一种双级热泵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双级热泵系统，包括第一、第二、第三和第四循环回路；第一循环回路包括循环连接的初级蒸发器、初级压缩机、初级冷凝器和初级节流部件；第二循环回路包括循环连接的初级冷凝器、缓冲罐、次级冷凝器及次级蒸发器初级冷凝器；第三管道上依次连接有系统循环泵和膨胀罐；第一管道和第二管道之间连接有切换阀；第三个循环回路包括循环连接的次级蒸发器、次级压缩机、次级冷凝器及次级节流部件；第四循环回路包括循环连接的次级冷凝器、采暖末端供水管路、用户采暖侧的进口、用户采暖侧的出口及用户末端回水管路；用户末端回水管路上连接末端循环水泵。本实用新型专利技术的运行效率高，可满足严寒气候使用，并可提供70℃的采暖水。

【技术实现步骤摘要】
一种双级热泵系统
本技术涉及热泵采暖领域，特别涉及一种双级热泵系统。
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，目前市场上的空气源热泵产品主要存在以下问题：1、在严寒环境条件下供热能力急剧下降，甚至无法提供供热；2、复叠系统热泵无法实现制冷功能，而且综合能效较低。
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，提供一种综合运行效率高的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、第四循环回路和初级蒸发器；所述初级蒸发器连接初级压缩机，所述初级压缩机连接初级冷凝器的第一通道，所述初级冷凝器的第一通道连接初级节流部件，所述初级节流部件连接所述初级蒸发器，形成第一循环回路；所述初级冷凝器的第二通道出口连接缓冲罐，所述缓冲罐通过第一管道连接次级冷凝器的第一通道进口，所述次级冷凝器的第一通道出口通过第二管道连接次级蒸发器的第一通道，所述次级蒸发器的第一通道出口通过第三管道连接所述初级冷凝器的第二通道进口，形成第二循环回路；所述第三管道上依次连接有系统循环泵P2和膨胀罐；所述缓冲罐的出口设有三通阀或连接两个切换阀，所述缓冲罐与第一管道之间设有所述三通阀，所述三通阀连接第二管道；所述第一管道和第二管道之间连接有第一切换阀，所述切换阀连接所述次级冷凝器的管道上连接有第二切换阀；所述次级蒸发器的第二通道出口通过次级压缩机连接所述次级冷凝器的第二通道进口，所述次级冷凝器的第二通道出口通过次级节流部件连接所述次级蒸发器的第二通道进口，形成第三个循环回路；所述次级冷凝器的第三通道出口连接采暖末端供水管路，所述采暖末端供水管路连接用户采暖侧的进口，所述用户采暖侧的出口通过用户末端回水管路连接所述次级冷凝器的第三通道进口，形成第四循环回路；所述用户末端回水管路上连接末端循环水泵。所述缓冲罐内设有电加热器。所述次级冷凝器三通道板换或双盘管壳管式换热器。所述第一循环回路用于放置超低温度制冷剂、所述第二循环回路和第三循环回路用于放置高温制冷剂。所述第一切换阀和第二切换阀为电动阀切换阀，所述三通阀为电动三通阀。所述第三管道上设有第一温度探测器；所述缓冲罐上设有第二温度探测器；所述第二管道上设有第三温度探测器；所述采暖末端供水管路上设有第四温度探测器；所述用户末端回水管路上设有第五温度探测器。本技术还提供一种上述的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、第三和第四循环回路，开启第一切换阀，关闭第二切换阀；通过初级蒸发器吸收空气中的热量，经过初级压缩机升温后，再通过初级冷凝器传递给第二循环回路；将第一循环回路热量通过次级蒸发器传递到第三循环回路，通过次级压缩机提升温度后，通过次级冷凝器传递到第四循环回路，用于给用户供暖；单级制热工况：开启第一、第二和第四循环回路，开启第二切换阀，关闭第一切换阀，通过初级蒸发器吸收空气中的热量，经过初级压缩机升温后通过初级冷凝器传递给第二循环回路；第二循环回路中防冻液作为导热介质，将第一循环回路热量通过次级冷凝器传递到第四循环回路，用于给用户供暖；化霜工况：关闭第三和第四循环回路，开启第一和第二循环回路，开启第一切换阀，关闭第二切换阀，第二循环回路的防冻介质提取缓冲罐内热量传递给初级冷凝器，再经初级压缩机后送入到初级蒸发器内并释放热量，用于化霜；当缓冲罐内储存热量不足时，启动缓冲罐内电加热器补充热量；制冷工况：关闭第三循环回路，开启第一、第二和第四循环回路，开启第二切换阀，关闭第一切换阀；第一循环回路逆运行，从用户室内吸收热量并通过初级蒸发器对空气中散热。进一步地，当第五温度探测器检测的温度低于第一设定启动值时，选择开启双级制热工况或单级制热工况；当第五温度探测器检测的温度高于或等于第一设定停止值时，停止双级制热工况或单级制热工况；在双级制热工况下，当第三温度探测器检测的温度低于设定温度值(例如15℃)时，控制系统暂停第三循环回路工作；当第三温度探测器温度值高于或等于设定温度值(例如18℃)，控制系统启动第三循环回路正常工作；当第五温度探测器检测的温度高于第二设定启动值时，开启制冷工况；当第五温度探测器点的温度低于或等于第二设定停止值时，关闭制冷工况。所述第一设定启动值为20-55℃；所述第一设定停止值为25-60℃；所述设定温度值为10-25℃；所述第二设定启动值为10-30℃；所述第二设定停止值为7-25℃。