專利名稱：雙級冷凝空氣水熱泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及了熱泵裝置，特別涉及一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置。
背景技術(shù)：
目前市場的產(chǎn)品大多是只有雙級冷凝的方式，在環(huán)境溫度較高時，不能采用一 級運(yùn)行的方式，功能相對來說比較單一，綜合利用率較低，不節(jié)能；使用的環(huán)境溫度 在-15 0°C范圍內(nèi)，不能完全滿足我國“三北”地區(qū)冬季的采暖需求，低溫啟動性差， 散熱損失大，潤滑性能差，機(jī)組的運(yùn)行壽命短，可靠性差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服上述缺陷，而提供一種熱量大、加熱速度快、 水溫溫度高、壓力損失小，效率高的雙級冷凝空氣水熱泵裝置。為了完成本實(shí)用新型的發(fā)明目的，本實(shí)用新型的一種雙級冷凝空氣水熱泵裝 置，它包括兩個室外換熱器、節(jié)流控制元件、兩個第一壓縮機(jī)、儲液器、第一換熱 器、第一干燥過濾桶、氣液分離器、四通換向閥、膨脹閥、電磁閥、止逆閥和二次升溫 裝置，其中兩個第一壓縮機(jī)的出口分別與兩個止逆閥的進(jìn)口端相連，兩個止逆閥出口 端與四通換向閥的d端相連，四通換向閥的c端與第一換熱器的一端相連，四通換向閥的 b端與氣液分離器的入口相連，四通換向閥的a端分別與兩個室外熱交換器的一端相連， 兩個室外熱交換器的另一端分別通過一個電磁閥與節(jié)流控制元件第一入口相連，氣液分 離器的出口端分別與兩個第一壓縮機(jī)的入口端相連，第一換熱器的另一端與節(jié)流控制元 件第一出口相連，節(jié)流控制元件第二出口依次與儲液器和第一干燥過濾桶相連后分成兩 路，一路與節(jié)流控制元件第二入口相連，另一路再分成兩路，每一路分別依次與一個電 磁閥和一個膨脹閥相連后，再分別與兩個室外熱交換器的另一端相連，第一換熱器的出 水端和進(jìn)水端分別通過一個電磁閥與末端裝置和二次升溫裝置的進(jìn)水端和出水端相連；本實(shí)用新型的一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其中所述節(jié)流控制元件包括 一個電磁閥、一個膨脹閥和兩個止逆閥，節(jié)流控制元件第一入口通過一個止逆閥與節(jié)流 控制元件第二出口相連，節(jié)流控制元件第二出口通過止逆閥與節(jié)流控制元件第一出口相 連，節(jié)流控制元件第一出口依次通過膨脹閥和電磁閥與節(jié)流控制元件第二入口相連；本實(shí)用新型的一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其中所述二次升溫裝置包括 第二換熱器、兩個第二壓縮機(jī)、第三換熱器、第二干燥過濾桶、電磁閥和膨脹閥，兩個 第二壓縮機(jī)的出口端分別與兩個止逆閥的進(jìn)口端相連，兩個止逆閥的出口端與第三換熱 器的進(jìn)口端相連，第三換熱器的出口端依次通過第二干燥過濾桶、電磁閥和膨脹閥與第 二換熱器的進(jìn)口端相連，第二換熱器的出口端分別與兩個第二壓縮機(jī)的進(jìn)口端相連，第 二換熱器的出水端和進(jìn)水端分別通過一個電磁閥與第一換熱器的進(jìn)水端和出水端相連， 第三換熱器的出水端和進(jìn)水端分別通過一個電磁閥與末端裝置的進(jìn)水端和出水端相連；本實(shí)用新型的一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其中所述兩個室外換熱器、節(jié)流控制元件、兩個第一壓縮機(jī)、儲液器、第一換熱器、第一干燥過濾桶和氣液分離器組 成的循環(huán)回路中裝有制冷劑，制冷劑在上述裝置內(nèi)流動；本實(shí)用新型的一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其中所述第二換熱器、兩個第 二壓縮機(jī)、第三換熱器和第二干燥過濾桶組成的循環(huán)回路中裝有制冷劑，制冷劑在上述 裝置內(nèi)流動；本實(shí)用新型的一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其中所述第一換熱器分別與末 