一种热泵系统技术方案

本发明专利技术提供一种热泵系统，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(3)和蒸发器(4)，其还包括布置在所述冷凝器(2)中与其中制冷剂管进行换热的第一换热水管(5)，所述第一换热水管(5)包括接入所述冷凝器(2)的第一进水端(51)和接出所述冷凝器(2)的第一出水端(52)，另外，在所述蒸发器(4)中还布置有与其中制冷剂管进行换热的第二换热水管(6)，所述第二换热水管(6)与所述第一换热水管(5)的所述第一进水端(51)相连通。通过本发明专利技术的热泵系统能够有效降低进入冷凝器中的水温，提高冷凝器的制热效率，进而提高热泵系统的换热效率和整体COP值，解决高温进水时热泵机组的换热效率和整体COP值有所降低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热能转换和利用
，具体涉及一种热泵系统。
技术介绍
现有技术中的热泵机组通常包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，制冷剂介质经过压缩机压缩后形成高温高压的气体，经过冷凝器冷凝放热将热量释放给需要热量的环境(比如冬天的室内环境)，经过冷凝放热后的制冷剂降温成高压低温或高温气体，再经过膨胀阀或节流阀进行节流降压形成低压低温的液体，接着再进入蒸发器中蒸发吸热形成低压低温或高温气体，进而进入压缩机中再次被压缩，完成热泵循环的过程。通常在热泵机组冷凝器的受热端连接水路，以将制冷剂冷凝放热的热量传递给水对其进行加热，进而再将受热后的热水供给至需要热量的环境(比如冬天的室内环境)，达到在低温环境想获得热量的目的。但是如果冷凝器受热端供水管路的进水端一旦水温较高或过高时，由于供水管路中水温与冷凝器制冷剂管中制冷剂的温差相对较小，则此时两者之间换热效率将会有所降低，供水管路所能带走的热量将会减小，导致热泵机组或系统整体的COP值有所降低；另外冬季情况下采用热泵机组制取热水进行供暖时，进暖气的热水温度一般是80度，出水温度一般是60度，研究表明当回水温度(回至热泵冷凝器中)高于40度时，热泵系统会出现由于排气压力过高甚至不能工作的情况。由于现有技术中的热泵机组存在高温进水时热泵机组的换热效率有所减小、整体COP值有所降低、及甚至不能工作的技术问题，因此本专利技术研究设计出一种热泵系统。专利技术内容因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的热泵系统存在高温进水时热泵系统的换热效率有所减小、整体COP值有所降低的缺陷，从而提供一种热泵系统。本专利技术提供一种热泵系统，包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，其还包括布置在所述冷凝器中与其中制冷剂管进行换热的第一换热水管，所述第一换热水管包括接入所述冷凝器的第一进水端和接出所述冷凝器的第一出水端，另外，在所述蒸发器中还布置有与其中制冷剂管进行换热的第二换热水管，所述第二换热水管与所述第一换热水管的所述第一进水端相连通。优选地，所述第二换热水管包括接入所述蒸发器中的第二进水端和接出所述蒸发器中的第二出水端，其中所述第二出水端与接入所述冷凝器中的第一进水端相接通。优选地，所述第一换热水管与所述第二换热水管通过旁通管路相连通。优选地，所述蒸发器为套管式换热器的结构，包括外管和套设于所述外管内部中的内管。优选地，所述外管中通入制冷剂，形成为所述蒸发器的所述制冷剂管，所述内管中通入水，形成为所述第二换热水管。优选地，所述外管中通入水，形成为所述第二换热水管，所述内管中通入制冷剂，形成为所述蒸发器的所述制冷剂管。优选地，所述内管为螺旋形管，所述外管为非螺旋形管；或者所述内管为圆形管，所述外管为内螺旋形管。优选地，所述蒸发器为壳管式换热器结构，其中的所述制冷剂管和所述第二换热水管之间布置成并行且交叉排列的方式。优选地，所述第二换热水管和所述制冷剂管均为圆管；或者，所述第二换热水管和所述制冷剂管均为方管；或者，所述第二换热水管和所述制冷剂管中的其中之一为圆管，另一为方管。优选地，还包括设置在第一和第二换热水管上的温度传感器，和设置于第一、第二换热水管和/或旁通管路上的水泵和/水路开度控制器，以及控制整个热泵系统的PLC控制系统。优选地，还包括设置在所述蒸发器上对其散热速度进行控制的蒸发器风机。优选地，所述热泵系统为空气源热泵系统，所述制冷剂管中的制冷剂为CO2。本专利技术提供的一种热泵系统具有如下有益效果：1.通过本专利技术提供的一种热泵系统，能够有效降低进入热泵系统中冷凝器中的水温，提高冷凝器的制热效率，进而提高热泵系统的换热效率，提高热泵系统整体的COP值，解决高温进水时热泵机组的换热效率和整体COP值有所降低的技术问题；2.能够有效解决冬季环境下采用热泵系统制取热水进行供暖会出现排气压力过高而导致系统不能工作的问题，有效地保证热泵系统替代现有燃煤锅炉进行冬季供暖；3.