多循环变流量热泵系统的制作方法

文档序号:15912590发布日期:2018-11-13 21:12阅读:188来源:国知局

本实用新型涉及热泵技术领域,更具体的说,是涉及一种可实现变流量单级并联、双级压缩和复叠循环的热泵系统。



背景技术:

随着环保压力的增加,国家大力推广煤改电产品。空气源热泵由于其具有节能环保的特性得到了广泛的使用。

冬季采暖,通常采用单级压缩的热泵循环,单级压缩的热泵循环系统简单,成本低。但当冷凝温度和蒸发温度之差较大时,冷凝压力与蒸发压力的压差也大,一次节流已经不能满足于压差较大的工况,对于传统的单级压缩热泵系统而言,一般在节流阀后再串联一个节流阀,在单级压缩中进行两次节流,这样单级压缩就能适用于压差较大的工况。

随着冷凝压力和蒸发压力之差进一步加大,当压缩比大于12时通常采用双级压缩热泵系统。双级压缩热泵系统可以由一个电机带动,也可以通过多机头配组实现。双级压缩制冷循环中,工质的压缩过程分为两个阶段进行,来自室外机的低压工质蒸气先进入低压压缩机,在其中压缩到中间压力,经过中间冷却后再进入高压压缩机,将其压缩到冷凝压力,排入室内机,这样,可使各级压力比适中,由于经过中间冷却,又可使压缩机耗工减少,可靠性、经济型均由提高,但是,这种热泵系统复杂,控制系统复杂,很难实现变工质流量的控制。

对于工作在温差较大的工况下的热泵系统,复叠热泵循环也是很好的解决方式。热量通过低温级制冷系统的工质从室外环境吸热,传递给连接低温级制冷系统和高温级制冷系统的冷凝蒸发器,再由高温级制冷系统工质将热量传递到室内。但是,复叠热泵系统由于中间换热器的存在,高温级的蒸发温度与低温级的冷凝温度之间存在温差,且这一温差不易控制,这个温差是影响着复叠热泵循环的效率,其次,复叠热泵系统由两种工质组成,高温级制冷系统采用高温工质,低温级制冷系统采用低温工质。但由于低温工质在常温下处于超临界状态,通常在低温级制冷系统中设膨胀容器,系统复杂,控制系统复杂,而且很难实现变工质流量控制。

每种循环既具有各自的优点,也具有相应的缺点。目前,一般都是根据主要需要采用相对应的制冷循环方式,不能根据工况的变化而变化,运行成本高、温度波动大。特别是对于实验系统的比较实验都是单独设计方案,实验效果受到系统组成的影响。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷,而提供一种多循环变流量热泵系统,根据工况的不同可以采用变流量单级压缩制冷循环、两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环、两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环、复叠制冷循环、单级压缩制热循环、两次节流中间不完全冷却双级压缩制热循环、两次节流中间完全冷却双级压缩制热循环和复叠制热循环等八种循环方式,系统结构简单,成本低。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:

一种多循环变流量热泵系统,包括制冷压缩机组、三通阀、换热器、室内机、室外机、第一节流阀、第二节流阀、第一四通换向阀、第二四通换向阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门;所述制冷压缩机组的第一排气接口通过第二阀门与所述第一四通换向阀的第四接口连接,所述制冷压缩机组的第一吸气接口与所述第二四通换向阀的第二接口连接,所述制冷压缩机组的第二排气接口通过第四阀门与所述第二四通换向阀的第二接口连接,所述制冷压缩机组的第二吸气接口与所述第二四通换向阀的第四接口连接;所述第一四通换向阀的第三接口通过所述室内机与所述第二节流阀的一端连接,所述第二节流阀的另一端分别与所述三通阀的第二接口和第三阀门一端连接,所述第三阀门另一端分别与所述换热器的第一接口和第一阀门的一端连接,所述第一阀门的另一端与所述三通阀的第三接口并联后与所述第二四通换向阀的第一接口连接;所述第一四通换向阀的第一接口与所述换热器的第二接口连接,所述换热器的第三接口与所述三通阀的第一接口连接,所述换热器的第四接口通过所述第一节流阀、室外机与所述第二四通换向阀的第三接口连接。