端裝置和第二換熱器組成的回路中裝有自來水，進(jìn)行換熱；本實(shí)用新型的一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其中所述第三換熱器與末端裝 置組成的回路中裝有自來水，進(jìn)行換熱；本實(shí)用新型的一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其中所述四通換向閥的a端、b 端、c端和d端按順時針方向依次排列，在不通電的情況下，a端和b端相通，c端和d 端相通，在通電的情況下，a端和d端相通，c端和b端相通。 本實(shí)用新型的雙級冷凝空氣水熱泵裝置主要針對空氣源熱泵、地源熱泵和水環(huán) 熱泵系統(tǒng)在我國北方寒冷地區(qū)無法直接應(yīng)用的問題，采用了獨(dú)特的設(shè)計，提供了一種新 型熱泵供暖系統(tǒng)，采用空氣源熱泵冷熱水機(jī)組提供10 20°c溫水作為水源熱泵的低位熱 源；采用獨(dú)特的壓縮機(jī)變頻技術(shù)和換熱器耦合設(shè)計，保障壓縮機(jī)低溫正常啟動和低溫潤 滑，減少系統(tǒng)熱損失，在室外環(huán)境溫度-25 0°C下正常運(yùn)行，可以順利實(shí)現(xiàn)空氣源熱泵 在寒冷地區(qū)的應(yīng)用。在室外環(huán)境溫度_5 20°C運(yùn)行時，雙級冷凝熱泵裝置排氣溫度為 40 60°C，冷凝壓力最大不超過l.SMPa，壓縮比最大值小于8，可以保障機(jī)組在正常狀 態(tài)下運(yùn)行，綜合性能系數(shù)COP可達(dá)3.6，提高了效率。采用單雙級混合的方式，效率更 高、更具節(jié)能和環(huán)保價值，精確的控制技術(shù)，保持中間環(huán)路供水溫度穩(wěn)定在在13 18°C 范圍之間，雙級冷凝熱泵供暖系統(tǒng)在此溫度區(qū)間運(yùn)行，可提高能源利用效率15%以上。

圖1為本實(shí)用新型的雙級冷凝空氣水熱泵裝置連接關(guān)系的示意圖；圖2為四通換向閥的放大的示意圖。其中圖1中的標(biāo)號具有以下含義—制冷^水路一制熱
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型涉及了雙級冷凝空氣水熱泵裝置包括兩個室外換熱器 1、節(jié)流控制元件2、兩個第一壓縮機(jī)3、儲液器4、第一換熱器5、第一干燥過濾桶6、氣 液分離器7、四通換向閥8、膨脹閥10、電磁閥11、止逆閥12和二次升溫裝置17，其特 征在于兩個第一壓縮機(jī)3的出口分別與兩個止逆閥12的進(jìn)口端相連，兩個止逆閥12出 口端與四通換向閥8的d端相連，四通換向閥8的c端與第一換熱器5的一端相連，四通 換向閥8的b端與氣液分離器7的入口相連，四通換向閥8的a端分別與兩個室外熱交換 器1的一端相連，兩個室外熱交換器1的另一端分別通過一個電磁閥11與節(jié)流控制元件2的節(jié)流控制元件第一入口 9相連，氣液分離器7的出口端分別與兩個第一壓縮機(jī)3的入 口端相連，第一換熱器5的另一端與節(jié)流控制元件2的節(jié)流控制元件第一出口 18相連， 節(jié)流控制元件第二出口 19依次與儲液器4和第一干燥過濾桶6相連后分成兩路，一路與 節(jié)流控制元件第二入口 20相連，另一路再分成兩路，每一路分別依次與一個電磁閥11和 一個膨脹閥10相連后，再分別與兩個室外熱交換器1的另一端相連，第一換熱器5的出 水端和進(jìn)水端分別通過一個電磁閥11與末端裝置和二次升溫裝置17的進(jìn)水端和出水端 相連。兩個室外換熱器1、節(jié)流控制元件2、兩個第一壓縮機(jī)3、儲液器4、第一換熱器 5、第一干燥過濾桶6和氣液分離器7組成的循環(huán)回路中裝有制冷劑，制冷劑在上述裝置 內(nèi)流動。第一換熱器5分別與末端裝置和第二換熱器13組成的回路中裝有自來水，進(jìn)行 換熱。節(jié)流控制元件2包括一個電磁閥11、一個膨脹閥10和兩個止逆閥12，節(jié)流控 制元件第一入口 9通過一個止逆閥12與節(jié)流控制元件第二出口 19相連，節(jié)流控制元件第 二出口 19通過止逆閥12與節(jié)流控制元件第一出口 18相連，節(jié)流控制元件第一出口 18依 次通過膨脹閥10和電磁閥11與節(jié)流控制元件第二入口 20相連。