一种变频复叠式空气源热泵系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种变频复叠式空气源热泵系统，包括一级低温循环系统、二级高温循环系统和水路循环系统；所述一级低温循环系统包括低温循环压缩机、油分离器、四通换向阀组件、蒸发冷凝器、风冷换热器和气液分离器，所述二级高温循环系统包括高温循环压缩机、高温换热器、第二平衡罐、高温循环主路电子膨胀阀和蒸发冷凝器，所述水路循环系统包括通过管路连通的水路电动三通阀、高温换热器和换向三通阀。有效克服单级空气源热泵系统低环温下压比过大及系统循环效率低的难题，极大改善了低温空气源热泵系统低温特性和低环温下的制热性能，可制取高达75℃的高温热水，满足各细分领域的应用需求；实现低温强热并制取高温热水。实现低温强热并制取高温热水。实现低温强热并制取高温热水。

【技术实现步骤摘要】
一种变频复叠式空气源热泵系统


[0001]本技术涉及空气源热泵系统
，具体涉及一种变频复叠式空气源热泵系统。

技术介绍

[0002]如今全球经济的高速发展，高品质生活需求日益增加；能源短缺、环境污染加剧、全球气候变暖成为世界关注的问题，尤其成为全球制冷空调行业共同面对的严峻挑战。如何满足当前社会日益增加的生活热水、空调取暖、工业细分领域高温热水的需求，同时实现能源的高效利用、低碳环保、降低能耗尤为重要。其中，空气源热泵凭借其高效节能、经济环保的技术优势，作为一种可再生的制取冷冷热水的系统形式，近年来在建筑空调及生活热水领域内得到迅速发展。
[0003]空气源热泵系统，是以低品位空气为冷热源，以制冷剂为工作介质，由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置四大部件为主要核心部件组成，按照逆卡诺循环进行工作，制取冷热水的一种可再生能源利用系统形式。
[0004]然而传统的空气源热泵系统，多为单级压缩为主，其系统工作原理方式由于受到压缩比和蒸发温度的限制，传统单级空气源热泵系统无法实现将严寒空气中低品位空气源向高品位热水等能源形式的有效转化及利用，且制冷循环效率很低；同时传统空气源热泵系统又多以定频压缩机为主，系统运行的经济性差，低环温工况下实际制热能效较差，实际节能效果有限，而且无法制取更高温度的热水，因此上述技术问题有待进一步优化和解决。