所述制冷压缩机组包括多台压缩机,每台所述压缩机的排气端并联连接后分为第一排气接口和第二排气接口,每台所述压缩机的吸气端并联连接后分为第一吸气接口和第二吸气接口,相邻两台所述压缩机的吸气端之间及相邻两台所述压缩机的排气端之间分别串联有调节阀;同一台所述压缩机排气端与吸气端相对应的调节阀同时打开或同时关闭。

在夏季以单级压缩并联制冷循环运行时,所述第一阀门和第二阀门关闭,所述第三阀门和第四阀门打开,所述三通阀的第一接口与第三接口相通,所述三通阀的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通,所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通,所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通;所述制冷压缩机组的调节阀全部打开;工质压缩成高压气体后由所述制冷压缩机组的第二排气接口经所述第四阀门、第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝为高压液体,从所述室外机中流出的高压液体工质经所述第一节流阀、换热器和第三阀门后进入所述第二节流阀节流至低压进入所述室内机中蒸发,产生制冷现象,从所述室内机出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀回到所述制冷压缩机组的第一吸气接口,完成单级压缩并联制冷循环;通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的运行数量实现能量调节。

在夏季以两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环运行时,所述第一阀门关闭,所述第二阀门、第三阀门和第四阀门打开,所述三通阀的第一接口与第三接口相通,所述三通阀的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通,所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通,所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通;靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机;所述高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,所述低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,所述低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通;压缩至中压后的过热工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述换热器冷却降低过热度,之后,工质经所述三通阀、第二四通换向阀、所述制冷压缩机组的第二吸气接口进入所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机;工质被压缩至高压后经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门和第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝为高压液体,从所述室外机中流出的高压液体工质经所述第一节流阀节流至中压进入所述换热器,部分中压工质在所述换热器中蒸发吸热后经所述第三阀门进入所述第二节流阀,经所述第二节流阀节流至低压两相工质进入所述室内机中蒸发,产生制冷现象,从所述室内机出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口回到所述制冷压缩机组的低压级系统压缩机,完成两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环;通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。

在夏季以两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环运行时,所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开,所述三通阀的第一接口与第三接口相通,所述三通阀的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通,所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通,所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通;靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机;所述高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,所述低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,所述低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通;压缩至中压过热的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述换热器中,从所述换热器出来的工质经所述三通阀后与来自所述第一阀门的工质混合变为中压饱和蒸气,混合后的工质经所述第二四通换向阀、制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机;工质压缩至高压后经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门、第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝为高压液体,从所述室外机中流出的高压液体工质经所述第一节流阀节流成中压工质进入所述换热器,在所述换热器中部分中压液体工质蒸发吸热后从所述换热器的第一接口出来后分为两部分,一部分进入所述第一阀门,另一部分经所述第三阀门进入所述第二节流阀节流至低压进入所述室内机中蒸发,产生制冷现象,从所述室内机出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口进入所述制冷压缩机组的低压级压缩机,完成两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环;通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。

在夏季以复叠制冷循环运行时,所述第一阀门、第二阀门和第四阀门打开,所述第三阀门关闭,所述三通阀的第一接口与第二接口相通,所述三通阀的第一接口与第三接口断开,所述第一四通换向阀的第一接口与第四接口相通,所述第一四通换向阀的第二接口与第三接口相通,所述第二四通换向阀的第一接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀的第二接口与第三接口相通;靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为高温级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为低温级系统压缩机;所述高温级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,所述低温级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,所述低温级系统压缩机与高温级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通;压缩至中压的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述换热器的一侧冷凝,将热量传递给高温级,冷凝后的中压液体工质经所述三通阀进入所述第二节流阀节流,节流后的工质进入所述室内机中蒸发,产生制冷现象,蒸发后的工质经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口进入所述制冷压缩机组的低温级系统压缩机;同时,压缩至高压后的工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门、第二四通换向阀进入所述室外机中冷凝,冷凝后的高压液体工质经所述第一节流阀节流至中压后进入所述换热器的另一侧蒸发,吸收低温级热量后经所述第一阀门、第二四通换向阀、所述制冷压缩机组的第二吸气接口回到所述制冷压缩机组高温级系统压缩机,完成复叠制冷循环;通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低温级系统变流量调节。