二次升溫裝置17包括第二換熱器13、兩個第二壓縮機(jī)14、第三換熱器16、 第二干燥過濾桶15、電磁閥11和膨脹閥10，兩個第二壓縮機(jī)14的出口端分別與兩個止 逆閥12的進(jìn)口端相連，兩個止逆閥12的出口端與第三換熱器16的進(jìn)口端相連，第三換 熱器16的出口端依次通過第二干燥過濾桶15、電磁閥11和膨脹閥10與第二換熱器13的 進(jìn)口端相連，第二換熱器13的出口端分別與兩個第二壓縮機(jī)14的進(jìn)口端相連，第二換熱 器13的出水端和進(jìn)水端分別通過一個電磁閥11與第一換熱器5的進(jìn)水端和出水端相連， 第三換熱器16的出水端和進(jìn)水端分別通過一個電磁閥11與末端裝置的進(jìn)水端和出水端相 連。第二換熱器13、兩個第二壓縮機(jī)14、第三換熱器16和第二干燥過濾桶15組成 的循環(huán)回路中裝有制冷劑，制冷劑在上述裝置內(nèi)流動。第三換熱器16與末端裝置組成的 回路中裝有自來水，進(jìn)行換熱。。
如圖2所示，四通換向閥2的a端、b端、C端和d端按順時針方向依次排列， 在不通電的情況下，a端和b端相通，c端和d端相通，在通電的情況下，a端和d端相 通，b端和c端相通。工作原理雙級冷凝空氣水熱泵裝置由一級側(cè)機(jī)組(空氣_水熱泵機(jī)組)和二次升溫裝置 17(水-水熱泵機(jī)組)通過中間水路整合在一起?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)室外環(huán)境溫度，自動控制 運(yùn)行方式，在冬季供暖時，當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定值時，采用一級冷凝的方式，只運(yùn)行一 級側(cè)機(jī)組提供40°C 50°C的供暖熱水；當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定值時，電磁閥自動操作，采 用雙級冷凝方式運(yùn)行，空氣源熱泵機(jī)組提供10°C 20°C的溫水作為水源熱泵機(jī)組的低位 能源，水源熱泵機(jī)組以低位能源作為水源側(cè)，通過第二換熱器13，水中的熱量被吸收， 使其溫度降低，然后通過壓縮機(jī)做功，進(jìn)行能量置換，使第三換熱器16可以提供40°C 50°C熱水。在夏季制冷時，四通換向閥8通電，它的a端和d端相通，b端和c端相通。從 兩個第一壓縮機(jī)3出來的高溫氣體分別通過止逆閥12進(jìn)入四通換向閥8的d端，從四通換向閥8的a端，分別進(jìn)入兩個室外換熱器1進(jìn)行換熱，從兩個室外換熱器1出來的液態(tài) 制冷劑分別通過電磁閥11后，進(jìn)入節(jié)流控制元件2的節(jié)流控制元件第一入口 9，液態(tài)制冷 劑通過節(jié)流控制元件第二出口 19流入儲液器4和第一干燥過濾桶6后，又流入節(jié)流控制 元件第二入口 20，這時節(jié)流控制元件12內(nèi)的電磁閥11打開，制冷劑通過電磁閥11和膨 脹閥10節(jié)流降壓后，從節(jié)流控制元件第一出口 18出來進(jìn)入第一換熱器5進(jìn)行換熱，第一 換熱器中的水把熱量釋放出來而變冷，同時制冷劑被氣化，循環(huán)水送入末端裝置進(jìn)行制 冷，如此循環(huán)往復(fù)進(jìn)行制冷。從第一換熱器5出來的制冷劑從四通換向閥的c端進(jìn)入， 從四通換向閥8的b端進(jìn)入氣液分離器7，從氣液分離器7出來的氣體送入第一壓縮機(jī)3 的進(jìn)口端，制冷劑如此往復(fù)進(jìn)行循環(huán)。 