本實用新型涉及熱泵系統,特別涉及一種復疊式熱泵機組。
背景技術:
現有的低環溫熱泵系統,主要為采用單個壓縮機的單級制熱系統,存在單機制熱量小、低環溫下出水溫度低的缺陷;且單一制冷劑要完成低溫至高溫、低壓至高壓的循環,過寬的工作范圍使得同一循環系統兩側溫差、壓差均過大,單一制冷劑以及冷凍油的性能無法完全保證,導致低壓側處于負壓、系統易漏入空氣,且低溫下單一制冷劑與冷凍油易產生分層問題,系統運行的安全性受到影響。
技術實現要素:
本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術的低環溫熱泵系統制熱量小、低環溫下出水溫度低,負壓側易漏入空氣、低溫下冷凍劑易與冷凍油分層從而影響系統安全性的缺陷,提供一種復疊式熱泵機組。
本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題:
一種復疊式熱泵機組,其包括有蒸發器、第一壓縮機、冷凝器、第一節流裝置,所述第一節流裝置的出口與所述蒸發器的進口相連通,所述蒸發器的出口與所述第一壓縮機的進口相連通,其特點在于,
所述復疊式熱泵機組還包括有:中間換熱器、第二壓縮機、第二節流裝置,所述中間換熱器具有第一通道、第二通道,所述第一通道的兩端為第一進口端、第一出口端,所述第二通道的兩端為第二進口端、第二出口端;
其中,所述第一進口端與所述第一壓縮機的出口相連通,所述第一出口端與所述第一節流裝置的進口相連通,所述第二進口端與所述第二節流裝置的出口相連通,所述第二出口端與所述第二壓縮機的進口相連通,所述第二壓縮機的出口與所述冷凝器的進口相連通,所述冷凝器的出口與所述第二節流裝置的進口相連通。
較佳地,所述蒸發器為翅片盤管蒸發器。
上述翅片盤管蒸發器可用于低環溫空氣源熱泵機組,換熱效率高。
較佳地,所述蒸發器為殼管蒸發器或板式蒸發器。
上述殼管蒸發器或板式蒸發器可用于低環溫水源熱泵機組,換熱效果好。
較佳地,所述第一壓縮機為螺桿壓縮機。
上述螺桿壓縮機具有壓比大的優點,在低環溫的狀況下仍能保證大量的熱輸出。
較佳地,所述第二壓縮機為離心壓縮機。
上述離心壓縮機具有排量大的優點,循環內單個離心壓縮機的使用即可保證較大的熱輸出。
較佳地,所述第一節流裝置為節流閥。
上述節流閥可適用于排量較小的螺桿壓縮機。
較佳地,所述第二節流裝置為孔口板或電子膨脹閥。
上述孔口板或電子膨脹閥可適用于排量較大的離心壓縮機。
較佳地,所述第二節流裝置為并聯的孔口板與電子膨脹閥。
孔口板與電子膨脹閥并聯使用進一步適用于排量更大的工況。
較佳地,所述中間換熱器為殼管換熱器,所述第一通道為管側通道,所述第二通道為殼側通道。
采用上述設置,使得中間換熱器的換熱效果更好,且殼側通道空間更大,避免第二壓縮機液積。
較佳地,所述復疊式熱泵機組還包括設置于所述蒸發器與所述第一壓縮機之間的氣液分離器,所述氣液分離器具有進氣口、出氣口、出液口,所述進氣口與所述蒸發器的出口相連通,所述出氣口通過出氣管與所述第一壓縮機的進口相連通,所述出液口通過出液管與所述第一壓縮機的進口相連通,所述出氣管的管徑大于所述出液管的管徑。
采用上述設置,正常工況下,第一壓縮機循環內,從蒸發器流向氣液分離器的均為氣態制冷劑,此時氣液分離器僅作為通道作用;特殊工況下,制冷劑的氣液兩相流體進入氣液分離器,氣態制冷劑和液態制冷劑在氣液分離器分離開來,氣態制冷劑通過出氣管正常進入第一壓縮機,而液態制冷劑通過管徑較小的出液管緩慢進入第一壓縮機,避免第一壓縮機運行故障。
在符合本領域常識的基礎上,上述各優選條件,可任意組合,即得本實用新型各較佳實例。
本實用新型的積極進步效果在于:
本實用新型公開的復疊式熱泵機組,采用兩個壓縮機復疊工作,制熱量較高、低環溫下出水溫度高;第一壓縮機為低壓、低溫循環,第二壓縮機為高壓、高溫循環,同一循環的兩側溫差、壓差均縮小,要求的工作范圍縮窄,可選用兩種不同類型的制冷劑及相應的冷凍油以較好地適應該范圍,避免系統漏入空氣,解決制冷劑與冷凍油分層的問題,保障機組的安全性。
附圖說明
圖1為本實用新型較佳實施例的復疊式熱泵機組的結構示意圖。
附圖標記說明:
100:蒸發器
200:第一壓縮機
