和高压储液罐入口连接，高压储液罐出口和高温级热力膨胀阀入口连接，高温级热力膨胀阀出口分别和第一电磁阀、第二电磁阀入口连接，第一电磁阀出口和双通道蒸发器的高温级制冷剂分液器入口连接，双通道蒸发器的高温级制冷剂集气管出口和第三电磁阀入口连接，第二电磁阀出口和板式换热器的高温级制冷剂入口连接，板式换热器的高温级制冷剂出口及第四电磁阀的入口连接，第四电磁阀的出口和第三电磁阀的出口和高温级气液分离器的入口连接，高温级气液分离器的出口及第三球阀出口和高温级压缩机的吸气口连接。
[0029]描述该实施例在不同状态下的工作方式。
[0030]在环境温度较高时，第二级循环回路单独运行模式:
第一蒸发子回路中的第二电磁阀和第四电磁阀关闭，第二蒸发子回路中的第一电磁阀和第三电磁阀开启，第一压缩机停机，第二压缩机启动，风机启动。
[0031]第二压缩机(高温级压缩机)从高温级气液分离器(第二气液分离器)吸入低压的制冷剂气体，压缩后成为高温高压的制冷剂气体，然后经过油分离器、单向阀、第一球阀进入双螺旋盘管油箱换热器，在其中放热后被冷却为高压低温的制冷剂液体，制冷剂液体经过高温级膨胀阀节流为低温低压气液混合状态，气液混合状态制冷剂经过第一电磁阀进入双通道蒸发器，在双通道蒸发器的高温级制冷剂通道中吸热成为气态制冷剂，气态制冷剂经过高温级制冷剂集气管、第三电磁阀进入高温级气液分离器，然后被高温级压缩机从吸气口吸入，完成单级循环过程。
[0032]在环境温度较低时，第一级、第二级循环回路同时运行:
第二蒸发子回路中的第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第一蒸发子回路中的第二电磁阀和第四电磁阀开启。第一压缩机和第二压缩机开启，风机启动。
[0033]低温级压缩机从低温级气液分离器吸入低压的制冷剂气体，压缩后成为高温高压的制冷剂气体，然后在板式换热器中放热，被冷却为高压低温的制冷剂液体，制冷剂液体经过低温级膨胀阀节流为低温低压气液混合状态，气液混合状态制冷剂在双通道蒸发器的低温级制冷剂通道内吸热成为低压的气态制冷剂气体，气态制冷剂气体经过低温级气液分离器被压缩机吸入，完成复叠循环低温级循环过程。
[0034]高温级压缩机从高温级气液分离器吸入低压的制冷剂气体，压缩后成为高温高压的制冷剂气体，然后经过油分离器、单向阀、第一球阀进入双螺旋盘管冷凝器(油箱换热器)并在其中放热，被冷却为高压低温的制冷剂液体，制冷剂液体经过高温级膨胀阀节流为低温低压气液混合状态，气液混合状态制冷剂经过第二电磁阀进入板式换热器并在其中吸热，成为气态制冷剂，制冷剂气体经过第四电磁阀、高温级气液分离器被压缩机吸入，完成高温级循环过程。
[0035]由于两级循环回路是独立的，因此低温级制冷剂和高温级制冷剂可以采用不同的制冷剂，例如，低温级制冷剂为R410A，高温级制冷剂为R234a。
[0036]转到图2，描述本发明的实施例2，该实施例与实施例一的不同之处在于，高温级热力膨胀阀分别设置在第一蒸发子回路和第二蒸发子回路中，而不是第一、第二蒸发子回路共用。也就是说，实施例一种为制冷剂节流前分液，实施例二为制冷剂节流后分液。
[0037]从上述实施例的结构和工作原理可知，在本发明中，第一级和第二级循环回路可以独立运行，同时在两种工作状态下，第二级循环回路能够共用第一级循环回路中的部分装置，例如共用风机，因此降低了设备成本和减小了体积。同时，双通道蒸发器中的两组制冷剂通道可以采用间隔布置的方式，低温级制冷剂通道与高温级制冷剂通道间隔排列，在单独运行时，高温级制冷剂通道单独利用蒸发器上的换热翅片，相当于增加了翅片换热器的肋化系数，增大了换热面积，换热效果更好。
[0038]从上述两种工作状态看，本发明可以根据需要切换工作模式，使其能够在不同的环境温度下稳定运行，从而使机组能够适应较宽的环境温度变化，即在较宽的环境温度中运行。
[0039]在两级循环系统同时运行时，机组可以实现较高的加热温度，在低环境温度和加热温度较大时，也有较高的系统制热能效比。
