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      可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置的制作方法

      文檔序號(hào):4765697閱讀:454來源:國(guó)知局
      專利名稱:可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型屬于制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的低溫空氣源熱泵裝置,特別是涉及一種在寒冷地區(qū)冬季室外低溫環(huán)境條件下能高效可靠制熱的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置。
      背景技術(shù)
      二十世紀(jì)九十年代以來,空氣源熱泵在我國(guó)長(zhǎng)江中下游、華南及西南等傳統(tǒng)的非采暖區(qū)得到了廣泛地應(yīng)用,它以較低的能量消耗很好地滿足了該地區(qū)冬季采暖的要求。但在我國(guó)黃河流域、華北等地區(qū)一直是以燃煤、燃油和電暖氣作為冬季采暖的主要手段。由于黃河流域及華北等地區(qū)氣溫較低,采用普通空氣源熱泵系統(tǒng),其制熱能力和性能系數(shù)大大降低,且壓縮機(jī)排氣溫度超溫,系統(tǒng)頻繁啟停,無法正常工作。因此普通空氣源熱泵系統(tǒng)無法滿足寒冷地區(qū)冬季的采暖需求。
      為解決空氣源熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用問題,除了目前采用輔助熱源的方法外,國(guó)內(nèi)外對(duì)空氣源熱泵進(jìn)行了許多技術(shù)改進(jìn)。日本學(xué)者Horiuchi N提出在室外低溫時(shí)采用煤油加熱器加熱輔助蒸發(fā)器來提高熱泵制熱量和制熱性能系數(shù);日本學(xué)者M(jìn)asaji Yamagami提出采用變頻壓縮機(jī),當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí),通過提高壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速來增加系統(tǒng)制熱量,同時(shí)向壓縮機(jī)工作腔內(nèi)噴液來降低壓縮機(jī)排氣溫度;馬國(guó)遠(yuǎn)等人提出帶有經(jīng)濟(jì)器的渦旋壓縮機(jī)準(zhǔn)二級(jí)壓縮系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的制熱量和制熱性能系數(shù);馬最良等人提出雙級(jí)耦合熱泵系統(tǒng),利用空氣源熱泵從室外空氣中吸取熱量,制取10~20℃的水作為水源熱泵的低位熱源,再制取較高溫?zé)崴蚪ㄖ锕┡?;加拿大的S.M.Sami和PJ.Tulej提出使用非共沸制冷劑來改善熱泵在低溫環(huán)境下的制熱性能。以上方法從不同方面不同程度地提高了空氣源熱泵用于寒冷地區(qū)的適應(yīng)性,但是都沒有很好地解決這個(gè)問題。
      為此,本申請(qǐng)的發(fā)明人曾提出過一種適合寒冷地區(qū)使用的雙級(jí)壓縮低溫?zé)岜醚b置(中國(guó)實(shí)用新型專利ZL02200545.5)的結(jié)構(gòu)是在由壓縮機(jī)、四通閥、室外風(fēng)冷換熱器、熱力膨脹閥、單向閥、高壓儲(chǔ)液器、干燥過濾器、室內(nèi)換熱器、氣液分離器、水泵及連接管道以及制冷劑和水路連接管構(gòu)成的普通熱泵裝置的制冷劑回路中增設(shè)一由高壓級(jí)壓縮機(jī)、高壓級(jí)四通閥、中間節(jié)流熱力膨脹閥、電磁閥、中間冷卻器和制冷劑連接管構(gòu)成的高壓級(jí)單元。該高壓級(jí)壓縮機(jī)排氣溫度低于120℃,制熱量可以滿足用戶要求,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,可以在-18℃以上的室外低溫環(huán)境中不用輔助熱源滿足寒冷地區(qū)冬季供暖需要。但是該雙級(jí)壓縮低溫?zé)岜醚b置在制冷工況與單級(jí)制熱工況下,高壓級(jí)壓縮機(jī)不投入運(yùn)行;只有當(dāng)室外環(huán)境溫度較低時(shí)高壓級(jí)壓縮機(jī)才啟動(dòng),這就使得高壓級(jí)壓縮機(jī)大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài),造成很大的浪費(fèi)。

      發(fā)明內(nèi)容
      本實(shí)用新型的目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,可以解決上述雙級(jí)壓縮低溫?zé)岜醚b置在制冷工況與單級(jí)制熱工況下,高壓級(jí)壓縮機(jī)不投入運(yùn)行而造成大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)的缺陷。
