一种组合式空气源高温加热装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种空气源热泵，主要涉及一种组合式空气源高温加热装置。


背景技术：

2.由于农产品烘干、石油提炼等工艺需要，常有需要提供75摄氏度以上热水并输入到目标空间的需求，且实际这类需求遍布多种环境温度区间，最低需要在-25℃环境温度中稳定制取高温热水场景。
3.受限于核心配件压缩机的工作范围，目前主流的空气源热泵方案，均为使用分级压缩的方式，即分为两级系统，使用两组压缩机，第一级压缩机驱动制冷剂从空气中取热，获得约20-40℃左右的制冷剂，然后第二级以该制冷剂为热源吸热，进一步压缩得到70℃以上制冷剂，再将制冷剂与水换热，制取目标温度的热水，最终通过水泵将热水输送到目标空间。该方案在实际使用中遇到较多问题，主要原因为作为中间热交换桥梁的制冷剂比热非常小，所以第一级与第二级的平衡非常不稳定，对各系统的调节要求很精细；而实际运行中，第一级工作范围从10℃到-25℃变化范围大，波动频繁。且第一级有化霜需求，当进行化霜时，平衡会被打破，随化霜结束后重新建立。而化霜时间一般为3-7分钟，周期为45-60分钟，所以又要求第一级与第二级的平衡能快速建立。现阶段的控制方式难以稳定实现。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提供一种组合式空气源高温加热装置，包括第一级系统、第二级系统和中间换热蓄热器，所述第一级系统、中间换热器和第二级系统顺序连接。
5.更进一步的，所述中间换热蓄热器包括换热室、扩展储液室、载热溶剂和溶液泵；所述换热室与所述扩展储液室通过两个管道连接；所述溶液泵安装在一个所述管道内；所述载热溶剂灌装在所述换热室和所述扩展储液室内。
6.更进一步的，所述第一级系统的高温蒸汽管道放置在所述换热室内；所述第二级系统的低温蒸汽管道放置在所述换热室内；所述换热室和所述扩展储液室是密封的。
7.更进一步的，所述第一级系统内是冷凝剂a，所述第二级系统内是冷凝剂b；所述冷凝剂a和冷凝剂b是相同的物质。
8.更进一步的，所述冷凝剂a和所述冷凝剂b是不同的物质。
9.更进一步的，所述第一级系统是喷气增焓结构的低温热泵系统；包括低温喷气增焓压缩机、翅片式换热器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、经济器、气液分离器、第一过滤器、第二过滤器、四通阀；所述四通阀分别连接所述低温喷气增焓压缩机的出气口、翅片式换热器、气液分离器和第一过滤器；所述经济器连接所述第一过滤器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和低温喷气增焓压缩机的喷焓口；所述第二电子膨胀阀连接通过所述第二过滤器连接所述翅片式散热器；所述气液分离器连接所述低温喷气增焓压缩的吸气口；原件之间使用铜管焊接进行连接与密封。
10.更进一步的，连接所述四通阀和所述第一过滤器的高温蒸汽管道位于所述中间换热蓄热器内。
11.更进一步的，所述第二级系统是高冷凝压缩机组的系统；包括高冷凝温度压缩机、第三电子膨胀阀、气液分离器、第三过滤器、高温水侧换热器；所述高冷凝温度压缩机的吸气口连接所述气液分离器，排气口连接所述高温水侧换热器；所述高温水侧换热器依次通过第三过滤器、第三电子膨胀阀连接所述气液分离器；原件之间使用铜管焊接进行连接与密封。
12.更进一步的，连接所述第三电子膨胀阀和所述气液分离器的低温蒸汽管道位于所述中间换热蓄热器内。
13.本实用新型提供的一种组合式空气源高温加热装置，取得以下有益效果：
14.(1)全电驱动，没有任何排放，无污染。
15.(2)整体结构，所有组成部件，集成在一个整体框架内。运输、安装便利。
16.(3)使用空气作为热源，不受自然资源限制，安装便利。
17.(4)中间换热蓄热器内使用密封流动液体，热容量大，温度波动小，系统稳定度高，便于控制系统快速进入高效运行区间，提高整机效率。
18.(5)利用中间换热蓄热器流动液体所积蓄热能提供化霜所需热量，对两个系统的同步要求低，控制系统反应窗口长，可靠性好。
19.(6)继承空气源热泵的高能效优点，对比纯电加热显著节能。效率能够提高一倍。
附图说明
20.图1是本实用新型提供的加热装置的结构示意图。
21.图2是本实用新型提供的加热装置的中间换热器的结构示意图。
22.图中：1、第一级系统；10、高温蒸汽管道；11、低温喷气增焓压缩机；12、四通阀；13、翅片式换热器；14、第一过滤器；15、第二过滤器；16、经济器；17、气液分离器；18、第一电子膨胀阀；19、第二电子膨胀阀；2、第二级系统；20、低温蒸汽管道；21、高冷凝温度压缩机；22、高温水侧换热器；23、第三电子膨胀阀；24、第三过滤器；25、气液分离器；3、中间换热蓄热器；31、换热室；32、扩展储液室；33、溶液泵。
