热泵系统的制作方法

1.本实用新型涉及热泵技术领域，具体提供一种热泵系统。


背景技术：

2.随着节能减排的政策推广，食品加工、纺织和化工等行业使用高温热泵系统进行高温加热处理的应用场合越来越多。工业加热需求旺盛，对高温热泵系统的应用要求也越来越高。首先，高温热泵系统的最终供热温度一般大于70℃甚至超过90℃。其次，供热系统的应用环境工况跨度非常大，环境温度从-30℃到35℃，无论冬季还是夏季都需要提供高温热水或热风。
3.工业使用的高温热水温度较高，这就导致普通热泵系统无法达到实际的加热使用需求，将热泵系统用来提供高温热水的技术已经非常成熟。热泵系统一般包括高压冷媒循环回路和低压冷媒循环回路，高压冷媒循环回路和低压冷媒循环回路通过共用的中间换热器进行换热，以达到提供高温热水的目的。然而，现有的热泵系统在额定工况之外，例如，在室外环境温度比较高时，仍需要复叠运行，即，在蒸发温度和冷凝温度温差较小的工况下仍然采用两级压缩，调节的灵活性不高，造成损失较大，进而导致热泵系统的运行能效低，导致能源浪费。
4.相应地，本领域需要一种新的热泵系统来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有热泵系统运行能效低的问题。
6.本实用新型提供一种热泵系统，所述热泵系统包括第一冷媒循环回路和第二冷媒循环回路，所述第一冷媒循环回路上设置有第一压缩机、第一换热器、第一节流构件、第一中间换热器、第二中间换热器和第二换热器，所述第一中间换热器与所述第二换热器呈串联设置，且所述第一中间换热器与所述第二换热器设置成串联后与所述第二中间换热器呈并联设置，以使所述第一中间换热器和所述第二换热器能够与所述第二中间换热器选择性地接入所述第一冷媒循环回路，所述第二冷媒循环回路上依次设置有第二压缩机、所述第一中间换热器、第二节流构件和所述第二中间换热器。
7.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述第一冷媒循环回路上还设置有第一三通阀，所述第一三通阀包括一个入口和两个出口，所述第一三通阀的入口与所述第一冷媒循环回路的主路相连，所述第一三通阀的第一出口与所述第一中间换热器相连，所述第一三通阀的第二出口与所述第二中间换热器相连。
8.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述第一冷媒循环回路上还设置有第二三通阀，所述第二三通阀包括两个入口和一个出口，所述第二三通阀的第一入口与所述第二换热器相连，所述第二三通阀的第二入口与所述第二中间换热器相连，所述第二三通阀的出口与所述第一冷媒循环回路的主路相连。
9.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述热泵系统还包括旁通支路，所述旁通支
路与所述第一冷媒循环回路相连，且所述旁通支路的第一端连接至所述第一中间换热器和所述第二换热器之间，所述旁通支路的第二端连接至所述第一压缩机的进气口处。
10.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述旁通支路上设置有旁通阀。
11.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述旁通阀为单向阀，且所述单向阀设置成仅允许所述第一冷媒循环回路中的冷媒由所述第一中间换热器流向所述第一压缩机的进气口。
12.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述热泵系统还包括换热水路，所述换热水路的一部分设置在所述第一换热器中，以使所述换热水路中流通的水能够通过所述第一换热器与所述第一冷媒循环回路中流通的冷媒进行换热。
13.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述第二换热器包括壳体和热管，所述壳体内形成有独立的第一腔体和第二腔体，所述热管穿设在所述第一腔体和所述第二腔体中，所述第一腔体内流通有第一换热介质，所述第二腔体内流通有第二换热介质，所述第一换热介质和所述第二换热介质能够通过所述热管进行换热。
14.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述第二换热器还包括绝热隔板，所述绝热隔板设置在所述第一腔体和所述第二腔体之间。
15.在上述热泵系统的优选技术方案中，所述第一中间换热器为板式换热器；并且/或者所述第二中间换热器为板式换热器。