通过向蒸发器内部通入高温热水的方式，还能提升蒸发器表面及其整体的温度，有效防止冬季时蒸发器结霜的现象的发生。4.通过套管式换热器结构的蒸发器使得其中的制冷剂与高温水之间能够充分地进行热交换，提高换热效率，以降低进入冷凝器中水的温度，能够更优地提高整体热泵系统的换热效率和COP值；5.通过壳管式换热结构的蒸发器并将制冷剂管与第一换热水管布置成交叉排列的方式，能够加大制冷剂管与第二换热水管之间的接触或换热面积，提高换热效率。6.通过设置温度传感器、水泵、水路开度控制器、PLC控制系统和蒸发器风机能够对热泵系统进行综合控制，根据实际需求进行操作和使用，控制准确、精确，使用简单、方便。附图说明图1是现有的热泵系统的结构示意图。图2是本专利技术的适用于高温进水的热泵系统的结构示意图；图3是本专利技术热泵系统中为套管式换热器结构的蒸发器的结构示意图；图4是本专利技术热泵系统中为壳管式换热器结构的蒸发器的换热管优选布置结构示意图。图中附图标记表示为：1-压缩机，2-冷凝器或气体冷却器，3-节流装置，4-蒸发器，41-外管，42-内管，5-第一换热水管，51-第一进水端，52-第一出水端，6-第二换热水管，61-第二进水端，62-第二出水端，7-旁通管路，8-回热器，9-气液分离器，10-换热翅片。具体实施方式如图2所示，本专利技术提供一种热泵系统，包括压缩机1、冷凝器或气体冷却器2、节流装置3和蒸发器4，其中还包括布置在所述冷凝器2中与其中制冷剂管进行换热的第一换热水管5，所述第一换热水管5包括接入所述冷凝器2的第一进水端51和接出所述冷凝器2的第一出水端52，另外，在所述蒸发器4中还布置有与其中制冷剂管进行换热的第二换热水管6，所述第二换热水管6与所述第一换热水管5的所述第一进水端51相连通。通过本专利技术提供的一种热泵系统，将与蒸发器中制冷剂管换热的第二换热水管换热后再通入冷凝器中，能够通过蒸发器的蒸发吸热作用有效地降低水管中水的水温，使得进入冷凝器中换热水管中的水温得到了有效的降低，有效地避免和防止了换热水管中水温过高而导致冷凝器中换热效率较低的情况的发生，提高冷凝器的制热效率，进而提高热泵系统的换热效率，提高热泵系统整体的COP值。经过实验研究表明，经过本专利技术的技术方案能够将现有技术中热泵技术中的COP值由小于2.0提高至3.5以上；本专利技术的技术方案还能够有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵系统，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(3)和蒸发器(4)，其特征在于：还包括布置在所述冷凝器(2)中与其中制冷剂管进行换热的第一换热水管(5)，所述第一换热水管(5)包括接入所述冷凝器(2)的第一进水端(51)和接出所述冷凝器(2)的第一出水端(52)，另外，在所述蒸发器(4)中还布置有与其中制冷剂管进行换热的第二换热水管(6)，所述第二换热水管(6)与所述第一换热水管(5)的所述第一进水端(51)相连通。

【技术特征摘要】
1.一种热泵系统，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(3)和蒸发
器(4)，其特征在于：还包括布置在所述冷凝器(2)中与其中制冷剂管进行
换热的第一换热水管(5)，所述第一换热水管(5)包括接入所述冷凝器(2)
的第一进水端(51)和接出所述冷凝器(2)的第一出水端(52)，另外，在
所述蒸发器(4)中还布置有与其中制冷剂管进行换热的第二换热水管(6)，
所述第二换热水管(6)与所述第一换热水管(5)的所述第一进水端(51)相
连通。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于：所述第二换热水管(6)
包括接入所述蒸发器(4)中的第二进水端(61)和接出所述蒸发器(4)中的
第二出水端(62)，其中所述第二出水端(62)与接入所述冷凝器(2)中的
第一进水端(51)相接通。
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于：所述第一换热水管(5)
与所述第二换热水管(6)通过旁通管路(7)相连通。
4.根据权利要求1-3之一所述的热泵系统，其特征在于：所述蒸发器(4)
为套管式换热器的结构，包括外管(41)和套设于所述外管(41)内部中的内
管(42)。
5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于：所述外管(41)中通入
制冷剂，形成为所述蒸发器(4)的所述制冷剂管，所述内管(42)中通入水，
形成为所述第二换热水管(6)。
6.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：田幼华，
申请(专利权)人：田幼华，
类型：发明
国别省市：河北;13