一种多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统，包括有至少两个冷凝器设置在进风通道上的热泵机组，热泵机组包括有相连形成制冷剂循环系统的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，各个热泵机组的冷凝器顺序排列布置在进风通道内；热泵系统包括有布置在进风通道靠近进风口的一端的过冷放热模块，气流进入到进风通道内后顺序经过过冷放热模块和各个热泵机组的冷凝器；过冷模块由至少两个换热器小模块组成，各个换热器小模块一一对应分别串联在各个所述热泵机组上冷凝器的末端，制冷剂流过冷凝器后流经换热器小模块进行放热过冷，再进入节流装置；且沿着进风通道内的进风方向，越远离进风通道的进风口的冷凝器对应的换热器小模块的换热面积越大。

A heat pump system for multi-stage heating condensers with deep undercooling

The invention discloses a multi-stage heated multi-stage condenser condensate deep supercooled heat pump system, which comprises a heat pump unit with at least two condensers arranged on the inlet duct. The heat pump unit comprises a compressor, a condenser, a throttling device and an evaporator connected to form a refrigerant circulation system, and the cooling of each heat pump unit. The condensers are arranged sequentially in the air inlet passage; the heat pump system includes a supercooled heat release module arranged at one end of the air inlet passage near the air inlet; the air flow enters the air inlet passage and passes through the supercooled heat release module and the condensers of each heat pump unit sequentially; the supercooled module is composed of at least two small heat exchanger modules, each of which is exchanged. The small heat exchanger modules are respectively connected in series at the end of the condenser on each heat pump unit, and the refrigerant flows through the condenser module for heat release and supercooling, and then enters the throttling device; and along the direction of the air inlet in the air inlet channel, the small heat exchanger model corresponding to the condenser which is farther away from the air inlet of the air inlet channel. The larger the heat transfer area of the block is.

【技术实现步骤摘要】
一种多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统
本专利技术涉及热泵系统设计
，具体涉及一种多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统。
技术介绍
将热泵运用于含湿物料的中低温干燥，具有鲜明的节能环保的特点，已经引起了热工