16.在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的热泵系统包括第一冷媒循环回路和第二冷媒循环回路，所述第一冷媒循环回路上设置有第一压缩机、第一换热器、第一节流构件、第一中间换热器、第二中间换热器和第二换热器，所述第一中间换热器与所述第二换热器呈串联设置，且所述第一中间换热器与所述第二换热器设置成串联后与所述第二中间换热器呈并联设置，以使所述第一中间换热器和所述第二换热器能够与所述第二中间换热器选择性地接入所述第一冷媒循环回路，所述第二冷媒循环回路上依次设置有第二压缩机、所述第一中间换热器、第二节流构件和所述第二中间换热器。基于此，本实用新型通过采用将第一中间换热器与第二换热器串联后再与第二中间换热器并联的设置方式，能够最大程度利用第二换热器选择性地调整第一冷媒循环回路的运行状态，有效提高热泵系统的运行能效。
17.此外，在本实用新型的优选技术方案中，第一三通阀和第二三通阀的设置能够进一步便于第一冷媒循环回路的运行状态的调整，进而有效提高热泵系统的运行能效。
18.此外，在本实用新型的优选技术方案中，旁通支路的设置能够使第二换热器选择性接入第一冷媒循环回路中，即，本实用新型的热泵系统能够根据实际情况选择性运行第二换热器，进而有效降低运行能耗。
19.此外，在本实用新型的优选技术方案中，基于第二换热器的结构，第一冷媒循环回路中的冷媒能够在第二换热器中通过热管传递的热量进一步蒸发，进而进一步有效提高热泵系统的运行能效。
附图说明
20.下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
21.图1是本实用新型的热泵系统的整体结构示意图；
22.图2是本实用新型的第二换热器的结构示意图；
23.附图标记：
24.1、第一冷媒循环回路；11、第一压缩机；12、第一换热器；13、第一节流构件；14、第一中间换热器；15、第二中间换热器；16、第二换热器；161、壳体；1611、第一腔体；1612、第二腔体；162、热管；163、第一换热介质管路；164、第二换热介质管路；165、绝热隔板；17、第一三通阀；18、第二三通阀；
25.2、第二冷媒循环回路；21、第二压缩机；22、第二节流构件；
26.3、旁通支路；31、单向阀；
27.4、换热水路。
具体实施方式
28.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，例如，本实用新型中所述的热泵系统可以是家用热泵系统，也可是工业用热泵系统，这都不是限制性的，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定本实用新型的热泵系统的应用场合。这种有关应用场合的改变并不偏离本实用新型的基本原理，属于本实用新型的保护范围。
29.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“相连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.首先参阅图1，图1是本实用新型的热泵系统的整体结构示意图。如图1所示，本实用新型的热泵系统包括第一冷媒循环回路1和第二冷媒循环回路2，第一冷媒循环回路1上设置有第一压缩机11、第一换热器12、第一节流构件13、第一中间换热器14、第二中间换热器15和第二换热器16，其中，第一中间换热器14与第二换热器16呈串联设置，且第一中间换热器14与第二换热器16设置成串联后与第二中间换热器15呈并联设置，以使第一中间换热器14与第二换热器16能够与第二中间换热器15选择性地接入第一冷媒循环回路1，第二冷媒循环回路2上依次设置有第二压缩机21、第一中间换热器14、第二节流构件22和第二中间换热器15。
32.基于上述结构设置，本实用新型的通过采用将第一中间换热器14与第二换热器16串联后再与第二中间换热器15并联的设置方式，能够最大程度利用第二换热器16选择性地调整第一冷媒循环回路1的运行状态，有效提高所述热泵系统的运行能效。
33.需要说明的是，本实用新型不对第一冷媒循环回路1和第二冷媒循环回路2中流动的冷媒的具体类型作任何限制，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。作为一种具
体的实施方式，第一冷媒循环回路1中的冷媒为制冷剂r134a，第二冷媒循环回路2中的冷媒为制冷剂r410a。此外，还需要说明的是，本实用新型不对第一中间换热器14、第二中间换热器15和第二换热器16的具体结构作任何限制，其可以是壳管式换热器，也可以是板式换热器，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。在本具体实施方式中，第一中间换热器14和第二中间换热器15优选为板式换热器，以有效提高所述热泵系统的换热效率。
34.具体地，第一中间换热器14和第二中间换热器15包括第一换热通道和第二换热通道，第一冷媒循环回路1中的冷媒流经所述第一换热通道，第二冷媒循环回路2中的冷媒流经所述第二换热通道，所述第一换热通道和所述第二换热通道呈交错设置，以达到第一冷媒循环回路1中的冷媒和第二冷媒循环回路2中的冷媒换热的目的。
