[发明专利]一种高效的大温升单级节流中间冷却热泵热水机

说明书

技术领域

本发明涉及热水器领域，尤其是一种热泵热水机。

背景技术

热泵热水机能在电能驱动下吸收环境中的热能将其变成高温热 能加以利用，正常使用时其COP可以达到4左右。在环境与能源问 题日益严重尤其是雾霾危害加深的当下，热泵热水机已成为当前相关 领域的研究热点，且广泛应用于酒店、医院、学校、家庭生活用水乃 至工业生产。然而热泵热水器毕竟还是需要消耗大量电能，因此提高 其效率成为一个改进的重点。此外，在我国北方冬季较低的温度下， 普通的热泵热水机效率急剧下降甚至无法运行也严重制约了其节能 效果。

发明内容

为了克服已有热泵热水机的能耗较大、能效较低、工作范围不够 广的不足，本发明提供一种有效降低能耗、提升能效、扩大工作范围 的高效的大温升单级节流中间冷却热泵热水机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效的大温升单级节流中间冷却热泵热水机，包括高压压缩 机、低压压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、过冷器和蒸发器，所述 高压压缩机的出口与所述第一冷凝器的制冷剂入口连通，所述第一冷 凝器的制冷剂出口的一路经过第一节流装置与所述过冷器的冷却流体 入口连通，所述第一冷凝器的制冷剂出口的另一路与所述过冷器的过 冷液体入口连通，所述过冷器的气体出口与所述高压压缩机的入口连 通，所述过冷器的液体出口经过第三节流装置、单向阀与第二节流装 置的入口连通，所述第二节流装置的出口与所述蒸发器的入口连通， 所述蒸发器的出口与所述低压压缩机的入口连通，所述低压压缩机的 出口分为两股，一股经过第一截止阀与第二冷凝器的制冷剂入口连通， 所述第二冷凝器的制冷剂出口与所述第二节流装置的入口连通；另一 股经过第二截止阀与所述过冷器的气体入口连通；

总冷水进口通过水泵与第二冷凝器的冷水进口连通，所述第二冷 凝器的热水出口与所述第一冷凝器的冷水进口连通，所述第一冷凝器 的热水出口为总热水出口。

进一步，所述蒸发器的出口与气液分离器的入口连通，所述气液 分离器的气体出口与所述低压压缩机的入口连通。

再进一步，所述高压压缩机的出口与第一油分离器的入口连接， 所述第一油分离器的油出口与所述高压压缩机的入口连通，所述第一 油分离器的制冷剂出口与所述第一冷凝器的制冷剂入口连通；所述低 压压缩机的出口与第二油分离器的入口连接，所述第二油分离器的油 出口与所述低压压缩机的入口连通，所述第二油分离器的制冷剂出口 分为两股分别与第一截止阀的入口及第二截止阀的入口连接。

更进一步，所述第二冷凝器的制冷剂出口与所述蒸发器的入口之 间设置化霜支管，所述化霜支管上安装第三截止阀。

所述蒸发器的出口经过第四截止阀与所述高压压缩机的入口连 通，所述过冷器的气体出口与第五截止阀的入口相连，所述第五截止 阀的出口与高压压缩机入口相连。

或者是：所述气液分离器的气体出口经过第四截止阀与所述高压 压缩机的入口连通，所述过冷器的气体出口与第五截止阀的入口相连， 所述第五截止阀的出口与高压压缩机入口相连。

本发明的有益效果主要表现在：

1、采用两级压缩两级节流，与单级热泵相比大大扩展了使用范围， 提升了效率，并且将低压级压缩机排气冷却后再送入高压级压缩机， 降低了高压级压缩机排气温度，可以制取温度更高的热水且提高系统 稳定性；

2、相比已有的两级压缩热泵，巧妙地采用了两级加热热水，在热 水温升较大时，可以一定程度减少高压压缩机的耗功，也就是进一步 提升了系统能效。本质上来讲，现有的直热式热泵热水器具有较大的 换热温差即产生较大的熵产，而循环式热泵热水器则会将冷水与热水 混合同样造成了较大的熵产，而本发明则减少了上述熵产，提高了系 统的热力学完善性；

3、在不同的季节、不同的外部条件下可以选择最合适的模式，最 大限度地提升季节能效，并保证系统的稳定运行。部件简单管路灵活， 通过少量的截止阀切换何以实现两级压缩两级加热模式、两级压缩一 级加热模式、低压级压缩单级加热模式、高压级压缩单级加热模式以 及热气旁通化霜模式。

附图说明

图1是一种高效的大温升单级节流中间冷却热泵热水机的示意 图。

图2是另一种高效的大温升单级节流中间冷却热泵热水机的示意 图。