CN207299599U - 一种能够实现单、双级切换的热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能够实现单、双级切换的热泵系统，其中，一级循环回路包括依次相连的蒸发器、四通阀、一级冷凝器、冷凝‑蒸发器和一级膨胀阀，四通阀一端连接一级压缩机的进口，另一端连接一级压缩机的出口，一级膨胀阀连接蒸发器；二级循环回路包括依次相连的二级压缩机、二级冷凝器、二级膨胀阀，二级膨胀阀连接冷凝‑蒸发器，冷凝‑蒸发器连接二级压缩机；二级冷凝器的出口一路经阀门连接储能罐,另一路经一级冷凝器与阀门的出口连接后再与储能罐连接；储能罐的出口连接循环泵,循环泵的出口与二级冷凝器连接，储能罐经供能泵与末端系统连接，末端系统的回路与储能罐连接。本实用新型具有在采暖季高效稳定运行的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及热泵应用领域，特别涉及一种能够实现单、双级切换的热泵系统。
背景技术
目前市场上类似机组主要是空气源热泵和常规复叠热泵机组，空气源热泵主要问题在于采暖时，空气源热泵的制热量随环境温度变化较大，供热量不稳定，环境温度高时，制热量大，环境温度低时，制热量小，与建筑的热量需求相反，导致低环境温度不能满足用能需求。此外，室外环境温度低，使得热泵循环的蒸发压力和蒸发温度低，从而导致压缩机压缩比增大，制热能力急剧降低，甚至不能正常工作，化霜时，吸收房间里面的热量，影响采暖效果；常规复叠热泵机组，整个采暖季均为双级运行，系统效率低，化霜时双级均逆运行，吸收房间里面的热量，影响采暖效果，不具有制冷功能。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种在采暖季高效稳定运行的能够实现单、双级切换的热泵系统。
为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：
一种能够实现单、双级切换的热泵系统，包括一级循环回路和二级循环回路；
所述一级循环回路包括依次相连的蒸发器、四通阀、一级冷凝器、冷凝-蒸发器和一级膨胀阀，所述四通阀一端连接一级压缩机的进口，另一端连接一级压缩机的出口，所述一级膨胀阀连接蒸发器；
所述二级循环回路包括依次相连的二级压缩机、二级冷凝器、二级膨胀阀，所述二级膨胀阀连接冷凝-蒸发器，所述冷凝-蒸发器连接二级压缩机；
所述二级冷凝器的出口分成两路，一路经阀门连接储能罐,另一路经一级冷凝器与阀门的出口连接后再与储能罐连接；
所述储能罐的出口连接循环泵,所述循环泵的出口与二级冷凝器连接，所述储能罐经供能泵与末端系统连接，所述末端系统的回路与储能罐连接。
所述储能罐中安装有辅助热源。
所述辅助热源为加热棒。
所述阀门为电动阀。
所述一级冷凝器和二级冷凝器均为换热器。
所述一级循环回路和二级循环回路用于放置不同的冷媒。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本实用新型可以实现智能控制，具有能效比高、制热性能好、轻松解决化霜问题、适用范围更广、结构简单的优点。通过单、双级运行的切换，实现低环温情况下机组采暖的高效稳定运行，也解决了常规复叠热泵机组高环温能效低、不能制冷的问题；通过储能罐的设置保证了化霜的高效性和供能的舒适性。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种能够实现单、双级切换的热泵系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种能够实现单、双级切换的热泵系统的另一种循环过程结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种能够实现单、双级切换的热泵系统的再一种循环过程结构示意图。