35.参阅图2，图2是本实用新型的第二换热器的结构示意图。如图2所示，在本优选实施例中，第二换热器16包括壳体161和热管162，壳体161内形成有独立的第一腔体1611和第二腔体1612，热管162穿设在第一腔体1611和第二腔体1612中；进一步地，壳体161上设置有与第一换热介质管路163相连通的第一介质流动口以及与第二换热介质管路164相连通的第二介质流动口，第一换热介质管路163流通有第一换热介质，第二换热介质管路164流通有第二换热介质，且所述第一介质流动口与第一腔体1611相连通，所述第二介质流动口与第二腔体1612相连通，基于此，第一腔体1611内流通有所述第一换热介质，第二腔体1612内流通有所述第二换热介质，所述第一换热介质和所述第二换热介质能够通过热管162进行换热。
36.在本具体实施例中，热管162包括蒸发段和冷凝段，其中，所述冷凝段为第一腔体1611内，所述蒸发段位于第二腔体1612内，第一冷媒循环回路1为第一换热介质管路163，即，第一冷媒循环回路1中的冷媒为所述第一换热介质，所述第二换热介质能够使第一冷媒循环回路1中的冷媒进一步蒸发，进而有效提高所述热泵系统的运行能效。当然，所述冷凝段还可以位于第二腔体1612内，相应地，所述蒸发段位于第一腔体1611内，则第一冷媒循环回路1为第二换热介质管路164，第一冷媒循环回路1中的冷媒为所述第二换热介质，本领域技术人员可以自行设定上述具体的结构设定方式。此外，还需要说明的是，本实用新型不对所述第二换热介质的具体类型作任何限制，只要第二换热器16中所述第二换热介质的温度高于第一冷媒循环回路1的冷媒温度，以使第一冷媒循环回路1的冷媒在第二换热器16中进一步蒸发即可，本领域技术人员可以自行设定所述第二换热介质的具体类型。
37.此外，还需要说明的是，本实用新型不对热管162的具体类型和结构作任何限制，热管162可以是分离式热管，也可以是毛细泵回路热管，还可以是微型热管，这都不是限制性的，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
38.进一步地，第二换热器16还包括绝热隔板165，绝热隔板165设置在第一腔体1611和第二腔体1612之间；绝热隔板165上设置有穿孔，热管162通过所述穿孔穿设在第一腔体1611和第二腔体1612中。当然，本实用新型不对绝热隔板165的具体结构作任何限制，只要绝热隔板165绝热隔绝的作用即可，本领域技术人员可以自行设定。
39.此外，在本实施例中，第一冷媒循环回路1上还设置有第一三通阀17，第一三通阀17包括一个入口和两个出口，第一三通阀17的入口与第一冷媒循环回路1的主路相连，第一三通阀17的第一出口与第一中间换热器14相连，第一三通阀17的第二出口与第二中间换热器15相连。进一步地，第一冷媒循环回路1上还设置有第二三通阀18，第二三通阀18包括两
个入口和一个出口，第二三通阀18的第一入口与第二换热器16相连，第二三通阀18的第二入口与第二中间换热器15相连，第二三通阀18的出口与第一冷媒循环回路1的主路相连。
40.第一三通阀17和第二三通阀18设置成能够通过控制自身的连通状态以使第一中间换热器14、第二换热器16和第二中间换热器15选择性地接入第一冷媒循环回路1中。具体地，当第一三通阀17的入口与第一出口连通且第二三通阀18的第一入口与出口连通时，第一中间换热器14和第二换热器16接入第一冷媒循环回路1中；当第一三通阀17的入口与第二出口连通且第二三通阀18的第二入口与出口连通时，第二中间换热器15接入第一冷媒循环回路1中。需要说明的是，本实用新型不对第一三通阀17和第二三通阀18的具体结构和具体类型作任何限制，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
41.进一步地，所述热泵系统还包括旁通支路3，旁通支路3与第一冷媒循环回路1相连，且旁通支路3的第一端连接至第一中间换热器14和第二换热器16之间，旁通支路3的第二端连接至第一压缩机11的进气口处；具体地，旁通支路3的第二端连接至第一压缩机11的进气口和第二三通阀18的出口之间。优选地，旁通支路3上设置有旁通阀，所述旁通阀能够控制旁通支路3的通断状态。
42.需要说明的是，本实用新型不对所述旁通阀的具体类型作任何限制，在本实施例中，所述旁通阀优选为单向阀31，且单向阀31设置成仅允许第一冷媒循环回路1中的冷媒由第一中间换热器14流向第一压缩机11的进气口，以有效避免冷媒逆流问题。
43.进一步优选地，所述热泵系统还包括换热水路4，换热水路4的一部分设置在第一换热器12中，以使换热水路4中流通的水能够通过第一换热器12与第一冷媒循环回路1中流通的冷媒进行换热，进而有效满足用户制取热水的需求。
44.需要说明的是，本实用新型不对所述热泵系统的具体使用方式作任何限制，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
45.至此，已经结合附图所示的可选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。