多热元大温差压缩式热泵热水机组制造技术

本发明专利技术涉及一种多热元大温差压缩式热泵热水机组，包括低温级热泵循环装置、高温级热泵循环装置和水环；低温级热泵循环装置由CO2压缩机、冷气器、节流组合、室外空气翅片管换热器、过热器依次通过管路顺序连接组成，电磁阀和电子膨胀阀串联后与串联多孔孔板并联构成节流组合；高温级热泵循环装置由R152a压缩机、绕管壳式换热器、过冷器、外平衡式热力膨胀阀、干式蒸发器依次通过管路顺序连接组成，干式蒸发器的进水口、出水口分别与冷水地埋管的两端相连；水环由水环水泵、过冷器、过热器依次通过水管连接顺序连接组成；冷气器的入水口接入热泵机组回水，热泵机组回水经冷气器加热后接入绕管壳式换热器再次加热后成为热泵机组供水。具有在室外气温极低的条件下生产大温差热水、设备运行可靠、制冷循环稳定性高等优点。

Multi heat element large temperature difference compression heat pump water heater

The invention relates to a thermal element with large temperature difference of heat pump water heaters, including low temperature, high temperature heat pump device level and water loop heat pump circulating device; low temperature heat pump device consists of CO2 compressor, air heater, outdoor air throttle combination, finned tube heat exchangers and superheater are sequentially connected by a pipeline in order. Electromagnetic valve and electronic expansion valve series and series parallel combination of throttle orifice plate structure; high temperature heat pump device consists of R152a compressor, around the shell and tube heat exchanger, heat exchanger, balanced thermal expansion valve, dry evaporator by pipelines. Which are connected in sequence, both ends of the water inlet and the water outlet are respectively connected with the dry evaporator the cold water pipe connected to the water ring; water pump, cooler, water through pipes connected sequentially by superheater which are connected in sequence; the air inlet access heat The pump unit is returned to water, and the backwater of the heat pump unit is heated by the tube shell heat exchanger to become the water supply of the heat pump unit after heating the heat exchanger. With the production of large temperature difference of hot water, reliable operation of equipment, refrigeration cycle stability advantages in the condition of the outdoor temperature low.

