[發明專利]一種復疊壓縮熱泵系統

在審

• 申請號: 201910970169.2
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110762586A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 孫福濤;左計學;李東哲
• 申請（專利權）人: 青島海信日立空調系統有限公司
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F24D19/10
• 代理公司: 11274 北京中博世達專利商標代理有限公司
• 代理人: 申健

本發明公開了一種復疊壓縮熱泵系統，涉及熱泵技術領域。無需電加熱即可制取80℃以上的高溫熱水，節省能源，且除霜過程簡單、便于控制。本發明的熱泵系統，包括壓縮機、第一換熱器、第二換熱器、第一膨脹閥和第二膨脹閥，第二換熱器包括外層套管和并排設置在外層套管內的第一內層套管、第二內層套管；外層套管內的介質為第一冷媒，第一內層套管內的介質為水，第二內層套管內的介質為第二冷媒；第一換熱器內的介質為水和第二冷媒；外層套管的入口連接室外主機的主氣管，外層套管的出口連接室外主機的主液管形成第一冷媒循環回路；壓縮機依次連接第一換熱器、第一膨脹閥和第二換熱器形成第二冷媒循環回路。本發明可用于制取高溫熱水。

技術領域

本發明涉及熱泵技術領域，尤其涉及一種復疊壓縮熱泵系統。

背景技術

現有采暖設備制取熱水的方式有鍋爐和壁掛爐等直接燃燒制取熱水、電加熱制取熱水、太陽能制取熱水、熱泵制取熱水等。目前，行業內公認最節能環保的方式是熱泵制熱水的方式，因此國內外現在均大力推行空氣源熱泵產品。由于目前市面上單級壓縮的熱泵最高出水溫度只能達到55℃，要想制取更高的出水溫度，還需通過輔熱的方式來獲得，但是，由于電輔熱制取高溫熱水的方式不夠節能，因此還會直接采用CO₂冷媒熱泵或復疊壓縮熱泵來制取80℃以上的熱水。

由于CO₂冷媒熱泵是將冷水直接加熱到80℃以上，CO₂冷媒熱泵中CO₂為跨臨界循環，CO₂冷媒的物性決定了系統的高壓壓力須達到了14MPa，才能制取高溫熱水，因此用戶使用過程中存在一定的安全隱患。現有的復疊壓縮熱泵大多包括低壓級循環和高壓級循環。低壓級循環和高壓級循環共用蒸發冷凝器07，低壓級循環還包括室外主機和第一膨脹閥08，室外主機包括第一壓縮機01、第一四通閥02和第一換熱器03；第一壓縮機01的排氣口與第一四通閥02的B口連通，第一四通閥02的A口與蒸發冷凝器07連通；第一四通閥02的D口與第一壓縮機01的吸氣口連通，第一四通閥02的C口與第一換熱器03連通。第一四通閥02的B口可分別與A口和C口切換連通。高壓級循環還包括第二壓縮機04、第二四通閥05、第二換熱器06和第二膨脹閥09。如圖1所示，制熱水時，低壓級循環先從室外空氣吸熱將第一換熱器02內的低壓冷媒加熱，高壓級循環中的高壓冷媒在蒸發冷凝器07中吸收低壓冷媒的熱量，然后在第二換熱器06中將水加熱到80℃以上。因此，系統壓力低于CO₂冷媒熱泵的系統壓力。復疊壓縮熱泵在冬天進行制熱時，室外主機不可避免的會結霜，達到除霜條件時，需要將兩個制熱循環均逆向成制冷循環，即第一四通閥02和第二四通閥05均須換向，由于四通閥換向前蒸發冷凝07的傳熱方向是低壓級冷媒傳熱給高壓級冷媒，換向后是高壓級冷媒傳熱給低壓級冷媒，如果兩個四通閥同時切換，則蒸發冷凝器07兩側的冷媒溫度不能馬上發生逆轉，系統為能實現熱量從高壓級傳輸給低壓級，高壓級的Pd會上升，低壓級的Ps會下降，這樣就會造成系統壓力沖擊較大，甚至會停機保護，因此，兩個換向閥的換向時機很難把握，控制非常復雜，導致除霜過程比較困難。

發明內容

本發明的實施例提供一種復疊壓縮熱泵系統，無需電加熱即可制取80℃以上的高溫熱水，節省能源，且除霜過程簡單、便于控制。