双温度蒸发增温热泵的制作方法

本实用新型涉及高温热泵领域，尤其涉及一种双温度蒸发增温热泵。

背景技术：

空气能高温热泵是翅片散热器作蒸发器，冷量直排空气中，换热器作冷凝器，热量可利用。但是存在以下技术缺点：当环境温度过低时，冷媒蒸发不足，造成制热量下降，温度也很难达到高温(例如90度)要求。冷媒的沸点与冷凝点是成正比的，沸点高，冷凝界点也高。所以空气能高温热泵只适合温度20度以上环境气温使用。低于20度的环境下使用，它的能效极低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种双温度蒸发增温热泵，旨在解决现有技术中，高温热泵在较低温度环境下使用的能效低的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

双温度蒸发增温热泵，高温系统、低温系统、设于所述高温系统与所述低温系统之间的组合式换热器、与所述所述高温系统热传导接触的高温水箱、用于监测所述高温水箱的温度的第一温度传感器、用于监测所述组合式换热器的温度的第二温度传感器、与所述低温系统热传导接触的冷水水箱、以及余热回收水箱；所述余热回收水箱与所述组合式换热器之间设有余热回收循环水管；所述高温系统包括高温压缩机、用于监测所述高温压缩机的排气温度的第三温度传感器、与所述高温压缩机相连的高温蒸发器、与所述高温蒸发器远离所述高温压缩机的一侧相连的高温膨胀阀、以及与所述高温膨胀阀远离所述高温蒸发器的一侧相连的高温冷凝器；所述高温冷凝器与所述高温压缩机远离所述高温蒸发器的一侧相连；所述低温系统包括低温压缩机、与所述低温压缩机相连的低温冷凝器、与所述低温冷凝器远离所述低温压缩机的一侧相连的低温膨胀阀、以及与所述低温膨胀阀远离所述低温冷凝器的一侧相连的低温蒸发器；所述高温蒸发器与所述低温冷凝器均位于所述组合式换热器内；所述高温水箱与所述高温冷凝器之间设有高温循环水管；所述冷水水箱与所述低温蒸发器之间设有冷水循环水管。

进一步地，所述高温蒸发器与所述低温冷凝器为一体化设置。高温系统的高温蒸发器直接吸收低温系统的低温冷凝器的冷凝热，效率更高无损耗。也可将所述高温蒸发器与所述低温冷凝器及其他热回收的换热器设置为一体化，也即集成于一体。

进一步地，所述高温系统与所述低温系统分离设置，所述高温系统内的冷媒与所述低温系统内的冷媒不同。高温系统用高蒸发温度冷媒(包括二氧化碳制冷剂)，低温系统用低蒸发冷媒。

进一步地，所述第二温度传感器用于协调控制所述低温压缩机的工作与停止。也即根据第二温度传感器监测到的温度数据协助控制系统控制低温压缩机的工作与停止。

进一步地，所述高温系统还包括与所述高温压缩机相配合的喷液电磁阀。

本实用新型的有益效果：在环境温度较低的情况下，低温系统可以吸收热量提供给高温系统进行蒸发的热量，实现低温状态下使用的能效高，且低温系统的冷量可以回收使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的实施例中双温度蒸发增温热泵的原理图；

图中：

300、高温系统；400、低温系统；1、组合式换热器；2、高温水箱；3、第一温度传感器；4、第二温度传感器；5、冷水水箱；6、余热回收水箱；7、余热回收循环水管；8、高温压缩机；9、第三温度传感器；10、高温蒸发器；11、高温膨胀阀；12、高温冷凝器；13、低温压缩机；14、低温冷凝器；15、低温膨胀阀；16、低温蒸发器；17、高温循环水管；18、冷水循环水管；19、第一循环水泵；20、第二循环水泵；21、第三循环水泵；22、喷液电磁阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提出了一种双温度蒸发增温热泵，高温系统300、低温系统400、设于高温系统300与低温系统400之间的组合式换热器1、与高温系统300热传导接触的高温水箱2、用于监测高温水箱2的温度的第一温度传感器3、用于监测组合式换热器1的温度的第二温度传感器4、与低温系统400热传导接触的冷水水箱5、以及余热回收水箱6；余热回收水箱6与组合式换热器1之间设有余热回收循环水管7；高温系统300包括高温压缩机8、用于监测高温压缩机8的排气温度的第三温度传感器9、与高温压缩机8相连的高温蒸发器10、与高温蒸发器10远离高温压缩机8的一侧相连的高温膨胀阀11、以及与高温膨胀阀11远离高温蒸发器10的一侧相连的高温冷凝器12；高温冷凝器12与高温压缩机8远离高温蒸发器10的一侧相连；低温系统400包括低温压缩机13、与低温压缩机13相连的低温冷凝器14、与低温冷凝器14远离低温压缩机13的一侧相连的低温膨胀阀15、以及与低温膨胀阀15远离低温冷凝器14的一侧相连的低温蒸发器16；高温蒸发器10与低温冷凝器14均位于组合式换热器1内；高温水箱2与高温冷凝器12之间设有高温循环水管17；冷水水箱5与低温蒸发器16之间设有冷水循环水管18。

