本实用新型专利技术公开了一种多级压缩多级循环的热泵机组制热蓄热装置，利用高储能密度纳米相变材料蓄能，能在极端环境条件下运行稳定可靠；该装置采用阶梯式温度分级，可根据环境条件或用热温度高低、需求用能量的多少智能(手动)选定采用单级压缩单级循环或多级压缩多级循环的空气(水)源热泵供热技术；同时该技术装置的储能模块是采用高蓄能密度的纳米相变材料储热而非传统的水箱储热；该系统一是能提供比相同供热能力的空气(水)源热泵机组体积小的装置，二是能保障相变材料充分相变蓄热的温度条件，进而能保障系统运行稳定可靠，采用空气源热泵方式吸收空气中热能蓄热使用，可做成与太阳能、废弃余热等结合使用的蓄能装置。
【技术实现步骤摘要】
一种多级压缩多级循环的热泵机组制热蓄热装置
本技术涉及相变储能和空气(水)源热泵
，具体为一种多级压缩多级循环的热泵机组制热蓄热装置。
技术介绍
空气源热泵蓄能装置最大的优点就是节能环保，将空气中的低温热能通过压缩机转化为高温热能。以相同的热水制造量为基准，其与电加热器装置相比能最大化节约电能，使用成本只有电加热装置的1/4左右；而与燃气装置相比，其不用耗用任何的燃气燃料，使用成本只是燃气蓄能装置的1/3左右。空气源热泵技术的应用不仅可以节约人们的使用成本，更是顺应了世界环保的主体，这就是空气源热泵装置最大的亮点之一。目前的空气源热泵技术存在一大的问题就是容易受周围空气环境的影响，特别是在天寒冷、环境温度很低时影响很大甚至无法使用。通常在蒸汽压缩式制热循环中制冷剂选定后，其蒸发压力均由冷凝温度和蒸发温度决定，冷凝温度受环境介质(水或空气温度)的限制，而蒸发温度是由空气源热泵的用途确定的。当冷凝温度升高或蒸发温度降低时，压缩机的压力比将增大，由于压缩机预隙容积的存在，压力比提高到一定数值后，极限的压缩机压缩比和极限的高排气温度，会导致润滑油稀化、碳化引起润滑不良和增加润滑油的消耗；压缩比过大也同时会导致容积效率下降，使其制热能力和能效比大大下降，亦无法稳定保障蒸发温度到达预期要求，且装置运行不正常，甚至会导致机件损坏。目前市面上的空气源热泵储热供热技术，特别是大型的用热场合比如采用空气源热泵供暖系统，由于直接采用换热器给水加热供暖，水的显热较低，储热系统无法实现间歇式运行，亦无法实现避峰就谷的电力能源合理利用。另外，即使有采用相变材料蓄热的同类技术装备，由于没有充分考虑压缩机压缩比过高问题，实际效果将无法得到稳定的高温度来满足相变材料完全相变储热。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多级压缩多级循环的热泵机组制热蓄热装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种多级压缩多级循环的热泵机组制热蓄热装置，包括箱体外壳、保温层、内箱体、蓄热仓、导热介质、复合相变材料、进出水管、次级冷凝器、控制器、次级温度传感器、末级冷凝器入口、末级冷凝器出口、首级冷媒进口、首级冷媒出口、中间缓冲换热器、首级冷凝器、次级蒸发器、介质加装口、介质排放口、首级蒸发器、首级压缩机、首级节流器、首级冷媒罐、次级节流器、次级冷媒罐、首级三通阀、次级冷媒进口、次级冷媒出口、风机、首级冷媒管、次级冷媒管、首级常开阀、次级常开阀、首级常闭阀、次级常闭阀、次级三通阀、次级压缩机、首级温度传感器、次级冷凝器入口、次级冷凝器出口、单级循环冷媒入口、单级循环冷媒出口、单级循环冷媒管和和末端换热器，所述箱体外壳的内壁设置有内箱体，且箱体外壳与内箱体之间设置有保温层，所述内箱体内设置有蓄热仓，且蓄热仓内设置有与其仓体吻合的复合相变材料，所述蓄热仓及其内部复合相变材料的一侧设置有次级温度传感器，且蓄热仓的底部、中间或侧面设置有末端换热器，所述蓄热仓还连接有进出水管，且进出水管的进水口和出水口设置在箱体外壳的一侧、所述蓄热仓还连接有单级循环冷媒管和次级冷媒管，且单级循环冷媒管和次级冷媒管与末端换热器的连接处分别设置有单级循环冷媒入口和单级循环冷媒出口及次级冷凝器入