      本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型提供的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,包括由低壓級(jí)壓縮機(jī)1、高壓級(jí)壓縮機(jī)13、四通閥3、室外風(fēng)冷換熱器4、第一單向閥6、第二單向閥10、第三單向閥18、第四單向閥19、高壓儲(chǔ)液器7、節(jié)流裝置9、室內(nèi)換熱器11、氣液分離器12以及連接管道構(gòu)成的壓縮機(jī)并聯(lián)的普通熱泵裝置,和安裝在所述壓縮機(jī)并聯(lián)的普通熱泵裝置的制冷劑回路中的中間冷卻支路;所述中間冷卻支路包括由依次串聯(lián)的第一電磁閥17、中間節(jié)流裝置16和中間冷卻器21;其特征在于,還包括在低壓級(jí)壓縮機(jī)出口和高壓級(jí)壓縮機(jī)13入口之間的連接管路上設(shè)置包括第二電磁閥15的通路;在低壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣管路上,在低壓級(jí)壓縮機(jī)與包括第二電磁閥15通路的連接點(diǎn)和低壓級(jí)壓縮機(jī)與高壓級(jí)壓縮機(jī)13的排氣管路的連接點(diǎn)之間,設(shè)置第五單向閥2;在高壓級(jí)壓縮機(jī)13的吸氣管路上,在高壓級(jí)壓縮機(jī)13與低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣管路的連接點(diǎn)和高壓級(jí)壓縮機(jī)13與中間冷卻支路所連接點(diǎn)之間,設(shè)置第六單向閥14。
      所述低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)13為相同或不同型號(hào)的壓縮機(jī)。所述的低壓級(jí)壓縮機(jī)與高壓級(jí)壓縮機(jī)為定容量壓縮機(jī)或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。所述的低壓級(jí)壓縮機(jī)與高壓級(jí)壓縮機(jī)的數(shù)量比為1∶1;2∶1;3∶1或5∶2。
      所述的室內(nèi)換熱器11為風(fēng)冷換熱器或水冷換熱器。所述的節(jié)流裝置9和中間節(jié)流裝置16為熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細(xì)管。
      本實(shí)用新型是在壓縮機(jī)并聯(lián)的普通熱泵裝置回路基礎(chǔ)上通過改變系統(tǒng)流程和增設(shè)中間冷卻支路構(gòu)成的。該熱泵裝置的典型特征是在夏季制冷工況與冬季單級(jí)制熱工況下,低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,按普通空氣源熱泵裝置流程運(yùn)行,具有普通空氣源熱泵裝置的性能和效用;當(dāng)室外環(huán)境溫度降低,導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降時(shí),熱泵裝置通過閥門轉(zhuǎn)換,將單級(jí)壓縮熱泵循環(huán)轉(zhuǎn)化為雙級(jí)壓縮熱泵循環(huán),增大高壓液態(tài)制冷劑的過冷度,提高系統(tǒng)制熱能力,降低高壓級(jí)壓縮機(jī)排氣溫度。實(shí)施結(jié)果表明,該熱泵裝置在冷凝溫度50℃和蒸發(fā)溫度-25℃工況下,系統(tǒng)制熱性能系數(shù)高于2.0,高壓級(jí)壓縮機(jī)排氣溫度低于120℃,制熱量可以滿足用戶要求;系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,可以在-18℃以上的室外低溫環(huán)境中不用輔助熱源即可滿足寒冷地區(qū)冬季供暖需要。
      本實(shí)用新型提供的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,拓展了空氣源熱泵在寒冷地區(qū)的冬季供暖應(yīng)用,為寒冷地區(qū)冬季供暖提供了一種節(jié)能和環(huán)保的新途徑。與中國(guó)實(shí)用新型專利ZL02200545.5相比,高壓級(jí)壓縮機(jī)在制冷工況與單級(jí)制熱工況下仍可以使用,避免了高壓級(jí)壓縮機(jī)大部分時(shí)間閑置的狀態(tài),提高了裝置整體利用率。


      附圖1本實(shí)用新型(實(shí)施例1)的結(jié)構(gòu)示意圖;附圖2本實(shí)用新型(實(shí)施例2)的結(jié)構(gòu)示意圖。
      具體實(shí)施方式
