一种单回路非直膨式热泵系统技术方案

本发明专利技术公开一种单回路非直膨式热泵系统，包括热泵制热制冷回路和用户换热回路，所述热泵制热制冷回路包括通过管路依次连通的压缩机、蓄热单元、膨胀阀和蓄冷单元，所述蓄热单元内设置高温换热器，所述蓄冷单元内设置低温换热器；所述用户换热回路包括高温换热器用户侧、用户单元和低温换热器用户侧，用户单元一侧通过管路连通高温换热器用户侧，用户单元的另一侧通过管路连通低通换热器用户侧。本发明专利技术中热泵制热制冷回路取消了四通换向阀部件，仅通过一个非直膨式的单向回路即可实现对同一用户环境的制冷制热功能，使热泵系统结构更加简单，性能更加可靠；本发明专利技术中蓄热蓄冷单元可使得用户根据自身需要有效利用峰谷电差，降低了使用成本。了使用成本。了使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种单回路非直膨式热泵系统


[0001]本专利技术涉及热泵
，特别涉及一种单回路非直膨式热泵系统。

技术介绍

[0002]热泵供热/冷是建筑系统、分布式能源系统、集中式供暖煤改电升级改造系统、数据机房节能系统、冷藏系统的关键组成部分，热泵可以通过少量高品位能量电能的输入，利用制热循环/制冷循环，通过制冷剂的相变吸收空气中的低品位能量，把消耗的电能转变为更多的热能，从而实现供冷、供热和供热水的需求。
[0003]热泵供热/冷系统主要类型有空气
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空气型和空气
‑
水型，一般采用四通换向阀转换夏季制冷模式和冬季制热模式，但这种设计一方面提高了系统结构和控制的复杂度，同时现有技术在制热和制冷上很难同时具有较高的效率，在寒冷地区，室外侧换热器还容易结霜。当霜层累积到一定的厚度时，将严重影响到蒸发器的吸热量及制冷剂的整个蒸发过程，导致系统供热量显著降低。此外，目前清洁能源采暖、数据中心空调节能、大型商业中心蓄冷蓄热和风能等也面临着在供能侧和耗能侧用电周期方面不匹配问题。热泵与蓄热蓄冷装置的结合，虽然一定程度上可以解决部分问题，但通常只是现有热泵技术与蓄热蓄冷技术的简单组合，效果有限。如何在保证高效稳定性能同时，使得热泵结构更加简单，环境适应性更强，成为有效解决上述问题关键。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对以上问题，本专利技术目的是提供一种单回路非直膨式热泵系统。
[0005]技术方案：本专利技术的一种单回路非直膨式热泵系统，包括热泵制热制冷回路和用户换热回路，所述热泵制热制冷回路包括通过管路依次连通的压缩机、蓄热单元、膨胀阀和蓄冷单元，所述蓄热单元内设置高温换热器，所述蓄冷单元内设置低温换热器；所述用户换热回路包括高温换热器用户侧、用户单元和低温换热器用户侧，用户单元一侧通过管路连通高温换热器用户侧，用户单元的另一侧通过管路连通低通换热器用户侧。
[0006]进一步，所述用户单元包括用户送风系统和四通，所述用户送风系统与四通连通；用户送风系统与高温换热器用户侧之间的管路上设置第一风机，用户送风系统与低温换热器用户侧之间的管路上设置第二风机；四通与高温换热器用户侧之间的管路上设置第一阀门，四通与低温换热器用户侧之间的管路上设置第二阀门。
[0007]进一步，所述高温换热器用户侧、所述用户送风系统和所述低温换热器用户侧均连接换风口，且连接管路上设置阀门；所述用户送风系统与换风口的管路上还设置有第三风机；所述用户送风系统、四通和第三风机设置在同一条管路上。
[0008]进一步，所述用户单元包括室内换热器和四通，室内换热器与四通通过管路连通，室内换热器与高温换热器用户侧之间的管路上设置第一液泵；室内换热器与低温换热器用户侧之间的管路上设置第三阀门；四通与高温换热器用户侧之间的管路上设有第一阀门，四通与低温换热器用户侧之间的管路上设有第二液泵。
[0009]进一步，所述高温换热器用户侧、所述室内换热器和所述低温换热器用户侧均连接进出水口，且连接管路上设置阀门；室内换热器与进出水口之间还设置液泵。
[0010]进一步，所述蓄热单元填充蓄热材料，所述蓄热材料包括相变材料石蜡；所述蓄冷单元填充蓄冷材料，所述蓄冷材料包括乙二醇水溶液；所述热泵制热制冷回路中填充制冷工质，所述制冷工质包括氟利昂。
[0011]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0012]1、本专利技术中热泵制热制冷回路取消了四通换向阀部件，仅通过一个非直膨式的单向回路即可实现对同一用户环境的制冷制热功能，而无需像现有热泵系统通过四通换向阀部件使蒸发器和冷凝器互换，来完成制热功能和制冷功能的切换，因此本专利技术的热泵系统结构更加简单，性能更加可靠；
