活性及便利性，從而有效的提高了熱泵系統(tǒng)的工作效率，降低了熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種高效壓縮式熱泵系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、冷凝回路及蒸發(fā)回路，壓縮機(jī)通過連接管路其進(jìn)氣端與蒸發(fā)回路連通，出氣端與冷凝回路連通，冷凝回路包括高溫渦流管、高溫冷凝器、低溫冷凝器、高溫調(diào)節(jié)閥、高溫混合器及中溫冷凝器，其中高溫渦流管的進(jìn)氣口通過連接管路與壓縮機(jī)出氣口連通，其高溫出氣口及低溫出氣口通過連接管路分別與高溫冷凝器及低溫冷凝器連通，其中高溫渦流管低溫出氣口與低溫冷凝器連通的連接管路上設(shè)高溫調(diào)節(jié)閥，高溫混合器另通過連接管路分別與高溫冷凝器及低溫冷凝器連通，蒸發(fā)回路包括中溫蒸發(fā)器、低溫渦流管、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器、低溫調(diào)節(jié)閥及低溫混合器，低溫渦流管進(jìn)氣口通過連接管路與中溫蒸發(fā)器連通，其高溫出氣口及低溫出氣口另通過連接管路分別與高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器連通，其中低溫渦流管的低溫出氣口與低溫蒸發(fā)器連通的連接管路上設(shè)低溫調(diào)節(jié)閥，低溫混合器分別與高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器及壓縮機(jī)進(jìn)氣口通過連接管路連接，中溫冷凝器另通過連接管路與中溫蒸發(fā)器連通，且中溫冷凝器與中溫蒸發(fā)器連接管路間設(shè)節(jié)流閥。
[0006]進(jìn)一步的，所述的高溫調(diào)節(jié)閥、低溫調(diào)節(jié)閥及節(jié)流閥均為電磁控制閥。
[0007]進(jìn)一步的，所述的高溫渦流管及低溫渦流管各至少一個(gè)，且多個(gè)同類渦流管間并聯(lián)。
[0008]高效壓縮式熱泵系統(tǒng)的工作方法，包括如下步驟:
[0009]第一步，冷媒壓縮，通過壓縮機(jī)將經(jīng)過蒸發(fā)回路蒸發(fā)后的低溫低壓冷媒介質(zhì)進(jìn)行壓縮，使其成為高壓高溫冷媒介質(zhì)，并通過連接管路將其輸送至冷凝回路中；
[0010]第二步，冷媒放熱，經(jīng)過壓縮機(jī)的高溫高壓冷媒進(jìn)入冷凝回路后，首先通過高溫渦流管對(duì)其進(jìn)行分流，一方面使冷媒在高溫渦流管中進(jìn)一步增溫并從高溫渦流管的高溫出氣口排出，并通過高溫冷凝器對(duì)外界進(jìn)行高溫放熱冷凝，另一方面使冷媒在高溫渦流管內(nèi)降溫從高溫渦流管低溫出氣口排出，并通過低溫冷凝器對(duì)外界進(jìn)行低溫放熱冷凝，經(jīng)過高溫冷凝器和經(jīng)過低溫冷凝器放熱冷凝后的冷媒進(jìn)入高溫混合器中進(jìn)行溫度中和形成中溫冷媒，然后將中溫冷媒經(jīng)過中溫冷凝器進(jìn)行中溫放熱冷凝，然后通過連接管路輸送到蒸發(fā)回路中，從而實(shí)現(xiàn)冷媒同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫、中溫及低溫放熱；
[0011]第三步，冷媒蒸發(fā)，從中溫冷凝器中傳輸?shù)睦涿绞紫冗M(jìn)入到中溫蒸發(fā)器中，使從冷媒從外界進(jìn)行吸熱蒸發(fā)，對(duì)冷媒進(jìn)行中溫段吸熱蒸發(fā)，然后將經(jīng)過中溫蒸發(fā)后的冷媒通入到低溫渦流管中，一方面是經(jīng)過中溫蒸發(fā)的冷媒溫度進(jìn)一步升高，并從低溫渦流管的高溫出氣口排出，然后通過高溫蒸發(fā)器進(jìn)行高溫段吸熱蒸發(fā)，另一方面對(duì)經(jīng)過中溫蒸發(fā)后的冷媒進(jìn)行降溫，并從低溫渦流管的低溫出氣口排出，然后通過低溫蒸發(fā)器進(jìn)行低溫段吸熱蒸發(fā)，最后經(jīng)經(jīng)過高溫吸熱蒸發(fā)的冷媒與經(jīng)過低溫吸熱的冷媒在低溫混合器進(jìn)行混合，形成高溫混合冷媒，并將混合后的高溫混合冷媒輸送到壓縮機(jī)中，并再次自第一步開始循環(huán)運(yùn)行。
[0012]其中，第二步中的低溫冷凝器和第三步中的高溫蒸發(fā)器另可由連接管道替代。
[0013]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，一方面有拓寬了冷媒介質(zhì)蒸發(fā)吸熱的溫度范圍，提高了熱泵系統(tǒng)工作效率，降低了運(yùn)行能耗，同時(shí)并顯著提高了在熱泵系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的運(yùn)行效率，另一方面增加了熱泵系統(tǒng)溫度輸出的范圍和提高了溫度調(diào)節(jié)的靈活性及便利性，從而有效的提高了熱泵系統(tǒng)的工作效率，降低了熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本實(shí)用新型；
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型使用流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0018]如圖1所述的一種高效壓縮式熱泵系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)1、冷凝回