图中：
1蒸发器；2四通阀；3一级压缩机；4一级冷凝器；5冷凝-蒸发器；6一级膨胀阀；7二级压缩机；8二级冷凝器；9二级膨胀阀；10阀门；11循环泵；12辅助热源；13储能罐；14供能泵；15末端系统。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，一种能够实现单、双级切换的热泵系统，包括一级循环回路和二级循环回路；
所述一级循环回路包括依次相连的蒸发器1、四通阀2、一级冷凝器4、冷凝-蒸发器5和一级膨胀阀6，四通阀2一端连接一级压缩机3的进口，另一端连接一级压缩机3的出口，一级膨胀阀6连接蒸发器1，蒸发器1、四通阀2、一级压缩机3、一级冷凝器4、冷凝-蒸发器5、一级膨胀阀6形成机组的一级循环回路，一级循环回路内走冷媒，单级制热时，冷媒流向依次为蒸发器1、四通阀2、一级压缩机3、四通阀2、一级冷凝器4、冷凝-蒸发器5、一级膨胀阀6、蒸发器1，制冷和化霜时，冷媒流向依次为经一级冷凝器4、四通阀2、一级压缩机3、四通阀2、蒸发器1、一级膨胀阀6、蒸发-冷凝器5、一级冷凝器4。
所述二级循环回路包括依次相连的二级压缩机7、二级冷凝器8、二级膨胀阀9，二级膨胀阀9连接冷凝-蒸发器5，冷凝-蒸发器5连接二级压缩机7；冷凝-蒸发器5、二级压缩机7、二级冷凝器8、二级膨胀阀9形成二级循环回路，内走冷媒,制热时冷媒流向依次为冷凝-蒸发器5、二级压缩机7、二级冷凝器8、二级膨胀阀9，冷凝-蒸发器5、一级循环回路和二级循环回路经冷凝-蒸发器5换热分别进行各自独立的循环系统，双级制热时，一级和二级循环串联运行；系统化霜和制冷时，二级循环回路停止运行，一级循环回路逆运行。
二级冷凝器8的出口分成两路，一路经阀门10连接储能罐13,另一路经一级冷凝器4与阀门10的出口连接后再与储能罐13连接；
储能罐13的出口连接循环泵11,循环泵11的出口与二级冷凝器8连接，储能罐13经供能泵14与末端系统15连接，末端系统15的回路与储能罐13连接。
为了给储能罐加热，储能罐14中安装有辅助热源12。
优选地，辅助热源12为加热棒。
为了便于自动控制，阀门10为电动阀。
优选地，一级冷凝器4和二级冷凝器8均为换热器。
优选地，一级循环回路和二级循环回路用于放置不同的冷媒。
一级循环回路和二级循环回路配置不同的冷媒，使得机组适用的环境温度更低，供热温度更高，增加制冷功能，使机组的适用范围更广。
本实用新型与现有空气源热泵使用技术相比，本发明采用单、双级切换，实现了采暖的高效运行，采暖时，根据环境温度智能控制机组为单级运行或者双级运行，环境温度较低时，系统为双级运行，此时两个循环回路串联使用，二级不受环境温度的影响，供热更稳定，一级压缩比更小，直接换热，效率更高；环境温度较高时，系统为单级运行，系统能效比更高。系统配置储能罐，机组化霜是不吸收室内热量，增加了采暖时室内的舒适性。与复叠热泵使用技术相比，单、双级的切换提高了系统的综合效率，增强了系统的安全性，本实用新型的储能罐既可以与二级冷凝器单独连接，也可以与二级冷凝器与一级冷凝器串联连接，本实用新型具有在采暖季高效稳定运行的优点。
参见图2，采暖单级运行时，一级循环回路冷媒经蒸发器1吸收热量，经四通阀2，一级压缩机3压缩，在一级冷凝器4放热与用能管路换热，经冷凝-蒸发器5、一级膨胀阀6膨胀后回到蒸发器1继续吸热，如此往复循环。
