[發明專利]一種高溫雙源熱泵裝置

有效

• 申請號: 202111136843.0
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113915800B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 段麗平;周西文;馬愛華;談瑩瑩;袁俊飛;張敏慧;王占偉;李修真;王林;史陽;趙靜雯
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: F25B31/00
• 分類號: F25B31/00;F25B39/02;F25B40/06;F25B41/20;F25B41/31;F24H4/02
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 吳佳

本發明公開一種高溫雙源熱泵裝置，包括壓縮機，所述壓縮機具有一個高壓排氣口、一個低壓吸氣口和一個中壓吸氣口，所述高壓排氣口與冷凝器的制冷劑管道進口連接；冷凝器，所述冷凝器具有一根制冷劑管道和一個水管道，所述回熱器具有高壓制冷劑管道和低壓制冷劑管道，回熱器的高壓制冷劑管道的進口與冷凝器的制冷劑管道出口連接，用于將高壓飽和液態制冷劑降溫為高壓過冷液態制冷劑。熱水儲水罐，所述熱水儲水罐的進水口與冷凝器的水管道出口連接，用于接收被加熱后的高溫熱水。本裝置通過采用熱回收式蒸發器和空氣冷卻式蒸發器的梯級吸熱協同梯級壓縮的循環方式，解決了現有技術中在高壓比條件下壓縮機容積效率過低和排氣溫度過高兩大問題。

技術領域

本發明屬于制取開水的技術領域，具體涉及一種高溫雙源熱泵開水器裝置。

背景技術

近年來，隨著國民生活水平的不斷提高，高溫熱水裝置在學校、醫院、機場、車站、辦公建筑等公共場所的需求日益增多。高溫電熱水器和鍋爐憑借自身安裝便捷和操作簡單的優勢得到了廣泛應用，然而其自身制熱效率較低，消耗等量電能獲取的高溫熱水量較少。相比燃氣鍋爐和高電溫熱水器而言，熱高溫泵熱水器具備結構簡單、制熱效率高的優勢，對節能減排具有重要意義。

高溫熱泵熱水器作為第四代高溫熱水器憑借其較高的制熱效率得到了迅速的發展，作為目前最先進、能效比最高的高溫熱水制熱技術之一，其主要由壓縮機、冷凝器、節流部件和蒸發器構成。低溫低壓的制冷劑濕蒸汽在空氣冷卻式蒸發器內與外界環境進行熱交換，吸熱蒸發為低溫低壓飽和制冷劑蒸汽，然后進入壓縮機內被絕熱壓縮為高溫高壓過熱蒸汽，過熱蒸汽在冷凝器內與冷水進行熱交換，將熱量通過冷凝器傳遞給冷水，實現制取高溫熱水的目的。

傳統高溫熱泵熱水器一般利用單級壓縮熱泵循環實現，一般認為壓縮機的排氣溫度不超過70℃，隨著壓縮機排氣溫度升高，壓縮比大幅度提高，吸氣密度將降低，同時機組工作效率降低。當壓縮機的壓縮比大至一定數值，將造成壓縮機停機運行，因此，壓縮機的壓縮比不能過高。傳統熱泵高溫熱水裝置的高溫熱水供熱溫度一般為50～60℃，如需提供100℃高溫熱水，一般需要電加熱輔助的方式制取高溫熱水，但高品位電能的消耗將顯著增加。

現有技術中公開了一種高溫熱泵熱水器，包括壓縮機、節流部件、蒸發器和冷凝器構成，其特點在于通過改變蒸發器處空氣流向和流速來增強蒸發換熱量,從而提高制熱性能，并減小機組體積，但是這種熱泵系統沒有解決壓縮機的壓縮比過大和高能耗問題。

鑒上，如何使傳統熱泵高溫熱水器在高溫制熱工況下，有效降低壓縮比和系統能耗，成了業內關注的并且期待解決的技術問題，下面將要介紹的技術方案便是在這樣的背景下產生的。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術上存在的問題，提供一種高溫雙源熱泵裝置，本裝置通過采用熱回收式蒸發器和空氣冷卻式蒸發器的梯級吸熱梯級壓縮循環方式，解決了現有技術中在高壓比條件下壓縮機容積效率過低和排氣溫度過高兩大問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種高溫雙源熱泵裝置，包括壓縮機，所述壓縮機具有一個高壓排氣口、一個低壓吸氣口和一個中壓吸氣口，所述高壓排氣口與冷凝器的制冷劑管道進口連接；冷凝器，所述冷凝器具有一根制冷劑管道和一根水管道，所述水管道內用于通過低溫水，所述制冷劑管道內用于通過高壓氣態制冷劑，高壓氣態制冷劑進入冷凝器后，與水管道內通過的低溫水進行換熱，從而放熱冷凝為高壓飽和液態制冷劑，所述水管道內的低溫水被加熱為高溫熱水；回熱器，所述回熱器具有高壓制冷劑管道和低壓制冷劑管道，回熱器的高壓制冷劑管道的進口與冷凝器的制冷劑管道出口連接，用于將高壓飽和液態制冷劑降溫為高壓過冷液態制冷劑；熱水儲水罐，所述熱水儲水罐的進水口與冷凝器的水管道出口連接，用于接收被加熱后的高溫熱水。

作為優選方案，所述回熱器的高壓制冷劑管道出口通過第一節流部件與蒸發器Ⅰ的進口連接，蒸發器Ⅰ的出口與氣液分離器的進液口連接，所述蒸發器Ⅰ設置在熱水儲水罐中，用于對熱水儲水罐內的高溫水進行降溫至30-50℃的中低溫水。