一種熱泵系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供一種熱泵系統，主要解決現有熱泵系統對高溫熱源利用率低的問題。本實用新型提供的熱泵系統具有兩套冷媒循環回路，將其中一冷媒循環回路中冷凝器流出冷媒與另一冷媒循環回路將要流入蒸發器入口的冷媒在中間換熱裝置內進行熱量交換，通過設置中間換熱裝置使得兩冷媒循環回路具有不同的蒸發溫度，不同的蒸發溫度使得熱泵系統不僅能夠利用高溫熱源的高溫部分，還能夠利用到高溫熱源的中低溫部分，大大提高了對高溫熱源的利用率，而由于第一冷媒通路內的高壓液體得到進一步冷卻，從而增大第一冷媒循環回路的蒸發器出入口的冷媒比焓差，提高熱泵系統的制熱性能系數，另外，兩個冷媒循環回路共用一個冷凝器，簡化了結構。
【專利說明】
一種熱泵系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及熱栗領域，具體涉及一種熱栗系統。
【背景技術】
[0002]常規的高溫熱栗一般采用如圖1所示的單級壓縮熱栗循環系統，包括依次連接的壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器。為了獲取較高的供熱溫度，具有較高臨界溫度的冷媒一般工作在較高冷凝溫度下，與被加熱介質之間的工作溫差較大，當熱源溫度較低時，熱栗制熱性能系數COP較低；當熱源溫度較高例如為工業余熱時，僅能利用熱源的高溫部分而浪費了中低溫部分。
【實用新型內容】
[0003]有鑒于此，本實用新型提供一種熱栗系統，以解決現有技術中存在的對高溫熱源利用率低的問題。
[0004]為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]—種熱栗系統，包括第一冷媒循環回路、第二冷媒循環回路和中間換熱裝置，所述第一冷媒循環回路和所述第二冷媒循環回路共用一個冷凝器，所述中間換熱裝置包括相互之間進行換熱的第一冷媒通路和第二冷媒通路；
[0006]所述第一冷媒通路連接于共用的所述冷凝器出口與第一節流裝置入口之間；
[0007]所述第二冷媒通路連接于所述第二冷媒循環回路的第二節流裝置出口與第二蒸發器入口之間。
[0008]優選的，所述第一冷媒循環回路的第一壓縮機和所述第二冷媒循環回路的第二壓縮機的出口均與共用的所述冷凝器的入口連接，共用的所述冷凝器的出口連接所述第一冷媒通路的入口和所述第二冷媒循環回路的第二節流裝置的入口。
[0009]優選的，所述第二冷媒循環回路的第二蒸發器上并聯有分流支路。
[0010]優選的，所述分流支路上設置有流量控制閥。
[0011 ]優選的，所述流量控制閥為電磁二通閥。
[0012]優選的，所述第一冷媒循環回路的第一壓縮機為一個或者并聯設置的至少兩個；和/或，
[0013]所述第二冷媒循環回路的第二壓縮機為一個或者并聯設置的至少兩個。
[0014]優選的，所述第一冷媒循環回路和所述第二冷媒循環回路內的冷媒為臨界溫度高于Tl、標準沸點低于T2的單一冷媒或混合冷媒；
[0015]其中，10cC《Tl< 200Γ，-45Γ <Τ2<45Γ0
[0016]優選的，所述中間換熱裝置為套管換熱器、板式換熱器或微通道換熱器。
[0017]優選的，所述第一冷媒循環回路的第一節流裝置和/或所述第二冷媒循環回路的第二節流裝置為毛細管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、節流短管或節流孔板。
[0018]優選的，所述第一冷媒循環回路的第一壓縮機和/或所述第二冷媒循環回路的第二壓縮機為變容式壓縮機或變頻式壓縮機。
[0019]優選的，所述第一冷媒循環回路的第一蒸發器和/或所述第二冷媒循環回路的第二蒸發器為翅片管式換熱器、套管換熱器、板式換熱器、殼管換熱器或微通道換熱器；
[0020]所述共用的冷凝器為翅片管式換熱器、套管換熱器、板式換熱器、殼管換熱器或微通道換熱器。