在冬季以单级压缩并联热泵循环运行时,所述第一阀门和第四阀门关闭,所述第二阀门和第三阀门打开,所述三通阀的第一接口与第三接口相通,所述三通阀的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀的第一接口与第二接口相通,所述第一四通换向阀的第三接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀的第一接口与第二接口相通,所述第二四通换向阀的第三接口与第四接口相通;所述制冷压缩机组中的所有调节阀打开;压缩至高压气体的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述室内机中冷凝为高压液体,产生制热现象,从所述室内机中流出的高压液体工质依次经所述第二节流阀、第三阀门、换热器、第一节流阀进入所述室外机中蒸发,吸收室外环境热量,从所述室外机出来的低压气体工质经所述第二四通换向阀、所述制冷压缩机组的第二吸气接口进入所述制冷压缩机组,完成单级压缩并联热泵循环;通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的运行数量实现能量调节。

在冬季以两次节流中间不完全冷却双级压缩热泵循环运行时,所述第一阀门关闭,所述第二阀门、第三阀门和第四阀门打开,所述三通阀的第一接口与第三接口相通,所述三通阀的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀的第一接口与第二接口相通,所述第一四通换向阀的第三接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀的第一接口与第二接口相通,所述第二四通换向阀的第三接口与第四接口相通;靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机;所述高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,所述低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,所述低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通;压缩至中压后的过热工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门、第二四通换向阀、三通阀进入所述换热器中冷却降低过热度,之后,工质经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口进入所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机;压缩至高压后的工质经所述第二阀门、第一四通换向阀进入所述室内机中冷凝为高压液体,产生制热现象;从所述室内机中流出的高压液体工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二节流阀、第三阀门进入所述换热器,部分中压工质在所述换热器中蒸发吸热后经所述第一节流阀节流至低压两相工质进入所述室外机中蒸发吸热,吸收室外环境热量,从所述室外机出来的低压蒸气工质经所述第二四通换向阀、制冷压缩机组的第二吸气接口进入所述制冷压缩机组的低压级系统压缩机,完成两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环;通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。

在冬季以两次节流中间完全冷却双级压缩热泵循环运行时,所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开,所述三通阀的第一接口与第三接口相通,所述三通阀的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀的第一接口与第二接口相通,所述第一四通换向阀的第三接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀的第一接口与第二接口相通,所述第二四通换向阀的第三接口与第四接口相通;靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机;所述高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,所述低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,所述低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通;压缩至中压的过热工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门进入所述第二四通换向阀,从所述第二四通换向阀出来的工质与来自所述第一阀门的一部分气液两相工质混合后经所述三通阀进入所述换热器,在所述换热器中被降温变为饱和的蒸气,经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口进入所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机;压缩至高压后的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述室内机中冷凝为高压液体,产生制热现象,从所述室内机中流出的高压液体工质经所述第二节流阀节流成中压工质经第三阀门后分两部分,一部分工质进入所述第一阀门;另一部分工质进入所述换热器,在所述换热器中部分中压液体工质蒸发吸热,之后,工质经所述第一节流阀节流至低压进入所述室外机中蒸发,吸收室外环境热量,从所述室外机出来的低压工质蒸气经所述第二四通换向阀、制冷压缩机组的第二吸气接口进入所述制冷压缩机组的低压级系统压缩机,完成两次节流中间完全冷却双级压缩热泵循环;通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。

在冬季以复叠热泵循环运行时,所述第一阀门、第二阀门和第四阀门打开,所述第三阀门关闭,所述三通阀的第一接口与第二接口相通,所述三通阀的第一接口与第三接口断开,所述第一四通换向阀的第一接口与第二接口相通,所述第一四通换向阀的第三接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀的第一接口与第二接口相通,所述第二四通换向阀的第三接口与第四接口相通;靠近所述制冷压缩机组第一排气接口一侧的压缩机设定为高温级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第二排气接口一侧的压缩机设定为低温级系统压缩机;所述高温级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,所述低温级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,所述低温级系统压缩机与高温级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通;压缩至中压的工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口、第四阀门、第二四通换向阀、第一阀门进入所述换热器的一侧冷凝,将热量传递给高温级,冷凝后的中压液体工质经所述第一节流阀节流后进入所述室外机中蒸发,吸收室外环境热量,之后,工质通过所述第二四通换向阀、制冷压缩机组的第二吸气接口进入所述制冷压缩机组的低温级系统压缩机;同时,压缩至高压的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口、第二阀门、第一四通换向阀进入所述室内机中冷凝,产生制热现象,冷凝后的高压液体工质经所述第二节流阀、三通阀进入所述换热器的另一侧蒸发,吸收低温级热量后经所述第一四通换向阀、制冷压缩机组的第一吸气接口进入所述制冷压缩机组的高温级系统压缩机完成复叠热泵循环;通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低温级系统变流量调节。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

