[发明专利]复叠式热泵系统

说明书

本发明提供一种复叠式热泵系统，包括高温级循环回路包括：依次相连形成回路的第一压缩机、冷凝器、风冷过冷器、第一节流装置和换热器的一级换热侧；低温级循环回路包括：依次相连形成回路的第二压缩机、换热器的二级换热侧、第二节流装置和蒸发器；风冷过冷器与蒸发器相邻设置，空气流经风冷过冷器形成第一风源，第一风源吹入蒸发器。本发明提供的复叠式热泵系统，通过在第一节流装置前设置风冷过冷器对管道内的液体进行降温，提高第一节流装置的使用寿命，提高可靠性；通过将风冷过冷器与蒸发器相邻设置，使得冷空气依次流过风冷过冷器和蒸发器，冷空气通过风冷过冷器进行加温后吹向蒸发器，从而减少蒸发器结霜的可能，提升整个热泵系统的性能。

技术领域

本发明涉及热泵系统技术领域，尤其涉及一种复叠式热泵系统。

背景技术

随着全球能源形势及环境污染等问题日益严峻，节能减排已成为全世界关注的焦点，节能技术成为各国积极研发的目标。热泵因其制热效率高、节能、环保等优点而成为能源应用领域的研究热点。目前应用的热泵绝大多数为蒸汽压缩式的单级循环热泵，在采用补气增焓技术后，在低环境温度下可保持较高的效率。

然而普通单级热泵系统的供热温度一般不超过70℃。在工业生产中，常用到的干燥、加热等生产工艺都需要温度达到80℃以上，才能满足大部分工艺需求。因而，现有的对热量需求较大的生产工艺一般采用燃油/燃气锅炉供热，对热量需求较小的多采用电加热或电锅炉形式。因此，想要在工业生产中应用热泵系统，则需要提高热泵的供热温度。

目前常规单级空气源热泵的加热温度只能满足部分的工业生产工艺低温加热的需求。因此，为了提高供热温度，需采用复叠式热泵系统形式。但因机组高温化的问题，复叠式热泵系统中使用的节流装置受限。

例如，常规的电子节流阀长期处于高温工作状态导致节流装置使用寿命和可靠性严重降低，而采用热力膨胀阀不能很好地适应热泵机组调节性能的快速响应，进而导致热泵系统压力及温度发生振荡影响热泵系统制热量及压缩机可靠性。采用毛细管或节流短管等节流原件则无法适应高温热泵机组的变工况运行调节需要。此外，对于复叠式热泵系统，当环境温度降低后，机组蒸发温度降低明显导致制热性能衰减严重，同时低环境温度下蒸发器结霜问题会进一步降低热泵性能和热泵运行时间。

发明内容

本发明提供一种复叠式热泵系统，用以解决现有技术中高温供热环境下节流装置的使用寿命下降，工作效率下降，以及低温环境下蒸发器结霜，使得整个系统的工作性能和效率均下降的缺陷，实现在提高供热温度的同时保障节流装置的使用寿命和使用温度，有效缓解蒸发器结霜的情况，实现长期稳定和高效的系统运行。

本发明提供一种复叠式热泵系统，包括：

高温级循环回路，包括：依次相连形成回路的第一压缩机、冷凝器、风冷过冷器、第一节流装置和换热器的一级换热侧；

低温级循环回路，包括：依次相连形成回路的第二压缩机、所述换热器的二级换热侧、第二节流装置和蒸发器；

其中，所述风冷过冷器与所述蒸发器相邻设置，空气流经所述风冷过冷器形成第一风源，所述第一风源吹入所述蒸发器。

根据本发明提供的复叠式热泵系统，还包括第二风源，所述第二风源与所述第一风源混合后吹入所述蒸发器。

根据本发明提供的复叠式热泵系统，所述低温级循环回路还包括：四通换向阀和蓄热水箱，

其中，所述四通换向阀的第一阀口与所述第二压缩机的出口相连，第二阀口与所述换热器的所述二级换热侧的进口相连，第三阀口与所述第二压缩机的进口相连，第四阀口与所述蒸发器的出口相连，

所述蓄热水箱安装在所述换热器的所述二级换热侧的出口和所述第二节流装置之间。

根据本发明提供的复叠式热泵系统，所述高温级循环回路还包括：分流回路，所述第一压缩机包括补气口，