[发明专利]一种单多级压缩自动转换多功能热泵系统

说明书

技术领域

本发明属制冷热能技术领域，特别是涉及一种单多级压缩自动转换多功能热泵系统。

背景技术

热泵机组的化霜和低温制热问题一直困扰着许多制造厂家，制约着热泵空调、热泵热水器及多功能热泵的推广及应用范围。目前有的厂家采用补气系统，但补气压缩机只有在压缩机厂家定制才有，应用范围较小，补气系统的制热量仅增加约10~20%。补气压缩机由于增加了压缩行程，在常规工况下运行并不节能。采暖散热器需要产生50度以上的热水，烘干温度一般在60度以上，在极端低温环境下，补气系统相对于双级压缩来说在也存在制热效果不良，效率不高的现象。

目前空气源热泵也有双级压缩，但夏季室外温度不是很高，原有的双级压缩并不能很好满足所有工况需要，运行效率不高，另外，双级压缩的容量无法改变，无法保证系统处在最佳经济运行状态。

现有三联供机组在运行制冷+热水时，也能回收冷凝热量，但空调和热水所需要的冷热量严重不匹配，且夏季热水需求量较小；由于空气源三联供没有冷冻冷藏功能，而常年需要冷冻冷藏产生的热量则不能回收。另外，三联供机组供热水的温度一般比供暖温度要高，单级压缩虽然能满足供暖高效运行，但并不能完全满足热水高效运行。

发明内容

本发明一种单多级压缩能够自动转换的多功能热泵系统，能够提供制冷、制热、热水、冷却及其组合功能，根据功能实际运行温度、环境温度、排气温度、高中低压力等参数，自动判定调节运行压缩级数，自动调节压缩机运行台数，自动调节压缩机运行容量或运行频率，使整个系统运行保持高效状态。多功能热泵系统在运行部分组合功能时，如：制冷+热水，制热+冷却，热水+冷却组合功能时，自身能够回收冷热量，运行效率相当高。

本发明所采用的技术方案为：一种单多级压缩自动转换多功能热泵系统，至少包括两个压缩机：高压级压缩机（1）和低压级压缩机（2）；至少有两个膨胀阀：主膨胀阀（17）和中压膨胀阀（18），主膨胀阀（17）负责从高压到低压节流，中压膨胀阀（18）负责从高压到中压节流；至少有两个四通换向阀：四通换向阀（7）和四通换向阀（9），其中四通换向阀（7）负责制冷（化霜）和制热切换，四通换向阀（9）负责切换单双级压缩；至少有两个换热器，其中一个为源侧换热器（10），其它为使用侧换热器，如：空调换热器（11）、热水换热器（12）、冷却换热器（26）。

所述的各级压缩机的吸气管都连接到一根吸气总管上，各级相邻压缩机之间设置单向阀（3（1））；四通换向阀（9）的c管上通过单向阀（3(2)）和高一级压缩机（1）的排气管相连，压缩机（1）排气管上也设置单向阀（3（3））；四通换向阀（9）的e管和中冷器（19）进口相连，或直接和高一级压缩机（1）的吸气管相连；四通换向阀（9）的s管和低压级压缩机（2）回气管相连；四通换向阀（9）的d管和低压级压缩机（2）排气管相连。

所述的中压膨胀阀(18)节流出口设置中冷器（19），中冷器（19）有三个进口，一个和中压膨胀阀（18）相连，一个和冷凝液管相连，一个四通换向阀（9）的e管相连；中冷器（19）气管出口和高一级压缩机回气管相连，设置在单向阀(3（1）)的出口处，液管出口连接主膨胀阀（17）入口；中压膨胀阀（18）节流后的制冷剂在中冷器（19）内蒸发，对冷凝液管内的制冷剂进行过冷后供给主膨胀阀（17），并对低一级压缩的制冷剂排气进行混合冷却，而后作为高一级的压缩机吸气。

所述的中冷器（19）也可设置两个进口，一个和中压膨胀阀（18）节流出口相连，一个和四通换向阀（9）的e管相连，中冷器（19）内蒸发的制冷剂和低一级压缩的制冷剂排气进行混合冷却。各级压缩机回气管上设置回热器（29）和回热器（30），对各级压缩机回气进行过热，同时对相应各级膨胀阀前制冷剂进行过冷。中冷器（19）的液态制冷剂出口通过单向阀（3（7））和回热器（29）相连，液态制冷剂在回热器（29）内过冷后供给主膨胀阀（17）；气态制冷剂出口和回热器（30）相连，进入回热器（30）过热后，作为高一级的压缩机吸气；在回热器（29）和回热器（30）的进液管之间设置旁通电磁阀（31）。