一种具有中间满液冷凝双高效热泵系统的制作方法

本实用新型涉及热泵系统的技术领域，具体说是一种具有中间满液冷凝双高效热泵系统。

背景技术：

随着环境变暖各季节温度变异差距过大，目前定频风冷冷暖机组难以承受夏天高温中低温制冷、冬天制热的能量等衰减，运行范围受到极度限制，造成能耗大增加。综合国力的增强，我国电力工业已有很大的发展，截止到1999年低，我国发电装机容量和年发电量分别达到2.988亿kW和12231亿kW,均居世界第二位。但是电力的增长仍然满足不了国民经济的快速发展和人民生活用电急剧增长的需要，全国缺电局面仍未得到根本的改变。目前电力供应紧张表现如下：1)、电网负荷率低，系统峰谷差大，高峰电力严重不足，致使电网经常接闸限电。2)、城市电力消费增长迅速，而城市电网不能适应，造成有电送不进、配不下的局面。

然而，目前的风冷式热泵应用于高温蓄热和低温空调蓄冷在工作过程中，在低温蓄冷或高温蓄热的同时，因两者均是通过热交换来达到占地面积小、高能量蓄存的目的。因而-35～15℃低温蒸发温度或50～90℃冷凝温度在工作时过程，目前的主要表现在以下两个方面：一、制热量随着环境温度的下降(制冷量则反之)而逐步衰减，吸气量的大小与其吸气饱和温度一一对应，吸气饱和温度越高，吸气越大，反之亦然。随着环境温度逐步下降，热泵系统蒸发温度降低，压缩机吸气比容增大，输气系数减小，导致制热量减少，热泵系统能效比(COP)相应下降。二、机件运行可靠性问题，尤其是压缩机，在低温环境下，蒸发温度过低时，压缩机的压缩比增大引起排气温度过高，导致热泵系统容易出现回液，严重时致使压缩机损坏。

因此现有的热泵结构仍有待进一步改善，同时提出要通过推广低蒸发温度蓄能技术，将部分高峰负荷转移到低谷及结合缩小占地面积。

在电力供应紧张的情况下，峰谷电价政策的实施、一种具有中间满液过冷双高效热泵及低蒸发温度、高冷凝温度蓄能技术自身的特点，为低蒸发温度、高冷凝温度蓄能技术的应用提供了广阔的发展前景。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有中间满液冷凝双高效热泵系统，将高温制冷、低温制热跨范围增补高效容变能量加以结合，集冬季制取热水、夏季高温取制冷水低温能源，使结构更加紧凑、设备利用率高、节能效果更明显著。

本实用新型的发明目的是这样实现的：一种具有中间满液冷凝双高效热泵系统，其包括喷气增焓压缩机、四通阀、第一换热器、第二换热器、满液过冷增补能量容积装置、气液分离器，所述四通阀的a接口与喷气增焓压缩机的排气口连接，四通阀的b接口与第一换热器的一端连接，四通阀的c接口与第二换热器的一端连接，四通阀的d接口与气液分离器的一端连接，所述气液分离器的另一端与喷气增焓压缩机的回气口连接，喷气增焓压缩机的补气口与满液过冷增补能量容积装置的出气端连接，所述第一换热器的另一端与满液过冷增补能量容积装置的通液端的连接之处安装有并联且流向相反的第一节流装置和第一单向阀，所述第二换热器的另一端与满液过冷增补能量容积装置的通液端的连接之处安装有并联且流向相反的第二节流装置和第二单向阀，所述满液过冷增补能量容积装置的通液端与进气端连接之处安装有第三节流装置。

根据上述进行优化，所述四通阀开启、第一节流装置开启、第二节流装置断开、第三节流装置开启，以使喷气增焓压缩机的排气口、四通阀的ac接口、第二换热器、第一单向阀、满液过冷增补能量容积装置、第一节流装置、第一换热器、四通阀的bd接口、气液分离器、喷气增焓压缩机的回气口形成工质循环流通热交换的容量增补制冷主模式，同时所述喷气增焓压缩机的排气口、四通阀的ac接口、第二换热器、第一单向阀、满液过冷增补能量容积装置、第三节流装置、喷气增焓压缩机的补气口形成工质循环流通热交换的容量增补制冷分模式。

根据上述进行优化，所述四通阀开启、第一节流装置开启、第二节流装置断开、第三节流装置断开，以使喷气增焓压缩机的排气口、四通阀的ac接口、第二换热器、第一单向阀、满液过冷增补能量容积装置、第一节流装置、第一换热器、四通阀的bd接口、气液分离器、喷气增焓压缩机的回气口形成工质循环流通热交换的容量降低制冷模式。