和社会各界的高度关注。相当多的热泵空调企业，试水木材的热泵干燥，烟叶、大枣、枸杞、葡萄、黑木耳、中草药等等农产品热泵干燥，米粉、面条、海产品、腌腊制品等等食物制品热泵干燥，以及谷物热泵干燥，取得了不俗的业绩。通常，为了提高干燥强度和干燥效率，采取提高干燥装置进风温度的做法，也就是通过提高干燥空气的温度来提高干燥空气的焓值、降低空气的相对湿度，从而提高干燥空气对含湿物料的加热能力和吸湿能力。通常，为了提高热泵干燥装置的制热功率和制热能效比，采取梯级加热的模式，即采取多级冷凝器对干燥介质(空气、水)进行加热，逐级把干燥介质温度提升到目标温度的做法：热泵机组的制热能效比与该热泵的循环温升(即冷凝温度蒸发温度的差值)负相关，冷凝温度蒸发温度的差值越大，热泵制热能效比越低，反之也然；在实施梯级加热的由多级热泵组成的热泵机组中，冷凝器位于梯级系列的较低位置的单元热泵，由于循环温升较小，相应的制热能效比较高；而冷凝器位于梯级系列的较高位置的单元热泵，由于循环温升较大，相应的制热能效也就比较低；综合起来，整个热泵机组的全程制热能效比，高于单级的大循环温升的热泵机组。具体的，现有技术中通常采用多梯级加热热泵烘干机组，各个热泵烘干机组的蒸发器并列，均在环境空气中吸热，各个热泵烘干机组的冷凝器串联在风道内；运行时，如图1，在蒸发器轴流风机推动下，，5只蒸发器从环境空气中吸收的热量，蒸发器中的低压制冷液吸热蒸发成为低压制冷剂气体，被压缩机吸入，压缩成为高温高压制冷剂气体送入5只冷凝器，5只冷凝器中的高压制冷剂气体对风道内的干燥新风进行梯级加热，加热至目标温度(例如70℃)，再送入烘干装置内，对烘干装置内的物料进行烘干。上述现有的多梯级加热热泵烘干机组，虽然能够实现将风道中的空气加热到目标温度、达到提高整个热泵机组的全程制热能效比的目的，但是各级的热泵烘干机组自身依旧存在制热能效比相对较低，冷凝器中的制冷剂冷凝液难以有效过冷等问题，尤其是靠近热风风道输出端末端的热泵烘干机组冷凝器。
技术实现思路
针对
技术介绍
中提出的现有多级加热热泵系统存在的问题，本专利技术提供了一种多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统，包括有至少两个冷凝器设置在进风加热通道上的热泵机组，所述热泵机组包括有相连形成制冷剂循环系统的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，各个所述热泵机组的冷凝器顺序排列布置在所述进风加热通道内；所述热泵系统包括有一放热过冷模块，所述放热过冷模块布置在所述进风加热通道靠近进风口的一端，气流进入到所述进风加热通道内后顺序经过所述放热过冷模块和各个所述热泵机组的冷凝器；所述过冷模块由至少两个换热器小模块组成，各个所述换热器小模块一一对应分别串联在各个所述热泵机上冷凝器的末端，制冷剂流过所述冷凝器后流经所述换热器小模块进行放热过冷，再进入所述节流装置；且沿着所述进风通道内的进风方向，越远离所述进风通道的进风口的冷凝器对应的换热器小模块的换热面积越大。较佳地，所述换热器小模块采用翅片管换热器。较佳地，所述放热过冷换热器小模块沿着所述进风通道的截面平行气流设置，且两个以上的所述换热器小模块沿着所述进风通道内的进风方向顺序排列布置。较佳地，沿着进风方向顺序排列的多个所述冷凝器对应的所述放热过冷换热器小模块，顺序沿着进风方向顺序排列。较佳地，所述放热过冷换热器小模块内供制冷剂流经的管路分为上下两独立上管路模块和下管路模块；所述上管路模块的制冷剂进口位于上端，制冷剂出口位于下端；所述下管路模块的制冷剂进口位于下端，制冷剂出口位于上端；所述上管路模块、所述下管路模块并联，进口再串联到所述热泵机上冷凝器的末端，出口再串联到所述热泵机组的节流阀。较佳地，两个以上的所述放热过冷换热器小模块，沿着所述进风通道的截面垂直于气流方向顺序排列布置。较佳地，各所述冷凝器输出的制冷剂分别从对应的所述放热过冷换热器小模块的背风侧输入、迎风侧输出。较佳地，每个所述热泵机组均包括有两个蒸发器，分别为第一蒸发器和第二蒸发器；所述第一蒸发器与所述第二蒸发器的管路并联，再分别与所述压缩机和所述节流装置串联。较佳地，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器呈“V”型布置，且所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间设置有一风机。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：1.提高了热泵机组的制热功率本专利技术实现了热泵机组节流阀之前制冷液的深度过冷，降低了制冷剂在节流阀中的汽化比例，提高了蒸发器进口制冷剂气液两相流中液态制冷剂的比例，扩大了制冷剂在蒸发器中的蒸发吸热量，提高了热泵机组的制热功率；2.提高了热泵机组的制热能效比本专利技术增加了冷凝器放热过冷段制冷管路内制冷液与翅片外空气的传热温差，增加了冷凝器(包括过冷放热段)的总发热量，提高了热泵机组的制热能效比。