專利名稱：帶中間冷卻器的二級壓縮熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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，機組會出現(xiàn)制熱量難以滿足 用戶采暖需求的問題。同時，隨著壓縮機壓力比的增加，其COP急劇下降，排氣溫度迅速升 高，從而導(dǎo)致壓縮機不能正常運行甚至損壞。針對傳統(tǒng)空氣源熱泵在低溫環(huán)境中使用的局 限性，國內(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)、采用提高潤滑油流量冷卻壓縮機的熱泵系統(tǒng)、采用復(fù)疊式蒸汽壓縮的熱泵 系統(tǒng)、采用雙級耦合熱泵系統(tǒng)等。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是針對傳統(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，以及隨著壓縮機壓縮比的增加，排氣溫度迅速升高，導(dǎo)致壓縮 機不能正常運行，甚至損壞壓縮機的問題，而提供一種帶中間冷卻器的二級壓縮熱泵系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種帶中間冷卻器的二級壓縮熱泵系統(tǒng)，主要由 低壓級壓縮機、中間冷卻器、高壓級壓縮機、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)配置了低壓級壓縮機及高壓級 壓縮機，在低壓級壓縮機、高壓級壓縮機之間配置了中間冷卻器。本實用新型技術(shù)解決方案中所述的壓縮機，系統(tǒng)配置了低壓級壓縮機及高壓級壓 縮機，低壓級壓縮機和高壓級壓縮機均設(shè)有一個吸氣口和一個出氣口，低壓級壓縮機的吸 氣口與截止閥A、蒸發(fā)器的制冷劑出口相連，低壓級壓縮機的出口與中間冷卻器的制冷劑進 口相連，高壓級壓縮機的進口與中間冷卻器的制冷劑出口、截止閥B相連，高壓級壓縮機的 出口與冷凝器的制冷劑進口相連。本實用新型技術(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 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。本實用新型技術(shù)解決方案中所述的制冷劑長循環(huán)回路，系統(tǒng)中僅有一條，其回路 中包含有低壓級壓縮機、中間冷卻器及高壓級壓縮機，該回路是通過關(guān)閉截止閥C、截止閥 D，并開啟截止閥A、截止閥B而實現(xiàn)的，其流程是低壓級壓縮機進口一低壓級壓縮機出口 —中間冷卻器的制冷劑進口一中間冷卻器的制冷劑出口一高壓級壓縮機進口 一高壓級壓 縮機出口一冷凝器的制冷劑進口一冷凝器的制冷劑出口一膨脹閥進口一膨脹閥出口一蒸 發(fā)器進口一蒸發(fā)器出口 一低壓級壓縮機進口。[0008]本實用新型技術(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壓縮機及中間冷卻器的短循環(huán)回路，該回路是通過關(guān)閉截止閥A、截止 閥C，并開啟截止閥D、截止閥B而實現(xiàn)的，其流程是高壓級壓縮機進口一高壓級壓縮機出 口一冷凝器的制冷劑進口一冷凝器的制冷劑出口一膨脹閥進口一膨脹閥出口一蒸發(fā)器進 口一蒸發(fā)器出口一截止閥D進口一截止閥D出口一截止閥B進口一截止閥B出口一高壓級 壓縮機進口 ；另一條是未包含中間冷卻器及高壓級壓縮機的短循環(huán)回路，該回路是通過關(guān) 閉截止閥B、截止閥D，并開啟截止閥A、截止閥C而實現(xiàn)的，其流程是低壓級壓縮機進口一 低壓級壓縮機出口 一截止閥C進口 一截止閥C出口 一冷凝器的制冷劑進口 一冷凝器的制冷 劑出口一膨脹閥進口一膨脹閥出口一蒸發(fā)器進口一蒸發(fā)器出口一截止閥A進口一截止閥A 出口一低壓級壓縮機進口。