一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组。该空气能高温热泵热水机组，包括压缩机、四通阀、第一冷凝器、第二冷凝器、第一电子膨胀阀、中间经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器，所述的压缩机、四通阀、用户侧高温冷凝器、用户侧低温冷凝器、中间经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器依次通过制冷剂管路连通组成主回路，所述的主回路上设置有辅路，所述的辅路上设置有第一电子膨胀阀，所述的第一电子膨胀阀设置于用户侧低温冷凝器和中间经济器之间。本实用新型专利技术配置双冷凝器，充分利用梯级温差，最大限度提高能源利用率，大大提高空气能高温热泵热水机组的综合利用效率。

A Double Condenser Cascade Thermal Differential Air Energy High Temperature Heat Pump Water Heating Unit

The utility model discloses a double condenser cascade temperature difference air energy high temperature heat pump water heater. The air energy high temperature heat pump water heater unit includes compressor, four-way valve, first condenser, second condenser, first electronic expansion valve, intermediate economizer, second electronic expansion valve, evaporator and gas-liquid separator. The compressor, four-way valve, user side high temperature condenser, user side low temperature condenser, intermediate economizer, second electronic expansion valve, evaporator and gas-liquid separator are described. The separator is connected successively through refrigerant pipeline to form a main circuit. The main circuit is provided with an auxiliary circuit. The auxiliary circuit is provided with a first electronic expansion valve. The first electronic expansion valve is arranged between the user side cryogenic condenser and the intermediate economizer. The utility model is equipped with a double condenser, which makes full use of the cascade temperature difference, maximizes the energy utilization rate, and greatly improves the comprehensive utilization efficiency of the air energy high temperature heat pump water heater unit.