1、本实用新型的热泵系统可以根据使用需要,实现八种变流量的热力循环,系统切换灵活方便,有利于降低系统初投资,降低系统运行成本,系统运行更稳定。

2、本实用新型的热泵系统当作为单级压缩并联制冷或热泵系统运行时,制冷压缩机都可通过启停控制实现能量调节。本实用新型当作两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷或热泵循环与两次节流中间完全冷却双级压缩制冷或热泵循环时,制冷压缩机组中的压缩机都可以通过启停及对应压缩机调节阀组的开启与关闭改变高压级制冷压缩机与低压级制冷压缩机的投入运行台数与比例,即制冷压缩机组中间部分的任一台制冷压缩机都可以作为高压级制冷压缩机或低压级制冷压缩机使用,便于进行级间能量调节。本实用新型的实验台当作为复叠制冷或热泵系统运行时,制冷压缩机组中的压缩机都可以通过启停及对应压缩机调节阀组的开启与关闭改变高温级制冷压缩机与低温级制冷压缩机的投入运行台数与比例,即制冷压缩机组中间部分的任一台制冷压缩机都可以作为高温级制冷压缩机或低温级制冷压缩机使用,便于进行级间能量调节,系统转换灵活方便。

3、本实用新型的热泵以复叠制冷或热泵循环工作时由单工质组成,不用膨胀容器等装置,系统结构简单。

4、当本实用新型的热泵系统以单级压缩并联制冷或热泵系统运行,可以通过两次节流实现较低温度的获得,同时通过压缩机的启停实现能量调节,更能适用于多种工况的变化;转换成双级压缩循环运行时,采用变工质流量方式实现控制,高压级系统和低压级系统工质流量配比合理,系统效率高,更能适用于多种工况的变化;转换成复叠制冷或热泵循环运行时,采用变工质流量方式实现控制,高温级制冷系统和低温级制冷系统工质流量配比合理,系统效率高,更能适用于多种工况的变化。

5、通过本实用新型热泵系统可以在一个实验台上进行八种循环的比较实验,操作方便,实验结果准确性高。

附图说明

图1所示为本实用新型多循环变流量热泵系统的结构示意图;

图2所示为制冷压缩机组的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型多循环变流量热泵系统的示意图如图1-图2所示,包括制冷压缩机组1、三通阀2、换热器3、室内机5、室外机6、第一节流阀4-1、第二节流阀4-2、第一四通换向阀8-1、第二四通换向阀8-2、第一阀门7-1、第二阀门7-2、第三阀门7-3和第四阀门7-4。所述制冷压缩机组1包括多台压缩机9,每台所述压缩机9的排气端并联连接后分为第一排气接口1-2和第二排气接口1-3,每台所述压缩机9的吸气端并联连接后分为第一吸气接口1-1和第二吸气接口1-4,相邻两台所述压缩机9的吸气端之间及相邻两台所述压缩机的排气端之间分别串联有调节阀10。同一台所述压缩机排气端与吸气端相对应的调节阀同时打开或同时关闭。所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2通过第二阀门7-2与所述第一四通换向阀8-1的第四接口连接,所述制冷压缩机组的第一吸气接口1-1与所述第二四通换向阀8-2的第二接口连接,所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3通过第四阀门7-4与所述第二四通换向阀8-2的第二接口连接,所述制冷压缩机组的第二吸气接口1-4与所述第二四通换向阀8-2的第四接口连接。所述第一四通换向阀8-1的第三接口通过所述室内机5与所述第二节流阀4-2的一端连接,所述第二节流阀4-2的另一端分别与所述三通阀的第二接口和第三阀门8-3一端连接,所述第三阀门7-3另一端分别与所述换热器3的第一接口和第一阀门7-1的一端连接,所述第一阀门7-1的另一端与所述三通阀的第三接口并联后与所述第二四通换向阀8-2的第一接口连接。所述第一四通换向阀8-1的第一接口与所述换热器3的第二接口连接,所述换热器3的第三接口与所述三通阀的第一接口连接,所述换热器3的第四接口通过所述第一节流阀4-1、室外机6与所述第二四通换向阀8-2的第三接口连接。