[0021 ]本實用新型的有益效果是:
[0022]本實用新型提供的熱栗系統具有兩套冷媒循環回路，將其中一冷媒循環回路中冷凝器流出冷媒與另一冷媒循環回路將要流入蒸發器入口的冷媒在中間換熱裝置內進行熱量交換，通過設置中間換熱裝置使得兩冷媒循環回路具有不同的蒸發溫度，不同的蒸發溫度使得熱栗系統不僅能夠利用高溫熱源的高溫部分，還能夠利用到高溫熱源的中低溫部分，大大提高了對高溫熱源的利用率，由于第一冷媒通路內的高壓液體得到進一步冷卻，從而增大了第一冷媒循環回路的蒸發器出入口的冷媒比焓差，提高熱栗系統的制熱性能系數，另外，兩個冷媒循環回路共用一個冷凝器，簡化了結構。
【附圖說明】
[0023]通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中:
[0024]圖1是現有的單級壓縮熱栗循環系統的示意圖；
[0025]圖2是本實用新型提供的熱栗系統的結構示意圖之一；
[0026]圖3是本實用新型提供的熱栗系統的結構示意圖之二；
[0027]圖4是本實用新型提供的熱栗系統的結構示意圖之三。
[0028]圖中，I’、壓縮機;2’、冷凝器;3’、節流裝置;4’、蒸發器；
[0029]11、第一壓縮機；12、第二壓縮機;2、共用冷凝器;31、第一節流裝置;32、第二節流裝置;41、第一蒸發器;42、第二蒸發器;5、中間換熱裝置;6、分流支路;7、電磁二通閥。
【具體實施方式】
[0030]以下基于實施例對本實用新型進行描述，但是本實用新型并不僅僅限于這些實施例。在下文對本實用新型的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本實用新型。為了避免混淆本實用新型的實質，公知的方法、過程、流程、元件并沒有詳細敘述。
[0031]下面參照圖2至圖4說明本實用新型的熱栗系統的實施例。
[0032]如圖2所示，本實用新型提供了一種熱栗系統，包括兩套冷媒循環回路，即第一冷媒循環回路和第二冷媒循環回路，還包括一個中間換熱裝置5，通過中間換熱裝置5將第一冷媒循環回路和第二冷媒循環回路耦合在一起。為簡化結構，第一冷媒循環回路和第二冷媒循環回路共用一個冷凝器，即圖中所示的共用冷凝器2。
[0033]具體的，第一冷媒循環回路包括經管路依次連接的第一壓縮機11、共用冷凝器2、第一節流裝置31和第一蒸發器41，第二冷媒循環回路包括經管路依次連接的第二壓縮機
12、共用冷凝器2、第二節流裝置32和第二蒸發器42。
[0034]中間換熱裝置5包括第一冷媒通路和第二冷媒通路，兩條冷媒通路之間可進行相互換熱。第一冷媒通路的一端與共用冷凝器2的出口連接，另一端與第一節流裝置31的入口連接。第二冷媒通路的一端與第二節流裝置32的出口連接，另一端與第二蒸發器42的入口連接。
[0035]由于共用一個冷凝器，共用冷凝器2的兩端與各器件的連接關系為，第一壓縮機11和第二壓縮機12的出口并接入共用冷凝器2的入口，共用冷凝器2的出口連接第一冷媒通路的入口以及第二節流裝置32的入口。
[0036]該熱栗系統的工作過程為:
[0037]第一冷媒循環回路的第一壓縮機11和第二冷媒循環回路的第二壓縮機12分別將冷媒壓縮成高溫高壓的氣體后送入共用冷凝器2內，在共用冷凝器2內過冷為高壓液體后分為兩路支路，其中一路支路進入中間換熱裝置5的第一冷媒通路，另一支路經第二節流裝置32節流變為低溫低壓雙相流體后進入中間換熱裝置5的第二冷媒通道，在中間換熱裝置5內，第一冷媒通路內的冷媒與第二冷媒通路內的冷媒進行換熱，第一冷媒通路內的高壓液體得到進一步冷卻，然后經第一節流裝置31節流后進入第一蒸發器41蒸發氣化，氣化的冷媒回到第一壓縮機11內完成一個循環，而第二冷媒通路內的低溫低壓雙相流體的部分液態冷媒吸熱氣化，然后進入第二蒸發器42完全蒸發氣化，氣化的冷媒回到第二壓縮機12內完成一個循環。
