[發(fā)明專利]一種高效的大溫升單級節(jié)流中間冷卻熱泵熱水機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510995784.0
• 申請日: 2015-12-25
• 公開（公告）號: CN105546818A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐英杰;蔣寧
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F24H9/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱水器領(lǐng)域，尤其是一種熱泵熱水機。

背景技術(shù)

熱泵熱水機能在電能驅(qū)動下吸收環(huán)境中的熱能將其變成高溫?zé)? 能加以利用，正常使用時其COP可以達到4左右。在環(huán)境與能源問 題日益嚴(yán)重尤其是霧霾危害加深的當(dāng)下，熱泵熱水機已成為當(dāng)前相關(guān) 領(lǐng)域的研究熱點，且廣泛應(yīng)用于酒店、醫(yī)院、學(xué)校、家庭生活用水乃 至工業(yè)生產(chǎn)。然而熱泵熱水器畢竟還是需要消耗大量電能，因此提高 其效率成為一個改進的重點。此外，在我國北方冬季較低的溫度下， 普通的熱泵熱水機效率急劇下降甚至無法運行也嚴(yán)重制約了其節(jié)能 效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有熱泵熱水機的能耗較大、能效較低、工作范圍不夠 廣的不足，本發(fā)明提供一種有效降低能耗、提升能效、擴大工作范圍 的高效的大溫升單級節(jié)流中間冷卻熱泵熱水機。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種高效的大溫升單級節(jié)流中間冷卻熱泵熱水機，包括高壓壓縮 機、低壓壓縮機、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冷卻流體 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過 冷液體入口連通，所述過冷器的氣體出口與所述高壓壓縮機的入口連 通，所述過冷器的液體出口經(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的入口連通，所述低壓壓縮機的 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)過第二截止閥與所述過冷器的氣體入口連通；

總冷水進口通過水泵與第二冷凝器的冷水進口連通，所述第二冷 凝器的熱水出口與所述第一冷凝器的冷水進口連通，所述第一冷凝器 的熱水出口為總熱水出口。

進一步，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的入口連通。

再進一步，所述高壓壓縮機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。

更進一步，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。

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的入口連 通，所述過冷器的氣體出口與第五截止閥的入口相連，所述第五截止 閥的出口與高壓壓縮機入口相連。

或者是：所述氣液分離器的氣體出口經(jīng)過第四截止閥與所述高壓 壓縮機的入口連通，所述過冷器的氣體出口與第五截止閥的入口相連， 所述第五截止閥的出口與高壓壓縮機入口相連。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：

1、采用兩級壓縮兩級節(jié)流，與單級熱泵相比大大擴展了使用范圍， 提升了效率，并且將低壓級壓縮機排氣冷卻后再送入高壓級壓縮機， 降低了高壓級壓縮機排氣溫度，可以制取溫度更高的熱水且提高系統(tǒng) 穩(wěn)定性；

2、相比已有的兩級壓縮熱泵，巧妙地采用了兩級加熱熱水，在熱 水溫升較大時，可以一定程度減少高壓壓縮機的耗功，也就是進一步 提升了系統(tǒng)能效。本質(zhì)上來講，現(xiàn)有的直熱式熱泵熱水器具有較大的 換熱溫差即產(chǎn)生較大的熵產(chǎn)，而循環(huán)式熱泵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；

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)定運行。部件簡單管路靈活， 通過少量的截止閥切換何以實現(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

圖1是一種高效的大溫升單級節(jié)流中間冷卻熱泵熱水機的示意 圖。

圖2是另一種高效的大溫升單級節(jié)流中間冷卻熱泵熱水機的示意 圖。