根据上述进行优化，所述四通阀断开、第一节流装置断开、第二节流装置开启、第三节流装置开启，以使喷气增焓压缩机的排气口、四通阀的ab接口、第一换热器、第一单向阀、满液过冷增补能量容积装置、第二节流装置、第二换热器、四通阀的cd接口、气液分离器、喷气增焓压缩机的回气口形成工质循环流通热交换的容量增补制热主模式，同时所述喷气增焓压缩机的排气口、四通阀的ab接口、第一换热器、第一单向阀、满液过冷增补能量容积装置、第三节流装置、喷气增焓压缩机的补气口形成工质循环流通热交换的容量增补制热分模式。

根据上述进行优化，所述四通阀开启、第一节流装置开启、第二节流装置断开、第三节流装置开启，以使喷气增焓压缩机的排气口、四通阀的ac接口、第二换热器、第二单向阀、满液过冷增补能量容积装置、第一节流装置、第一换热器、四通阀的bd接口、气液分离器、喷气增焓压缩机的回气口形成工质循环流通热交换的化霜主模式，同时所述喷气增焓压缩机的排气口、四通阀的ac接口、第二换热器、第二单向阀、满液过冷增补能量容积装置、第三节流装置、喷气增焓压缩机的补气口形成工质循环流通热交换的化霜分模式。

根据上述进行优化，所述满液过冷增补能量容积装置包括具有贮液腔的过冷蒸发容器，过冷蒸发容器分别通过工质管与第一节流装置、第一单向阀、第二节流装置、第二单向阀、第三节流装置、喷气增焓压缩机的补气口连接。

根据上述进行优化，所述第一单向阀的流向由第一换热器往满液过冷增补能量容积装置方向流通；所述第二单向阀的流向由第二换热器往满液过冷增补能量容积装置方向流通。

根据上述进行优化，所述第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置分别为电子膨胀阀。

根据上述进行优化，所述第一换热器为壳管式换热器、或为板式换热器、或为套管式换热器；所述第二换热器为壳管式换热器、或为板式换热器、或为套管式换热器。

本实用新型的优点在于：

1)采用喷气增焓压缩机与四通阀、第一换热器、第二换热器、满液过冷增补能量容积装置、气液分离器的结构配合，以使制冷、制热时循环回路通过满液过冷增补能量容积装置增加中间喷气回路，给喷气增焓压缩机补喷气态制冷剂，并增加过冷冷媒，从而使热泵系统能在－35℃蒸发温度、高至90℃冷凝温度时仍可以正常启动运行，不需依靠辅助设备就可取得很好的制冷、制热效果，或在于在低温蒸发温度或高温冷凝温度热能能力提高10％～30％,并且系统制出跨范围载体温度。

2)通过四通阀、第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置及第一单向阀、第二单向阀等组合使用，改变工质的流动方向，从而实现同时独立制热、独立制冷等各种模式运行，充分提高了热泵热水器使用的简便性及应用范围，特别适用于各种低蒸发蓄能技术系统等多功能于一体，以使本热泵系统具有设备利用率高、节能效果显著等多优点，是一种新型的绿色环保型的建筑复合能量系统，适用于我国广大城乡建筑。

3)利用本第一换热器与第二换热器的2进出口载体，可达到高温制冷、低温制热跨范围增补高效容变能量输送到蓄热容量或终端设备。

附图说明

附图1为本实用新型较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

根据附图1所示，本实用新型的具有中间满液冷凝双高效热泵系统，包括喷气增焓压缩机1、四通阀2、第一换热器3、第二换热器4、满液过冷增补能量容积装置5、气液分离器6。所述四通阀2的a接口与喷气增焓压缩机1的排气口12连接，四通阀2的b接口与第一换热器3的一端连接，四通阀2的c接口与第二换热器4的一端连接，四通阀2的d接口与气液分离器6的一端连接。所述气液分离器6的另一端与喷气增焓压缩机1的回气口13连接，喷气增焓压缩机1的补气口14与满液过冷增补能量容积装置5的出气端连接。所述第一换热器3另一端与满液过冷增补能量容积装置5的通液端的连接之处安装有并联且流向相反的第一节流装置7和第一单向阀8，所述第二换热器4的另一端与满液过冷增补能量容积装置5的通液端的连接之处安装有并联且流向相反的第二节流装置9和第二单向阀10，所述满液过冷增补能量容积装置5的通液端与进气端连接之处安装有第三节流装置11。