本實用新型的有益效果是由于系統(tǒng)的制冷劑壓縮采用二級壓縮，在低壓級壓縮 機和高壓級壓縮機之間設(shè)置了中間冷卻器，通過截止閥的開啟/關(guān)閉控制，系統(tǒng)的制冷劑 可在包含有中間冷卻器、低壓級壓縮機、高壓級壓縮機的長循環(huán)回路中運行，此時，進入高 壓級壓縮機吸氣口的制冷劑在中間冷卻器中被冷卻，可降低高壓級壓縮機排氣比焓，從而 可降低高壓級壓縮機的排氣溫度，可避免機組應(yīng)用于低溫工況下由于壓縮比增大而使高壓 級壓縮機不能正常工作的問題，同時，系統(tǒng)通過截止閥的開啟/關(guān)閉控制，系統(tǒng)的制冷劑可 不進行高壓級壓縮機或低壓級壓縮機壓縮，即在室外氣溫較高或很高時，可單獨使用一臺 高壓級壓縮機壓縮或單獨使用一臺低壓級壓縮機壓縮，達到減少制熱量的目的，使熱泵機 組運行的溫度適應(yīng)性大大提高。下面，結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的工藝流程示意圖。圖中1、低壓級壓縮機；2、中間冷卻器；3冷卻水進口 ；4、冷卻水出口 ；5、截止閥 B ；6、高壓級壓縮機；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
具體實施方式
本實用新型實施例如圖1所示。系統(tǒng)主要由低壓級壓縮機(1)、中間冷卻器(2)、 高壓級壓縮機(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)配置了低壓級壓 縮機(1)及高壓級壓縮機(6)，在低壓級壓縮機(1)、高壓級壓縮機(6)之間配置了中間冷 卻器(2)。系統(tǒng)所配置的壓縮機分為低壓級壓縮機(1)及高壓級壓縮機(6)，兩種壓縮機均 設(shè)有一個吸氣口和一個出氣口，低壓級壓縮機(1)的吸氣口與截止閥A(12)、蒸發(fā)器(10)出 口相連，低壓級壓縮機(1)的出口與中間冷卻器(2)的制冷劑進口相連，高壓級壓縮機(6) 的進口與中間冷卻器⑵的制冷劑出口、截止閥B(5)相連，高壓級壓縮機(6)的出口與冷 凝器⑶的制冷劑進口相連。系統(tǒng)的中間冷卻器(2)的列管內(nèi)運行制冷劑，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)的制冷劑長循環(huán)回路僅一條，其回路中包含有低壓級壓縮機(1)、中間冷卻 器(2)及高壓級壓縮機(6)，該回路是通過關(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壓縮機⑴及中間冷卻器 (2)的短循環(huán)回路，該回路是通過關(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)而實現(xiàn)的；另一條是未包含中間冷卻器(2)及高壓級壓縮機(6)的短循環(huán)回路， 該回路是通過關(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)而實現(xiàn)的，本實用新型的制冷劑可在包含有中間冷卻器(2)、低壓級壓縮機(1)、高壓級壓縮 機(6)的長循環(huán)回路中運行，此時，進入高壓級壓縮機(6)吸氣口的制冷劑在中間冷卻器 ⑵中被冷卻，可降低高壓級壓縮機(6)排氣比焓，從而可降低高壓級壓縮機(6)的排氣溫 度，可避免機組應(yīng)用于低溫工況下由于壓縮比增大而使高壓級壓縮機(6)不能正常工作的 問題，同時，系統(tǒng)通過截止閥的開啟/關(guān)閉控制，制冷劑可不進行高壓級壓縮機(6)或低壓 級壓縮機(1)壓縮，即在室外氣溫較高或很高時，可單獨使用一臺高壓級壓縮機(6)或單獨 使用一臺低壓級壓縮機(1)，達到減少制熱量的目的，使熱泵機組運行的溫度適應(yīng)性大大提 尚ο
