一种整体式单双级热泵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种整体式单双级热泵系统，包括：空气侧蒸发器、空气侧压缩机、空气侧冷凝换热器、空气侧膨胀阀，形成第一循环回路；空气侧冷凝换热器、防冻介质缓冲罐、三通道换热器、二级蒸发器、空气侧冷凝换热器、单双级切换阀，形成第二循环回路；二级蒸发器、二级压缩机、二级冷凝器及二级蒸发器，形成第三循环回路；二级冷凝器、三通道换热器、防冻介质循环泵，形成第四循环回路；末端供水管路、三通道换热器及末端回水管路，形成第五循环回路；第三管道通过第六管道连接第四管道，第六管道连接防冻介质膨胀罐。本实用新型专利技术设置循环介质膨胀罐作为压力补偿系统，同时为第二循环回路和第四循环回路提供循环介质缓冲空间。

【技术实现步骤摘要】
一种整体式单双级热泵系统
本技术涉及热泵应用领域，特别涉及一种整体式单双级热泵系统。
技术介绍
热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,目前市场上的热泵系统主要存在以下问题：1.系统单双级运行时系统设备运行工况受外界环境温度影响大；2.一般热泵系统防冻措施复杂，需要在水管路添加伴热带、辅助电加热器等。停电情况下，需要将供暖循环水放净，这个过程实际中很难实现，经常出现因为水泵内水无法放净导致再启动水泵被冻，电机烧坏等现象的发生。甚至因为末端水循环无法开启，导致压缩机烧坏的现象。
技术实现思路
本技术实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种能够实现高温供暖、低温制冷的整体式单双级热泵系统及其控制方法。为了实现上述目的本技术采取的技术方案是：一种整体式单双级热泵系统，包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第四循环回路、第五循环回路和空气侧蒸发器；所述空气侧蒸发器连接空气侧压缩机，所述空气侧压缩机连接空气侧冷凝换热器的第一通道，所述空气侧冷凝换热器的第一通道通过空气侧膨胀阀连接所述空气侧蒸发器的进口端，形成第一循环回路；所述空气侧冷凝换热器的第二通道连接防冻介质缓冲罐，所述防冻介质缓冲罐连接一级防冻介质循环泵，所述一级防冻介质循环泵通过第一管道连接三通道换热器的第一通道，所述三通道换热器的第一通道通过第二管道连接二级蒸发器，所述第一管道和第二管道之间连接有单双级切换阀，所述二级蒸发器通过第三管道连接所述空气侧冷凝换热器的第二通道，形成第二循环回路；所述二级蒸发器通过二级压缩机连接二级冷凝器，所述二级冷凝器通过二级膨胀阀连接所述二级蒸发器，形成第三循环回路；所述二级冷凝器连接三通道换热器的第二通道，所述三通道换热器的第二通道通过第四管道连接二级防冻介质循环泵，所述二级防冻介质循环泵通过第五管道连接所述二级冷凝器，形成第四循环回路；所述三通道换热器的第三通道一端通过末端循环水泵连接末端回水管路，另一端连接末端供水管路，形成第五循环回路；所述第三管道通过第六管道连接第四管道，所述第六管道连接有防冻介质膨胀罐。所述防冻介质缓冲罐内设有第一电加热器。所述第二四循环回路和第四循环回路中的导热介质为防冻介质，第五循环回路的导热介质为水。所述单双级切换阀为电动阀。所述末端供水管路上设有第二电加热器。所述第五管道上设有第一温度探测器；所述第三管道上设有第二温度探测器；所述防冻介质缓冲罐上设有第三温度探测器；所述第二管道上设有第四温度探测器；所述末端供水管路上设有第五温度探测器；所述末端回水管路上设有第六温度探测器。本技术还提供一种整体式单双级热泵系统的控制方法，包括以下步骤：双级制热工况：开启第一、第二、第三、第四和第五循环回路，开启第二循环回路中单双级切换阀，将空气中的热量通过空气侧蒸发器吸收，通过空气侧冷凝换热器传递给第二循环回路；其中防冻介质膨胀罐内的防冻介质作为导热介质，将第一循环回路热量通过二级蒸发器传递到第三循环回路，通过第三循环回路提升温度后，通过二级冷凝器传递到第四循环回路，由第四循环回路中的防冻介质作为导热介质，由三通道换热器的第二通道传递到第五循环回路，用于给用户供暖；单级制热工况：关闭第三、第四循环回路，开启第一、第二和第五循环回路，关闭第二循环回路中的单双级切换阀，将空气中的热量通过空气侧蒸发器吸收，通过空气侧冷凝换热器传递给第二循环回路；防冻介质膨胀罐内的防冻介质作为导热介质，将第一循环回路热量通过三通道换热器的第二通道传递到第五循环回路，用于给用户供暖；化霜工况：化霜第一阶段，关闭第三、第四和第五循环回路，开启第一和第二循环回路运行，开启第二循环回路中的单双级切换阀，防冻介质缓冲罐内防冻介质作为储热介质，空气侧冷凝换热器的第二通道将热量吸收后送入到空气侧蒸发器，空气侧蒸发器释放热量，用于化霜；化霜第二阶段，防冻介质缓冲罐内温度降低一定值后，开启电加热器；化霜第三阶段，温度继续下降则启动末端循环水泵，从末端循环管路提取热量；制冷工况：关闭第三和第四循环回路，开启第一、第二和第五循环回路，关闭第二循环回路中的单双级切换阀；将空气中的冷量通过空气侧蒸发器吸收，通过空气侧冷凝换热器传递给第二循环回路；防冻介质膨胀罐内的防冻介质作为导热介质，将第一循环回路冷量通过三通道换热器的第二通道传递到第五循环回路，用于给用户供冷。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：1.本技术将双级热泵内部循环系统和用户末端管路系统分隔开，解决了实际工况中，末端管路循环水洁净度不高，存在杂质，一旦堵塞管路容易对系统中压缩机、水泵等产生损伤，严重情况甚至需要设备返厂维修的问题。