低温系统400与高温系统300只是为了区分不同的工作组成，并不是对温度的具体限定。高温蒸发器10与低温冷凝器14设置为一体，高温蒸发器10可直接吸收低温冷凝器14的冷凝热，效率更高无损耗。高温蒸发器10与低温冷凝器14及其他热回收的换热器也可为一体设置。

高温系统300与低温系统400内的冷媒不同，高温系统300用高蒸发温度冷媒(包括二氧化碳制冷剂)，低温系统400用低蒸发冷媒。第二温度传感器4检测到的温度可用于协调控制低温压缩机13的工作与停止。

在本实用新型的实施例中，双级增温热的工作过程为：当第一温度传感器3监测到高温水箱2内的温度低于预设值(可为93度)，预热回收循环水管中的水在预热回收水箱与组合式换热器1之间流动(第三循环水泵21)，高温循环水管17中的水在高温水箱2与高温冷凝器12之间流动(第一循环水泵19)，冷水循环水管18中的水在冷水水箱5与低温蒸发器16之间流动(第二循环水泵20)；此时再根据第二温度传感器4监测到组合式换热器1内的温度，若第二温度传感器4监测到的温度低于预设温度(可为30度)时，则低温系统400内的低温压缩机13开始工作，直至第二温度传感器4监测到的温度到达预设温度(可为30度)时，则高温系统300内的高温压缩机8开始工作，直至第二温度传感器4监测到的温度到达特定温度(可为45度)时，低温系统400内的低温压缩机13停止工作。若第二温度传感器4监测到的初始温度大于或等于预设温度(可为30度)时，则直接高温系统300内的高温压缩机8工作，而无需启动低温系统400内的低温压缩机13；低温系统400只作为备用；当低温系统400工作时还可实现冷量回收。

高温系统300内的载热工质是高沸点冷媒，逆卡诺循环远离，高温蒸发器10吸收组合式换热器1内的热水的温度，把外界预热回收的热量吸收，使冷媒介质气化，然后通过高温压缩机8吸入高温蒸发器10后，经高温压缩机8压缩升温，冷媒为高温高压载热气体经高温冷凝器12与水进行冷热交换，冷媒放出热量使冷媒冷凝为液态，保持高压，经高温膨胀阀11节流后进入组合式换热器17内的高温蒸发器10，冷媒在高温蒸发器10内蒸发，吸收组合式换热器1内的热水的热量，然后进入下一个循环。

利用双逆卡诺循环吸收热量，低温系统400可以在零下10度的环境工作吸收热量供给高温系统300的蒸发热量。低温系统400的冷量可以回收使用。第一循环水泵19、第二循环水泵20、第三循环水泵21工作，延时再启动低温系统400内的低温压缩机13，低温系统400进入逆卡诺循环工作，低温压缩机13进入低温蒸发器16的冷媒气体，气体被压缩后温度骤升，成高温高压气体，进入低温系统400内的低温冷凝器14，热量被组合式换热器1内的水吸收，高温高压气体放热冷凝为高压低温液体，进入低温膨胀阀15，节流喷入低温系统400内的低温蒸发器16内，在低温蒸发器16内迅速膨胀，冷媒温度骤降(可低至零下25度)，温差原理吸收低温蒸发器16外界热量。吸收外界热量的冷媒进入下一个循环，周而复始。另外组合式换热器1中的水吸收冷媒的冷凝热后温度升高，当温度升高到25度时，高温系统300内的高温压缩机8启动，称为二级增温开始。高温压缩机8启动吸入组合式换热器1内高温蒸发器10内的冷媒，经过压缩后气体成高温高压，成高温高压气体，进入高温系统300内的高温冷凝器12，高温冷凝器12的循环水吸收，高温高压气体放热冷凝为高压高温液体，进入高温的高温膨胀阀11，节流喷入高温系统300内的高温蒸发器10，在高温蒸发器10内迅速膨胀，冷媒温度骤降(低至15度)，温差原理吸收高温蒸发器10外界热量。吸收外界热量的冷媒进入下一循环，周而复始。

本实用新型的实施例提供的双温度蒸发增温热泵，不受环境温度的影响，充分满足压缩机最大流量的冷媒完全蒸发，并且利用二级逆卡诺循环制冷的冷量可以供到远方所需要的地方。

进一步地，作为本实用新型提供的双温度蒸发增温热泵的一种具体实施方式，高温系统300还包括与高温压缩机8相配合的喷液电磁阀22。第三温度传感器9用于监测高温压缩机8的排气温度，当第三温度传感器9监测到的排气温度到达设定值时，喷液电磁阀22通电，降低回气温度，使得高温压缩机8的工作状态较为平稳。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。