本实用新型的热泵系统,根据工况的不同可以实现变流量单级压缩制冷循环、两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环、两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环、复叠制冷循环、单级压缩制热循环、两次节流中间不完全冷却双级压缩制热循环、两次节流中间完全冷却双级压缩制热循环和复叠制热循环等八种循环方式。

1、在夏季以单级压缩并联制冷循环运行时,所述第一阀门7-1和第二阀门7-2关闭,所述第三阀门7-3和第四阀门7-4打开,所述三通阀2的第一接口与第三接口相通,所述三通阀2的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀8-1的第一接口与第四接口相通,所述第一四通换向阀8-1的第二接口与第三接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第一接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第二接口与第三接口相通。所述制冷压缩机组中所有所述调节阀10打开。工质压缩成高压气体后由所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3经所述第四阀门7-4、第二四通换向阀8-2进入所述室外机6中冷凝为高压液体,从所述室外机6中流出的高压液体工质经所述第一节流阀4-1、换热器3和第三阀门7-3后进入所述第二节流阀4-2节流至低压,低压工质进入所述室内机5中蒸发,产生制冷现象,从所述室内机5出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀4-1回到所述制冷压缩机组的第一吸气接口1-1,完成单级压缩并联制冷循环。通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的运行数量实现调节。

2、在夏季以两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环运行时,所述第一阀门7-1关闭,所述第二阀门7-2、第三阀门7-3和第四阀门7-4打开,所述三通阀2的第一接口与第三接口相通,所述三通阀2的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀8-1的第一接口与第四接口相通,所述第一四通换向阀8-1的第二接口与第三接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第一接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第二接口与第三接口相通。靠近所述制冷压缩机组第二排气接口1-3一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第一排气接口1-2一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机。高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通。压缩至中压后的过热工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二阀门7-2、第一四通换向阀8-1进入所述换热器3冷却降低过热度,之后,工质经所述三通阀2、第二四通换向阀8-2、所述制冷压缩机组的第二吸气接口1-4进入所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机。工质被压缩至高压后经所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3、第四阀门7-4和第二四通换向阀8-2进入所述室外机6中冷凝为高压液体,从所述室外机6中流出的高压液体工质经所述第一节流阀4-1节流至中压进入所述换热器3,部分中压工质在所述换热器3中蒸发吸热后经所述第三阀门7-3进入所述第二节流阀4-2,经所述第二节流阀4-2节流至低压两相工质进入所述室内机5中蒸发,产生制冷现象,从所述室内机5出来的低压工质蒸气经所述第一四通换向阀8-1、制冷压缩机组的第一吸气接口1-1回到所述制冷压缩机组的低压级系统压缩机,完成两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环。通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。

3、在夏季以两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环运行时,所述第一阀门7-1、第二阀门7-2、第三阀门7-3和第四阀门7-4打开,所述三通阀3的第一接口与第三接口相通,所述三通阀3的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀8-1的第一接口与第四接口相通,所述第一四通换向阀8-1的第二接口与第三接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第一接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第二接口与第三接口相通。靠近所述制冷压缩机组第二排气接口1-3一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第一排气接口1-2一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机。高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通。压缩至中压过热的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二阀门7-2、第一四通换向阀8-1进入所述换热器3中,从所述换热器3出来的工质经所述三通阀3后与来自所述第一阀门7-1的工质混合变为中压饱和蒸气,混合后的工质经所述第二四通换向阀8-2、制冷压缩机组的第二吸气接口1-4回到所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机。工质压缩至高压后经所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3、第四阀门7-4、第二四通换向阀8-2进入所述室外机6中冷凝为高压液体,从所述室外机6中流出的高压液体工质经所述第一节流阀4-1节流成中压工质进入所述换热器3,在所述换热器3中部分中压液体工质蒸发吸热后从所述换热器的第一接口出来后分为两部分,一部分进入所述第一阀门7-1,另一部分经所述第三阀门7-3进入所述第二节流阀4-2节流至低压进入所述室内机5中蒸发,产生制冷现象,从所述室内机5出来的低压蒸气工质经所述第一四通换向阀8-1、制冷压缩机组的第一吸气接口1-1进入所述制冷压缩机组的低压级压缩机,完成两次节流中间完全冷却双级压缩制冷循环。通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。