【技术实现步骤摘要】
一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组
：本技术属于暖通空调
，具体涉及一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组。
技术介绍
：空气源热泵热水器顾名思义就是把空气中的热量通过冷媒流体搬运到水中，传统的电热水器和燃气热水器是通过消耗燃气和电能来获得热能，而空气能热水器是通过吸收空气中的热量来达到加热水的目的，在消耗相同电能的情况下可以吸收相当于3-5倍电能左右的热能来加热水。由于热能不可能全部转换为机械功，因而，与机械能、电能相比，其品位较低。热功转换效率与温度高低有关，高温热能的品位高于低温热能。一切不可逆过程均朝着降低能量品位的方向进行。为了克服热能利用率不高的弊端，采用能源梯级利用技术，充分利用不同温度、不同品位的热能，可提高整个系统的能源利用效率，是节能的重要措施。空气能热泵不仅可制备生活热水，也可制备采暖热水或加热空气温度。作为一种清洁能源利用的产品，多功能用途热泵热水机组符合当今社会发展的需要。开发多功能热泵旨在充分利用不同温度和品位的热能，研发适合低温环境的多功能用途热泵热水机组具有广阔的前景，同时，也能带来很好的经济效益和社会效益。
技术实现思路
：本技术的目的在于提供一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组，在准二级压缩循环理论的基础上，提供一种利用梯级温差、结构简单、工作效率高、适用宽频运行的串联双冷凝器空气能高温热泵热水机组，在制备生活热水的同时，可制备采暖热水，大大提高了热泵的能源利用效率。本技术是通过以下技术方案予以实现的：一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组，包括压缩机、四通阀、用户侧高温冷凝器、用户侧低温冷凝器、第一电子膨胀阀、中间经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器，所述的压缩机、四通阀、用户侧高温冷凝器、用户侧低温冷凝器、中间经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器依次通过制冷剂管路连通组成主回路，所述的主回路上设置有辅路，所述的辅路上设置有依次连通的第一电子膨胀阀、中间经济器和压缩机，所述的第一电子膨胀阀设置于用户侧低温冷凝器和中间经济器之间。用户侧高温冷凝器用于制备温度要求较高(60/55℃)的生活热水，用户侧低温冷凝器用于制备温度要求较低(45/40℃)的采暖热水。本技术提出的双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组，流程为：从用户侧低温冷凝器出来的制冷剂分为两路，主路通过中间经济器后再节流，辅路通过第一电子膨胀阀节流后，在中间经济器内与主路制冷剂换热，变成制冷剂蒸汽后，补入压缩机的辅助进气口，增加压缩机内的制冷剂流量，从而确保低温工况下的制热量。进一步地，所述的用户侧高温冷凝器为纯逆流管壳式换热器，所述的用户侧低温冷凝器为纯逆流管壳式换热器。纯逆流管壳式换热器可尽量减少传热温差，达到高温出水的效果。优选，所述的四通阀的第一接口与压缩机的排气口相连通，所述的四通阀的第二接口与第一冷凝器的一端相连通，所述的四通阀的第三接口与蒸发器的出口相连通，所述的四通阀的第四接口与气液分离器的进口相连通。优选，所述的压缩机上设置有排气口、吸气口和辅助进气口，所述的排气口与四通阀的第一接口相连通，所述的吸气口与气液分离器的出口相连通，所述的辅助进气口与中间经济器的出口相连通。优选，所述的压缩机为变频补气增焓双级涡旋式压缩机。变频补气增焓双级涡旋式压缩机，可实现宽频运行，压缩比调节范围可达1：15，特别适用于低温环境工况，且能保证热泵热水机组高温出水优选，所述的中间经济器为纯逆流管壳式换热器。纯逆流管壳式高效换热器具有结构紧凑、体积小的优点。优选，所述的主回路的各个部件设置有温度传感器和/或压力传感器。温度传感器和压力传感器的设置，便于实时观察各个部件的温度和压力，保证空气能高温热泵热水机组的正常运行。本技术的有益效果是：1、本技术很好地解决了空气能高温热泵热水机组在低温环境下，正常稳定制取高温生活热水和采暖热水的问题。2、本技术配置双冷凝器，充分利用梯级温差，最大限度提高能源利用率，大大提高空气能高温热泵热水机组的综合利用效率。附图说明：图1是本技术实施例1的结构示意图；图2是本技术实施例1的制冷剂流程示意图，箭头表示制冷剂的流动方向；附图标记说明：1、变频补气双级涡旋式压缩机；2、四通阀；3、用户侧高温冷凝器；4、用户侧低温冷凝器、5、第一电子膨胀阀；6、中间经济器；7、第二电子膨胀阀；8、蒸发器；9、气液分离器。具体实施方式：以下实施例是对本技术的进一步说明，而不是对本技术的限制。除特别说明，本技术中提到的设备和材料均为市售。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等数字仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。实施例1：如图1～2所示，一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组，包括压缩机、四通阀2、用户侧高温冷凝器3、用户侧低温冷凝器4、第一电子膨胀阀5、中间经济器6、第二电子膨胀阀7、蒸发器8和气液分离器9，压缩机、四通阀2、用户侧高温冷凝器3、用户侧低温冷凝器4、中间经济器6、第二电子膨胀阀7、蒸发器8和气液分离器9依次通过制冷剂管路连通组成主回路，主回路上设置有辅路，辅路上设置有依次连通的第一电子膨胀阀5、中间经济器6和压缩机1，第一电子膨胀阀5设置于用户侧低温冷凝器4和中间经济器6之间。在本实施例中，空气能高温热泵热水机组配置串联双冷凝器，用户侧高温冷凝器3主要用于制备60/55℃的生活热水；用户侧低温冷凝器4主要用于制备45/40℃的采暖热水。四通阀2的第一接口与压缩机的排气口相连通，四通阀2的第二接口与用户侧高温冷凝器3的一端相连通，四通阀2的第三接口与蒸发器8的出口相连通，四通阀2的第四接口与气液分离器9的进口相连通。在本实施例中，压缩机为变频补气增焓双级涡旋式压缩机1。变频补气增焓双级涡旋式压缩机1可实现宽频运行，压缩比调节范围可达1：15，特别适用于超低温环境工况，且能保证热泵稳定的出水温度。压变频补气增焓双级涡旋式压缩机1上设置有排气口、吸气口和辅助进气口，排气口与四通阀2的第一接口相连通，吸气口与气液分离器9的出口相连通，辅助进气口与中间经济器6的出口相连通。用户侧高温冷凝器3和用户侧低温冷凝器4为逆流管壳式换热器，逆流管壳式换热器可尽量减少传热温差，达到高温出水的效果。中间经济器6为纯逆流管壳式换热器，其确保从分离出来的制冷剂蒸汽不带液进入变频补气增焓双级涡旋式压缩机1辅助进气口，从而防止压缩机发生液击现象，且具有结构紧凑、体积小的优点。主回路的各个部件设置有温度传感器和/或压力传感器。温度传感器和压力传感器的设置，便于实时观察各个部件的温度和压力，保证空气能高温热泵热水机组的正常运行。制热工况可分为常温制热工况和低温制热工况，工况切换的温度点可根据具体情况设置，通常在-3℃到0℃之间。通过控制第一电子膨胀阀5的开闭来进行两种制热工况的转换，制冷剂流程参见图2。在常温制热工况下，关闭第一电子膨胀阀5，中间经济器6不起任何换热作用，通过调节第二电子膨胀阀7的开度，即可满足采暖和生活热水制热需求。在低温制热工况下，开启第一电子膨胀阀5，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组，其特征在于，包括压缩机、四通阀、用户侧高温冷凝器、用户侧低温冷凝器、第一电子膨胀阀、中间经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器，所述的压缩机、四通阀、用户侧高温冷凝器、用户侧低温冷凝器、中间经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器依次通过制冷剂管路连通组成主回路，所述的主回路上设置有辅路，所述的辅路上设置有依次连通的第一电子膨胀阀、中间经济器和压缩机，所述的第一电子膨胀阀设置于用户侧低温冷凝器和中间经济器之间。

【技术特征摘要】
1.一种双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组，其特征在于，包括压缩机、四通阀、用户侧高温冷凝器、用户侧低温冷凝器、第一电子膨胀阀、中间经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器，所述的压缩机、四通阀、用户侧高温冷凝器、用户侧低温冷凝器、中间经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器依次通过制冷剂管路连通组成主回路，所述的主回路上设置有辅路，所述的辅路上设置有依次连通的第一电子膨胀阀、中间经济器和压缩机，所述的第一电子膨胀阀设置于用户侧低温冷凝器和中间经济器之间。2.根据权利要求1所述的双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组，其特征在于，所述的用户侧高温冷凝器为纯逆流管壳式换热器，所述的用户侧低温冷凝器为纯逆流管壳式换热器。3.根据权利要求1所述的双冷凝器梯级温差空气能高温热泵热水机组，其特征在于，所述的四通阀的第一接口与压缩机的排气口相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹应德，朱冬生，刘世杰，林成迪，涂爱民，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：新型
国别省市：广东,44