      實(shí)施例1為由一臺(tái)低壓級(jí)壓縮機(jī)和一臺(tái)高壓級(jí)壓縮機(jī)組成的雙級(jí)壓縮低溫空氣源熱泵裝置圖1是可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的低溫空氣源熱泵裝置結(jié)構(gòu)示意圖,也是其制冷劑管路連接原理圖。本實(shí)施例是在兩臺(tái)并聯(lián)壓縮機(jī)(低壓級(jí)壓縮機(jī)1和高壓級(jí)壓縮機(jī)13)普通熱泵裝置回路基礎(chǔ)上,在干燥過濾器8出口和高壓級(jí)壓縮機(jī)13入口之間的連接管線上,增加了包括依次串連的第一電磁閥17、中間節(jié)流裝置16和中間冷卻器21組成的中間冷卻支路;在低壓級(jí)壓縮機(jī)1出口和高壓級(jí)壓縮機(jī)13入口之間的連接管路上增加了包括電磁閥15的通路;在低壓級(jí)壓縮機(jī)1排氣管路上,在低壓級(jí)壓縮機(jī)1與所述包括電磁閥15的通路的第一連接點(diǎn);在低壓級(jí)壓縮機(jī)1排氣管路上,在高壓級(jí)壓縮機(jī)13與高壓級(jí)壓縮機(jī)13排氣管路的第二連接點(diǎn);在第一連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間設(shè)置第五單向閥2;在高壓級(jí)壓縮機(jī)13的吸氣管路上,在高壓級(jí)壓縮機(jī)13與低壓級(jí)壓縮機(jī)1的吸氣管路的連接點(diǎn)和高壓級(jí)壓縮機(jī)13與中間冷卻支路的連接點(diǎn)之間設(shè)置單向閥14;在夏季工況和冬季單級(jí)制熱工況下,根據(jù)冷量或熱量需求,可選擇單獨(dú)開啟一臺(tái)壓縮機(jī)或兩臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行;在冬季室外溫度較低情況下,該系統(tǒng)可通過閥門切換流程,轉(zhuǎn)變?yōu)殡p級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)。
      制冷工況時(shí)第一電磁閥15和第二電磁閥17均關(guān)閉,其工作原理為(1)在夏季制冷工況下,如果冷量需求不大,根據(jù)冷量需求情況開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)或高壓級(jí)壓縮機(jī)。如果開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由低壓級(jí)壓縮機(jī)1壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)第五單向閥2、四通閥3流入室外風(fēng)冷換熱器4中,經(jīng)室外空氣冷卻而冷凝成為高壓液體,再通過第一單向閥6進(jìn)入高壓貯液器7中;由高壓貯液器7流出的高壓液態(tài)制冷劑流經(jīng)干燥過濾器8和中間冷卻器21的高壓液體通道,經(jīng)節(jié)流裝置9(可以是熱力膨脹閥,可以是電子膨脹閥,也可以是毛細(xì)管)節(jié)流降壓成為低溫低壓的氣液兩相制冷劑,并經(jīng)單向閥10進(jìn)入室內(nèi)換熱器11,在此液態(tài)制冷劑吸收熱量蒸發(fā)成為低溫低壓的氣態(tài)制冷劑,實(shí)現(xiàn)制冷目的;低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥3、氣液分離器12返回低壓級(jí)壓縮機(jī)1,完成制冷循環(huán)。(2)如果開啟高壓級(jí)壓縮機(jī)13,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由高壓機(jī)壓縮機(jī)13壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)四通閥3然后經(jīng)過與開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1相同的路線到達(dá)氣液分離器12,再經(jīng)過第六單向閥14返回高壓機(jī)壓縮機(jī)13,完成制冷循環(huán)。(3)當(dāng)冷量需求較大時(shí),需要同時(shí)開啟兩臺(tái)壓縮機(jī)(即低壓級(jí)壓縮機(jī)1和高壓機(jī)壓縮機(jī)13),此時(shí)低壓級(jí)和高壓級(jí)壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行;低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分別由低壓級(jí)壓縮機(jī)1和高壓機(jī)壓縮機(jī)13壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,由低壓級(jí)壓縮機(jī)1壓縮的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)第五單向閥2和由高壓級(jí)壓縮機(jī)13壓縮的高溫高壓氣態(tài)制冷劑在四通閥3前匯合,然后經(jīng)與只開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,此時(shí)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為兩路,一路直接返回低壓級(jí)壓縮機(jī)1,另一路經(jīng)第六單向閥14返回高壓機(jī)壓縮機(jī)13,完成制冷循環(huán)。
