一种高效的大温升两级节流两级压缩热泵热水机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及热水装置，尤其是一种热栗热水机。
【背景技术】
[0002] 在环境与能源问题日益严重尤其是雾霾危害加深的当下，节能环保的热栗热水器 已成为具有广大市场前景的生活中必不可少的一种装置。然而热栗热水器毕竟还是需要消 耗大量电能，因此提高其效率成为一个改进的重点。此外，在我国北方冬季较低的温度下， 普通的热栗热水器效率急剧下降甚至无法运行也严重制约了其节能效果。
【发明内容】
[0003] 为了克服已有热栗热水器的功耗较大、能效较低、工作温区不够广的不足，本实用 新型提供一种大大减少功耗、提升能效、增大工作温区的高效的大温升两级节流两级压缩 热栗热水机。
[0004] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005] -种高效的大温升两级节流两级压缩热栗热水机，所述热栗热水机包括高压压缩 机、低压压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、第一气液分离器和蒸发器，所述高压压缩机的出 口与所述第一冷凝器的制冷剂入口连通，所述第一冷凝器的制冷剂出口经过第一节流装置 与所述第一气液分离器的入口连通，所述第一气液分离器的气体出口与所述高压压缩机的 入口连通，所述第一气液分离器的液体出口经过单向阀与第二节流装置的入口连通，所述 第二节流装置的出口与所述蒸发器的入口连通，所述蒸发器的出口与所述低压压缩机的入 口连通，所述低压压缩机的出口分为两股，一股经过第一截止阀与第二冷凝器的制冷剂入 口连通，所述第二冷凝器的制冷剂出口与所述第二节流装置的入口连通；另一股经过第二 截止阀与高压压缩机的入口连通；
[0006] 总冷水进口通过水栗与第二冷凝器的冷水进口连通，所述第二冷凝器的热水出口 与所述第一冷凝器的冷水进口连通，所述第一冷凝器的热水出口为总热水出口。
[0007] 进一步，所述蒸发器的出口与第二气液分离器的入口连通，所述第二气液分离器 的气体出口与所述低压压缩机的入口连通。
[0008] 再进一步，所述高压压缩机的出口与第一油分离器入口连接，所述第一油分离器 的油出口与所述高压压缩机的入口连通，所述第一油分离器的制冷剂出口与所述第一冷凝 器的制冷剂入口连通;所述低压压缩机的出口与第二油分离器入口连接，所述第二油分离 器的油出口与所述低压压缩机的入口连通，所述第二油分离器的制冷剂出口分为两股分别 与第一截止阀的入口及第二截止阀的入口连接。
[0009] 所述第二冷凝器的制冷剂出口与所述蒸发器的入口之间设置化霜支管，所述化霜 支管上安装第三截止阀。
[0010] 所述蒸发器的出口经过第四截止阀与所述高压压缩机的入口连通，第一气液分离 器的气体出口与第五截止阀入口连接，第五截止阀出口分别与第二截止阀出口、第四截止 阀出口、高压压缩机入口连接。
[0011]或者是:所述第二气液分离器的出口经过第四截止阀与所述高压压缩机的入口连 通，所述第一气液分离器的气体出口与第五截止阀入口连接，第五截止阀出口分别与第二 截止阀出口、第四截止阀出口、高压压缩机入口连接。
[0012] 本实用新型的有益效果主要表现在：
[0013] 1、采用两级压缩两级节流，与单级热栗相比大大扩展了使用范围，提升了效率。
[0014] 2、相比已有的两级压缩热栗，巧妙地采用了两级加热热水，在热水温升较大时，可 以大大减少高压压缩机的耗功，也就是进一步提升了系统能效。本质上来讲，现有的直热式 热栗热水器具有较大的换热温差即产生较大的熵产，而循环式热栗热水器则会将冷水与热 水混合同样造成了较大的熵产，而本实用新型则减少了上述熵产，提高了系统的热力学完 善性。
[0015] 3、在不同的季节、不同的外部条件下可以选择最合适的模式，最大限度地提升季 节能效，并保证系统的稳定运行。部件简单管路灵活，通过少量的截止阀切换何以实现两级 压缩两级加热模式、两级压缩一级加热模式、低压级压缩单级加热模式、高压级压缩单级加 热模式以及热气旁通化霜模式。
【附图说明】
[0016] 图1是一种高效的大温升两级节流两级压缩热栗热水机的原理图。
[0017] 图2是另一种高效的大温升两级节流两级压缩热栗热水机的原理图。