權(quán)利要求一種帶中間冷卻器的二級壓縮熱泵系統(tǒng)，主要由低壓級壓縮機(1)、中間冷卻器(2)、高壓級壓縮機(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)配置了低壓級壓縮機(1)及高壓級壓縮機(6)，在低壓級壓縮機(1)、高壓級壓縮機(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壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述 的壓縮機配置了低壓級壓縮機(1)及高壓級壓縮機(2)，低壓級壓縮機(1)和高壓級壓縮機 (6)均設(shè)有一個吸氣口和一個出氣口，低壓級壓縮機(1)的吸氣口與蒸發(fā)器(7)的制冷劑出 口相連，低壓級壓縮機(1)的出口與中間冷卻器⑵的制冷劑進口相連，高壓級壓縮機(6) 的進口與中間冷卻器⑵的制冷劑出口、截止閥B(5)相連，高壓級壓縮機(6)的出口與冷 凝器⑶的制冷劑進口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶中間冷卻器的二級壓縮熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述 的制冷劑長循環(huán)回路，該回路是通過關(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)而實現(xiàn)的，其流程是，低壓級壓縮機(1)進口一低壓級壓縮機(1)出口一中間 冷卻器(2)的制冷劑進口一中間冷卻器⑵的制冷劑出口一高壓級壓縮機(6)進口一高壓 級壓縮機(6)出口一冷凝器(8)的制冷劑進口一冷凝器(8)的制冷劑出口一膨脹閥(9)進 口一膨脹閥(9)出口一蒸發(fā)器(10)進口一蒸發(fā)器(10)出口一低壓級壓縮機(1)進口。
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壓縮機(1)及 中間冷卻器(2)的短循環(huán)回路，該回路是通過關(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)而實現(xiàn)的，其流程是，高壓級壓縮機(6)進口一高壓級壓縮機(6)出 口一冷凝器(8)的制冷劑進口一冷凝器(8)的制冷劑出口一膨脹閥(9)進口一膨脹閥(9) 出口一蒸發(fā)器(10)進口一蒸發(fā)器(10)出口一截止閥D(Il)進口一截止閥D(Il)出口一截 止閥B(5)進口一截止閥B(5)出口一高壓級壓縮機(6)進口。
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 高壓級壓縮機(6)的短循環(huán)回路，該回路是通過關(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)而實現(xiàn)的，該回路是通過關(guān)閉截止閥B、截止閥D，并開啟截止閥A、 截止閥C而實現(xiàn)的，其流程是，低壓級壓縮機(1)進口一低壓級壓縮機(1)出口一截止閥 C(7)進口一截止閥C(7)出口一冷凝器⑶的制冷劑進口一冷凝器⑶的制冷劑出口一膨 脹閥(9)進口一膨脹閥(9)出口一蒸發(fā)器(10)進口一蒸發(fā)器(10)出口一截止閥A(12)進 口一截止閥A(12)出口一低壓級壓縮機(1)進口。
專利摘要本實用新型涉及一種帶中間冷卻器的二級壓縮熱泵系統(tǒng)。系統(tǒng)由低壓級壓縮機、中間冷卻器、高壓級壓縮機、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壓縮長循環(huán)回路和只包含一臺壓縮機的短循環(huán)回路，其主要特征是系統(tǒng)配置了中間冷卻器。系統(tǒng)通過截止閥的開啟/關(guān)閉，可控制制冷劑在長循環(huán)回路或短循環(huán)回路中運行，即在室外溫度較低時可采用帶中間冷卻器的二級壓縮，而在溫度氣溫較高時，可單獨使用一臺壓縮機壓縮，熱泵機組運行的溫度適應(yīng)性大大提高，既能在常溫工況下高效可靠運行，又能在低溫工況下安全正常運行。
文檔編號F25B31/00GK201740300SQ201020261610
公開日2011年2月9日 申請日期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 申請人:湖北東橙新能源科技有限公司