      單級(jí)制熱工況時(shí)第一電磁閥15和第二電磁閥17均關(guān)閉,其工作原理為(1)在冬季單級(jí)制熱工況下,如果熱量需求不大,只需開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或高壓級(jí)壓縮機(jī)13。如開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由低壓級(jí)壓縮機(jī)1壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)第五單向閥2、四通閥3,進(jìn)入室內(nèi)換熱器11,在此高溫高壓的氣態(tài)制冷劑釋放熱量冷卻成為高壓液體,實(shí)現(xiàn)制熱目的;高壓制冷劑液體經(jīng)第三單向閥18進(jìn)入高壓貯液器7中;由高壓貯液器7流出的高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)干燥過濾器8和中間冷卻器21的高壓液體通道,進(jìn)入節(jié)流裝置9節(jié)流降壓成為低溫低壓的氣液兩相制冷劑,再經(jīng)第四單向閥19進(jìn)入室外換熱器4中,液態(tài)制冷劑蒸發(fā)吸收室外空氣熱量成為低溫低壓的氣態(tài)制冷劑,再流經(jīng)四通閥3、氣液分離器12返回壓縮機(jī)1,完成制熱循環(huán)。(2)如果開啟高壓級(jí)壓縮機(jī)13,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由高壓級(jí)壓縮機(jī)13壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)四通閥3然后經(jīng)過與開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,再經(jīng)過第六單向閥14返回壓縮機(jī)13,完成制熱循環(huán)。(3)當(dāng)熱量需求較大,則同時(shí)開啟兩臺(tái)低壓級(jí),此時(shí)低壓級(jí)和高壓級(jí)壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分別由低壓級(jí)壓縮機(jī)1和高壓級(jí)壓縮機(jī)13壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,由低壓級(jí)壓縮機(jī)1壓縮的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)第五單向閥2和由高壓級(jí)壓縮機(jī)13壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在四通閥3前匯合,然后經(jīng)與只開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,此時(shí)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為兩路,一路直接返回低壓級(jí)壓縮機(jī)1,另一路經(jīng)第六單向閥14返回高壓級(jí)壓縮機(jī)13,完成制熱循環(huán)。
      雙級(jí)制熱工況的工作原理在室外環(huán)境溫度較低時(shí),將該裝置轉(zhuǎn)變?yōu)殡p級(jí)壓縮低溫?zé)岜孟到y(tǒng),此時(shí)第一電磁閥15和第二電磁閥17均開通。一方面,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由低壓級(jí)壓縮機(jī)1壓縮成為中溫中壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)第二電磁閥15流向高壓級(jí)壓縮機(jī)1的吸氣管路;另一方面,由高壓貯液器7流出并通過干燥過濾器8的高壓液態(tài)制冷劑分為兩路,一小部分經(jīng)第一電磁閥17進(jìn)入中間節(jié)流裝置16(可以是熱力膨脹閥,可以是電子膨脹閥,也可以是毛細(xì)管),在此節(jié)流成中溫中壓的氣液兩相制冷劑后進(jìn)入中間冷卻器21的中溫中壓制冷劑通道,吸收流經(jīng)中間冷卻器21高溫高壓液態(tài)制冷劑通道內(nèi)液態(tài)制冷劑的熱量而蒸發(fā),同時(shí)使高溫高壓液態(tài)制冷劑得到充分的過冷;從中間冷卻器出來的中溫中壓制冷劑蒸氣與由第二電磁閥15流出的溫度較高的中壓制冷劑蒸氣混合后進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)13,經(jīng)高壓級(jí)壓縮機(jī)13壓縮成高溫高壓氣態(tài)制冷劑,再經(jīng)四通閥3流入室內(nèi)換熱器11,冷凝放熱達(dá)到制熱目的;高溫高壓的制冷劑蒸氣在冷凝成為高溫高壓液體,再通過第三單向閥18進(jìn)入高壓貯液器7中;由高壓貯液器7流出的高壓液態(tài)制冷劑首先經(jīng)過干燥過濾器8,然后一小部分經(jīng)第一電磁閥17、中間節(jié)流裝置16進(jìn)入中間冷卻器21的中溫中壓制冷劑通道,大部分高壓液態(tài)制冷劑流經(jīng)中間冷卻器21高溫高壓制冷劑通道,吸收中溫中壓制冷劑通道內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)潛熱而實(shí)現(xiàn)大幅度的過冷;得到充分過冷的高壓液態(tài)制冷劑,經(jīng)節(jié)流裝置9節(jié)流降壓成為低溫低壓的氣液兩相制冷劑,通過第四單向閥19后再進(jìn)入室外換熱器4,在此液態(tài)制冷劑吸收室外空氣的熱量蒸發(fā)成低溫低壓的氣態(tài)制冷劑,再流經(jīng)四通閥3、氣液分離器12返回的壓級(jí)壓縮機(jī)1,完成制熱循環(huán)。這樣采用雙級(jí)壓縮降低了高壓級(jí)壓縮機(jī)排氣溫度,大幅度增加了液態(tài)制冷劑的過冷度,使得單位質(zhì)量制冷劑能從空氣中獲取更多的熱量,并且中間冷卻器支路的制冷劑也增加了室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,從而提高了空氣源熱泵低溫工況運(yùn)行的性能系數(shù)和制熱能力。