[0040]在环境温度较低时，通过双级制热模式运行，可有效降低压缩机的压缩比，降低压缩机排气温度，提高压缩机的运行效率与可靠性；同时，根据加热温度需求，双级系统可采用不同制冷剂，这样可实现较高的加热温度需求。采用该发明方案，与传统空气源热栗相比，可有效提高热栗机组对环境温度宽范围变化的适应性，提高低温环境下空气源热栗的制热量及制热能效比，实现良好的节能效果。
[0041]本发明的其他优点包括:采用双螺旋盘管，其可以同原油直接换热，较常规空气源热栗使用水作为加热媒介相比，减小中间换热损失，减小换热温差，增大了系统制热能效比。
[0042]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种原油加热用空气源热栗机组，其特征在于，包括第一级循环回路和第二级循环回路， 所述第一级循环回路包括依序连通、形成闭合循环系统的第一压缩机(I)、双通道换热器(3)、双通道蒸发器(5)和第一气液分离器(6)，位于双通道换热器(3)和双通道蒸发器(5)之间的管路上设置有第一膨胀阀(4); 所述第二级循环回路包括相互连通的换热子回路和蒸发子回路；所述换热子回路包括依序连通的第二气液分离器(19)、第二压缩机(7)、油箱换热器(11)和储液罐(13); 所述蒸发子回路包括第一、第二蒸发子回路，其两端分别与储液罐(13)和第二气液分离器(19)连通，第一蒸发子回路连接双通道换热器中的一路(3)，第二蒸发子回路连接双通道蒸发器的一路(5); 第一蒸发子回路中，双通道换热器(3)与储液罐(13)、第二气液分离器(19)之间的管道上分别设置有第二电磁阀(16)和第四电磁阀(18);第二蒸发子回路中，双通道蒸发器(5)与储液罐(13)、第二气液分离器(19)之间的管道上分别设置有第一电磁阀(15)和第三电磁阀(17);储液罐(13)的出口端连接有第二膨胀阀(14)，或者与储液罐出口端连接的第一蒸发子回路和第二蒸发子回路上分别连接有膨胀阀。2.如权利要求1所述的原油加热用空气源热栗机组，其特征在于，所述双通道蒸发器的制冷剂通道(53、54)间隔布置，一制冷剂通道的两端分别设置有第一分液器(51)和第一集气管(55)，另一制冷剂通道的两端分别设置有第二分液器和第二集气管(56)。3.如权利要求2所述的原油加热用空气源热栗机组，其特征在于，所述第一级循环回路中设置有四通换向阀(2)，该四通换向阀(2)的接口分别与第一压缩机(I)的排气口、第一气液分离器(6)的入口、双通道换热器(3)的一次侧入口和双通道蒸发器的第一集气管(55)连通。4.如权利要求1、2或3所述的原油加热用空气源热栗机组，其特征在于，所述换热子回路还包括油分离器(8)，其连接于第二压缩机(7)和油箱换热器(11)之间，该油分离器(8)的回油口与第二压缩机(7)的吸气口连接；油分离器(8)出气口与油箱换热器(11)之间的管路上依次设置有单向阀(9)和第一球阀(10);油分离器(8)回油口与第二压缩机(7)吸气口之间的管路上依次设置有视镜(20 )和第三球阀(21)。5.如权利要求4所述的原油加热用空气源热栗机组，其特征在于，所述油箱换热器(11)与储液罐(13)之间的管路上设置有第二球阀(12)。6.如权利要求1所述的原油加热用空气源热栗机组，其特征在于，所述油箱换热器(11)为双螺旋盘管冷凝器。
【专利摘要】本发明公开了一种原油加热用空气源热泵机组，主要包括第一级循环回路和第二级循环回路，第一级循环回路包括顺次连通的第一压缩机、双通道换热器、双通道蒸发器和第一气液分离器，位于双通道换热器和双通道蒸发器之间的管路上设置有第一膨胀阀；第二级循环回路包括换热子回路和蒸发子回路，其中蒸发子回路可以通过第一级循环回路中的双通道换热器或者双通道蒸发器后与换热子回路形成闭合循环回路。通过选择不同的蒸发子回路，可以实现第二级循环回路的单独运行，或者第一级循环回路、第二级循环回路同时运行，从而能够适应不同环境温度的制热运行。本发明具有制热量衰减小，能效比高、适应环境温度范围宽，以及运行稳定和可靠的优点。
【IPC分类】F25B30/06
【公开号】CN105202813
【申请号】CN201510633641
【发明人】余延顺, 江安峰, 赵跃
【申请人】南京苏佰能能源科技有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月29日