多循环变流量热泵系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多循环变流量热泵系统，旨在提供一种系统结构简单，成本低的系统。包括制冷压缩机组、三通阀、换热器、室内机、室外机、第一节流阀、第二节流阀、第一四通换向阀和第二四通换向阀；制冷压缩机组的第一排气接口通过第二阀门与第一四通换向阀的第四接口连接，制冷压缩机组的第一吸气接口与第二四通换向阀的第二接口连接，制冷压缩机组的第二排气接口通过第四阀门与第二四通换向阀的第二接口连接，制冷压缩机组的第二吸气接口与第二四通换向阀的第四接口连接。通过本发明专利技术热泵系统可以在一个实验台上进行八种循环的比较实验，操作方便，实验结果准确性高。

Multi cycle variable flow heat pump system

The invention discloses a multi cycle variable flow heat pump system, aiming at providing a system with simple structure and low cost. It includes refrigeration compressor unit, three valve, heat exchanger, indoor machine, outdoor machine, first throttle valve, second throttle valve, first four way reversing valve and 24 way reversing valve; the first exhaust interface of the refrigeration compressor unit is connected to the fourth interface of the first four way valve through the second valve, and the first suction of the refrigeration compressor unit The interface is connected with the second interface of the 24 way commutation valve. The second exhaust interface of the refrigeration compressor unit is connected to the second interface of the 24 pass valve through the fourth valve. The second air suction interface of the refrigeration compressor unit is connected with the fourth interface of the 24 pass valve. The heat pump system of the invention can carry out eight kinds of cyclic comparative experiments on one experimental platform, and the operation is convenient, and the accuracy of the experimental results is high.

【技术实现步骤摘要】
多循环变流量热泵系统
本专利技术涉及热泵
，更具体的说，是涉及一种可实现变流量单级并联、双级压缩和复叠循环的热泵系统。
技术介绍
随着环保压力的增加，国家大力推广煤改电产品。空气源热泵由于其具有节能环保的特性得到了广泛的使用。冬季采暖，通常采用单级压缩的热泵循环，单级压缩的热泵循环系统简单，成本低。但当冷凝温度和蒸发温度之差较大时，冷凝压力与蒸发压力的压差也大，一次节流已经不能满足于压差较大的工况，对于传统的单级压缩热泵系统而言，一般在节流阀后再串联一个节流阀，在单级压缩中进行两次节流，这样单级压缩就能适用于压差较大的工况。随着冷凝压力和蒸发压力之差进一步加大，当压缩比大于12时通常采用双级压缩热泵系统。双级压缩热泵系统可以由一个电机带动，也可以通过多机头配组实现。双级压缩制冷循环中，工质的压缩过程分为两个阶段进行，来自室外机的低压工质蒸气先进入低压压缩机，在其中压缩到中间压力，经过中间冷却后再进入高压压缩机，将其压缩到冷凝压力，排入室内机，这样，可使各级压力比适中，由于经过中间冷却，又可使压缩机耗工减少，可靠性、经济型均由提高，但是，这种热泵系统复杂，控制系统复杂，很难实现变工质流量的控制。对于工作在温差较大的工况下的热泵系统，复叠热泵循环也是很好的解决方式。热量通过低温级制冷系统的工质从室外环境吸热，传递给连接低温级制冷系统和高温级制冷系统的冷凝蒸发器，再由高温级制冷系统工质将热量传递到室内。但是，复叠热泵系统由于中间换热器的存在，高温级的蒸发温度与低温级的冷凝温度之间存在温差，且这一温差不易控制，这个温差是影响着复叠热泵循环的效率，其次，复叠热泵系统由两种工质组成，高温级制冷系统采用高温工质，低温级制冷系统采用低温工质。但由于低温工质在常温下处于超临界状态，通常在低温级制冷系统中设膨胀容器，系统复杂，控制系统复杂，而且很难实现变工质流量控制。每种循环既具有各自的优点，也具有相应的缺点。目前，一般都是根据主要需要采用相对应的制冷循环方式，不能根据工况的变化而变化，运行成本高、温度波动大。特别是对于实验系统的比较实验都是单独设计方案，实验效果受到系统组成的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种多循环变流量热泵系统，根据工况的不同可以采用变流量单级压缩制冷循环、两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环、两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环、复叠制冷循环、单级压缩制热循环、两次节流中间不完全冷却双级压缩制热循环、两次节流中间完全冷却双级压缩制热循环和复叠制热循环等八种循环方式，系统结构简单，成本低。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种多循环变流量热泵系统，包括制冷压缩机组、三通阀、换热器、室内机、室外机、第一节流阀、第二节流阀、第一四通换向阀、第二四通换向阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；所述制冷压缩机组的第一排气接口通过第二阀门与所述第一四通换向阀的第四接口连接，所述制冷压缩机组的第一吸气接口与所述第二四通换向阀的第二接口连接，所述制冷压缩机组的第二排气接口通过第四阀门与所述第二四通换向阀的第二接口连接，所述制冷压缩机组的第二吸气接口与所述第二四通换向阀的第四接口连接；所述第一四通换向阀的第三接口通过所述室内机与所述第二节流阀的一端连接，所述第二节流阀的另一端分别与所述三通阀的第二接口和第三阀门一端连接，所述第三阀门另一端分别与所述换热器的第一接口和第一阀门的一端连接，所述第一阀门的另一端与所述三通阀的第三接口并联后与所述第二四通换向阀的第一接口连接；所述第一四通换向阀的第一接口与所述换热器的第二接口连接，所述换热器的第三接口与所述三通阀的第一接口连接，所述换热器的第四接口通过所述第一节流阀、室外机与所述第二四通换向阀的第三接口连接。所述制冷压缩机组包括多台压缩机，每台所述压缩机的排气端并联连接后分为第一排气接口和第二排气接口，每台所述压缩机的吸气端并联连接后分为第一吸气接口和第二吸气接口，相邻两台所述压缩机的吸气端之间及相邻两台所述压缩机的排气端之间分别串联有调节阀；同一台所述压缩机排气端与吸气端相对应的调节阀同时打开或同时关闭。