      均油裝置保持高壓級(jí)壓縮機(jī)和低壓級(jí)壓縮機(jī)的油面在同一個(gè)水平面上,并將兩臺(tái)壓縮機(jī)的下部連通,用均油電磁閥20控制開關(guān)。在制冷工況和單級(jí)制熱工況情況下,均油電磁閥20保持開啟。在雙級(jí)制熱工況下,當(dāng)機(jī)組開啟時(shí)均油電磁閥20關(guān)閉;當(dāng)熱泵機(jī)組停機(jī)時(shí),打開均油電磁閥數(shù)分鐘,然后再關(guān)閉均油電磁閥。
      實(shí)施例2為由兩臺(tái)低壓級(jí)壓縮機(jī)和一臺(tái)高壓級(jí)壓縮機(jī)組成的雙級(jí)壓縮低溫空氣源熱泵裝置相對(duì)于圖1而言,本實(shí)施例在低壓級(jí)又增加了一臺(tái)低壓級(jí)壓縮機(jī),從而使系統(tǒng)變?yōu)榱巳_(tái)并聯(lián)的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮低溫空氣源熱泵裝置,能適應(yīng)更大變化范圍的冷熱負(fù)荷要求。在不同工況下熱泵系統(tǒng)的工作原理如下制冷工況時(shí)第一電磁閥15和第二電磁閥17均關(guān)閉,其工作原理為(1)在夏季制冷工況下,如果制冷量不是很大,只需開啟一臺(tái)壓縮機(jī)時(shí),可在三臺(tái)壓縮機(jī)之間根據(jù)實(shí)際需冷量大小選擇合適的壓縮機(jī)。如果開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)第五單向閥2進(jìn)入四通閥3,然后經(jīng)過與實(shí)施例1制冷工況開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,返回低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22,完成制冷循環(huán)。(2)如果開啟高壓級(jí)壓縮機(jī)13,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由高壓級(jí)壓縮機(jī)13壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)四通閥3然后經(jīng)過與開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,再經(jīng)過第六單向閥14返回壓縮機(jī)13,完成制冷循環(huán)。(3)如果需冷量較大,需要同時(shí)開啟兩臺(tái)壓縮機(jī)時(shí),此時(shí)有三種方式可選擇開啟壓縮機(jī)1、22或1、13或13、22。以開啟壓縮機(jī)1和13為例,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分成兩路分別進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)1和高壓級(jí)壓縮機(jī)13,由低壓級(jí)壓縮機(jī)1壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)第五單向閥2與由高壓級(jí)壓縮機(jī)13壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在四通閥3前匯合,然后經(jīng)過與開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,此時(shí)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為兩路,一路直接返回壓縮機(jī)1,另一路經(jīng)第六單向閥14返回高壓級(jí)壓縮機(jī)13,完成制冷循環(huán)。(4)如果需冷量很大,需要同時(shí)開啟三臺(tái)壓縮機(jī),此時(shí)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為三路,分別進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)1、低壓級(jí)壓縮機(jī)22和高壓級(jí)壓縮機(jī)13,由低壓級(jí)壓縮機(jī)1和22壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在第五單向閥2前匯合,經(jīng)第五單向閥2與壓縮機(jī)13壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在四通閥3前匯合,然后經(jīng)過與開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,此時(shí)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為三路,一路返回低壓級(jí)壓縮機(jī)1,一路返回低壓級(jí)壓縮機(jī)22,還有一路經(jīng)第六單向閥14返回高壓級(jí)壓縮機(jī)13,完成制冷循環(huán)。