附图说明结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本专利技术的上述及其他特征和优点，其中：图1为现有技术中五级冷凝器新风梯级加热热泵机组与干燥装置的连接示意图；图2为现有技术中五级冷凝器新风梯级加热热泵机组的压焓图；图3为本专利技术实施例1中多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统与干燥装置连接的示意图；图4为本专利技术实施例1中多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统的排列示意图；图5为本专利技术实施例1中放热过冷模块的结构示意图；图6为本专利技术实施例2中多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统与干燥装置连接的示意图；图7为本专利技术实施例2中多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统的排列示意图；图8为本专利技术实施例2中放热过冷模块的结构示意图。具体实施方式参见示出本专利技术实施例的附图，下文将更详细地描述本专利技术。然而，本专利技术可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本
的技术人员完全了解本专利技术的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。参照图1，为现有技术中的五级冷凝器新风梯级加热热泵机组，对此进行分析。在梯级加热模式下，进风加热通道2中的多个冷凝器301的风路是串联关系，多级冷凝器对干燥空气进行梯级加热，逐级把干燥空气温度提升到目标温度，也就是说，在这个梯级加热过程中，上一级冷凝器的出风成为下一级冷凝器的进风。这对于冷凝器处在梯级加热系列的较高冷凝温度位置的热泵机组，产生了双重不利影响：①制热能效比降低与冷凝器位于梯级加热系列冷凝温度较低位置热泵机组相比，冷凝器位于梯级系列的冷凝温度较高位置的热泵机组，循环温升(冷凝温度蒸发温度的差值)加大，相应的制热能效比大幅衰减；②冷凝器中的制冷剂冷凝液难以有效过冷由于位于梯级系列冷凝温度较高位置的热泵机组冷凝器的进风，是其上一级热泵机组冷凝器的出风，而这个上一级热泵机组冷凝器出风也已经经过若干次加热，温度已然较高，因此无法对该级冷凝器中的制冷剂冷凝液实施有效过冷，即实施在饱和压力下冷凝液相对于饱和温度的进一步降温放热，实现对饱和温度的“过冷”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统，包括有至少两个冷凝器设置在进风加热通道上的热泵机组，其特征在于，所述热泵机组包括有相连形成制冷剂循环系统的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，各个所述热泵机组的冷凝器顺序排列布置在所述进风加热通道内；所述热泵系统包括有一放热过冷模块，所述放热过冷模块布置在所述进风加热通道靠近进风口的一端，气流进入到所述进风加热通道内后顺序经过所述放热过冷模块和各个所述热泵机组的冷凝器；所述过冷模块由至少两个换热器小模块组成，各个所述换热器小模块一一对应分别串联在各个所述热泵机上冷凝器的末端，制冷剂流过所述冷凝器后流经所述换热器小模块进行放热过冷，再进入所述节流装置；且沿着所述进风通道内的进风方向，越远离所述进风通道的进风口的冷凝器对应的换热器小模块的换热面积越大。

【技术特征摘要】
1.一种多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统，包括有至少两个冷凝器设置在进风加热通道上的热泵机组，其特征在于，所述热泵机组包括有相连形成制冷剂循环系统的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，各个所述热泵机组的冷凝器顺序排列布置在所述进风加热通道内；所述热泵系统包括有一放热过冷模块，所述放热过冷模块布置在所述进风加热通道靠近进风口的一端，气流进入到所述进风加热通道内后顺序经过所述放热过冷模块和各个所述热泵机组的冷凝器；所述过冷模块由至少两个换热器小模块组成，各个所述换热器小模块一一对应分别串联在各个所述热泵机上冷凝器的末端，制冷剂流过所述冷凝器后流经所述换热器小模块进行放热过冷，再进入所述节流装置；且沿着所述进风通道内的进风方向，越远离所述进风通道的进风口的冷凝器对应的换热器小模块的换热面积越大。2.根据权利要求1所述的多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统，其特征在于，所述换热器小模块采用翅片管换热器。3.根据权利要求1或2所述的多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统，其特征在于，所述放热过冷换热器小模块沿着所述进风通道的截面平行气流设置，且两个以上的所述换热器小模块沿着所述进风通道内的进风方向顺序排列布置。4.根据权利要求3所述的多级加热的多级冷凝器冷凝液深度过冷的热泵系统，其特征在于，沿着进风方向顺序排列的多个所述冷凝器对应的所述放热...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛世山，张小松，王如竹，徐学冲，马骥，薛碧荷，诸葛水明，段兵兵，阎继位，王庆伦，
申请(专利权)人：上海伯涵热能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31