技术实现思路

[0005]本技术针对现有的技术问题，提供一种变频复叠式空气源热泵系统。
[0006]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种变频复叠式空气源热泵系统，包括一级低温循环系统、二级高温循环系统和水路循环系统；
[0007]所述一级低温循环系统包括低温循环压缩机、油分离器、四通换向阀组件、蒸发冷凝器、风冷换热器和气液分离器，所述低温循环压缩机的输出端通过油分离器与四通换向阀组件连接，所述四通换向阀组件与蒸发冷凝器的a端口连接，所述蒸发冷凝器的b端口与经济器组件连接，所述经济器组件与风冷换热器连接，所述风冷换热器通过四通换向阀组件与气液分离器连接，所述气液分离器与低温循环压缩机的输入端连接；
[0008]所述二级高温循环系统包括高温循环压缩机、高温换热器、第二平衡罐、高温循环主路电子膨胀阀和蒸发冷凝器，所述高温循环压缩机的输出端与高温换热器的a端口连接，所述高温换热器的b端口与第二平衡罐连接，所述第二平衡罐通过高温循环主路电子膨胀阀与蒸发冷凝器的d端口连接，所述蒸发冷凝器的c端口与高温循环压缩机的输入端连接；
[0009]所述水路循环系统包括通过管路连通的水路电动三通阀、高温换热器和换向三通阀，所述水路电动三通阀与进水口连接，所述换向三通阀与出水口连接。
[0010]在上述技术方案的基础上，本技术为了达到使用的方便以及装备的稳定性，
还可以对上述的技术方案作出如下的改进：
[0011]进一步，所述四通换向阀组件包括第一四通换向阀和第二四通换向阀，所述第一四通换向阀的C端口与所述风冷换热器的a端口连接，D端口与所述油分离器连接，E端口与所述第二四通换向阀的D端口连接，S端口与第一换向三通阀的a端口连接，所述第一换向三通阀的c端口与所述气液分离器的a端口连接；
[0012]所述第二四通换向阀的C端口与所述蒸发冷凝器的a端口连接，E端口与所述高温换热器的g端口连接，S端口与所述第一换向三通阀的b端口连接。
[0013]进一步，所述经济器组件包括板式经济器、辅路电磁阀、辅路电子膨胀阀和辅路单向阀，所述板式经济器的主侧二号进口与第三换向三通阀的c端口连接，所述第三换向三通阀的a端口与所述蒸发冷凝器的b端口连接；
[0014]所述板式经济器主侧一号出口通过视液镜、低温循环第二干燥过滤器、低温循环主路电子膨胀阀和第一干燥过滤器与风冷换热器的b端口连接；
[0015]所述板式经济器辅侧三号进口通过辅路电子膨胀阀、辅路电磁阀与所述板式经济器主侧一号出口连接；
[0016]所述板式经济器辅侧四号出口通过单向阀与所述低温循环压缩机的补气口连接。
[0017]进一步，所述第三换向三通阀的b端口通过第一平衡罐分别与旁通电磁阀和第三单向阀连接，所述第三单向阀与第二换向三通阀的b端口连接，所述旁通电磁阀与所述第二换向三通阀的c端口连接,所述第二换向三通阀的a端口与高温换热器的h端口连接。
[0018]进一步，还包括回油循环回路，所述回油循环回路包括低温循环压缩机、油分离器和回油毛细管，所述低温循环压缩机的排气口与油分离器连接，所述油分离器与回油毛细管连接，所述回油毛细管与所述低温循环压缩机的进气口连接。
[0019]进一步，所述低温循环压缩机为全封闭变频涡旋压缩机，所述低温循环压缩机所用制冷剂为R410A制冷工质；所述高温循环压缩机为全封闭定速涡旋压缩机，所述高温循环压缩机所用制冷剂为R134a制冷工质。
[0020]进一步，所述风冷换热器为翅片式风冷换热器，所述风冷换热器所用传热管的直径为7mm，所用风机为变频直流风机。
[0021]进一步，所述水路电动三通阀的a端口与进水口连接，b端口与所述高温换热器的f端口连接，c端口与所述高温换热器的d端口连接。
[0022]进一步，所述高温换热器的e端口通过水路单向阀与所述换向三通阀的a端口连接，所述高温换热器的c端口与所述换向三通阀的b端口连接,所述换向三通阀的c端口与出水口连接。
[0023]进一步，包括单制热模式和复叠式制热模式，当环境温度≥21℃时，所述辅路电磁阀和所述辅路电子膨胀阀关闭，所述板式经济器循环不工作；当环境温度＜21℃时，所述辅路电磁阀和所述辅路电子膨胀阀开启，所述板式经济器及循环回路正常工作，所述低温循环压缩机通过补气口补气增焓。