      單級(jí)制熱工況時(shí)第一電磁閥15和第二電磁閥17均關(guān)閉,其工作原理為(1)在單級(jí)制熱工況下,如果需熱量不是很大,只需開啟一臺(tái)壓縮機(jī)時(shí),可選擇一臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行。以開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22為例,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)1或22壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)第五單向閥2進(jìn)入四通閥3,然后經(jīng)過與實(shí)施例1單級(jí)制熱工況開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,返回壓縮機(jī)1或22,完成制熱循環(huán)。(2)如果開啟的是高壓級(jí)壓縮機(jī)13,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)13壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,經(jīng)四通閥3然后經(jīng)過與開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,再經(jīng)過第六單向閥14返回壓縮機(jī)13,完成制熱循環(huán)。(3)如果制熱量較大,需要同時(shí)開啟兩臺(tái)壓縮機(jī)時(shí),此時(shí)有三種方式可選擇開啟壓縮機(jī)1、22或1、13或13、22。以開啟壓縮機(jī)1和13為例,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分成兩路,分別進(jìn)入壓縮機(jī)1和壓縮機(jī)13,由壓縮機(jī)1壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)第五單向閥2與由壓縮機(jī)13壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在四通閥3前匯合,然后經(jīng)過與開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,此時(shí)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為兩路,一路直接返回壓縮機(jī)1,另一路經(jīng)第六單向閥14返回壓縮機(jī)13,完成制熱循環(huán)。(4)如果所需制熱量很大,需要同時(shí)開啟三臺(tái)壓縮機(jī)時(shí),此時(shí)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為三路分別進(jìn)入壓縮機(jī)1、壓縮機(jī)22和壓縮機(jī)13,由壓縮機(jī)1和22壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在第五單向閥2前匯合,經(jīng)第五單向閥2與壓縮機(jī)13壓縮的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在四通閥3前匯合,然后經(jīng)過與開啟低壓級(jí)壓縮機(jī)1或22時(shí)相同的路線到達(dá)氣液分離器12,此時(shí)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為三路,一路返回壓縮機(jī)1,一路返回壓縮機(jī)13,還有一路經(jīng)第六單向閥14返回壓縮機(jī)13,完成制熱循環(huán)。
      雙級(jí)制熱工況的工作原理在冬季室外溫度較低情況下,將該裝置轉(zhuǎn)變?yōu)殡p級(jí)壓縮低溫?zé)岜孟到y(tǒng),此時(shí)第一電磁閥15和第二電磁閥17均開通。低溫低壓的氣態(tài)制冷劑分為兩路,分別由壓縮機(jī)1和22壓縮成為中溫中壓的氣態(tài)制冷劑,匯合后經(jīng)第二電磁閥15流向高壓級(jí)壓縮機(jī)吸氣管,其他同實(shí)施例1中雙級(jí)制熱工況的路線。
      均油裝置保持三臺(tái)壓縮機(jī)的油面在同一個(gè)水平面上,并將三臺(tái)壓縮機(jī)的下部連通,并在壓縮機(jī)13和壓縮機(jī)22的均油管上設(shè)置均油電磁閥20控制開關(guān)。在制冷工況和單級(jí)制熱工況情況下,均油電磁閥20保持開啟。在雙級(jí)制熱工況下當(dāng)機(jī)組開啟時(shí)均油電磁閥20關(guān)閉,當(dāng)熱泵機(jī)組停機(jī)時(shí),打開均油電磁閥數(shù)分鐘,然后再關(guān)閉均油電磁閥。
