专利名称：复叠式超高温水源热泵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供热装置，尤其是涉及一种利用地下水低品位热能转变成可直接利用的高品位热能的复叠式超高温水源热泵装置。
(二)技术背景目前在我国，建筑物的采暖供热，除一部分为热电厂集中供热外，几乎全为分散的燃料锅炉房供热，这些供热装置靠直接燃烧固体燃料煤或油获得热量，不仅效率低、造成能源浪费，而且燃烧产生的二氧化碳气体及烟尘对环境造成了严重的污染，随着全球性的能源危机和人们节能环保意识的不断增强，探索节能环保型的供热装置已成当务之急。
而水源热泵的产生和发展就是供暖装置变革的产物。水源热泵是通过消耗少量(25-30％)高品位电能。将土壤里、地下水中的大量的不可直接利用的低品位热能转变成可直接利用的高品位热能的装置。
然而目前的水源热泵供热还没有达到标准采暖供水温度，其最高供水温度为60℃，离供暖水最低标准温度90℃相差较远。而且此时能效比较低，正常供回水工况在50/40℃左右，若用在空调风机盘管散热系统勉强可以使用，但用于暖气系统，则水温偏低，特别是老系统改造，由于原暖气片按标准水温70-90℃配置。因此50℃左右水温通常难以满足要求。
由于目前水源热泵装置均采用中温制冷剂(如R22)进行单机循环，这种装置压缩比大，冷凝压力较高，因此不可能形成较高供水温度，而简单地使用高温制冷剂进行单机运行，只能从40℃以上的热源中提取热量，否则能效比只有1.5左右，所以同样不能达到目的。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是采用高低温两种不同工作介质，将热泵循环装置分成高、低温两段进行复叠式循环，并使高、低温两种工作介质在最佳工作状态下运行，增加了大温差热泵循环的能效比，使正常运行时，供水温度在70℃以上，能效比高达3.78以上。
本实用新型是以如下技术措施实现的复叠式超高温水源热泵装置，是由控制柜和复叠式超高温水源热泵装置柜组成。
控制柜为外购现有产品，在此故不细述。在装置柜内主要装有低温压缩机、蒸发器、低温汽液热交换器，贮液器、蒸发冷凝器、低温电磁阀、低温膨胀阀、温度开关、低压开关、高温汽液热交换器、高温压缩机、冷凝器、高温电磁阀、高温膨胀阀。蒸发冷凝器的介质输出口由连接管与高温汽液热交换器的介质输入口连接，高温汽液热交换器的介质输出口由连接管与高温压缩机的介质输入口连接。高温压缩机的介质输出口由连接管与冷凝器介质输入口连接。低压开关装在高温汽液热交换器与高温压缩机之间连接管上。高温高低压力控制器一端接在高温汽液热交换器与高温压缩机之间的连接管上，另一端接在高温压缩机与冷凝器之间的连接管上。冷凝器介质输出口由连接管与高温电磁阀入口连接，高温电磁阀的出口由连接管与高温汽液热交换器的高温介质输入口连接。高温汽液热交换器的高温介质输出口由连接管与高温膨胀阀进口连接。高温膨胀阀出口由连接管与蒸发冷凝器的高温介质输入口连接。
本实用新型与现有技术相比具有如下显著优点和积极效果1、供水温度高，可使热泵供水温度从原来最高60℃提高到90℃。首次将热泵供水温度升到标准供水温70-90℃。这样可以大温差供水减少供水流量，降低管路规格及水泵运送能量，同时提高水温不仅可以满足民用建筑的采暖，也能满足其它建筑的采暖要求。
2、能效比高本装置提供75℃水时的能效比与原装置提供50℃水时的能效比相同。
3、适用范围广本装置不仅能满足空调采暖，还适用于普通暖气系统及改建的老采暖系统。同时也可用于其它提供高温热水的系统，如浴池烧水等。
4、市场前景好由于本装置供水温度好，应用范围广，能效比高，运行费用低，无污染。整个装置初次投资不高于原系统投资，因此有较好的市场应用前景。
5、夏季可用于空调制冷，并有较高的能效比。
图1是本实用新型主视结构示意图。
(五)
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1 是本实用新型具体实施例装置柜18内装有蒸发器5，蒸发器5介质输出口由铜管与低温汽液热交换器14介质入口连接。低温汽液热交换器14的介质出口由铜管与低温压缩机1介质入口连接。在汽液热交换器14与低温压缩机1之间的连接铜管路上安装有温度开关11，同时低温高低压力控制器10一端也装在此管路上。低温压缩机1的介质输出口由铜管与蒸发冷凝器3的低温介质输入口连接。蒸发冷凝器3的低温介质输出口由铜管与贮液器9的介质输入口连接。贮液器9的介质输出口由铜管与低温电磁阀6的入口连接，低温电磁阀6的出口由铜管与低温汽液热交换器14的介质输入口连接。低温汽液热交换器14的介质输出口由铜管与低温膨胀阀7的入口端连接。低温膨胀阀7的出口端由铜管与蒸发器5的介质输入口连接。蒸发器5的冷水或水源水入口由钢管与装置柜18体外的控制阀25连接，控制阀25出口与钢管连接，钢管与三通连接，三通一端由钢管与控制阀23入口端连接，控制阀23出口端接钢管，钢管与装置柜18内的蒸发冷凝器3的冷水入口连接，三通另一端由钢管与水源处相通，蒸发器5冷水或水源水出口由钢管与控制阀26入口端连接。