在冬季時，四通換向閥8不通電，它的a端和b端相通，c端和d端相通，從兩 個第一壓縮機(jī)3的出口端出來的高溫氣體分別通過止逆閥12進(jìn)入四通換向閥8的d端， 從四通換向閥8的c端流入第一換熱器5的進(jìn)口，制冷劑在第一換熱器5中將熱量傳遞給 第一換熱器5的循環(huán)水中，從第一換熱器5的出口出來的制冷劑液體進(jìn)入節(jié)流控制元件2 的節(jié)流控制元件第一出口 18后，這時節(jié)流控制元件2中的電磁閥11關(guān)閉，制冷劑液體經(jīng) 過止逆閥12后，從節(jié)流控制元件2的節(jié)流控制元件第二出口 19進(jìn)入儲液器14和干燥過 濾桶6后，再分別進(jìn)入電磁閥11和膨脹閥10節(jié)流降壓后進(jìn)入室外換熱器1的另一端，從 兩個室外換熱器1的一端出來的制冷劑進(jìn)入四通換向閥8的a端，從四通換向閥8的b端 出來后進(jìn)入氣液分離器7的進(jìn)口端進(jìn)行氣液分離，分離出來的氣體從氣液分離器7的出口 端出來后分別進(jìn)入第一壓縮機(jī)13的入口端，制冷劑在上述裝置中進(jìn)行循環(huán)。當(dāng)環(huán)境溫度 高于溫度設(shè)定值時，第一換熱器5與第二換熱器13之間相通的電磁閥11關(guān)閉，第一換熱 器5與末端裝置之間相通的電磁閥11打開，第一換熱器5出來的水直接用于向末端裝置 供暖；當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定溫度值時，第一換熱器5與第二換熱器13之間相通的電磁閥 11打開，第一換熱器5與末端裝置之間相通的電磁閥11關(guān)閉，第一換熱器5出來的水用 于加熱第二換熱器13中的制冷劑，從第二換熱器13出來的制冷劑氣體經(jīng)過兩個第二壓縮 機(jī)14的壓縮成高溫氣體后，分別通過止逆閥12，進(jìn)入第三換熱器16的進(jìn)口端，將高溫制 冷劑的熱量傳遞給第三換熱器16的水中，從第三換熱器16出來的制冷劑再因此經(jīng)過第二 干燥過濾桶15、電磁閥11和膨脹閥10節(jié)流降壓后進(jìn)入第二換熱器13中，制冷劑如此進(jìn) 行往復(fù)循環(huán)。這時，第三換熱器16與末端裝置相連電磁閥11打開，第三換熱器16的熱 水直接向末端裝置進(jìn)行供暖。以上描述是對本實(shí)用新型的解釋，不是對實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型所限定 的范圍參見權(quán)利要求，在不違背本實(shí)用新型的精神的情況下，本實(shí)用新型可以作任何形 式的修改。
權(quán)利要求1.一種雙級冷凝空氣水熱泵裝置，它包括兩個室外換熱器(1)、節(jié)流控制元件 (2)、兩個第一壓縮機(jī)(3)、儲液器(4)、第一換熱器(5)、第一干燥過濾桶(6)、氣液分 離器(7)、四通換向閥(8)、膨脹閥(10)、電磁閥(11)、止逆閥(12)和二次升溫裝置 (17),其特征在于兩個第一壓縮機(jī)(3)的出口分別與兩個止逆閥(12)的進(jìn)口端相連， 兩個止逆閥(12)出口端與四通換向閥(8)的(d)端相連，四通換向閥(8)的(c)端與第 一換熱器(5)的一端相連，四通換向閥(8)的(b)端與氣液分離器(7)的入口相連，四通 換向閥(8)的(a)端分別與兩個室外熱交換器(1)的一端相連，兩個室外熱交換器(1)的 另一端分別通過一個電磁閥(11)與節(jié)流控制元件(2)的第一入口(9)相連，氣液分離器 (7)的出口端分別與兩個第一壓縮機(jī)(3)的入口端相連，第一換熱器(5)的另一端與節(jié)流 控制元件(2)的節(jié)流控制元件第一出口(18)相連，節(jié)流控制元件第二出口(19)依次與儲 液器(4)和第一干燥過濾桶(6)相連后分成兩路，一路與節(jié)流控制元件第二入口(20)相 連，另一路再分成兩路，每一路分別依次與一個電磁閥(11)和一個膨脹閥(10)相連后， 再分別與兩個室外熱交換器(1)的另一端相連，第一換熱器(5)的出水端和進(jìn)水端分別通 過一個電磁閥(11)與末端裝置和二次升溫裝置(17)的進(jìn)水端和出水端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其特征在于所述節(jié)流控制元件 (2)包括一個電磁閥(11)、一個膨脹閥(10)和兩個止逆閥(12)，節(jié)流控制元件第一入 口(9)通過一個止逆閥(12)與節(jié)流控制元件第二出口(19)相連，節(jié)流控制元件第二出口 (19)通過止逆閥(12)與節(jié)流控制元件第一出口(18)相連，節(jié)流控制元件第一出口(18) 