【技术实现步骤摘要】
多热元大温差压缩式热泵热水机组
本专利技术涉及一种多热元大温差压缩式热泵热水机组。
技术介绍
目前，我国北方农村“煤改电”的势头正盛，城市集中供热“去小锅炉”的呼声日涨，对空气源热泵在低环境温度下供应大温差热水的需求日益迫切。然而，仅依靠空气源热泵实现大温差、高水温供热，几乎不可能。结合了空气源热泵、土壤源热泵、太阳能热泵的复合型系统是未来区域供热技术的发展方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题提供一种多热元大温差压缩式热泵热水机组。本专利技术的目的是这样实现的：一种多热元大温差压缩式热泵热水机组，包括低温级热泵循环装置、高温级热泵循环装置和水环；低温级热泵循环装置由CO2压缩机、冷气器、节流组合、室外空气翅片管换热器、过热器依次通过管路顺序连接组成，节流组合包括串联多孔孔板、电磁阀和电子膨胀阀，电磁阀和电子膨胀阀串联后与串联多孔孔板并联构成节流组合；高温级热泵循环装置由R152a压缩机、绕管壳式换热器、过冷器、外平衡式热力膨胀阀、干式蒸发器依次通过管路顺序连接组成，干式蒸发器的进水口、出水口分别与冷水地埋管的两端相连；水环由水环水泵、过冷器、过热器依次通过水管连接顺序连接组成；冷气器的入水口接入热泵机组回水，热泵机组回水经冷气器加热后接入绕管壳式换热器再次加热后成为热泵机组供水。本专利技术，还布设有太阳能热水地埋管，冷水地埋管与太阳能热水地埋管交替排列布设，各列之间的冷水地埋管与太阳能热水地埋管错开间隔，相邻之间的冷水地埋管或/和太阳能热水地埋构成正六边形分布型，使温度场均匀。本专利技术，通过CO2压缩机压缩后的低温级制冷剂CO2成为高温过热制冷剂蒸汽并通过第一管路接入冷气器的入口，被降温后由冷气器的出口经第二管路接入节流组合，在节流组合降压降温后成为两相制冷剂混合物，再经第三管路接入室外空气翅片管换热器的入口，从室外空气中提取热量转化为气态制冷剂，从室外空气翅片管换热器的出口离开后通过第四管路进入过热器的入口，在过热器中继续吸热汽化直至过热，然后，经第五管路接入CO2压缩机的吸入口而构成一个低温级热泵循环系统；通过R152a压缩机压缩后的高温级制冷剂R152a成为高温过热制冷剂蒸汽并通过第六管路接入绕管壳式换热器的入口，被降温冷凝后由绕管壳式换热器的出口经第七管路接入过冷器的入口，继续放热成为R152a过冷液体，由过冷器制冷剂的出口经第八管路进入外平衡式热力膨胀阀，经过降压降温成为两相制冷剂混合物，再经第九管路接入干式蒸发器的入口，从冷水地埋管的冷水中吸收热量转化为R152a过热蒸汽，然后，自干式蒸发器的出口经第十管路接入R152a压缩机的吸入口而构成一个高温级热泵循环系统。本专利技术，低温级制冷剂CO2在跨临界循环下运行，高温级制冷剂R152a在亚临界循环下运行；低温级制冷剂CO2在低温级热泵循环系统的跨临界循环下运行，利用其产生的较大温度滑移，在室外气温极低的条件（-35℃以下）下生产大温差（>40℃）的热水；高温级制冷剂R152a在高温级热泵循环系统的亚临界循环下运行，其二级加热扩大了热泵机组供水、热泵机组回水的热水温差（达到近80℃），降低了CO2循环的压力，提升了设备运行的可靠性。本专利技术，低温级热泵循环装置、高温级热泵循环装置和水环均外敷有保温棉；冷水地埋管的地上部分和太阳能热水地埋管的地上部分均外敷有保温棉；冷水地埋管的埋地下部分和太阳能热水地埋管的埋地下部分不做保温。本专利技术，与现有技术相比，具有以下有益效果：1）、低温级制冷剂CO2独特的低温运行优势，利用其跨临界循环产生的较大温度滑移，在室外气温极低的条件（-35℃以下）下生产大温差（>40℃）的热水；2）、高温级制冷剂R152a，亚临界循环，二级加热扩大了热泵机组供水、热泵机组回水的热水温差（达到近80℃），降低了CO2循环的压力，提升了设备运行的可靠性；3）、所采用低温级制冷剂CO2和高温级制冷剂R152a均为环保制冷剂，保护臭氧层、减弱温室效应；4）、低温级制冷剂CO2优异的热力学特性，改善循环特性的同时减少了设备体积，节约了材料；而高温级制冷剂R152a的各项热物理性质都优于R12以及R134a，具有更高的单位容积制冷量和能效比；5）、低温级热泵循环的节流组合扩大了制冷剂流量的调节范围，提高了调节精度，避免了CO2压缩机开机过程中制冷系统超调振荡，也可以在更宽的蒸发温度范围内对蒸发器的非线性输出进行补偿；6）、高温级热泵循环设置的过冷器增强了循环的稳定性，提升了循环效率，扩大了制冷、制热量，同时，将放出的这部分热量通过水环转移至低温级热泵循环，促进其过热，提高了压缩机的可靠性；7）、在两级循环中设置水环，避免了高温级制冷剂R152a与低温级制冷剂CO2的直接换热，以及由此产生的制冷剂状态阶跃变化，改善了制冷剂循环的稳定性。本专利技术，具有在室外气温极低的条件下生产大温差热水、设备运行可靠、制冷循环稳定性高等优点。下面实施例结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的结构示意图；图2是图1实施例的节流组合的结构示意图；图3是图1实施例的冷水地埋管与太阳能热水地埋管布设的结构示意图。图中，1、CO2压缩机；2、冷气器；3、节流组合；4、室外空气翅片管换热器；5、过热器；6、水环水泵；7、过冷器；8、外平衡式热力膨胀阀；9、干式蒸发器；10、R152a压缩机；11、绕管壳式换热器；101、第一管路；102、第二管路；103、第三管路；104、第四管路105、第五管路；106、第六管路；107、第七管路；108、第八管路；109、第九管路；110、第十管路；301、串联多孔孔板；302、电磁阀；303、电子膨胀阀；A、热泵机组回水；B、热泵机组供水；C、冷水地埋管；D、太阳能热水地埋管。具体实施方式参照图1至图3，本实施例是一种多热元大温差压缩式热泵热水机组，包括低温级热泵循环装置、高温级热泵循环装置和水环；低温级热泵循环装置由CO2压缩机1、第一管路101、冷气器2、第二管路102、节流组合3、第三管路103、室外空气翅片管换热器4、第四管路104、过热器5、第五管路105依次顺序连接组成，节流组合3包括串联多孔孔板301、电磁阀302和电子膨胀阀303，电磁阀和电子膨胀阀串联后与串联多孔孔板并联构成节流组合；高温级热泵循环装置由R152a压缩机10、第六管路106、绕管壳式换热器11、第七管路107、过冷器7、第八管路108、外平衡式热力膨胀阀8、第九管路109、干式蒸发器9、第十管路110依次顺序连接组成，干式蒸发器9的进水口、出水口分别与冷水地埋管C的两端相连；水环由水环水泵6、过冷器7、过热器5依次顺序连接组成；水环水泵6的出水口与过冷器7的入水口、过冷器7出水口与过热器5入水口、过热器5出水口与水环水泵6入口分别以水管连接；冷气器2的入水口接入热泵机组回水A，热泵机组回水经冷气器2加热后从冷气器2出水口接入绕管壳式换热器11入水口，被绕管壳式换热器11再次加热后从绕管壳式换热器11出水口离开，成为热泵机组供水B；冷水地埋管C与太阳能热水地埋管D交替排列布设，各列之间的冷水地埋管与太阳能热水地埋管错开间隔，相邻之间的冷水地埋管或/和太阳能热水地埋构成正六边形分布型，使温度场均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多热元大温差压缩式热泵热水机组，其特征在于：包括低温级热泵循环装置、高温级热泵循环装置和水环；所述低温级热泵循环装置由CO2压缩机（1）、冷气器（2）、节流组合（3）、室外空气翅片管换热器（4）、过热器（5）依次通过管路顺序连接组成，所述节流组合（3）包括串联多孔孔板（301）、电磁阀（302）和电子膨胀阀（303），所述电磁阀和电子膨胀阀串联后与串联多孔孔板并联构成节流组合；所述高温级热泵循环装置由R152a压缩机（10）、绕管壳式换热器（11）、过冷器（7）、外平衡式热力膨胀阀（8）、干式蒸发器（9）依次通过管路顺序连接组成，所述干式蒸发器（9）的进水口、出水口分别与冷水地埋管（C）的两端相连；所述水环由水环水泵（6）、过冷器（7）、过热器（5）依次通过水管连接顺序连接组成；所述冷气器（2）的入水口接入热泵机组回水（A），所述热泵机组回水经冷气器加热后接入绕管壳式换热器（11）再次加热后成为热泵机组供水（B）。