控制阀26出口端与钢管连接，钢管接三通，三通一端由钢管与控制阀24入口端连接，控制阀24出口端由钢管与蒸发冷凝器3冷水出口连接。三通另一端接钢管，钢管另一端与水源处相通。蒸发冷凝器3的高温介质输出口由铜管与高温汽液热交换器8的介质输入口连接。高温汽液热交换器8的介质输出口由铜管与高温压缩机2的介质输入口连接。在高温汽液热交换器8与高温压缩机2之间的管路上装有低压开关12。高温高低压力控制器15的一端亦安装在此管路上。高温压缩机2的介质输出口由铜管与冷凝器4的介质输入口连接。冷凝器4的介质输出口由铜管与高温电磁阀17入口端连接，高温电磁阀17的出口端由铜管与高温汽液热交换器8的高温介质输入口连接。高温汽液热交换器8的高温介质输出口由铜管与高温膨胀阀16的入口端连接。高温膨胀阀16出口端由铜管与蒸发冷凝器3的高温介质输入口连接。冷凝器4的热水输出口由钢管与装置柜18体外的控制阀20连接，冷凝器4的热水输入口由钢管与装置柜18体外的控制阀21连接。在冷凝器4与控制阀20之间和冷凝器4与控制阀21之间的管路上装有温度控制保护感温元件13。在装置柜18体外连接控制阀20出口端的钢管接有三通，三通另一端由钢管与控制阀19入口端连接，控制阀19出口端由钢管与蒸发器5的冷水输出口连接，三通另一端连接铁管与用户采暖系统相通。在装置柜18体外连接控制阀21的出口端相连的钢管连接三通，三通另一端由钢管与控制阀22的入口端连接，控制阀22的出口端由钢管与蒸发器5的冷水输入口连接。三通另一端连接钢管与用户采暖系统连接。
制热工作过程当装置通电运行时，在低温段干式蒸发器5中，低温工作介质蒸发吸收潜热，由低温液体变成低温气体，将来自于地下水或其它低温热源的热量转移到工作介质中，此时低温工作介质的蒸发温度为2℃左右，地下水温由12℃-15℃被冷却到7℃-9℃，并送回地下，低温工作介质气体经过汽液热交换器14升温过热后，被低温压缩机1吸入，被压缩机吸入后的气体，被压缩成高温高压气体，然后进入蒸发冷凝器3，向高温工作介质放出潜热，同时低温工作介质被冷却成高温高压液体，低温工作介质被冷却成液体后，储存在贮液器9中，以适应工作介质循环量的变化，由贮液器供出的液体经过汽液交换器14时被冷却成过冷液体，过冷液体通过低温膨胀阀7被节流液成低温低压液体，并在蒸发器5中蒸发吸热，这样循环往复，形成低温段循环。
当低温工作介质在蒸发冷凝器3中被冷凝的同时，处于比低温介质低5℃的液体状态的高温介质蒸发吸收低温段放热，变成气态，通过汽液热交换器8吸热形成过热蒸汽后，被高温压缩机2吸入，并被压缩成温度更高的高温高压气体，通过冷凝器4向用户循环水放出潜热，由于高温工作介质在压缩机要求的普通高压下，具有较高的冷凝温度，其冷凝温度最高可达90℃以上，因此可供70℃-90℃的热水，此时的热量等于低温段的冷凝负荷加上高温机所做的功，高温介质放热后，被冷凝成高温高压液体，然后通过高温汽液热交换器8变成过冷液体，再经过热力膨胀阀节流成低温低压液体，进入蒸发冷凝器中蒸发吸热，循环往复，形成高温段循环。
权利要求1.复叠式超高温水源热泵装置，主要包括有装置柜(18)、蒸发器(5)、低温汽液热交换器(14)、温度开关(11)、低温高低压力控制器(10)、低温压缩机(1)、低温电磁阀(6)、低温膨胀阀(7)、贮液器(9)，其特征在于蒸发冷凝器(3)的介质输出口由连接管与高温汽液热交换器(8)的介质输入口连接，高温汽液热交换器(8)的介质输出口由连接管与高温压缩机(2)的介质输入口连接，高温压缩机(2)的介质输出口由连接管与冷凝器(4)介质输入口连接，冷凝器介质输出口由连接管与高温电磁阀(17)入口连接，高温电磁阀(17)的出口由连接管与高温汽液热交换器(8)的高温介质输入口连接，高温汽液热交换器的高温介质输出口由连接管与高温膨胀阀(16)进口连接，高温膨胀阀(16)出口由连接管与蒸发冷凝器(3)的高温介质输入口连接。
2.根据权利要求1所述的复叠式超高温水源热泵装置，其特征在于低压开关(12)装在高温汽液热交换器(8)与高温压缩机(2)之间连接管上，高温高低压力控制器(15)一端接在高温汽液热交换器(8)与高温压缩机(2)之间的连接管上，另一端接在高温压缩机(2)与冷凝器(4)之间的连接管上。
专利摘要本实用新型涉及一种供热装置，尤其是涉及一种利用地下水低品位热能转变成可直接利用的高品位热能的复叠式超高温水源热泵装置。本实用新型在装置柜内主要装有低温压缩机、蒸发器、低温电磁阀、低温膨胀阀、低温汽液热交换器、温度开关、低温高低压力控制器、蒸发冷凝器、贮液器、高温汽液热交换器、高温压缩机、冷凝器、低压开关、高温高低压力控制器、温度控制保护感温元件、高温电磁阀、高温膨胀阀。上述部件按附图中的连接关系连接。本实用新型正常通电运行，供水温度可达70－90℃、能效比高达3.78倍以上，可满足冬季北方民用住宅和其它建筑物的供暖需求。
文档编号F25B30/02GK2570706SQ0227523
公开日2003年9月3日 申请日期2002年9月13日 优先权日2002年9月13日
发明者阎首弟, 程世哲, 高亚民 申请人:阎首弟, 程世哲, 高亚民