一种低环境温度制取高温热水的空调热泵系统的制作方法

1.本发明涉及超低温环境温度制取高温热水的空调热泵系统技术领域，尤其涉及一种低环境温度制取高温热水的空调热泵系统。


背景技术：

2.一般空气源热泵热水机组在环境温度较低时工作效率低，制热水能力差，不能满足终端客户用热水需求。特别是环境温度低于-40℃时，很难制取超过65℃的高温热水，目前东北、新疆等及严寒地区供暖季节需要大量高温热水采暖，但是纯粹的电加热烧热水耗能比较大，经济实用性差，烧煤或燃气烧热水采暖不仅浪费资源还污染环境。而清洁能源采暖成为首选方案，目前比较实用的方案就是空气源热泵机组制热，就是空调制热水，用于采暖或生活热水。一般的空调制热水时环境温度仅在-30℃以上比较适宜。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：为了解决现有在在环境温度低于-40℃时，用空气源热泵采暖比较困难，制热衰减严重，制热水能力差，甚至空调机组无法启动正常运行问题，本发明提供一种低环境温度制取高温热水的空调热泵系统，包括三个循环，第一循环为低压级压缩机驱动制冷剂介质r134a制冷循环；第二循环为高压级压缩机驱动制冷剂介质r410a制冷循环，低压级压缩机和高压级压缩机之间通过蒸发冷凝器进行热交换；第三循环为水泵驱动热水循环和高压级冷凝器中制冷剂介质r410a换热，该双级压缩制冷循环系统可有效提高低环境温度制热量，特别是-40以下超低温环境下空调热泵机组的高出水温度制热性能，低于-40℃环境温度下制取超过65℃的高温热水，提高热泵空调运行经济性对低环境温度制热水有明显改善作用，有效解决了现有上述问题。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种低环境温度制取高温热水的空调热泵系统，包括三个循环，第一循环为低压级压缩机驱动制冷剂介质r134a制冷循环，低压级压缩机-若干连接铜管-蒸发冷凝器-第一节流膨胀阀-闪蒸器-若干连接铜管-低压级压缩机；第二循环为高压级压缩机驱动制冷剂介质r410a制冷循环，高压级压缩机-若干连接铜管-高温冷凝器-第三节流膨胀阀-蒸发冷凝器-若干连接铜管-高压级压缩机，低压级压缩机和高压级压缩机之间通过蒸发冷凝器进行热交换；第三循环为水泵驱动热水循环和高压级冷凝器中制冷剂介质r410a换热。
6.具体的，所述低压级压缩机压缩后的高温高压r134a制冷剂气体经出口o排出，制冷剂气体经所述若干连接铜管后进入所述蒸发冷凝器入口c在所述蒸发冷凝器中放热，放热后的制冷剂气液混合物经出口d后经所述第一节流膨胀阀节流降压后，通过入口1进入所述闪蒸器中闪发，闪发后的制冷剂气体经出口1流出经所述若干连接铜管后进入所述低压级压缩机入口b被压缩机压缩，即喷气增焓过程，所述闪蒸器闪发后的制冷剂液体经出口2流出经所述第二节流膨胀阀节流降压后经入口g进入所述低温蒸发器中蒸发，蒸发器后的制冷剂气体经出口h流出后经所述若干连接铜管后经入口a被低压级压缩机吸入压缩，完成
一个低压级制冷循环。
7.具体的，所述高压级压缩机压缩后的高温高压r410a制冷剂气体经出口n排出，制冷剂气体经所述若干连接铜管后进入所述高温冷凝器入口p在所述高温冷凝器中冷凝放热，放热后的制冷剂液体经出口q后经所述第三节流膨胀阀节流降压后，通过入口e进入所述蒸发冷凝器中蒸发吸热，蒸发后的制冷剂气体经出口f流出经所述若干连接铜管后进入所述高压级压缩机入口m被压缩机压缩，完成一个高压级制冷循环。
8.具体的，低温冷水经所述若干连接水管后通过所述循环水泵加压经低温冷水入口l进入所述高温冷凝器中吸热，水温提高，高温热水经高温冷凝器高温热水出口r流出，即制取高温热水。