2.本技术将双级热泵内部循环系统和用户末端管路系统分隔开，双级系统内采用-50℃都不会凝结的防冻介质，设备内部不会出现因为防冻不当引起的水泵被冻，电机烧坏等现象的发生。因为不会冻结，也不会出现末端水循环无法开启，导致压缩机烧坏的现象。本技术防冻介质膨胀罐及相应的管路形成第二循环回路和第四循环回路压力补偿系统。通过压力补偿能平衡水量及压力，避免本技术的闭式循环系统压力波动和频繁补液。附图说明图1为本技术实施例提供的整体式单双级热泵系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的双级制热工况的结构示意图；图3为本技术实施例提供的单级制热工况的结构示意图；图4为本技术实施例提供的化霜工况的结构示意图；图5为本技术实施例提供的制冷工况的结构示意图。图中：1空气侧蒸发器、2空气侧压缩机、3空气侧四通阀、4空气侧冷凝换热器、5防冻介质缓冲罐、6防冻介质膨胀罐,7第一电加热器,8一级防冻介质循环泵,9二级蒸发器、10二级压缩机、11二级膨胀阀,12二级冷凝器,13单双级切换电动阀,14二级防冻介质循环泵,15三通道换热器，16末端循环水泵,17第二电加热器，18第一管道，19第二管道，20第三管道，21第四管道，22第五管道，23第六管道,24末端回水管路，25末端供水管路，26第一温度探测器，27第二温度探测器，28第三温度探测器，29第四温度探测器，30第五温度探测器，31第六温度探测器。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。参见图1，一种整体式单双级热泵系统，包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第四循环回路、第五循环回路和空气侧蒸发器1；空气侧蒸发器1连接空气侧压缩机2，空气侧压缩机2连接空气侧冷凝换热器4的第一通道，空气侧冷凝换热器4的第一通道通过空气侧膨胀阀3连接空气侧蒸发器1的进口端，形成第一循环回路；空气侧冷凝换热器4的第二通道连接防冻介质缓冲罐5，防冻介质缓冲罐5连接一级防冻介质循环泵8，一级防冻介质循环泵8通过第一管道18连接三通道换热器15的第一通道，三通道换热器15的第一通道通过第二管道19连接二级蒸发器9，第一管道18和第二管道19之间连接有单双级切换阀13，二级蒸发器9通过第三管道20连接空气侧冷凝换热器4的第二通道，形成第二循环回路；二级蒸发器9通过二级压缩机10连接二级冷凝器12，二级冷凝器12通过二级膨胀阀11连接二级蒸发器9，形成第三循环回路；二级冷凝器11连接三通道换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整体式单双级热泵系统，其特征在于，包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第四循环回路、第五循环回路和空气侧蒸发器；所述空气侧蒸发器连接空气侧压缩机，所述空气侧压缩机连接空气侧冷凝换热器的第一通道，所述空气侧冷凝换热器的第一通道通过空气侧膨胀阀连接所述空气侧蒸发器的进口端，形成第一循环回路；所述空气侧冷凝换热器的第二通道连接防冻介质缓冲罐，所述防冻介质缓冲罐连接一级防冻介质循环泵，所述一级防冻介质循环泵通过第一管道连接三通道换热器的第一通道，所述三通道换热器的第一通道通过第二管道连接二级蒸发器，所述第一管道和第二管道之间连接有单双级切换阀，所述二级蒸发器通过第三管道连接所述空气侧冷凝换热器的第二通道，形成第二循环回路；所述二级蒸发器通过二级压缩机连接二级冷凝器，所述二级冷凝器通过二级膨胀阀连接所述二级蒸发器，形成第三循环回路；所述二级冷凝器连接三通道换热器的第二通道，所述三通道换热器的第二通道通过第四管道连接二级防冻介质循环泵，所述二级防冻介质循环泵通过第五管道连接所述二级冷凝器，形成第四循环回路；所述三通道换热器的第三通道一端通过末端循环水泵连接末端回水管路，另一端连接末端供水管路，形成第五循环回路；所述第三管道通过第六管道连接第四管道，所述第六管道连接有防冻介质膨胀罐。...

【技术特征摘要】
1.一种整体式单双级热泵系统，其特征在于，包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第四循环回路、第五循环回路和空气侧蒸发器；所述空气侧蒸发器连接空气侧压缩机，所述空气侧压缩机连接空气侧冷凝换热器的第一通道，所述空气侧冷凝换热器的第一通道通过空气侧膨胀阀连接所述空气侧蒸发器的进口端，形成第一循环回路；所述空气侧冷凝换热器的第二通道连接防冻介质缓冲罐，所述防冻介质缓冲罐连接一级防冻介质循环泵，所述一级防冻介质循环泵通过第一管道连接三通道换热器的第一通道，所述三通道换热器的第一通道通过第二管道连接二级蒸发器，所述第一管道和第二管道之间连接有单双级切换阀，所述二级蒸发器通过第三管道连接所述空气侧冷凝换热器的第二通道，形成第二循环回路；所述二级蒸发器通过二级压缩机连接二级冷凝器，所述二级冷凝器通过二级膨胀阀连接所述二级蒸发器，形成第三循环回路；所述二级冷凝器连接三通道换热器的第二通道，所述三通道换热器的第二通道通过第四管道连接二级防冻介质循环泵，所述二级防冻介质循环泵通过第五管道连接所述二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李权树，武尚磊，朱宁，李继民，张燕明，
申请(专利权)人：北京四季通能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11