储能罐13的介质经循环泵11,进入二级冷凝器8，到一级冷凝器4吸收热量后回到储能罐13，如此往复热泵不断将储能罐的介质加热，储能罐13中的介质经供能泵14与末端系统15形成回路给末端系统供热。
化霜时，一级循环回路统逆向运行，从储能罐13中吸收热量给机组化霜，一级循环冷媒流向依次为经一级冷凝器4、四通阀2、一级压缩机3、四通阀2、蒸发器1、一级膨胀阀6、冷凝-蒸发器5、一级冷凝器5。储能罐13中的介质经循环泵11、二级冷凝器8给一级冷凝器5提供化霜热量。
本实用新型四通阀的作用是通过改变系统中制冷剂的流向，实现制冷、制热或除霜等功能。
参见图1，采暖采用双级运行时，一级循环回路吸热过程同单级采暖运行一致，二级循环回路冷媒从冷凝-蒸发器5吸收一级循环回路产生的热量，经二级压缩机7压缩在二级冷凝器8与用能管路换热，经二级膨胀阀9膨胀后回到冷凝-蒸发器5继续吸热，如此往复循环。一级循环回路和二级循环回路经冷凝-蒸发器5换热，形成分别独立的循环系统。
储能罐13的介质经循环泵11,进入二级冷凝器8吸收热量后经电动阀10回到储能罐13不断将储能罐13的介质加热，此状态下，电动阀10为开启状态，一级冷凝器4被短路，储能罐13经供能泵14与末端系统15形成回路给末端系统供热。
化霜时，二级循环回路停止运行，一级循环回路冷媒逆向运行，此时电动阀10关闭，从储能罐13中吸收热量给机组化霜，一级循环回路冷媒流向依次为经一级冷凝器4、四通阀2、一级压缩机3、四通阀2、蒸发器1、一级膨胀阀6、冷凝-蒸发器5、一级冷凝器4，储能罐13中的介质经循环泵11、二级冷凝器8给一级冷凝器4提供化霜热量。
参见图3，制冷运行时，一级循环回路逆向运行，冷媒流向依次为一级冷凝器4、四通阀2、一级压缩机3、四通阀2、蒸发器1、一级膨胀阀6、冷凝-蒸发器5、一级冷凝器4，一级冷凝器4此时作用为“蒸发器”，一级冷凝器4吸收储能罐13中介质的热量，储能罐13的介质经循环泵11、二级冷凝器8，进入一级冷凝器5的热量，在一级冷凝器4经换热被吸收热量后回到储能罐13，如此往复，不断将储能罐13的热量带走，储能罐13经供能泵14与末端系统15形成回路给末端系统供冷。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种能够实现单、双级切换的热泵系统，其特征在于，包括一级循环回路和二级循环回路；
所述一级循环回路包括依次相连的蒸发器、四通阀、一级冷凝器、冷凝-蒸发器和一级膨胀阀，所述四通阀一端连接一级压缩机的进口，另一端连接一级压缩机的出口，所述一级膨胀阀连接蒸发器；
所述二级循环回路包括依次相连的二级压缩机、二级冷凝器、二级膨胀阀，所述二级膨胀阀连接冷凝-蒸发器，所述冷凝-蒸发器连接二级压缩机；
所述二级冷凝器的出口分成两路，一路经阀门连接储能罐,另一路经一级冷凝器与阀门的出口连接后再与储能罐连接；
所述储能罐的出口连接循环泵,所述循环泵的出口与二级冷凝器连接，所述储能罐经供能泵与末端系统连接，所述末端系统的回路与储能罐连接。
2.根据权利要求1所述的能够实现单、双级切换的热泵系统，其特征在于，所述储能罐中安装有辅助热源。
3.根据权利要求2所述的能够实现单、双级切换的热泵系统，其特征在于，所述辅助热源为加热棒。
4.根据权利要求1所述的能够实现单、双级切换的热泵系统，其特征在于，所述阀门为电动阀。
5.根据权利要求1-4任一项所述的能够实现单、双级切换的热泵系统，其特征在于，所述一级冷凝器和二级冷凝器均为换热器。
6.根据权利要求5所述的能够实现单、双级切换的热泵系统，其特征在于，所述一级循环回路和二级循环回路用于放置不同的冷媒。
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