一種高效的大溫升單級節(jié)流兩級壓縮熱泵熱水器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱水器領(lǐng)域，尤其是一種熱栗熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002] 各國在巴黎氣候峰會的激烈交鋒與籠罩在華北上空久久不散的霧霾危機(jī)都在告 訴人們環(huán)境與能源問題日益嚴(yán)重。具有節(jié)能環(huán)保的熱栗熱水器已成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)， 已廣泛應(yīng)用于酒店、醫(yī)院、學(xué)校、生活熱水、工業(yè)生產(chǎn)等場合，且市場在不斷擴(kuò)大。然而熱栗 熱水器畢竟還是需要消耗大量電能，因此提高其電效率成為一個改進(jìn)的重點(diǎn)。此外，在我國 冬季普遍寒冷，尤其西北、東北地區(qū)氣溫可低于_20°C，此時普通的熱栗熱水器效率急劇下 降甚至無法運(yùn)行也嚴(yán)重制約了其節(jié)能效果。因此提高熱栗的運(yùn)行穩(wěn)定性與工作范圍也是一 個重點(diǎn)課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服已有熱栗熱水器的能耗較大、能效較低、工作溫區(qū)不夠廣的不足，本發(fā)明 提供一種有效降低能耗、提升能效、增大工作溫區(qū)的高效的大溫升單級節(jié)流兩級壓縮熱栗 熱水器。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種高效的大溫升單級節(jié)流兩級壓縮熱栗熱水器，包括高壓壓縮機(jī)、低壓壓縮機(jī)、 第一冷凝器、第二冷凝器、過冷器和蒸發(fā)器，所述高壓壓縮機(jī)的出口與所述第一冷凝器的制 冷劑入口連通，所述第一冷凝器的制冷劑出口的一路經(jīng)過第一節(jié)流裝置與所述過冷器的第 一入口連通，所述過冷器的氣體出口與所述高壓壓縮機(jī)的入口連通，所述第一冷凝器的制 冷劑出口的另一路與所述過冷器的第二入口連通，所述過冷器的液體出口與經(jīng)過第三節(jié)流 裝置、單向閥與第二節(jié)流裝置的入口連通，所述第二節(jié)流裝置的出口與所述蒸發(fā)器的入口 連通，所述蒸發(fā)器的出口與所述低壓壓縮機(jī)的入口連通，所述低壓壓縮機(jī)的出口分為兩股， 一股經(jīng)過第一截止閥與第二冷凝器的制冷劑入口連通，所述第二冷凝器的制冷劑出口與所 述第二節(jié)流裝置的入口連通;另一股經(jīng)過第二截止閥與高壓壓縮機(jī)的入口連通；
[0006] 總冷水進(jìn)口通過水栗與第二冷凝器的冷水進(jìn)口連通，所述第二冷凝器的熱水出口 與所述第一冷凝器的冷水進(jìn)口連通，所述第一冷凝器的熱水出口為總熱水出口。
[0007] 進(jìn)一步，所述蒸發(fā)器的出口與氣液分離器的入口連通，所述氣液分離器的氣體出 口與所述低壓壓縮機(jī)的入口連通。
[0008] 再進(jìn)一步，所述高壓壓縮機(jī)的出口與第一油分離器的入口連接，所述第一油分離 器的油出口與所述高壓壓縮機(jī)的入口連通，所述第一油分離器的制冷劑出口與所述第一冷 凝器的制冷劑入口連通;所述低壓壓縮機(jī)的出口與第二油分離器的入口連接，所述第二油 分離器的油出口與所述低壓壓縮機(jī)的入口連通，所述第二油分離器的制冷劑出口分為兩股 分別與第一截止閥的入口及第二截止閥的入口連接。
[0009] 更進(jìn)一步，所述第二冷凝器的制冷劑出口與所述蒸發(fā)器的入口之間設(shè)置化霜支 管，所述化霜支管上安裝第三截止閥。
