用于生产高温热水的多级空气源热泵制造技术

本发明专利技术公开了一种用于生产高温热水的多级空气源热泵，包括第一制冷剂回路和第二制冷剂回路。第一制冷剂回路与热交换器相连接，且第一制冷剂回路和第二制冷剂回路通过中间热交换器和翅片式热交换器相互连接，翅片式热交换器内部的第一制冷回路和第二制冷回路彼此交织在热交换器的翅片中。本发明专利技术设计了一种性能系数优化的生产高温热水的多级空气源热泵，本发明专利技术可以在一个范围很广的工作区间保持优化的性能系数，同时使本发明专利技术对边界变化条件实现高适应性。最后，本发明专利技术设计紧凑，简单，容易控制，并且能够高效执行必需的化霜循环。

【技术实现步骤摘要】
用于生产高温热水的多级空气源热泵
本专利技术涉及空气源热泵，更具体地说，涉及用于生产高温热水的多级空气源热泵。
技术介绍
空气源热泵机组是通过逆压缩循环(逆卡诺循环)从周围低温环境中吸取热量来给用户提供高温热水的可制冷又可制热的机器。空气源热泵的用处是在一定的温度下生产一定量的热水或者在用户设定的温度下提供一定的制热量QT。热泵性能系数(COP)被定义为有效热(提供给用户的热量)和总耗电量(吸收功率PA)的比值。现在有各种类型的空气源热水热泵用于生产高温热水。传统的单级空气源热水热泵存在的缺点是环境空气温度与生产的最高热水温度的温差需要在一定的限制范围内。特别是，在高压缩比下机组的COP值存在相应的衰减。而且当空气温度下降时，热泵机组提供给用户的热容量QT也减少。使用单一制冷剂的传统的双级空气源热泵的制冷剂热特性不完善，并且运行范围不大。热泵对边界条件的变化适应性差，高压与低压之间会相互影响，并且保持两个阶段的最小压缩比存在一定难度。也有具有两个串联制冷回路的两级空气源热泵，但是结构极其复杂，适应边界条件性差，难以独立控制单个制冷剂回路。这些热泵存在除霜周期效率低下，并且在空气温度高时难以保持两个阶段的最小压缩比的困难。这些热泵最终只适用于专门生产高温热水。
技术实现思路
针对现有技术中存在的环境空气温度与生产的最高热水温度的温差需要在一定的限制范围内，制冷剂热特性不完善，并且运行范围不大，对边界条件的变化适应性差，结构极其复杂，除霜周期效率低下等缺点，本专利技术的目的是提供一种用于生产高温热水的多级空气源热泵。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术，提供一种用于生产高温热水的多级空气源热泵，其特征在于，包括第一制冷剂回路和第二制冷剂回路。第一制冷剂回路与热交换器相连接，且第一制冷剂回路和第二制冷剂回路通过中间热交换器和翅片式热交换器相互连接，翅片式热交换器内部的第一制冷回路和第二制冷回路彼此交织在热交换器的翅片中根据本专利技术的一实施例，第一制冷剂回路包括第一压缩机、四通阀、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀、第一单向阀。四通阀的入口连接第一压缩机，其出口分别连接热交换器、第一单向阀和翅片式热交换器。第一膨胀阀设置于中间热交换器的上游，第二膨胀阀设置于翅片式热交换器的上游，第三膨胀阀设置为与热交换器相连接，且第一膨胀阀和第二膨胀阀相连通。根据本专利技术的一实施例，第一制冷剂回路还包括第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀、气液分离器、储液器、第二单向阀。第一单向阀和第一压缩机通过气液分离器相连接并形成回路。第一膨胀阀和第二膨胀阀之间依次设置第一止回阀和第三止回阀，第二止回阀的一端连接第三膨胀阀，另一端连接第一止回阀、第三止回阀和储液器。储液器通过第二单向阀与翅片式热交换器相连接。根据本专利技术的一实施例，第二制冷剂回路包括第二压缩机、第四膨胀阀。第二压缩机一端连接翅片式热交换器，另一端连接中间热交换器，中间热交换器通过第四膨胀阀与翅片式热交换器相连接。根据本专利技术的一实施例，第二制冷剂回路还包括第三单向阀，第三单向阀的一端连接第二单向阀和储液器，其另一端连接第三膨胀阀和热交换器。根据本专利技术的一实施例，四通阀包括一个入口和三个出口，入口可以切换连接任意一个出口，且各个出口之间可互相连通。根据本专利技术的一实施例，第一制冷剂回路由空气温度和生产热水的温差决定，其内部使用第一制冷剂。根据本专利技术的一实施例，第二制冷剂回路使用与第一制冷剂不同的第二制冷剂。根据本专利技术的一实施例，第一压缩机和第一制冷剂由其在高压阶段优化的运行特性被选择使用，第二压缩机和第二制冷剂由于其在低压阶段优化的运行特性被选择使用。在上述技术方案中，本专利技术设计了一种性能系数优化的生产高温热水的多级空气源热泵，可以在一个范围很广的工作区间保持优化的性能系数，同时使本专利技术对边界变化条件实现高适应性。最后，本专利技术设计紧凑，简单，容易控制，并且能够高效执行必需的化霜循环。附图说明图1是第一回路生产高温水时的系统回路图；图2是第二回路生产高温水时的系统回路图；图3是翅片式换热器除霜或用于生产冷水工作时的系统回路图；图4是四通阀的放大图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术公开了一种用于生产高温热水的多级空气源热泵，其包括第一制冷剂回路1和第二制冷剂回路2，下面来详细说明上述各个部件的结构和连接关系。如图1，第一制冷剂回路1包括第一压缩机7、四通阀8、第一膨胀阀9、第二膨胀阀10、第三膨胀阀11、第一单向阀13。第一制冷剂回路1通过水路循环与用于用户6的热交换器5相连接，用户6从右侧连入热交换器5，热交换器5其中一端通过四通阀8连接第一压缩机7。四通阀8分为入口81，出口82，出口83，出口84，入口可以切换连接任意一个出口，且各个出口之间可互相连通。四通阀8的入口81连接第一压缩机7，其出口82连接热交换器5、出口83连接第一单向阀13，出口84连接翅片式热交换器4。热交换器5另一端与第三膨胀阀11相连接，且与第一膨胀阀9和第二膨胀阀10相连通。第一膨胀阀9设置于中间热交换器3的上游，第二膨胀阀10设置于翅片式热交换器4的上游。继续看图1，第一制冷剂回路1还包括第一止回阀121、第二止回阀122、第三止回阀123、气液分离器14、储液器15、第二单向阀18。第一单向阀13和第一压缩机7通过气液分离器14相连接并形成回路。第一止回阀121和第三止回阀123设置于第一膨胀阀9和第二膨胀阀10之间，第二止回阀122设置于第三膨胀阀11和储液器15之间，第一止回阀121，第二止回阀122和第三止回阀123呈三角分布。第二止回阀122的一端连接第三膨胀阀11，另一端连接第一止回阀121、第三止回阀123和储液器15。储液器15通过第二单向阀18与翅片式热交换器4相连接。如图2，第二制冷剂回路2包括第二压缩机16、第四膨胀阀17。第二压缩机16左端连接中间热交换器3，右端连接翅片式热交换器4。中间热交换器3和翅片式热交换器4通过第四膨胀阀17相连接。第二制冷剂回路2通过水路循环与用于用户6的热交换器5相连接，用户6从右侧连入热交换器5，热交换器5其中一端通过四通阀8连接第一压缩机7。四通阀8分为入口81，出口82，出口83，出口84，入口可以切换连接任意一个出口，且各个出口之间可互相连通。四通阀8的入口81连接第一压缩机7，其出口82连接热交换器5、出口83连接第一单向阀13，出口84连接翅片式热交换器4。热交换器5另一端与第三膨胀阀11相连接，且与第一膨胀阀9和第二膨胀阀10相连通。第一膨胀阀9设置于中间热交换器3的上游，第二膨胀阀10设置于翅片式热交换器4的上游。继续看图2，第二制冷剂回路还包括第三单向阀19，第三单向阀19的一端连接第二单向阀18和储液器15，其另一端连接第三膨胀阀11和热交换器5。第一单向阀13和第一压缩机7通过气液分离器14相连接并形成回路。第一止回阀121和第三止回阀123设置于第一膨胀阀9和第二膨胀阀10之间，第二止回阀122设置于第三膨胀阀11和储液器15之间，第一止回阀121，第二止回阀122和第三止回阀123呈三角分布。第二止回阀122的一端连接第三膨胀阀11，另一端连接第一止回阀121、第三止回阀123本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产高温热水的多级空气源热泵，其特征在于，包括：第一制冷剂回路和第二制冷剂回路；所述第一制冷剂回路与热交换器相连接，且所述第一制冷剂回路和第二制冷剂回路通过中间热交换器和翅片式热交换器相互连接，所述翅片式热交换器内部的第一制冷回路和第二制冷回路彼此交织在热交换器的翅片中。