[0013]2、同时本专利技术用蓄热单元和蓄冷单元同时取代现有技术中蒸发器和冷凝器的功能，蓄热单元和蓄冷单元的换热器不直接与环境交换热量，避免了现有技术因蒸发器结霜和环境温度过低导致的问题，提高了热泵系统的环境适应性；
[0014]3、本专利技术中的蓄热蓄冷单元可使得用户根据自身需要有效利用峰谷电差，进一步降低了使用成本。
附图说明
[0015]图1为实施例1热泵系统结构示意图；
[0016]图2为实施例2热泵系统结构示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。
[0018]实施例1
[0019]如图1，本实施例所述的一种单回路非直膨式热泵系统，包括热泵制热制冷回路和用户换热回路，热泵制热制冷回路包括通过管路依次连通的压缩机1、蓄热单元2、膨胀阀3和蓄冷单元4，蓄热单元2内设置高温换热器9，蓄冷单元4内设置低温换热器11。用户换热回路包括高温换热器用户侧、用户单元5和低温换热器用户侧，用户单元5一侧通过管路连通高温换热器用户侧，用户单元5的另一侧通过管路连通低通换热器用户侧。
[0020]用户单元5包括用户送风系统10和四通20，用户送风系统10与四通20通过管路连通；用户送风系统10与高温换热器用户侧之间通过管路连通，管路上设置第一风机12；用户送风系统10与低温换热器用户侧之间通过管路连通，管路上设置第二风机13；四通20与高温换热器用户侧之间通过管路连通，管路上设置第一阀门15，四通20与低温换热器用户侧之间通过管路连通，管路上设置第二阀门16。
[0021]高温换热器用户侧、用户送风系统10和低温换热器用户侧均连接换风口，依次为换风口6、换风口7和换风口8，且连接管路上设置阀门，依次为阀门17、阀门18和阀门19，三个换风口均处于室外环境。用户送风系统10与换风口7的管路上还设置有第三风机14，用户送风系统10、四通20和第三风机14设置在同一条管路上。
[0022]蓄热单元2填充蓄热材料，蓄热材料包括相变材料，如石蜡；蓄冷单元4填充蓄冷材
料，如乙二醇水溶液；热泵制热制冷回路中填充制冷工质，如氟利昂R22。
[0023]本实施例中的热泵系统可在低谷用电时间利用热泵制冷制热回路，将蓄冷单元4中的热量传递至蓄热单元2中；在峰电时间利用用户换热回路，在不同时节，按照用户需求，将蓄热单元2或蓄冷单元4中储存的热(冷)量传递至用户单元5中，以平衡峰谷用电需求。
[0024]夏季运行时，低谷用电时间，热泵制冷制热回路工作，将蓄冷单元4中的热量传递至蓄热单元2中，室外环境温度的空气，通过换风口8进入蓄冷单元4中，通过低温换热器11降温至用户环境温度，通过用户送风系统10进入到用户单元5中，完成空气置换降温。原用户单元5中的空气通过用户送风系统10进入到蓄热单元2中，通过高温换热器9被加热后，由换风口6重新返回到室外环境中。当用户单元5不需要制冷时，室外空气由换风口7或换风口8，直接通过用户送风系统10和高温换热器9，由换风口6排出到室外环境中。高峰用电时间，热泵制冷制热回路可根据需要停止工作，室外空气由换风口7或换风口8，经过用户送风系统10和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单回路非直膨式热泵系统，其特征在于，包括热泵制热制冷回路和用户换热回路，所述热泵制热制冷回路包括通过管路依次连通的压缩机(1)、蓄热单元(2)、膨胀阀(3)和蓄冷单元(4)，所述蓄热单元(2)内设置高温换热器(9)，所述蓄冷单元(4)内设置低温换热器(11)；所述用户换热回路包括高温换热器用户侧、用户单元(5)和低温换热器用户侧，用户单元(5)一侧通过管路连通高温换热器用户侧，用户单元(5)的另一侧通过管路连通低通换热器用户侧。2.根据权利要求1所述的单回路非直膨式热泵系统，其特征在于，所述用户单元(5)包括用户送风系统(10)和四通(20)，所述用户送风系统(10)与四通(20)通过管路连通；用户送风系统(10)与高温换热器用户侧之间的管路上设置第一风机(12)，用户送风系统(10)与低温换热器用户侧之间的管路上设置第二风机(13)；四通(20)与高温换热器用户侧之间的管路上设置第一阀门(15)，四通(20)与低温换热器用户侧之间的管路上设置第二阀门(16)。3.根据权利要求2所述的单回路非直膨式热泵系统，其特征在于，所述高温换热器用户侧、所述用户送风系统(10)和所述低温换热器用户侧均连接换风口，且连接管路上设置阀门；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孝军，王亮，张华良，林曦鹏，张双，陈新宇，徐玉杰，陈海生，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：