依次通過膨脹閥(10)和電磁閥(11)與節(jié)流控制元件第二入口(20)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其特征在于所述二次升溫裝置 (17)包括第二換熱器(13)、兩個第二壓縮機(jī)(14)、第三換熱器(16)、第二干燥過濾桶(15)、電磁閥(11)，膨脹閥(10)和兩個止逆閥(12)，兩個第二壓縮機(jī)(14)的出口端分 別與兩個止逆閥(12)的進(jìn)口端相連，兩個止逆閥(12)的出口端與第三換熱器(16)的進(jìn) 口端相連，第三換熱器(16)的出口端依次通過第二干燥過濾桶(15)、電磁閥(11)和膨脹 閥(10)與第二換熱器(13)的進(jìn)口端相連，第二換熱器(13)的出口端分別與兩個第二壓 縮機(jī)(14)的進(jìn)口端相連，第二換熱器(13)的出水端和進(jìn)水端分別通過一個電磁閥(11) 與第一換熱器(5)的進(jìn)水端和出水端相連，第三換熱器(16)的出水端和進(jìn)水端分別通過 一個電磁閥(11)與末端裝置的進(jìn)水端和出水端相連。
4.如權(quán)利要求2或3所述的雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其特征在于所述兩個室外換 熱器(1)、節(jié)流控制元件(2)、兩個第一壓縮機(jī)(3)、儲液器(4)、第一換熱器(5)、第一 干燥過濾桶(6)和氣液分離器(7)組成的循環(huán)回路中裝有制冷劑，制冷劑在上述裝置內(nèi)流 動。
5.如權(quán)利要求4所述的雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其特征在于所述第二換熱器 (13)、兩個第二壓縮機(jī)(14)、第三換熱器(16)和第二干燥過濾桶(15)組成的循環(huán)回路中 裝有制冷劑，制冷劑在上述裝置內(nèi)流動。
6.如權(quán)利要求5所述的雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其特征在于所述第一換熱器(5) 分別與末端裝置和第二換熱器(13)組成的回路中裝有自來水，進(jìn)行換熱。
7.如權(quán)利要求6所述的雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其特征在于所述第三換熱器(16)與末端裝置組成的回路中裝有自來水，進(jìn)行換熱。
8.如權(quán)利要求1-3或5-7中的任一權(quán)利要求所述的雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其特征 在于所述四通換向閥⑶的(a)端、(b)端、(c)端和(d)端按順時針方向依次排列， 在不通電的情況下，(a)端和(b)端相通，(c)端和(d)端相通，在通電的情況下，(a) 端和(d)端相通，(c)端和(b)端相通。
9.如權(quán)利要求4所述的雙級冷凝空氣水熱泵裝置，其特征在于所述四通換向閥(8) 的(a)端、(b)端、(c)端和(d)端按順時針方向依次排列，在不通電的情況下，(a)端 和(b)端相通，(c)端和(d)端相通，在通電的情況下，(a)端和(d)端相通，(c)端和 (b)端相通。
專利摘要雙級冷凝空氣水熱泵裝置包括兩個室外換熱器、節(jié)流控制元件、兩個第一壓縮機(jī)、儲液器、第一換熱器、第一干燥過濾桶、氣液分離器、四通換向閥、膨脹閥、電磁閥、止逆閥和二次升溫裝置，兩個第一壓縮機(jī)的出口分別與兩個止逆閥的進(jìn)口端相連，兩個止逆閥出口端與四通換向閥的d端相連，四通換向閥的c端與第一換熱器的一端相連，四通換向閥的b端與氣液分離器的入口相連，四通換向閥的a端分別與兩個室外熱交換器的一端相連，兩個室外熱交換器的另一端與節(jié)流控制元件的第一入口相連，第一換熱器的出水端和進(jìn)水端分別通過一個電磁閥與末端裝置和二次升溫裝置的進(jìn)水端和出水端相連，它采用單雙級混合的方式，效率更高、更具節(jié)能和環(huán)保價值。
文檔編號F25B41/04GK201803515SQ201020529788
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者劉江, 楊自強(qiáng), 賈云俊 申請人:北京永源熱泵有限責(zé)任公司