在夏季以单级压缩并联制冷循环运行时，所述第一阀门和第二阀门关闭，所述第三阀门和第四阀门打开，所述三通阀的第一接口与第三接口相通，所述三通阀的第一接口与第二接口断开，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通，所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通；所述制冷压缩机组的调节阀全部打开；工质压缩成高压气体后由所述制冷压缩机组的第二排气接口经所述第四阀门、第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝为高压液体，从所述室外机中流出的高压液体工质经所述第一节流阀、换热器和第三阀门后进入所述第二节流阀节流至低压进入所述室内机中蒸发，产生制冷现象，从所述室内机出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀回到所述制冷压缩机组的第一吸气接口，完成单级压缩并联制冷循环；通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的运行数量实现能量调节。在夏季以两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环运行时，所述第一阀门关闭，所述第二阀门、第三阀门和第四阀门打开,所述三通阀的第一接口与第三接口相通，所述三通阀的第一接口与第二接口断开，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通，所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通；靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机，靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机；所述高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通，所述低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通，所述低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通；压缩至中压后的过热工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述换热器冷却降低过热度，之后，工质经所述三通阀、第二四通换向阀、所述制冷压缩机组的第二吸气接口进入所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机；工质被压缩至高压后经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门和第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝为高压液体，从所述室外机中流出的高压液体工质经所述第一节流阀节流至中压进入所述换热器，部分中压工质在所述换热器中蒸发吸热后经所述第三阀门进入所述第二节流阀，经所述第二节流阀节流至低压两相工质进入所述室内机中蒸发，产生制冷现象，从所述室内机出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组的低压级系统压缩机，完成两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环；通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。在夏季以两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环运行时，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开，所述三通阀的第一接口与第三接口相通，所述三通阀的第一接口与第二接口断开，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通，所述第二四通换向阀的第一接口与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多循环变流量热泵系统，其特征在于，包括制冷压缩机组、三通阀、换热器、室内机、室外机、第一节流阀、第二节流阀、第一四通换向阀、第二四通换向阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；所述制冷压缩机组的第一排气接口通过第二阀门与所述第一四通换向阀的第四接口连接，所述制冷压缩机组的第一吸气接口与所述第二四通换向阀的第二接口连接，所述制冷压缩机组的第二排气接口通过第四阀门与所述第二四通换向阀的第二接口连接，所述制冷压缩机组的第二吸气接口与所述第二四通换向阀的第四接口连接；所述第一四通换向阀的第三接口通过所述室内机与所述第二节流阀的一端连接，所述第二节流阀的另一端分别与所述三通阀的第二接口和第三阀门一端连接，所述第三阀门另一端分别与所述换热器的第一接口和第一阀门的一端连接，所述第一阀门的另一端与所述三通阀的第三接口并联后与所述第二四通换向阀的第一接口连接；所述第一四通换向阀的第一接口与所述换热器的第二接口连接，所述换热器的第三接口与所述三通阀的第一接口连接，所述换热器的第四接口通过所述第一节流阀、室外机与所述第二四通换向阀的第三接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种多循环变流量热泵系统，其特征在于，包括制冷压缩机组、三通阀、换热器、室内机、室外机、第一节流阀、第二节流阀、第一四通换向阀、第二四通换向阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；所述制冷压缩机组的第一排气接口通过第二阀门与所述第一四通换向阀的第四接口连接，所述制冷压缩机组的第一吸气接口与所述第二四通换向阀的第二接口连接，所述制冷压缩机组的第二排气接口通过第四阀门与所述第二四通换向阀的第二接口连接，所述制冷压缩机组的第二吸气接口与所述第二四通换向阀的第四接口连接；所述第一四通换向阀的第三接口通过所述室内机与所述第二节流阀的一端连接，所述第二节流阀的另一端分别与所述三通阀的第二接口和第三阀门一端连接，所述第三阀门另一端分别与所述换热器的第一接口和第一阀门的一端连接，所述第一阀门的另一端与所述三通阀的第三接口并联后与所述第二四通换向阀的第一接口连接；所述第一四通换向阀的第一接口与所述换热器的第二接口连接，所述换热器的第三接口与所述三通阀的第一接口连接，所述换热器的第四接口通过所述第一节流阀、室外机与所述第二四通换向阀的第三接口连接。2.根据权利要求1所述的多循环变流量热泵系统，其特征在于，所述制冷压缩机组包括多台压缩机，每台所述压缩机的排气端并联连接后分为第一排气接口和第二排气接口，每台所述压缩机的吸气端并联连接后分为第一吸气接口和第二吸气接口，相邻两台所述压缩机的吸气端之间及相邻两台所述压缩机的排气端之间分别串联有调节阀；同一台所述压缩机排气端与吸气端相对应的调节阀同时打开或同时关闭。3.