9.具体的，所述蒸发冷凝器为不锈钢钎焊板式换热器。
10.本发明的有益效果是：本发明提供一种低环境温度制取高温热水的空调热泵系统，包括三个循环，该双级压缩制冷循环系统可有效提高低环境温度制热量，特别是-40以下超低温环境下空调热泵机组的高出水温度制热性能，低于-40℃环境温度下制取超过65℃的高温热水，提高热泵空调运行经济性对低环境温度制热水有明显改善作用。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
12.图1是本发明的结构示意图。
13.图中，1低压级压缩机，2若干连接铜管，3蒸发冷凝器，4第一节流膨胀阀，5闪蒸器，6第二节流膨胀阀，7低温蒸发器，8蒸发风机，9高压级压缩机，10高温冷凝器，11第三节流膨胀阀。
具体实施方式
14.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明。
15.一种低环境温度制取高温热水的空调热泵系统，包括三个循环，第一循环为低压级压缩机驱动制冷剂介质r134a制冷循环，低压级压缩机-若干连接铜管-蒸发冷凝器-第一节流膨胀阀-闪蒸器-若干连接铜管-低压级压缩机；第二循环为高压级压缩机驱动制冷剂介质r410a制冷循环，高压级压缩机-若干连接铜管-高温冷凝器-第三节流膨胀阀-蒸发冷凝器-若干连接铜管-高压级压缩机，低压级压缩机和高压级压缩机之间通过蒸发冷凝器进行热交换；第三循环为水泵驱动热水循环和高压级冷凝器中制冷剂介质r410a换热。
16.具体的，低压级压缩机压缩后的高温高压r134a制冷剂气体经出口o排出，制冷剂气体经若干连接铜管后进入蒸发冷凝器入口c在蒸发冷凝器中放热，放热后的制冷剂气液混合物经出口d后经第一节流膨胀阀节流降压后，通过入口1进入闪蒸器中闪发，闪发后的制冷剂气体经出口1流出经若干连接铜管后进入低压级压缩机入口b被压缩机压缩，即喷气增焓过程，闪蒸器闪发后的制冷剂液体经出口2流出经第二节流膨胀阀节流降压后经入口g进入低温蒸发器中蒸发，蒸发器后的制冷剂气体经出口h流出后经若干连接铜管后经入口a被低压级压缩机吸入压缩，完成一个低压级制冷循环。
17.具体的，高压级压缩机压缩后的高温高压r410a制冷剂气体经出口n排出，制冷剂
气体经若干连接铜管后进入高温冷凝器入口p在高温冷凝器中冷凝放热，放热后的制冷剂液体经出口q后经第三节流膨胀阀节流降压后，通过入口e进入蒸发冷凝器中蒸发吸热，蒸发后的制冷剂气体经出口f流出经若干连接铜管后进入高压级压缩机入口m被压缩机压缩，完成一个高压级制冷循环。
18.具体的，低温冷水经若干连接水管后通过循环水泵加压经低温冷水入口l进入高温冷凝器中吸热，水温提高，高温热水经高温冷凝器高温热水出口r流出，即制取高温热水。
19.具体的，蒸发冷凝器为不锈钢钎焊板式换热器。
20.低压级压缩机设有入口a、入口b、出口o,蒸发冷凝器设有入口c、出口d、入口e、出口f，(其中c-d为一流通道，e-f为一流通道)，5闪蒸器设有入口1、出口1、出口2，7低温蒸发器设有入口g、出口h,高压级压缩机设有出口n、入口m，10高温冷凝器设有入口p、出口q、低温冷水入口l、高温热水出口r,(其中p-q为一流通道，l-r为一流通道),所有连接铜管和制冷配件经钎焊连接，所有连接水管和水路部件通过螺纹连接。