【技术特征摘要】
1.一种多热元大温差压缩式热泵热水机组，其特征在于：包括低温级热泵循环装置、高温级热泵循环装置和水环；所述低温级热泵循环装置由CO2压缩机（1）、冷气器（2）、节流组合（3）、室外空气翅片管换热器（4）、过热器（5）依次通过管路顺序连接组成，所述节流组合（3）包括串联多孔孔板（301）、电磁阀（302）和电子膨胀阀（303），所述电磁阀和电子膨胀阀串联后与串联多孔孔板并联构成节流组合；所述高温级热泵循环装置由R152a压缩机（10）、绕管壳式换热器（11）、过冷器（7）、外平衡式热力膨胀阀（8）、干式蒸发器（9）依次通过管路顺序连接组成，所述干式蒸发器（9）的进水口、出水口分别与冷水地埋管（C）的两端相连；所述水环由水环水泵（6）、过冷器（7）、过热器（5）依次通过水管连接顺序连接组成；所述冷气器（2）的入水口接入热泵机组回水（A），所述热泵机组回水经冷气器加热后接入绕管壳式换热器（11）再次加热后成为热泵机组供水（B）。2.根据权利要求1所述的多热元大温差压缩式热泵热水机组，其特征在于：还布设有太阳能热水地埋管（D），所述冷水地埋管（C）与太阳能热水地埋管（D）交替排列布设，各列之间的冷水地埋管与太阳能热水地埋管错开间隔，相邻之间的冷水地埋管或/和太阳能热水地埋构成正六边形分布型。3.根据权利要求1或2所述的多热元大温差压缩式热泵热水机组，其特征在于：通过所述CO2压缩机（1）压缩后的低温级制冷剂CO2成为高温过热制冷剂蒸汽并通过第一管路（101）接入冷气器（2）的入口，被降温后由冷气器（2）的出口经第二管路（10...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲德虎，倪龙，姚如生，吴杰生，王晓忠，王吉进，黄培炫，
申请(专利权)人：广东吉荣空调有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44