在实际应用中，所述第一单向阀8的流向由第一换热器3往满液过冷增补能量容积装置5方向流通；所述第二单向阀10的流向由第二换热器4往满液过冷增补能量容积装置5方向流通。

这样，采用喷气增焓压缩机1与四通阀2、第一换热器3、第二换热器4、满液过冷增补能量容积装置5、气液分离器6的结构配合，以使制冷、制热时循环回路通过满液过冷增补能量容积装置5增加中间喷气回路，给喷气增焓压缩机1补喷气态制冷剂，并增加过冷冷媒，从而使热泵系统能在－35℃蒸发温度、高至90℃冷凝温度时仍可以正常启动运行，不需依靠辅助设备就可取得很好的制冷、制热效果，或在于在低温蒸发温度或高温冷凝温度热能能力提高10％～30％,并且系统制出跨范围载体温度。

而且，通过四通阀2、第一节流装置7、第二节流装置9、第三节流装置11及第一单向阀8、第二单向阀10等组合使用，改变工质的流动方向，从而实现同时独立制热、独立制冷等各种模式运行，充分提高了热泵热水器使用的简便性及应用范围，特别适用于各种低蒸发蓄能技术系统等多功能于一体，具有设备利用率高、节能效果显著等多优点，是一种新型的绿色环保型的建筑复合能量系统，适用于我国广大城乡建筑。

参照图1所示，所述四通阀2开启、第一节流装置7开启、第二节流装置9断开、第三节流装置11开启，以使喷气增焓压缩机1的排气口12、四通阀2的ac接口、第二换热器4、第一单向阀8、满液过冷增补能量容积装置5、第一节流装置7、第一换热器3、四通阀2的bd接口、气液分离器6、喷气增焓压缩机1的回气口13形成工质循环流通热交换的容量增补制冷主模式，同时所述喷气增焓压缩机1的排气口12、四通阀2的ac接口、第二换热器4、第一单向阀8、满液过冷增补能量容积装置5、第三节流装置11、喷气增焓压缩机1的补气口14形成工质循环流通热交换的容量增补制冷分模式。

在容量增补制冷模式启动时，四通阀2开启、第一节流装置7开启、第二节流装置9断开、第三节流装置11开启，促使工质由喷气增焓压缩机1产生高温高压气体经过四通阀2的ac接口流入第二换热器4中冷凝，通过第二单向阀10、满液过冷增补能量容积装置5，完成换热后分别流向第三节流装置11、满液过冷增补能量容积装置5工质再次过冷，过热后气体流回喷气增焓压缩机1的补气口14。期间，过冷液体经过流向第一节流装置7节流后流到第一换热器3后通过四通阀2的bd接口流出，再通过气液分离器6返回到喷气增焓压缩机1的回气口13。有效地实现制冷时循环回路通过满液过冷增补能量容积装置5增加中间喷气回路，给喷气增焓压缩机1补喷气态制冷剂，并增加过冷冷媒，从而使热泵系统能在高至90℃冷凝温度时仍可以正常启动运行，不需依靠辅助设备就可取得很好的制冷效果，或在低温蒸发温度的热能能力提高10％～30％,并且系统制出跨范围载体温度。

参照图1所示，所述四通阀2开启、第一节流装置7开启、第二节流装置9断开、第三节流装置11断开，以使喷气增焓压缩机1的排气口12、四通阀2的ac接口、第二换热器4、第一单向阀8、满液过冷增补能量容积装置5、第一节流装置7、第一换热器3、四通阀2的bd接口、气液分离器6、喷气增焓压缩机1的回气口13形成工质循环流通热交换的容量降低制冷模式。

在容量降低制冷模式启动，所述四通阀2开启、第一节流装置7开启、第二节流装置9断开、第三节流装置11断开，工质由喷气增焓压缩机1产生高温高压气体经过四通阀2的ac接口流入第二换热器4中冷凝，过冷液体经过第一节流装置7后流到第一换热器3进行换热后，工质再通过四通阀2的bd接口流出，然后通过气液分离器6返回到喷气增焓压缩机1的回气口13。换热器的2进出口载体，可达到高温制冷、低温制热跨范围增补高效容变能量输送到蓄热容量或终端设备。