300:冷凝器
310:水管
400:第一節流裝置
500:中間換熱器
510:第一通道
511:第一進口端
512:第一出口端
520:第二通道
521:第二進口端
522:第二出口端
600:第二壓縮機
700:第二節流裝置
800:氣液分離器
810:進氣口
820:出氣口
821:出氣管
830:出液口
831:出液管
具體實施方式
下面舉個較佳實施例,并結合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。
如圖1所示,一種復疊式熱泵機組,其包括有蒸發器100、第一壓縮機200、冷凝器300、第一節流裝置400、中間換熱器500、第二壓縮機600、第二節流裝置700。還包括設置于蒸發器100與第一壓縮機200之間的氣液分離器800。
中間換熱器500具有第一通道510、第二通道520,第一通道510的兩端為第一進口端511、第一出口端512,第二通道520的兩端為第二進口端521、第二出口端522。氣液分離器800具有進氣口810、出氣口820、出液口830。
其中,第一壓縮機200循環內:蒸發器100的出口與氣液分離器800的進氣口810相連通。出氣口820通過出氣管821與第一壓縮機200的進口相連通,出液口830通過出液管831與第一壓縮機200的進口相連通。第一壓縮機200的出口與第一進口端511相連通。第一出口端512與第一節流裝置400的進口相連通。第一節流裝置400的出口與蒸發器100的進口相連通。
用于低環溫空氣源熱泵的蒸發器100可為翅片盤管蒸發器。在另一個實施例中,可替代的,用于水源熱泵的蒸發器100可為殼管蒸發器或板式蒸發器。
第一壓縮機200為螺桿壓縮機。第一節流裝置400為節流閥。中間換熱器500為殼管換熱器,第一通道510為管側通道,第二通道520為殼側通道。氣液分離器800的出氣管821的管徑大于出液管831的管徑。
第二壓縮機600循環內:第二進口端521與第二節流裝置700的出口相連通,第二出口端522與第二壓縮機600的進口相連通。第二壓縮機600的出口與冷凝器300的進口相連通。冷凝器300的出口與第二節流裝置700的進口相連通。
第二壓縮機600為離心壓縮機。第二節流裝置700為孔口板或電子膨脹閥。在另一個實施例中,特殊工況下,第二節流裝置700可為并聯的孔口板與電子膨脹閥。冷凝器300設有水管310,用于進出待加熱的水以及加熱后的水。
上述復疊式熱泵機組運行過程中,用于第一壓縮機200循環的第一制冷劑可為R404a或R410a,用于第二壓縮機600循環的第二制冷劑可為R134a。
正常工況下,第一制冷劑在蒸發器100內吸收熱量蒸發為第一制冷劑氣體,經氣液分離器800流向第一壓縮機200壓縮為高溫高壓的第一制冷劑氣體,經中間換熱器500的第一通道510放熱變為高壓的第一制冷劑液體,再經第一節流裝置400膨脹為低溫低壓的第一制冷劑氣液兩相流體,然后進入蒸發器100,完成第一壓縮機200循環。特殊工況下,蒸發器100排出的為第一制冷劑氣液兩相流體,經氣液分離器800分離后,制冷劑氣體通過出氣管821正常進入第一壓縮機200,而制冷劑液體通過管徑較小的出液管831緩慢進入第一壓縮機200,其他同正常工況。
同時,第二制冷劑在中間換熱器500的第二通道520內吸收第一制冷劑放出的熱量,蒸發為第二制冷劑氣體排出并進入第二壓縮機600,壓縮為高溫高壓的第二制冷劑氣體,再進入冷凝器300放熱變為高壓的第二制冷劑液體,經第二節流裝置700膨脹為低溫低壓的第二制冷劑氣液兩相流體,然后進入中間換熱器500,完成第二壓縮機600循環。待加熱的水通過水管310進入冷凝器300吸收第二制冷劑放出的熱量,加熱為熱水并排出。
雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式,但是本領域的技術人員應當理解,這些僅是舉例說明,本實用新型的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下,可以對這些實施方式做出多種變更或修改,但這些變更和修改均落入本實用新型的保護范圍。