【技术特征摘要】
1.一种用于生产高温热水的多级空气源热泵，其特征在于，包括：第一制冷剂回路和第二制冷剂回路；所述第一制冷剂回路与热交换器相连接，且所述第一制冷剂回路和第二制冷剂回路通过中间热交换器和翅片式热交换器相互连接，所述翅片式热交换器内部的第一制冷回路和第二制冷回路彼此交织在热交换器的翅片中；所述第一制冷剂回路包括：第一压缩机、四通阀、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀、第一单向阀；所述四通阀的入口连接所述第一压缩机，其出口分别连接所述热交换器、第一单向阀和翅片式热交换器；所述第一膨胀阀设置于所述中间热交换器的上游，所述第二膨胀阀设置于所述翅片式热交换器的上游，所述第三膨胀阀设置为与所述热交换器相连接，且所述第一膨胀阀和第二膨胀阀相连通。2.如权利要求1所述的用于生产高温热水的多级空气源热泵，其特征在于，所述第一制冷剂回路还包括：第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀、气液分离器、储液器、第二单向阀；所述第一单向阀和所述第一压缩机通过所述气液分离器相连接并形成回路；所述第一膨胀阀和第二膨胀阀之间依次设置第一止回阀和第三止回阀，所述第二止回阀的一端连接所述第三膨胀阀，另一端连接所述第一止回阀、第三止回阀和所述储液器；所述储液器通过所述第二单向阀与所述翅片式热交换器相连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：金云林，
申请(专利权)人：克莱门特捷联制冷设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31