[0038]從上述的工作過程可知，由于在中間換熱裝置5內的換熱，使得第一冷媒通路內的高壓液體得到進一步冷卻，從而，兩冷媒循環回路具有不同的蒸發溫度，即第一冷媒循環回路的蒸發溫度較低，第二冷媒循環回路的蒸發溫度較高。由于兩套冷媒循環回路的蒸發溫度不同，因此使得兩套冷媒循環回路中的蒸發器能夠梯度的吸收熱源的熱量，不僅能夠利用高溫熱源的高溫部分，還能夠利用到高溫熱源的中低溫部分，大大提高了對高溫熱源的利用率，而由于第一冷媒通路內的高壓液體得到進一步冷卻，從而增大第一蒸發器41出入口的冷媒比焓差，提高熱栗系統的制熱性能系數。
[0039]其中，第一壓縮機11和第二壓縮機12均可以是一個，也可以是并聯設置的至少兩個，例如如圖3所示，第一壓縮機11為并聯的兩個，或者采用兩個壓縮缸共用一個電機和殼體的形式，兩個第一壓縮機11可單獨工作，也可一起工作，當然，第一壓縮機11和第二壓縮機12可以是兩個單獨的壓縮機，也可以是采用兩個壓縮缸共用一個電機和殼體的形式，第一壓縮機11和第二壓縮機12可單獨工作，也可一起工作，壓縮機可以是變容式壓縮機，也可以是變頻式壓縮機，如轉子壓縮機、渦旋壓縮機、螺桿壓縮機、離心壓縮機等。中間換熱裝置5的結構不限，能夠提供兩路冷媒通路并實現相互之間的換熱即可，例如可以是套管換熱器、板式換熱器、微通道換熱器等。第一節流裝置31和第二節流裝置32的具體結構不限，能夠實現節流降壓作用的結構均可，例如毛細管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、節流短管、節流孔板等。第一蒸發器41、第二蒸發器42、共用冷凝器2的具體結構不限，能夠實現換熱的結構即可，例如翅片管式換熱器、套管換熱器、板式換熱器、殼管換熱器、微通道換熱器等。
[0040]第一冷媒循環回路內的冷媒與第二冷媒循環回路內的冷媒可以相同也可以不同，優選采用臨界溫度高于Tl、標準沸點低于T2的單一冷媒或混合冷媒，100°C < Tl < 200 °C,-45。(:<了2<45。(:，進一步優選的，125。(:<1'1 < 185Γ，-35Γ < T2 < 35Γ。
[0041]在一個優選實施例中，如圖4所示，在第二蒸發器42上并聯有分流支路6，對由第二冷媒通路流出的冷媒進行分流，從而控制流入第二蒸發器42內的冷媒量，例如，在分流支路6上設置流量控制閥，進一步優選的，流量控制閥為電磁二通閥7，當第二蒸發器42停止工作時，電磁二通閥7打開，大部分冷媒進入分流支路以減小第二蒸發器42的壓降，在中間換熱裝置5中，仍然能夠對第一冷媒通路內的液態冷媒產生過冷效果，進一步提高熱栗系統的能效。
[0042]此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0043]同時，應當理解，示例實施例被提供，以使本公開是全面的，并將其范圍充分傳達給本領域技術人員。很多特定細節(例如特定部件、設備和方法的示例)被給出以提供對本公開的全面理解。本領域技術人員將明白，不需要采用特定細節，示例實施例可以以很多不同的形式被實施，并且示例實施例不應被理解為限制本公開的范圍。在一些示例實施例中，眾所周知的設備結構以及眾所周知的技術沒有詳細描述。
[0044]當一元件或層被提及為在另一元件或層“上”、“被接合到”、“被連接到”或“被聯接至Γ另一元件或層時，其可直接在另一元件或層上、被直接接合、連接或聯接到另一元件或層，或者可存在中間元件或層。相比之下，當一元件被提及為“直接”在另一元件或層“上”、“直接被接合到”、“直接被連接到”或“直接被聯接到”另一元件或層時，可不存在中間元件或層。用于描述元件之間關系的其它詞語應該以相似方式被解釋(例如，“之間”與“直接在之間”，“鄰近”與“直接鄰近”等)。如在此使用的，術語“和/或”包括一個或更多關聯的所列項目中的任一或全部組合。