[0018]图3是再一种高效的大温升两级节流两级压缩热栗热水机的原理图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0020] 参照图1~图3,一种高效的大温升两级节流两级压缩热栗热水机，包括高压压缩 机1、低压压缩机10、第一冷凝器3、第二冷凝器13、第一气液分离器5和蒸发器8,所述高压压 缩机1的出口与所述第一冷凝器3的制冷剂入口连通，所述第一冷凝器3的制冷剂出口经过 第一节流装置4与所述第一气液分离器5的入口连通，所述第一气液分离器5的气体出口与 所述高压压缩机1的入口连通，所述第一气液分离器5的液体出口经过单向阀6与第二节流 装置7的入口连通，所述第二节流装置7的出口与所述蒸发器8的入口连通，所述蒸发器8的 出口与所述低压压缩机10的入口连通，所述低压压缩机10的出口分为两股，一股经过第一 截止阀12与第二冷凝器13的制冷剂入口连通，所述第二冷凝器13的制冷剂出口与所述第二 节流装置7的入口连通;另一股经过第二截止阀14与高压压缩机1的入口连通；
[0021] 总冷水进口通过水栗15与第二冷凝器13的冷水进口连通，所述第二冷凝器13的热 水出口与所述第一冷凝器3的冷水进口连通，所述第一冷凝器3的热水出口为总热水出口。
[0022] 进一步，所述蒸发器8的出口与第二气液分离器9的入口连通，所述第二气液分离 器9的气体出口与所述低压压缩机10的入口连通。
[0023] 再进一步，所述高压压缩机1的出口与第一油分离器2入口连接，所述第一油分离 器2的油出口与所述高压压缩机1的入口连通，所述第一油分离器2的制冷剂出口与所述第 一冷凝器3的制冷剂入口连通;所述低压压缩机10的出口与第二油分离器11入口连接，所述 第二油分离器11的油出口与所述低压压缩机10的入口连通，所述第二油分离器11的制冷剂 出口分为两股分别与第一截止阀的入口及第二截止阀的入口连接。
[0024] 所述第二冷凝器13的制冷剂出口与所述蒸发器8的入口之间设置化霜支管，所述 化霜支管上安装第三截止阀16。
[0025] 所述蒸发器的出口经过第四截止阀与所述高压压缩机的入口连通，第一气液分离 器的气体出口与第五截止阀入口连接，第五截止阀出口分别与第二截止阀出口、第四截止 阀出口、高压压缩机入口连接。
[0026] 或者是:所述第二气液分离器9的气体出口经过第四截止阀17与所述高压压缩机1 的入口连通，所述第一气液分离器5的气体出口与第五截止阀18入口连接，第五截止阀18出 口分别与第二截止阀14出口、第四截止阀17出口、高压压缩机1入口连接。
[0027]本实施例的工作过程为：
[0028] 参照图1:
[0029] 两级压缩两级加热模式：当环境温度较低，所需热水温度又较高，且冷水进水温度 较低时采用该模式，第一截止阀12与第二截止阀14均打开，高压压缩机1、低压压缩机10均 运行，水栗15运行。高温高压的含油气态制冷剂从高压压缩机1出口流出进入第一油分离器 2,含油制冷剂中的润滑油在第一油分离器被分离出来并从第一油分离器2的油出口流出回 到压缩机入口，高温高压的制冷剂从油分离器的制冷剂出口流出进入第一冷凝器3制冷剂 入口放热冷凝，高压的液态制冷剂从第一冷凝器3的制冷剂出口流出经过第一节流装置4后 变成中压的气液混合制冷剂并进入第一气液分离器5的入口，气态制冷剂从第一气液分离 器5的气体出口流出，液态制冷剂从第一气液分离器5的液体出口流出经过单向阀6后与来 自第二冷凝器13的液态制冷剂混合后经过第二节流装置7后变成低温低压的制冷剂气液混 合物进入蒸发器8吸收环境热量，吸热蒸发后的低温低压气态制冷剂经过第二气液分离器9 然后被吸入低压压缩机10的入口，中温中压的含油制冷剂从低压压缩机10的出口排出进入 第二油分离器11，其中的润滑油从第二油分离器11的油出口流出返回低压压缩机10的入 口，而中温中压的制冷剂则从第二油分离器11的制冷剂出口流出分成两股，一股经过第一 截止阀12进入第二冷凝器13中冷凝放热变成中压的液态制冷剂，从第二冷凝器13的制冷剂 出口流出后与来自单向阀出口的制冷剂混合，另一路经过第二截止阀14与来自第一气液分 离器5气体出口的制冷剂混合后返回高压压缩机1的入口。冷水经过水栗15后进入第二冷凝 器13中被初步加热，变成中温热水，然后再进入第一冷凝器3被进一步加热，变成高温热水 后从第一冷凝器3水出口流出供给用户。
[0030] 为了更好地说明本实用新型的节能效果，下面给出了基于两级压缩两级加热模式 的系统模拟计算结果并与传统的单级热栗以及以专利(200720039229.1)为代表的两级压 缩热栗(包括喷射增焓热栗)进行对比。计算时，各个部件根据质量守恒与能量守恒建模，压 缩机等熵效率米用Navarro-Pe