[0010] 所述蒸發(fā)器的出口經(jīng)過第四截止閥與所述高壓壓縮機(jī)的入口連通，所述過冷器的 氣體出口和第二截止閥的出口均與第五截止閥的入口相連，第五截止閥的出口與所述高壓 壓縮機(jī)的入口、第四截止閥出口均連通。
[0011]或者是:所述第二氣液分離器的氣體出口經(jīng)過第四截止閥與所述高壓壓縮機(jī)的入 口連通，所述過冷器的氣體出口和第二截止閥的出口均與第五截止閥的入口相連，第五截 止閥的出口與所述高壓壓縮機(jī)的入口、第四截止閥出口均連通。
[0012] 本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：
[0013] 1、采用兩級壓縮兩級節(jié)流，與單級熱栗相比大大擴(kuò)展了使用范圍，提升了效率；
[0014] 2、相比已有的兩級壓縮熱栗，巧妙地采用了兩級加熱熱水，在熱水溫升較大時，可 以大大減少高壓壓縮機(jī)的耗功，也就是進(jìn)一步提升了系統(tǒng)能效。本質(zhì)上來講，現(xiàn)有的直熱式 熱栗熱水器具有較大的換熱溫差即產(chǎn)生較大的熵產(chǎn)，而循環(huán)式熱栗熱水器則會將冷水與熱 水混合同樣造成了較大的熵產(chǎn)，而本發(fā)明則減少了上述熵產(chǎn)，提高了系統(tǒng)的熱力學(xué)完善性；
[0015] 3、在不同的季節(jié)、不同的外部條件下可以選擇最合適的模式，最大限度地提升季 節(jié)能效，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。部件簡單管路靈活，通過少量的截止閥切換何以實(shí)現(xiàn)兩級 壓縮兩級加熱模式、兩級壓縮一級加熱模式、低壓級壓縮單級加熱模式、高壓級壓縮單級加 熱模式以及熱氣旁通化霜模式。
【附圖說明】
[0016] 圖1是一種高效的大溫升單級節(jié)流兩級壓縮熱栗熱水器的示意圖。
[0017] 圖2是另一種高效的大溫升單級節(jié)流兩級壓縮熱栗熱水器的示意圖。
[0018] 圖3是再一種高效的大溫升單級節(jié)流兩級壓縮熱栗熱水器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0020] 參照圖1~圖3,一種高效的大溫升單級節(jié)流兩級壓縮熱栗熱水器，包括高壓壓縮 機(jī)1、低壓壓縮機(jī)10、第一冷凝器3、第二冷凝器13、過冷器5和蒸發(fā)器8,所述高壓壓縮機(jī)1的 出口與所述第一冷凝器3的制冷劑入口連通，所述第一冷凝器3的制冷劑出口的一路經(jīng)過第 一節(jié)流裝置4與所述過冷器5的第一入口連通，所述過冷器5的氣體出口與所述高壓壓縮機(jī)1 的入口連通，所述第一冷凝器3的制冷劑出口的另一路與所述過冷器5的第二入口連通，所 述過冷器5的液體出口經(jīng)過第三節(jié)流裝19、單向閥6與第二節(jié)流裝置7的入口連通，所述第二 節(jié)流裝置7的出口與所述蒸發(fā)器8的入口連通，所述蒸發(fā)器8的出口與所述低壓壓縮機(jī)10的 入口連通，所述低壓壓縮機(jī)10的出口分為兩股，一股經(jīng)過第一截止閥12與第二冷凝器13的 制冷劑入口連通，所述第二冷凝器13的制冷劑出口與所述第二節(jié)流裝置7的入口連通;另一 股經(jīng)過第二截止閥14與高壓壓縮機(jī)1的入口連通；
[0021] 總冷水進(jìn)口通過水栗15與第二冷凝器13的冷水進(jìn)口連通，所述第二冷凝器13的熱 水出口與所述第一冷凝器3的冷水進(jìn)口連通，所述第一冷凝器3的熱水出口為總熱水出口。
[0022] 進(jìn)一步，所述蒸發(fā)器8的出口與氣液分離器9的入口連通，所述氣液分離器9的氣體 出口與所述低壓壓縮機(jī)10的入口連通。