[0024]进一步，当环境温度为
‑
35℃～43℃，出水温度＞55℃时，开启复叠式制热模式。
[0025]本技术的有益效果是：
[0026]1.本技术的一级低温循环系统采用R410A制冷剂，在低蒸发温度区间内仍然可实现系统绝对正压范围运行，避免不凝性气体渗入系统内部；低温循环压缩机采用带补
气增焓的变频全封闭涡旋式压缩机，设置经济器补气增焓系统，准二级压缩可实现复叠系统低温循环侧在极限低环境温度下高效稳定运行，实现更大限度在低环境温度中提取低品位空气热源；同时采用变频技术，改善常规空气源热泵系统的低温启动特性和部分负荷工况下的综合制热性能，使得空气源热泵系统在低温下实现真正意义上的低温强热，系统更加节能高效。
[0027]2.本技术具有制冷、融霜、单级制热和复叠式制热四种工作模式，根据环境温度和出水温度选择当前模式运行；翅片式风冷换热器采用直流变频风机，转速可实现无级调节，进一步扩宽机组制冷、单级制热和复叠式制热模式下的运行范围，同时减低功耗，提高系统部分负荷下的能效。
[0028]3.本技术二级高温循环系统采用R134a制冷剂，可实现在较低的冷凝压力区间内制取高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频复叠式空气源热泵系统，其特征在于，包括一级低温循环系统、二级高温循环系统和水路循环系统；所述一级低温循环系统包括低温循环压缩机(1)、油分离器(2)、四通换向阀组件、蒸发冷凝器(6)、风冷换热器(9)和气液分离器(8)，所述低温循环压缩机(1)的输出端通过油分离器(2)与四通换向阀组件连接，所述四通换向阀组件与蒸发冷凝器(6)的a端口连接，所述蒸发冷凝器(6)的b端口与经济器组件连接，所述经济器组件与风冷换热器(9)连接，所述风冷换热器(9)通过四通换向阀组件与气液分离器(8)连接，所述气液分离器(8)与低温循环压缩机(1)的输入端连接；所述二级高温循环系统包括高温循环压缩机(25)、高温换热器(20)、第二平衡罐(26)、高温循环主路电子膨胀阀(28)和蒸发冷凝器(6)，所述高温循环压缩机(25)的输出端与高温换热器(20)的a端口连接，所述高温换热器(20)的b端口与第二平衡罐(26)连接，所述第二平衡罐(26)通过高温循环主路电子膨胀阀(28)与蒸发冷凝器(6)的d端口连接，所述蒸发冷凝器(6)的c端口与高温循环压缩机(25)的输入端连接；所述水路循环系统包括通过管路连通的水路电动三通阀(30)、高温换热器(20)和换向三通阀(31)，所述水路电动三通阀(30)与进水口连接，所述换向三通阀(31)与出水口连接。2.根据权利要求1所述的变频复叠式空气源热泵系统，其特征在于，所述四通换向阀组件包括第一四通换向阀(3)和第二四通换向阀(4)，所述第一四通换向阀(3)的C端口与所述风冷换热器(9)的a端口连接，D端口与所述油分离器(2)连接，E端口与所述第二四通换向阀(4)的D端口连接，S端口与第一换向三通阀(7)的a端口连接，所述第一换向三通阀(7)的c端口与所述气液分离器(8)的a端口连接；所述第二四通换向阀(4)的C端口与所述蒸发冷凝器(6)的a端口连接，E端口与所述高温换热器(20)的g端口连接，S端口与所述第一换向三通阀(7)的b端口连接。3.根据权利要求1所述的变频复叠式空气源热泵系统，其特征在于，所述经济器组件包括板式经济器(14)、辅路电磁阀(15)、辅路电子膨胀阀(16)和补气单向阀(17)，所述板式经济器(14)的主侧二号进口与第三换向三通阀(24)的c端口连接，所述第三换向三通阀(24)的a端口与所述蒸发冷凝器(6)的b端口连接；所述板式经济器(14)主侧一号出口通过视液镜(13)、低温循环第二干燥过滤器(12)、低温循环主路电子膨胀阀(11)和第一干燥过滤器(10)与风冷换热器(9)的b端口连接；所述板式经济器(14)辅侧三号进口通过辅路电子膨胀阀(16)、辅路电磁阀(15)与所述板式经济器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李衍基，莫军民，王见唯，滕轩，何倩倩，
申请(专利权)人：顿汉布什中国工业有限公司，
类型：新型
国别省市：