4、在夏季以复叠制冷循环运行时,所述第一阀门7-1、第二阀门7-2和第四阀门7-4打开,所述第三阀门7-3关闭,所述三通阀2的第一接口与第二接口相通,所述三通阀2的第一接口与第三接口断开,所述第一四通换向阀8-1的第一接口与第四接口相通,所述第一四通换向阀8-1的第二接口与第三接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第一接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第二接口与第三接口相通。靠近所述制冷压缩机组第二排气接口1-3一侧的压缩机设定为高温级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第一排气接口1-2一侧的压缩机设定为低温级系统压缩机。高温级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,低温级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,低温级系统压缩机与高温级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通。压缩至中压的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二阀门7-2、第一四通换向阀8-1进入所述换热器3的一侧冷凝,将热量传递给高温级,冷凝后的中压液体工质经所述三通阀2进入所述第二节流阀4-2节流,节流后的工质进入所述室内机5中蒸发,产生制冷现象,蒸发后的工质经所述第一四通换向阀8-1、制冷压缩机组的第一吸气接口1-1进入所述制冷压缩机组的低温级系统压缩机。同时,压缩至高压后的工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3、第四阀门7-4、第二四通换向阀8-2进入所述室外机6中冷凝,冷凝后的高压液体工质经所述第一节流阀4-1节流至中压后进入所述换热器3的另一侧蒸发,吸收低温级热量后经所述第一阀门7-1、第二四通换向阀8-2、所述制冷压缩机组的第二吸气接口1-4回到所述制冷压缩机组高温级系统压缩机,完成复叠制冷循环。通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低温级系统变流量调节。

5、在冬季以单级压缩并联热泵循环运行时,所述第一阀门7-1和第四阀门7-4关闭,所述第二阀门7-2和第三阀门7-3打开,所述三通阀2的第一接口与第三接口相通,所述三通阀2的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀8-1的第一接口与第二接口相通,所述第一四通换向阀8-1的第三接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第一接口与第二接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第三接口与第四接口相通。所述制冷压缩机组中的所有调节阀10打开。压缩至高压气体的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二阀门7-2、第一四通换向阀8-1进入所述室内机5中冷凝为高压液体,产生制热现象,从所述室内机5中流出的高压液体工质依次经所述第二节流阀4-2、第三阀门7-3、换热器3、第一节流阀4-1进入所述室外机6中蒸发,吸收室外环境热量,从所述室外机6出来的低压气体工质经所述第二四通换向阀8-2、所述制冷压缩机组的第二吸气接口1-4进入所述制冷压缩机组,完成单级压缩并联热泵循环。通过控制所述制冷压缩机组中压缩机的运行数量实现能量调节。

6、在冬季以两次节流中间不完全冷却双级压缩热泵循环运行时,所述第一阀门7-1关闭,所述第二阀门7-2、第三阀门7-3和第四阀门7-4打开,所述三通阀2的第一接口与第三接口相通,所述三通阀2的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀8-1的第一接口与第二接口相通,所述第一四通换向阀8-1的第三接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第一接口与第二接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第三接口与第四接口相通。靠近所述制冷压缩机组第一排气接口1-2一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第二排气接口1-3一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机。高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通。压缩至中压后的过热工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3、第四阀门7-4、第二四通换向阀8-2、三通阀2进入所述换热器3中冷却降低过热度,之后,工质经所述第一四通换向阀8-1、制冷压缩机组的第一吸气接口1-1进入所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机。压缩至高压后的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二阀门7-2、第一四通换向阀8-1进入所述室内机5中冷凝为高压液体,产生制热现象;从所述室内机5中流出的高压液体工质经所述第二节流阀4-2、第三阀门7-3进入所述换热器3,部分中压工质在所述换热器3中蒸发吸热,吸收室外环境热量,之后,工质经所述第一节流阀4-1节流至低压两相工质进入所述室外机6中蒸发吸热,从所述室外机6出来的低压蒸气工质经所述第二四通换向阀8-2、制冷压缩机组的第二吸气接口1-4进入所述制冷压缩机组的低压级系统压缩机,完成两次节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环。通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。