参照图1所示，所述四通阀2断开、第一节流装置7断开、第二节流装置9开启、第三节流装置11开启，以使喷气增焓压缩机1的排气口12、四通阀2的ab接口、第一换热器3、第一单向阀8、满液过冷增补能量容积装置5、第二节流装置9、第二换热器4、四通阀2的cd接口、气液分离器6、喷气增焓压缩机1的回气口13形成工质循环流通热交换的容量增补制热主模式。同时所述喷气增焓压缩机1的排气口12、四通阀2的ab接口、第一换热器3、第一单向阀8、满液过冷增补能量容积装置5、第三节流装置11、喷气增焓压缩机1的补气口14形成工质循环流通热交换的容量增补制热分模式。

当容量增补制热模式启动时，所述四通阀2断开、第一节流装置7断开、第二节流装置9开启、第三节流装置11开启。工质由喷气增焓压缩机1产生高温高压气体经过四通阀2的ab接口流入第一换热器3中冷凝，再通过第一单向阀8及满液过冷增补能量容积装置5，完成换热后分别流向第三节流装置11及满液过冷增补能量容积装置5，使工质再次过冷，过热后气体流回喷气增焓压缩机1的补气口14。同时，过冷液体经过第二节流装置9节流后流到第二换热器4进行换热并再通过四通阀2的cd流出，然后通过气液分离器6返回到喷气增焓压缩机1的回气口13。有效地实现制热时循环回路通过满液过冷增补能量容积装置5增加中间喷气回路，给喷气增焓压缩机1补喷气态制冷剂，并增加过冷冷媒，从而使热泵系统能在－35℃蒸发温度时仍可以正常启动运行，不需依靠辅助设备就可取得很好的制热效果，或在于在低温蒸发温度或高温冷凝温度热能能力提高10％～30％,并且系统制出跨范围载体温度。

参照图1所示，所述四通阀2开启、第一节流装置7开启、第二节流装置9断开、第三节流装置11开启，以使喷气增焓压缩机1的排气口12、四通阀2的ac接口、第二换热器4、第二单向阀10、满液过冷增补能量容积装置5、第一节流装置7、第一换热器3、四通阀2的bd接口、气液分离器6、喷气增焓压缩机1的回气口13形成工质循环流通热交换的化霜主模式。同时所述喷气增焓压缩机1的排气口12、四通阀2的ac接口、第二换热器4、第二单向阀10、满液过冷增补能量容积装置5、第三节流装置11、喷气增焓压缩机1的补气口14形成工质循环流通热交换的化霜分模式。

当化霜模式启动，四通阀2开启、第一节流装置7开启、第二节流装置9断开、第三节流装置11开启。工质由喷气增焓压缩机1产生高温高压气体并经过四通阀2的ac接口流入第二换热器4中冷凝，再通过第一单向阀8及满液过冷增补能量容积装置5，完成换热后分别流向第三节流装置11及满液过冷增补能量容积装置5，工质再次过冷，过热后气体流回喷气增焓压缩机1的补气口14。期间，过冷液体经过第一节流装置7节汉后流到第一换热器3进行换热并通过四通阀2的bd接口流出，然后通过气液分离器6返回喷气增焓压缩机1的回气口13。有效地实现制热时循环回路通过满液过冷增补能量容积装置5增加中间喷气回路，给喷气增焓压缩机1补喷气态制冷剂，并增加过冷冷媒，从而使热泵系统能在－35℃蒸发温度时仍可以正常启动运行，不需依靠辅助设备就可取得很好的化霜效果。

参照图1所示，所述满液过冷增补能量容积装置5包括具有贮液腔的过冷蒸发容器，过冷蒸发容器分别通过工质管与第一节流装置7、第一单向阀8、第二节流装置9、第二单向阀10、第三节流装置11、喷气增焓压缩机1的补气口14连接。以使制冷、制热时循环回路通过满液过冷增补能量容积装置5增加中间喷气回路，给喷气增焓压缩机1补喷气态制冷剂，增加过冷冷媒，将高温制冷、低温制热跨范围增补高效容变能量加以结合，集冬季制取热水、夏季高温取制冷水低温能源，运行稳定性高，又节能。

参照图1所示，所述第一节流装置7、第二节流装置9、第三节流装置11分别为电子膨胀阀。或者，第一节流装置7、第二节流装置9、第三节流装置11可选为其它节流器与截止阀的组合节流件。提高运行稳定性与可靠性，加强节流效果，确保换热效果。

其中，所述第一换热器3为壳管式换热器、或为板式换热器、或为套管式换热器；所述第二换热器4为壳管式换热器、或为板式换热器、或为套管式换热器。能根据实际使用情况选用装配，加强热泵系统的使用效果。

上述具体实施例仅为本实用新型效果较好的具体实施方式，凡与本实用新型的具有中间满液冷凝双高效热泵系统相同或等同的结构，均在本实用新型的保护范围内。