口和次级冷凝器出口，所述蓄热仓通过单级循环冷媒管和次级冷媒管与中间缓冲换热器连接，且中间缓冲换热器位于内箱体顶部，所述中间缓冲换热器为首级冷凝器和次级蒸发器置于一密闭箱体内，且箱体内还设置有导热介质和首级温度传感器，所述首级冷凝器和次级蒸发器分别与首级冷媒管和次级冷媒管连通，所述首级冷媒管与密闭箱体的连接处设置有首级冷媒进口和首级冷媒出口，且次级冷媒管与密闭箱体的连接处设置有次级冷媒进口和次级冷媒出口，所述首级冷媒管上靠近首级冷媒进口和首级冷媒出口的一边分别安装有首级常开阀和次级常开阀，且首级常开阀和次级常开阀的外侧的首级冷媒管上分别安装有首级三通阀和次级三通阀连接，所述首级三通阀和次级三通阀还与单级循环冷媒管的首尾端连接，且靠近连接处的单级循环冷媒管上分别安装有首级常闭阀和次级常闭阀，所述首级冷媒管的两端分别与首级三通阀和次级三通阀连通，且首级冷媒管上依次串联连接有首级压缩机、首级蒸发器、首级节流器和首级冷媒罐，所述首级蒸发器顶端还设置有风机，所述次级冷媒管上靠近次级冷媒进口和次级冷媒出口的一边分别安装有次级节流器和次级压缩机，且次级冷媒管上靠近次级冷凝器出口的一边安装有次级冷媒罐，所述箱体外壳的外部一侧安装有控制器，且控制器分别与次级冷凝器、次级温度传感器、中间缓冲换热器、首级冷凝器、次级蒸发器、首级蒸发器、首级压缩机、首级节流器、首级冷媒罐、次级节流器、次级冷媒罐、首级三通阀、风机、首级常开阀、次级常开阀、首级常闭阀、次级常闭阀、次级三通阀、次级压缩机和首级温度传感器电性连接。进一步的，所述保温层设置在箱体外壳的内壁或包覆在内箱体是外侧，且保温层选取聚氨酯发泡、聚乙烯泡沫或岩棉。进一步的，所述导热介质为水。进一步的，所述复合相变材料为一种有形蓄热内核的高储能密度纳米复合相变材料，且复合相变材料的相变温度在20-118℃范围内。进一步的，所述进出水管上还开设有进水口和出水口。进一步的，所述中间缓冲换热器为翅片冷凝换热器、列管冷凝换热器的一种或者其组合，且中间缓冲换热器上还设置有介质加装口和介质排放口。进一步的，所述末端换热器为翅片冷凝换热器、列管冷凝换热器的一种或者其组合且分别通过单级循环冷媒管联通首级冷媒管与首级换热器连接和通过次级冷媒管与中间缓冲换热器连接。进一步的，所述蓄热仓内的末端换热器内单级循环冷媒管系增设的一路冷媒管路，工况条件允许时常开阀关闭，常闭阀打开，可由多级压缩多级循环的空气(水)能热泵机组转换为单级压缩单级循环的空气能热泵系统运行。进一步的，该蓄能装置中的高储能密度、高导热性复合相变材料优先选用由较高相变潜热，导热性能优于有机类相变材料的无机相变材料与高导热性的支撑结构材料在特定温度和压力条件下制成。蓄能装置用无机类相变蓄热材料以水合盐类相变材料为主，由于无机类相变材料在相变储热-放热过程中会出现过冷及相分离现象，对此，我们采用添加增稠剂和成核剂办法制成复合相变材料。所选用的无机相变材料主要是以下一种或一种以上的组合：十水合硫酸钠Na2SO4·10H2O、八水合氢氧化钡Ba(OH)2·8H2O、四水合硝酸铬Cd(NO3)2·4H2O、铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O、十二水合硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O、十水合碳酸钠Na2CO3·10H2O、四硼酸钠Na2B4O7·10H2O、七水合磷酸钾K3PO4·7H2O、三水合醋酸钠CH3COONa·3H2O、十水合磷酸氢钠Na2HPO4·10H2O、十八水合硫酸铝AI(SO4)3·18H2O、十水合磷酸氢二钠Na2HPO4·10H2O、六水合氯化钙CaCl2·6H2O、六水合硝酸镁Mg(NO3)2·6H2O等。