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：技术采用双压缩机实现两级压缩的双级热泵采暖，可以保证热泵系统在寒冷环境条件下可靠工作，并在整个采暖季中获得很高的综合运行效率，同时系统还可用于制冷，降低设备闲置时间，提高设备利用率。本技术的系统内采用防冻液作为传热循环介质还可有效提高设备的防冻性能，可满足严寒气候使用并可提供70℃的采暖水。附图说明图1是本技术实施例提供的双级热泵系统的系统原理图；图2是本技术实施例提供的双级热泵系统的双级制热运行原理图；图3是本技术实施例提供的双级热泵系统的单级制热运行原理图；图4是本技术实施例提供的双级热泵系统的化霜运行原理图；图5是本技术实施例提供的双级热泵系统的单级制冷运行原理图。图中：1初级蒸发器，2初级压缩机，3初级冷凝器，4初级节流部件，5缓冲罐，6第一管道，7次级冷凝器，8第二管道，9次级蒸发器，10第三管道，11系统循环泵，12膨胀罐，13第一切换阀，14次级压缩机，15次级节流部件，16采暖末端供水管路，17用户末端回水管路，18末端循环水泵，19电加热器，20第一温度探测器，21第二温度探测器，22第三温度探测器，23第四温度探测器，24第五温度探测器，25第二切换阀，26三通阀。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、第四循环回路和初级蒸发器1；初级蒸发器1连接初级压缩机2，初级压缩机2连接初级冷凝器3的第一通道，初级冷凝器3的第一通道连接初级节流部件4，初级节流部件4连接初级蒸发器1，形成第一循环回路；初级冷凝器3的第二通道出口连接缓冲罐5，缓冲罐5通过第一管道6连接次级冷凝器7的第一通道进口，次级冷凝器7的第一通道出口通过第二管道8连接次级蒸发器9的第一通道，次级蒸发器9的第一通道出口通过第三管道10连接初级冷凝器3的第二通道进口，形成第二循环回路；第三管道10上依次连接有系统循环泵11和膨胀罐12；缓冲罐5的出口设有三通阀26或连接两个切换阀，缓冲罐5与第一管道6之间设有所述三通阀26，三通阀26连接第二管道8；第一管道6和第二管道8之间连接有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双级热泵系统，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、第四循环回路和初级蒸发器；/n所述初级蒸发器连接初级压缩机，所述初级压缩机连接初级冷凝器的第一通道，所述初级冷凝器的第一通道连接初级节流部件，所述初级节流部件连接所述初级蒸发器，形成第一循环回路；/n所述初级冷凝器的第二通道出口连接缓冲罐，所述缓冲罐通过第一管道连接次级冷凝器的第一通道进口，所述次级冷凝器的第一通道出口通过第二管道连接次级蒸发器的第一通道，所述次级蒸发器的第一通道出口通过第三管道连接所述初级冷凝器的第二通道进口，形成第二循环回路；所述第三管道上依次连接有系统循环泵和膨胀罐；所述缓冲罐的出口设有三通阀或连接两个切换阀，所述缓冲罐与第一管道之间设有所述三通阀，所述三通阀连接第二管道；所述第一管道和第二管道之间连接有第一切换阀，所述第一切换阀连接所述次级冷凝器的管道上连接有第二切换阀；/n所述次级蒸发器的第二通道出口通过次级压缩机连接所述次级冷凝器的第二通道进口，所述次级冷凝器的第二通道出口通过次级节流部件连接所述次级蒸发器的第二通道进口，形成第三个循环回路；/n所述次级冷凝器的第三通道出口连接采暖末端供水管路，所述采暖末端供水管路连接用户采暖侧的进口，所述用户采暖侧的出口通过用户末端回水管路连接所述次级冷凝器的第三通道进口，形成第四循环回路；所述用户末端回水管路上连接末端循环水泵。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双级热泵系统，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、第四循环回路和初级蒸发器；
所述初级蒸发器连接初级压缩机，所述初级压缩机连接初级冷凝器的第一通道，所述初级冷凝器的第一通道连接初级节流部件，所述初级节流部件连接所述初级蒸发器，形成第一循环回路；
所述初级冷凝器的第二通道出口连接缓冲罐，所述缓冲罐通过第一管道连接次级冷凝器的第一通道进口，所述次级冷凝器的第一通道出口通过第二管道连接次级蒸发器的第一通道，所述次级蒸发器的第一通道出口通过第三管道连接所述初级冷凝器的第二通道进口，形成第二循环回路；所述第三管道上依次连接有系统循环泵和膨胀罐；所述缓冲罐的出口设有三通阀或连接两个切换阀，所述缓冲罐与第一管道之间设有所述三通阀，所述三通阀连接第二管道；所述第一管道和第二管道之间连接有第一切换阀，所述第一切换阀连接所述次级冷凝器的管道上连接有第二切换阀；
所述次级蒸发器的第二通道出口通过次级压缩机连接所述次级冷凝器的第二通道进口，所述次级冷凝器的第二通道出口通过次级节流部件连接所述次级蒸发器的第二通道进口，形成第三个循环回路；
所述次级冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继民，武赏磊，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