[0045]雖然術語第一、第二、第三等在此可被用于描述各個元件、部件、區域、層和/或區段，但是這些元件、部件、區域、層和/或區段不應該被這些術語限制。這些術語可僅用于將一個元件、部件、區域、層或區段與另一元件、區域、層或區段區分開。諸如“第一”、“第二”的術語和其它數值術語當在此使用時不意味著次序或順序，除非上下文明確指出。因而，下面討論的第一元件、部件、區域、層或區段可被稱為第二元件、部件、區域、層或區段，而不背離示例實施例的教導。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0046]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并不用于限制本實用新型，對于本領域技術人員而言，本實用新型可以有各種改動和變化。凡在本實用新型的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種熱栗系統，其特征在于:包括第一冷媒循環回路、第二冷媒循環回路和中間換熱裝置(5)，所述第一冷媒循環回路和所述第二冷媒循環回路共用一個冷凝器(2)，所述中間換熱裝置(5)包括相互之間進行換熱的第一冷媒通路和第二冷媒通路； 所述第一冷媒通路連接于共用的所述冷凝器(2)出口與第一節流裝置(31)入口之間； 所述第二冷媒通路連接于所述第二冷媒循環回路的第二節流裝置(32)出口與第二蒸發器(42)入口之間。2.根據權利要求1所述的熱栗系統，其特征在于:所述第一冷媒循環回路的第一壓縮機(11)和所述第二冷媒循環回路的第二壓縮機(12)的出口均與共用的所述冷凝器(2)的入口連接，共用的所述冷凝器(2)的出口連接所述第一冷媒通路的入口和所述第二冷媒循環回路的第二節流裝置(32)的入口。3.根據權利要求1所述的熱栗系統，其特征在于:所述第二冷媒循環回路的第二蒸發器(42)上并聯有分流支路(6)。4.根據權利要求3所述的熱栗系統，其特征在于:所述分流支路(6)上設置有流量控制閥。5.根據權利要求4所述的熱栗系統，其特征在于:所述流量控制閥為電磁二通閥(7)。6.根據權利要求1至5任一項所述的熱栗系統，其特征在于:所述第一冷媒循環回路的第一壓縮機(11)為一個或者并聯設置的至少兩個;和/或， 所述第二冷媒循環回路的第二壓縮機(12)為一個或者并聯設置的至少兩個。7.根據權利要求1至5任一項所述的熱栗系統，其特征在于:所述第一冷媒循環回路和所述第二冷媒循環回路內的冷媒為臨界溫度高于Tl、標準沸點低于T2的單一冷媒或混合冷媒； 其中，100。(:<11<200。(:，-45。(:<丁2<45。(:。8.根據權利要求1至5任一項所述的熱栗系統，其特征在于:所述中間換熱裝置(5)為套管換熱器、板式換熱器或微通道換熱器。9.根據權利要求1至5任一項所述的熱栗系統，其特征在于:所述第一冷媒循環回路的第一節流裝置(31)和/或所述第二冷媒循環回路的第二節流裝置(32)為毛細管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、節流短管或節流孔板。10.根據權利要求1至5任一項所述的熱栗系統，其特征在于:所述第一冷媒循環回路的第一壓縮機(11)和/或所述第二冷媒循環回路的第二壓縮機(12)為變容式壓縮機或變頻式壓縮機。11.根據權利要求1至5任一項所述的熱栗系統，其特征在于:所述第一冷媒循環回路的第一蒸發器(41)和/或所述第二冷媒循環回路的第二蒸發器(42)為翅片管式換熱器、套管換熱器、板式換熱器、殼管換熱器或微通道換熱器； 共用的所述冷凝器(2)為翅片管式換熱器、套管換熱器、板式換熱器、殼管換熱器或微通道換熱器。
【文檔編號】F25B7/00GK205481898SQ201521054695
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月16日
【發明人】梁祥飛, 方金升, 鄭波, 黃明月
【申請人】珠海格力電器股份有限公司