7、在冬季以两次节流中间完全冷却双级压缩热泵循环运行时,所述第一阀门7-1、第二阀门7-2、第三阀门7-3和第四阀门7-4打开,所述三通阀2的第一接口与第三接口相通,所述三通阀2的第一接口与第二接口断开,所述第一四通换向阀8-1的第一接口与第二接口相通,所述第一四通换向阀8-1的第三接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第一接口与第二接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第三接口与第四接口相通。靠近所述制冷压缩机组第一排气接口1-2一侧的压缩机设定为高压级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第二排气接口1-3一侧的压缩机设定为低压级系统压缩机。高压级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,低压级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,低压级系统压缩机与高压级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通。压缩至中压的过热工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3、第四阀门7-4进入所述第二四通换向阀8-2,从所述第二四通换向阀8-2出来的工质与来自所述第一阀门7-1的一部分气液两相工质混合后经所述三通阀2进入所述换热器3,在所述换热器3中被降温变为饱和的蒸气,经所述第一四通换向阀8-1、制冷压缩机组的第一吸气接口1-1进入所述制冷压缩机组的高压级系统压缩机。压缩至高压后的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二阀门7-2、第一四通换向阀8-1进入所述室内机5中冷凝为高压液体,产生制热现象,从所述室内机5中流出的高压液体工质经所述第二节流阀4-2节流成中压工质经第三阀门7-3后分两部分,一部分工质进入所述第一阀门7-1;另一部分工质进入所述换热器3,在所述换热器3中,部分中压液体工质蒸发吸热,之后,工质经所述第一节流阀4-1节流至低压进入所述室外机6中蒸发,吸收环境热量,从所述室外机6出来的低压工质蒸气经所述第二四通换向阀8-2、制冷压缩机组的第二吸气接口1-4进入所述制冷压缩机组的低压级系统压缩机,完成两次节流中间完全冷却双级压缩热泵循环。通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低压级系统变流量调节。

8、在冬季以复叠热泵循环运行时,所述第一阀门7-1、第二阀门7-2和第四阀门7-4打开,所述第三阀门7-3关闭,所述三通阀2的第一接口与第二接口相通,所述三通阀2的第一接口与第三接口断开,所述第一四通换向阀8-1的第一接口与第二接口相通,所述第一四通换向阀8-1的第三接口与第四接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第一接口与第二接口相通,所述第二四通换向阀8-2的第三接口与第四接口相通。靠近所述制冷压缩机组第一排气接口1-2一侧的压缩机设定为高温级系统压缩机,靠近所述制冷压缩机组第二排气接口1-3一侧的压缩机设定为低温级系统压缩机。高温级系统压缩机的吸气端相互连通、排气端相互连通,低温级系统压缩机的吸气端互相连通、排气端相互连通,低温级系统压缩机与高温级系统压缩机的排气端之间及吸气端之间互不连通。压缩至中压的工质经所述制冷压缩机组的第二排气接口1-3、第四阀门7-4、第二四通换向阀8-2、第一阀门7-1进入所述换热器3的一侧冷凝,将热量传递给高温级,冷凝后的中压液体工质经所述第一节流阀4-1节流后进入所述室外机6中蒸发,吸收室外环境热量,之后,工质通过所述第二四通换向阀8-2、制冷压缩机组的第二吸气接口1-4进入所述制冷压缩机组的低温级系统压缩机;同时,压缩至高压的工质经所述制冷压缩机组的第一排气接口1-2、第二阀门7-2、第一四通换向阀8-1进入所述室内机5中冷凝,产生制热现象,冷凝后的高压液体工质经所述第二节流阀4-2、三通阀2进入所述换热器3的另一侧蒸发,吸收低温级热量后经所述第一四通换向阀8-1、制冷压缩机组的第一吸气接口1-1进入所述制冷压缩机组的高温级系统压缩机完成复叠热泵循环。通过控制所述制冷压缩机组中每个压缩机的启停及对应压缩机的一组调节阀的启闭实现高低温级系统变流量调节。

本实施例中,所述制冷压缩机组中的压缩机为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机和活塞压缩机中的任一种。

所述第一节流阀和第二节流阀为电子6膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。

所述第一阀门7-1、第二阀门7-2、第三阀门7-3和第四阀门为电磁阀,或者由手动截止阀、球阀等代替。

本实用新型多循环热泵系统在具体运用时,制冷压缩机组中的压缩机可部分或全部采用定频制冷压缩机,以降低投资。可以作为实验台用于做变流量热泵系统比较实验及相关产品开发。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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