具体实施方式
23.如图1和图2所示，本实用新型提供的一种组合式空气源高温加热装置，包括第一级系统1、第二级系统2和中间换热蓄热器3，所述第一级系统1、中间换热器3和第二级系统2顺序连接。
24.更进一步的，所述中间换热蓄热器3包括换热室31、扩展储液室32、载热溶剂和溶液泵33；所述换热室31与所述扩展储液室32通过两个管道连接；所述溶液泵33安装在一个所述管道内；所述载热溶剂灌装在所述换热室和所述扩展储液室内。
25.具体的，所述第一级系统1的高温蒸汽管道10放置在所述换热室31内；所述第二级系统2的低温蒸汽管道20放置在所述换热室31内；所述换热室31和所述扩展储液室32是密封的。
26.具体的，所述第一级系统1内是冷凝剂a，所述第二级系统2内是冷凝剂b；所述冷凝
剂a和冷凝剂b是相同的物质。
27.具体的，所述冷凝剂a和所述冷凝剂b是不同的物质。
28.具体的，所述第一级系统1是喷气增焓结构的低温热泵系统；包括低温喷气增焓压缩机11、翅片式换热器13、第一电子膨胀阀18、第二电子膨胀阀19、经济器16、气液分离器17、第一过滤器14、第二过滤器15、四通阀12；所述四通阀12分别连接所述低温喷气增焓压缩机11的出气口、翅片式换热器13、气液分离器17和第一过滤器14；所述经济器16连接所述第一过滤器14、第一电子膨胀阀18、第二电子膨胀阀19和低温喷气增焓压缩机11的喷焓口；所述第二电子膨胀阀19连接通过所述第二过滤器15连接所述翅片式散热器13；所述气液分离器17连接所述低温喷气增焓压缩11的吸气口；原件之间使用铜管焊接进行连接与密封。
29.具体的，连接所述四通阀12和所述第一过滤器14的高温蒸汽管道10位于所述中间换热蓄热器3内。
30.具体的，所述第二级系统2是高冷凝压缩机组的系统；包括高冷凝温度压缩机21、第三电子膨胀阀24、气液分离器25、第三过滤器24、高温水侧换热器22；所述高冷凝温度压缩机21的吸气口连接所述气液分离器25，排气口连接所述高温水侧换热器22；所述高温水侧换热器22依次通过第三过滤器24、第三电子膨胀阀23连接所述气液分离器25；原件之间使用铜管焊接进行连接与密封。
31.具体的，连接所述第三电子膨胀阀24和所述气液分离器25的低温蒸汽管道20位于所述中间换热蓄热器3内。
32.在运行时，通过电能驱动所述第一级系统1内的低温喷气增焓压缩机11工作，利用蒸汽压缩制热循环使低温低压冷凝剂a从最低至-25℃的空气吸取热量，在通过低温喷气增焓压缩机11将冷凝剂a压缩为高温高压的蒸汽进入所述四通阀12和所述第一过滤器14中的高温蒸汽管道10，进入所述中间蓄热换热器3的换热室31内。高温高压的冷凝剂a的蒸汽与所述中间蓄热换热器3中的载热溶剂进行热交换，加热载热溶剂，冷凝剂a从气态变成液态，随后重新进入第一级系统1进行热传输。所述第二级系统2上的低温蒸汽管道20内有冷凝剂b，冷凝剂b与载热溶剂进行热交换，由液态变成气态，气态的蒸汽被高冷凝温度压缩机21吸收压缩，变成更高温度的蒸汽，蒸汽温度达到120℃以上。蒸汽在第二级系统2的高温水侧换热器22内与水进行热交换，将水加热到75℃以上，高温水侧换热器22最后排出热水，达到提供高温热水的需求。所述中间换热蓄热器3内的溶剂泵33能够驱动载热溶剂在扩展储液室32和换热室31之间流动，提高换热效率。扩展储液室32能够存储更多的载热溶剂，从而提高整体的功率。
33.表1本技术方案提供的产品与公司前一代产品技术对比
[0034][0035]
从表1可以看出，在同样的环境温度10℃下，热水需求都是15-80℃时，本技术方案提供的产品比公司前一代产品同样的电能，能够提供1倍多的热水输出，充分说明的本技术方案提供的产品能够实现更高效的热量转化。在0℃时，本技术方案提供的产品还能输出15-80℃的热水，但前一代产品能够提供热水，但是无法将水温加热到80℃，只能提供低温热水。当环境温度为-20℃左右时，公司前一代产品已经无法工作，但是本技术方案提供的产品还能提供高温热水。由此，可以看出本技术方案提供您的产品适用范围更广，工作效率更高，实现更高效的热量转化。
[0036]
与市场上同类产品相比，本实用新型提供的加热装置也具有较强的竞争力。
[0037]
表2本技术方案提供的产品与市场同类型产品对比
[0038][0039]
选取市场上现有的热销的两款产品与本技术方案的产品进行对比，可以看出，在同样的环境温度下，输入同样的电能，本技术方案的产品输出的热水量都是其他两款产品的两倍以上，由此可见，本技术方案提供的产品节能高效。
[0040]
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。