一种复叠制冷式中高温水源热泵机组的制作方法

本实用新型属于热泵机组领域，特别是涉及一种复叠制冷式中高温水源热泵机组。

背景技术：

作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，采用燃油、燃气锅炉则运行费用很高，采用电加热取暖要消耗大量的电能，效率更低，费用更高。而采用传统的空气源热泵空调机组进行热泵取暖，会受到冬季环境温度低的影响，低于-5℃会使机组运行不稳定，制热量下降，难以满足用户的要求。

目前水源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式，传统的水源热泵机组最高出水温度55℃或65℃，在高温工况下工作压力过高，压缩比大，能效比低，不可能形成90℃以上的供热水温度，且受压缩机运转极限限制，机组在高温工况下长期运行的安全可靠性低，对于北方采暖方式不能提供足够温度的热水，仍需锅炉等作为辅助热源。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种复叠制冷式中高温水源热泵机组，通过第一循环系统、第二循环系统和第三循环系统之间能量的传递来不断的将水进行循环持续加热，解决了现有水源热泵组件不能够有效的将水进行加热为人们进行有效供暖的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种复叠制冷式中高温水源热泵机组，包括第一压缩机、第一电磁阀、第一换热器、第一单向阀、储液器、第一节流元件、第二换热器、第二压缩机、第三换热器、第二节流元件、第二电磁阀、第三压缩机、第四换热器、第三节流元件、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第二单向阀；

所述第一压缩机通过管道依次与第一电磁阀、第一换热器、第一单向阀、储液器、第一节流元件和第二换热器串形连接，并构成第一循环系统；

所述第二压缩机通过管道依次与第三换热器、第二节流元件和第一换热器串形连接，并构成第二循环系统；

所述第三压缩机通过管道依次与第四换热器、第三节流元件、第三电磁阀、第三换热器和第二电磁阀串形连接，并构成第三循环系统；

所述第一压缩机通过管道依次与第四电磁阀和第四换热器相连通；所述第一压缩机通过管道依次与第五电磁阀和第三换热器相连通；

所述第三换热器和所述第四换热器通过管道均与第二单向阀相连通；所述第二单向阀通过管道与第一换热器相连通。

进一步地，所述第二换热器上分别安装有冷水回水管和冷水出水管；所述第三换热器上分别安装有中温出水管和中温进水管；所述第四换热器上分别安装有高温出水管和高温进水管。

进一步地，所述第一循环系统内采用低温制冷剂；所述第二循环系统和所述第三循环系统内均采用高温制冷剂。

进一步地，所述第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器均采用管壳式换热器。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过采用中高温水源热泵机组来取代传统的燃煤锅炉，此方式加热效率高，且能源利用率高，机组运行稳定，能够有效的保护环境，且降低了制造和生产成本。

2、本实用新型通过低温制冷剂在第一循环系统的内循环，并在第一换热器内将热量传递给第二循环系统内的高温制冷剂，而第二循环系统内的高温制冷剂在第三换热器内将热量传递给第三循环系统内的高温制冷剂，第三循环系统内的高温制冷剂在第四换热器内将热量传给外界水源，从而将热水加热到90℃以上，通过三个循环系统内的能量传递来将热水进行加热，可有效的利用能量，并满足人们的日常用水和供暖需求，降低了日常生活成本。

3、本实用新型通过第一循环系统内低温制冷剂的能量传递给第二循环系统内的高温制冷剂，来将第三换热器内的水进行加热，可产生中温水来满足人们日常用水和供暖的不同需求，丰富了中高温水源热泵机组的功能。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型一种复叠制冷式中高温水源热泵机组的原理图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-第一压缩机，2-第一电磁阀，3-第一换热器，4-第一单向阀，5-储液器，6-第一节流元件，7-第二换热器，8-第二压缩机，9-第三换热器，10-第二节流元件，11-第二电磁阀，12-第三压缩机，13-第四换热器，14-第三节流元件，15-第三电磁阀，16-第四电磁阀，17-第五电磁阀，18-第二单向阀，19-冷水回水管，20-冷水出水管，21-高温出水管，22-高温进水管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型为一种复叠制冷式中高温水源热泵机组，包括第一压缩机1、第一电磁阀2、第一换热器3、第一单向阀4、储液器5、第一节流元件6、第二换热器7、第二压缩机8、第三换热器9、第二节流元件10、第二电磁阀11、第三压缩机12、第四换热器13、第三节流元件14、第三电磁阀15、第四电磁阀16、第五电磁阀17和第二单向阀18；

其中第一压缩机1、第二压缩机8和第三压缩机12均采用国产YW系列高温热泵专用压缩机；第一节流元件6、第二节流元件10和第三节流元件14均采用电子膨胀阀。

第一压缩机1通过管道依次与第一电磁阀2、第一换热器3、第一单向阀4、储液器5、第一节流元件6和第二换热器7串形连接，并构成第一循环系统；通过低温制冷剂在第一循环系统内能量传递作用，可将第二换热器7内水源能量进行交换，从而使得第二换热器7内产生冷水。