      權(quán)利要求1.一種可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,包括由低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)、高壓級(jí)壓縮機(jī)(13)、四通閥(3)、室外風(fēng)冷換熱器(4)、第一單向閥(6)、第二單向閥(10)、第三單向閥(18)、第四單向閥(19)、高壓儲(chǔ)液器(7)、節(jié)流裝置(9)、室內(nèi)換熱器(11)、氣液分離器(12)以及連接管道構(gòu)成的壓縮機(jī)并聯(lián)的普通熱泵裝置,和安裝在所述壓縮機(jī)并聯(lián)的普通熱泵裝置的制冷劑回路中的中間冷卻支路;所述中間冷卻支路包括由依次串聯(lián)的第一電磁閥(17)、中間節(jié)流裝置(16)和中間冷卻器(21);其特征在于,還包括在低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)出口和高壓級(jí)壓縮機(jī)(13)入口之間設(shè)置包括第二電磁閥(15)的通路;在低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的排氣管路上,在低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)與包括第二電磁閥(15)的通路的連接點(diǎn)和低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)與高壓級(jí)壓縮機(jī)(13)的排氣管路的連接點(diǎn)之間,設(shè)置第五單向閥(2);在高壓級(jí)壓縮機(jī)(13)的吸氣管路上,在高壓級(jí)壓縮機(jī)(13)與低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的吸氣管路的連接點(diǎn)和高壓級(jí)壓縮機(jī)(13)與中間冷卻支路所連接點(diǎn)之間,設(shè)置第六單向閥(14)。
      2.按權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,其特征在于,所述低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)為相同或不同型號(hào)的壓縮機(jī)。
      3.按權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,其特征在于,所述的低壓級(jí)壓縮機(jī)與高壓級(jí)壓縮機(jī)的數(shù)量比為1∶1;2∶1;3∶1或5∶2。
      4.按權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,其特征在于,所述的低壓級(jí)壓縮機(jī)與高壓級(jí)壓縮機(jī)為定容量壓縮機(jī)或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。
      5.按權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,其特征在于,所述的室內(nèi)換熱器(11)為風(fēng)冷換熱器或水冷換熱器。
      6.按權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,其特征在于,所述的節(jié)流裝置(9)和中間節(jié)流裝置(16)為熱力膨脹閥、電子膨脹閥或毛細(xì)管。
      專利摘要本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙級(jí)壓縮的并聯(lián)壓縮機(jī)低溫空氣源熱泵裝置,包括裝在普通熱泵裝置制冷劑回路中的中間冷卻支路;在低壓級(jí)壓縮機(jī)出口和高壓級(jí)壓縮機(jī)入口間設(shè)置包括第二電磁閥的通路;在低壓級(jí)壓縮機(jī)排氣管路上,在其與所述通路的連接點(diǎn)和低壓級(jí)與高壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣管路的連接點(diǎn)之間設(shè)置第五單向閥;在高壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣管路上,在其與低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣管路的連接點(diǎn)和高壓級(jí)壓縮機(jī)與中間冷卻支路所連接點(diǎn)之間設(shè)置第六單向閥。該在夏季制冷工況與冬季單級(jí)制熱工況下,低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行;當(dāng)室外環(huán)境溫度降低,通過流程改變,將單級(jí)壓縮熱泵循環(huán)轉(zhuǎn)化為雙級(jí)壓縮熱泵循環(huán),不用輔助熱源即可滿足寒冷地區(qū)冬季供暖需要。
      文檔編號(hào)F25B30/06GK2884061SQ200520136550
      公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
      發(fā)明者田長(zhǎng)青, 徐洪波 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
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