21.一般情况，低压级压缩机1带喷气增焓，制冷剂介质为r134a,r134a制冷剂介质在-40℃环境温度下仍可吸热蒸发，且工作压力低，安全稳定可靠。若干连接铜管2中有制冷剂介质流动。蒸发冷凝器3为钎焊板式换热器由不锈钢压制成型，双通道，r134a和r410a两种冷热温度不同制冷剂介质在其中换热。蒸发冷凝器3作为低压级制冷循环的冷凝器时又充当高压级制冷剂循环的蒸发器，低温热源向高温热源传递能量的载体，是该发明的关键所在。第一节流膨胀阀4、第二节流膨胀阀6、第三节流膨胀阀11在制冷循环时起节流降压作用。低温蒸发器7为铜管(铝箔翅片)胀接加工成型。蒸发风机8和低温蒸发器7强制对流换热，促使低温蒸发器中的制冷剂介质与低温空气换热，使得低温蒸发器吸收低温空气中的热量。高压级压缩机9制冷剂介质为r410a，r410a制冷剂介质冷凝器温度在65℃以上，可以和水换热制取65℃的热水，且r410a为环保制冷剂介质。高温冷凝器10为钎焊板式换热器由不锈钢压制成型，双通道，低温水和高温r410a制冷剂介质在其中换热。
22.具体的，1低压级压缩机压缩后的高温高压r134a制冷剂气体经出口o排出，制冷剂气体经2若干连接铜管后进入3蒸发冷凝器入口c在3蒸发冷凝器中放热，放热后的制冷剂气液混合物经出口d后经4节流膨胀阀1节流降压后，通过入口1进入5闪蒸器中闪发，闪发后的制冷剂气体经出口1流出经2若干连接铜管后进入1低压级压缩机入口b被压缩机压缩，即喷气增焓过程。5闪蒸器闪发后的制冷剂液体经出口2流出经6节流膨胀阀2节流降压后经入口g进入低温蒸发器7中蒸发，蒸发器后的制冷剂气体经出口h流出后经2若干连接铜管后经入口a被1低压级压缩机吸入压缩，完成一个低压级制冷循环。
23.具体的，9高压级压缩机压缩后的高温高压r410a制冷剂气体经出口n排出，制冷剂气体经2若干连接铜管后进入高温冷凝器10入口p在高温冷凝器10中冷凝放热，放热后的制冷剂液体经出口q后经第三节流膨胀阀11节流降压后，通过入口e进入蒸发冷凝器3中蒸发吸热，蒸发后的制冷剂气体经出口f流出经若干连接铜管2后进入高压级压缩机9入口m被压缩机压缩，完成一个高压级制冷循环。
24.具体的，低温冷水经若干连接水管12后通过循环水泵13加压经低温冷水入口l进入高温冷凝器10中吸热，水温提高，高温热水经高温冷凝器10高温热水出口r流出，即制取高温热水。
25.本发明采用双级压缩方式，低压级压缩机带喷气增焓系统。低压级制冷循环冷凝
器作为高压级制冷循环的蒸发器，低环境温度侧由蒸发风机驱动低温空气和低温蒸发器中的制冷剂介质r134a换热，吸收低环境温度空气中的热量。来自低温蒸发器中的制冷剂气体经低压级压缩机压缩后在蒸发冷凝器中冷凝放热，而蒸发冷凝器中的另外一路高温制冷剂介质r410a在蒸发冷凝器中吸热蒸发，蒸发后的高温制冷剂气体被高压级压缩机吸入压缩，被压缩后排出的高温制冷剂气体在高温冷凝器中冷凝放热，高温制冷剂介质r410a和高温冷凝器中的另一路介质水进行热交换，水的温度升高，即制热水。
26.另外，低压级压缩机带喷气增焓系统:低压级压缩机排出的制冷剂r134a气体在蒸发冷凝器中冷凝，冷凝器后的制冷剂经第一节流膨胀阀节流降压为气液混合制冷剂进入闪蒸器中闪蒸，从闪蒸器出口1出来的制冷剂气体被压缩机吸入压缩，即喷气，提高制冷剂循环质量流量。闪蒸器底部的液体制冷剂经第二节流膨胀阀后进入低温蒸发器中蒸发吸热，来自低温蒸发器中的制冷剂气体被低压级压缩机压缩，完成一个制冷循环。而高压级水侧换热则由循环水泵驱动水在高温冷凝器中吸热循环，制取高温热水。
27.根据制冷原理及制冷剂特性，该双级压缩制冷循环系统可有效提高低环境温度制热量，特别是-40以下超低温环境下空调热泵机组的高出水温度制热性能，对低环境温度制热水有明显改善作用。
28.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。