用焦磷酸钠Na4P2O7·10H2O或碳酸钡BaCO3为成核剂，用羧甲基纤维素钠本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多级压缩多级循环的热泵机组制热蓄热装置，包括箱体外壳(1)、保温层(2)、内箱体(3)、蓄热仓(4)、导热介质(5)、复合相变材料(6)、进出水管(7)、次级冷凝器(8)、控制器(9)、次级温度传感器(10)、进水口(11)、出水口(12)、首级冷媒进口(13)、首级冷媒出口(14)、中间缓冲换热器(15)、首级冷凝器(16)、次级蒸发器(17)、介质加装口(18)、介质排放口(19)、首级蒸发器(20)、首级压缩机(21)、首级节流器(22)、首级冷媒罐(23)、次级节流器(24)、次级冷媒罐(25)、首级三通阀(26)、次级冷媒进口(27)、次级冷媒出口(28)、风机(29)、首级冷媒管(30)、次级冷媒管(31)、首级常开阀(32)、次级常开阀(33)、首级常闭阀(34)、次级常闭阀(35)、次级三通阀(36)、次级压缩机(37)、首级温度传感器(38)、次级冷凝器入口(39)、次级冷凝器出口(40)、单级循环冷媒入口(41)、单级循环冷媒出口(42)、单级循环冷媒管(43)和末端换热器(44)，其特征在于：所述箱体外壳(1)的内壁设置有内箱体(3)，且箱体外壳(1)与内箱体(3)之间设置有保温层(2)，所述内箱体(3)内设置有蓄热仓(4)，且蓄热仓(4)内设置有与其仓体吻合的复合相变材料(6)，所述蓄热仓(4)及其内部复合相变材料(6)的一侧设置有次级温度传感器(10)，且所述蓄热仓(4)的底部、中部或侧面设置有末端换热器(44)，所述末端换热器(44)还连接有单级循环冷媒管(43)和次级冷媒管(31)，且单级循环冷媒管(43)和次级冷媒管(31)与末端换热器(44)的连接处分别设置有单级循环冷媒入口(41)和单级循环冷媒出口(42)、次级冷凝器入口(39)和次级冷凝器出口(40)，所述蓄热仓(4)通过单级循环冷媒管(43)和次级冷媒管(31)与中间缓冲换热器(15)连接，且中间缓冲换热器(15)位于内箱体(3)顶部，所述中间缓冲换热器(15)为首级冷凝器(16)和次级蒸发器(17)置于一密闭箱体内，且箱体内还设置有导热介质(5)和首级温度传感器(38)，所述首级冷凝器(16)和次级蒸发器(17)分别与首级冷媒管(30)和次级冷媒管(31)连通，所述首级冷媒管(30)与密闭箱体的连接处设置有首级冷媒进口(13)和首级冷媒出口(14)，且次级冷媒管(31)与密闭箱体的连接处设置有次级冷媒进口(27)和次级冷媒出口(28)，所述首级冷媒管(30)上靠近首级冷媒进口(13)和首级冷媒出口(14)的一边分别安装有首级常开阀(32)和次级常开阀(33)，且首级常开阀(32)和次级常开阀(33)的外侧的首级冷媒管(30)上分别安装有首级三通阀(26)和次级三通阀(36)连接，所述首级三通阀(26)和次级三通阀(36)还与单级循环冷媒管(43)的首尾端连接，且靠近连接处的单级循环冷媒管(43)上分别安装有首级常闭阀(34)和次级常闭阀(35)，所述首级冷媒管(30)的两端分别与首级三通阀(26)和次级三通阀(36)连通，且首级冷媒管(30)上依次串联连接有首级压缩机(21)、首级蒸发器(20)、首级节流器(22)和首级冷媒罐(23)，所述首级蒸发器(20)顶端还设置有风机(29)，所述次级冷媒管(31)上靠近次级冷媒进口(27)和次级冷媒出口(28)的一边分别安装有次级节流器(24)和次级压缩机(37)，且次级冷媒管(31)上靠近次级冷凝器出口(40)的一边安装有次级冷媒罐(25)，所述箱体外壳(1)的外部一侧安装有控制器(9)，且控制器(9)分别与次级冷凝器(8)、次级温度传感器(10)、中间缓冲换热器(15)、首级冷凝器(16)、次级蒸发器(17)、首级蒸发器(20)、首级压缩机(21)、首级节流器(22)、首级冷媒罐(23)、次级节流器(24)、次级冷媒罐(25)、首级三通阀(26)、风机(29)、首级常开阀(32)、次级常开阀(33)、首级常闭阀(34)、次级常闭阀(35)、次级三通阀(36)、次级压缩机(37)和首级温度传感器(38)电性连接。/n...