根据权利要求2所述的多循环变流量热泵系统，其特征在于，在夏季以单级压缩并联制冷循环运行时，所述第一阀门和第二阀门关闭，所述第三阀门和第四阀门打开，所述三通阀的第一接口与第三接口相通，所述三通阀的第一接口与第二接口断开，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通，所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通；所述制冷压缩机组的调节阀全部打开；工质压缩成高压气体后由所述制冷压缩机组的第二排气接口经所述第四阀门、第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝为高压液体，从所述室外机中流出的高压液体工质经所述第一节流阀、换热器和第三阀门后进入所述第二节流阀节流至低压进入所述室内机中蒸发，产生制冷现象，从所述室内机出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀回到所述制冷压缩机组的第一吸气接口，完成单级压缩并联制冷循环；通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的运行数量实现能量调节。4.根据权利要求2所述的多循环变流量热泵系统，其特征在于，在夏季以两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环运行时，所述第一阀门关闭，所述第二阀门、第三阀门和第四阀门打开,所述三通阀的第一接口与第三接口相通，所述三通阀的第一接口与第二接口断开，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通，所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通；靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机，靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机；所述高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通，所述低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通，所述低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通；压缩至中压后的过热工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述换热器冷却降低过热度，之后，工质经所述三通阀、第二四通换向阀、所述制冷压缩机组的第二吸气接口进入所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机；工质被压缩至高压后经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门和第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝为高压液体，从所述室外机中流出的高压液体工质经所述第一节流阀节流至中压进入所述换热器，部分中压工质在所述换热器中蒸发吸热后经所述第三阀门进入所述第二节流阀，经所述第二节流阀节流至低压两相工质进入所述室内机中蒸发，产生制冷现象，从所述室内机出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组的低压级系统压缩机，完成两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环；通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。5.根据权利要求2所述的多循环变流量热泵系统，其特征在于，在夏季以两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环运行时，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开，所述三通阀的第一接口与第三接口相通，所述三通阀的第一接口与第二接口断开，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通，所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通；靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机，靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机；所述高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通，所述低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通，所述低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通；压缩至中压过热的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述换热器中，从所述换热器出来的工质经所述三通阀后与来自所述第一阀门的工质混合变为饱和中压蒸气，混合后的工质经所述第二四通换向阀、制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机；工质压缩至高压后经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门、第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝为高压液体，从所述室外机中流出的高压液体工质经所述第一节流阀节流成中压工质进入所述换热器，在所述换热器中部分中压液体工质蒸发吸热后从所述换热器的第一接口出来后分为两部分，一部分进入所述第一阀门，另一部分经所述第三阀门进入所述第二节流阀节流至低压进入所述室内机中蒸发，产生制冷现象，从所述室内机出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口进入所述制冷压缩机组的低压级压缩机，完成两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环；通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。6.根据权利要求2所述的多循环变流量热泵系统，其特征在于，在夏季以复叠制冷循环运行时，所述第一阀门、第二阀门和第四阀门打开，所述第三阀门关闭，所述三通阀的第一接口与第二接口相通，所述三通阀的第一接口与第三接口断开，所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通，所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通，所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通；靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为高温级系统压缩机，靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为低温级系统压缩机；所述高温级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通，所述低温级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通，所述低温级系统压缩机与高温级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通；压缩至中压的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永安，李瑞申，谷沅橙，冯帆，杨志仙，谭海燕，魏滟垒，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12