第二压缩机8通过管道依次与第三换热器9、第二节流元件10和第一换热器3串形连接，并构成第二循环系统；第一循环系统内的低温制冷剂在第一循环系统内循环并将水源提供的能量与第二循环系统内的高温制冷剂进行能量交换传递，此时可将第三换热器9内经过的水源进行加热，产生中温水；

第三压缩机12通过管道依次与第四换热器13、第三节流元件14、第三电磁阀15、第三换热器9和第二电磁阀11串形连接，并构成第三循环系统；第三循环系统内的高温制冷剂在第三循环系统内循环，并与第二循环系统内的高温制冷剂在第三换热器9内进行能量的交换传递，此时高温制冷剂可将第四换热器13内经过的液体进行加热，产生高温水，其水温至少为90℃。

第一压缩机1通过管道依次与第四电磁阀16和第四换热器13相连通；第一压缩机1通过管道依次与第五电磁阀17和第三换热器9相连通；

第三换热器9和第四换热器13通过管道均与第二单向阀18相连通；第二单向阀18通过管道与第一换热器3相连通；

其中，第二换热器7上分别安装有冷水回水管19和冷水出水管20；

第三换热器9上分别安装有中温出水管和中温进水管；

第四换热器13上分别安装有高温出水管21和高温进水管22。

其中，第一循环系统内采用低温制冷剂；第二循环系统和第三循环系统内均采用高温制冷剂，高温制冷剂为DR140高温冷媒。

其中，第一换热器3、第二换热器7、第三换热器9和第四换热器13均采用管壳式换热器，管壳式换热器的换热面积比其他换热器面积大，能够有效的提高换热效率。

本实施例的一个具体应用为：

制冷运行：第一压缩机1工作，第二压缩机8和第三压缩机12关闭，第一电磁阀2、第二电磁阀11和第三电磁阀15关闭，第四电磁阀16和第五电磁阀17工作；低温制冷剂在第一压缩机1作用下经第四电磁阀16和第五电磁阀17分别流向第四换热器13和第三换热器9，并在第四换热器13和第三换热器9内进行冷凝放热变成中温高压液体制冷剂，中温高压液体制冷剂经依次经第二单向阀18、第一单向阀4、储液器5和第一节流元件6后变成低温低压液体制冷剂，低温低压液体制冷剂经第二换热器7吸热蒸发后变成低温低压汽体制冷剂，低温低压汽体制冷剂从第一压缩机1回气口返回第一压缩机1，依次循环往复形成制冷循环工作，而第二换热器7内的水源被冷却后，将产生冷水，且此方式换热效率高。

中温制热执行：第一压缩机1和第二压缩机8工作，第三压缩机12关闭，第二电磁阀11、第三电磁阀15、第四电磁阀16和第五电磁阀17关闭，第一电磁阀2工作，第一循环系统内的低温制冷剂在第一压缩机1作用下，在第一换热器3内进行冷凝放热后变成中温高压液体制冷剂，中温高压液体制冷剂依次经第一单向阀4、流经贮液器4和第一节流元件6后变成低温低压液体制冷剂，低温低压液体制冷剂通过第二换热器7后进行吸热蒸发变成的低温低压汽体制冷剂从第一压缩机1的回气口返回第一压缩机1；

在第二压缩机8的作用下，第二循环系统内的高压高温制冷剂在第三换热器9内进行放热冷凝后变成中温高压液体制冷剂，中温高压液体制冷剂经第二节流元件10变成低温低压液体制冷剂后，流入到第一换热器3内，并吸收第一循环系统内低温制冷剂在第一换热器3释放的热量后变成低温低压汽体制冷剂，低温低压汽体制冷剂最后从第二压缩机8的回气口返回第二压缩机8，如此往复循环，流进第三换热器9内的水源，将产生中温水。

高温制热执行：第一压缩机1、第二压缩机8和第三压缩机12均工作，第一电磁阀2、第二电磁阀11和第三电磁阀15均工作，第四电磁阀16和第五电磁阀17关闭，中温制热执行继续执行，在第三压缩机12的作用下，第三循环系统内的高压高温制冷剂将在第四换热器13进行冷凝放热，经第三节流元件14后变成低温低压的液体制冷剂，低温低压的液体制冷剂吸收第二循环系统内高温制冷剂在第三换热器9释放的热量后变成低温低压汽体制冷剂，低温低压汽体制冷剂最后经第三压缩机12的回气口返回第三压缩机12内，如此往复循环，流进第四换热器13内的水源将产生高温水。

此外以上的第一压缩机1、第二压缩机8、第三压缩机12、第一电磁阀2、第二电磁阀11、第三电磁阀15、第四电磁阀16和第五电磁阀17均通过控制面板进行控制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。