[0023] 再進(jìn)一步，所述高壓壓縮機(jī)1的出口與第一油分離器2的入口連接，所述第一油分 離器2的油出口與所述高壓壓縮機(jī)1的入口連通，所述第一油分離器2的制冷劑出口與所述 第一冷凝器3的制冷劑入口連通;所述低壓壓縮機(jī)10的出口與第二油分離器11的入口連接， 所述第二油分離器11的油出口與所述低壓壓縮機(jī)10的入口連通，所述第二油分離器11的制 冷劑出口分為兩股分別與第一截止閥的入口及第二截止閥的入口連接。
[0024] 更進(jìn)一步，所述第二冷凝器13的制冷劑出口與所述蒸發(fā)器8的入口之間設(shè)置化霜 支管，所述化霜支管上安裝第三截止閥16。
[0025] 所述蒸發(fā)器的出口經(jīng)過第四截止閥與所述高壓壓縮機(jī)的入口連通，所述過冷器的 氣體出口和第二截止閥的出口均與第五截止閥的入口相連，第五截止閥的出口與所述高壓 壓縮機(jī)的入口、第四截止閥出口均連通。
[0026] 或者是:所述氣液分離器9的氣體出口經(jīng)過第四截止閥17與所述高壓壓縮機(jī)1的入 口連通，所述過冷器5的氣體出口和第二截止閥14的出口均與第五截止閥18的入口相連，第 五截止閥18的出口與所述高壓壓縮機(jī)1的入口、第四截止閥17出口均連通。
[0027]本實(shí)施例的工作過程為：
[0028] 參照圖1:
[0029] 兩級壓縮兩級加熱模式：當(dāng)環(huán)境溫度較低，所需熱水溫度又較高，且冷水進(jìn)水溫度 較低時采用該模式，第一截止閥12與第二截止閥14均打開，高壓壓縮機(jī)1、低壓壓縮機(jī)10均 運(yùn)行，水栗15運(yùn)行。高溫高壓的含油氣態(tài)制冷劑從高壓壓縮機(jī)1出口流出進(jìn)入第一油分離器 2,含油制冷劑中的潤滑油在第一油分離器被分離出來并從第一油分離器2的油出口流出回 到壓縮機(jī)入口，高溫高壓的制冷劑從油分離器的制冷劑出口流出進(jìn)入第一冷凝器3制冷劑 入口放熱冷凝，高壓的液態(tài)制冷劑從第一冷凝器3的制冷劑出口流出分成兩路，第一路經(jīng)過 第一節(jié)流裝置4后變成中壓的氣液混合制冷劑并進(jìn)入過冷器5的第一入口，蒸發(fā)吸熱變成氣 態(tài)，氣態(tài)制冷劑從過冷器5的氣體出口流出，第二路進(jìn)入過冷器的第二入口并被過冷，過冷 后的液態(tài)制冷劑從過冷器5的液體出口流出經(jīng)過第三節(jié)流裝置19與單向閥6后與來自第二 冷凝器13的液態(tài)制冷劑混合后經(jīng)過第二節(jié)流裝置7后變成低溫低壓的制冷劑氣液混合物進(jìn) 入蒸發(fā)器8吸收環(huán)境熱量，吸熱蒸發(fā)后的低溫低壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)過氣液分離器9然后被吸入 低壓壓縮機(jī)10的入口，中溫中壓的含油制冷劑從低壓壓縮機(jī)10的出口排出進(jìn)入第二油分離 器11，其中的潤滑油從第二油分離器11的油出口流出返回低壓壓縮機(jī)10的入口，而中溫中 壓的制冷劑則從第二油分離器11的制冷劑出口流出分成兩股，一股經(jīng)過第一截止閥12進(jìn)入 第二冷凝器13中冷凝放熱變成中壓的液態(tài)制冷劑，從第二冷凝器13的制冷劑出口流出后與 來自單向閥6出口的制冷劑混合，另一路經(jīng)過第二截止閥14與來自過冷器5氣體出口的制冷 劑混合后返回高壓壓縮機(jī)1的入口。冷水經(jīng)過水栗15后進(jìn)入第二冷凝器13中被初步加熱，變 成中溫?zé)崴?，然后再進(jìn)入第一冷凝器3被進(jìn)一步加熱，變成高溫?zé)崴髲牡谝焕淠?水出 口流出供給用戶。
[0030] 為了更好地說明本發(fā)明的