【技术特征摘要】
1.一种多级压缩多级循环的热泵机组制热蓄热装置，包括箱体外壳(1)、保温层(2)、内箱体(3)、蓄热仓(4)、导热介质(5)、复合相变材料(6)、进出水管(7)、次级冷凝器(8)、控制器(9)、次级温度传感器(10)、进水口(11)、出水口(12)、首级冷媒进口(13)、首级冷媒出口(14)、中间缓冲换热器(15)、首级冷凝器(16)、次级蒸发器(17)、介质加装口(18)、介质排放口(19)、首级蒸发器(20)、首级压缩机(21)、首级节流器(22)、首级冷媒罐(23)、次级节流器(24)、次级冷媒罐(25)、首级三通阀(26)、次级冷媒进口(27)、次级冷媒出口(28)、风机(29)、首级冷媒管(30)、次级冷媒管(31)、首级常开阀(32)、次级常开阀(33)、首级常闭阀(34)、次级常闭阀(35)、次级三通阀(36)、次级压缩机(37)、首级温度传感器(38)、次级冷凝器入口(39)、次级冷凝器出口(40)、单级循环冷媒入口(41)、单级循环冷媒出口(42)、单级循环冷媒管(43)和末端换热器(44)，其特征在于：所述箱体外壳(1)的内壁设置有内箱体(3)，且箱体外壳(1)与内箱体(3)之间设置有保温层(2)，所述内箱体(3)内设置有蓄热仓(4)，且蓄热仓(4)内设置有与其仓体吻合的复合相变材料(6)，所述蓄热仓(4)及其内部复合相变材料(6)的一侧设置有次级温度传感器(10)，且所述蓄热仓(4)的底部、中部或侧面设置有末端换热器(44)，所述末端换热器(44)还连接有单级循环冷媒管(43)和次级冷媒管(31)，且单级循环冷媒管(43)和次级冷媒管(31)与末端换热器(44)的连接处分别设置有单级循环冷媒入口(41)和单级循环冷媒出口(42)、次级冷凝器入口(39)和次级冷凝器出口(40)，所述蓄热仓(4)通过单级循环冷媒管(43)和次级冷媒管(31)与中间缓冲换热器(15)连接，且中间缓冲换热器(15)位于内箱体(3)顶部，所述中间缓冲换热器(15)为首级冷凝器(16)和次级蒸发器(17)置于一密闭箱体内，且箱体内还设置有导热介质(5)和首级温度传感器(38)，所述首级冷凝器(16)和次级蒸发器(17)分别与首级冷媒管(30)和次级冷媒管(31)连通，所述首级冷媒管(30)与密闭箱体的连接处设置有首级冷媒进口(13)和首级冷媒出口(14)，且次级冷媒管(31)与密闭箱体的连接处设置有次级冷媒进口(27)和次级冷媒出口(28)，所述首级冷媒管(30)上靠近首级冷媒进口(13)和首级冷媒出口(14)的一边分别安装有首级常开阀(32)和次级常开阀(33)，且首级常开阀(32)和次级常开阀(33)的外侧的首级冷媒管(30)上分别安装有首级三通阀(26)和次级三通阀(36)连接，所述首级三通阀(26)和次级三通阀(...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯建华，王勇，
申请(专利权)人：浙江百立盛新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。