专利名称：梯级热泵空调机组的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及制冷空调及热泵技术，尤其涉及梯级热泵空调机组。
背景技术：
目前，热泵系统以其节能、环保、运行效果好等优点得到越来越多的人们的认可。虽然 热泵技术日渐成熟，但存在的问题也不能忽视，例如正在推广应用的户型地源热泵系统，如 何进一步提高系统的经济性，节约运行费用，让热泵系统成为普通住户可以选择的空调系统 ;大多数地区冬夏季负荷不同，由此引起的地下温度场的改变不仅会影响系统的运行效率， 也会影响当地的生态环境；目前的空调采暖系统中制冷剂仍以R22为主， 一方面为保护全球 环境，HCFCs制冷剂的使用正在逐步受限制，需要其它环境友好型制冷剂替代。另一方面， 受R22临界温度的影响，冷凝温度不能过高，否则排气压力过高，压縮机耗功较大，且制冷 剂的冷凝效果极差。由于以上原因，目前以R22为制冷剂的热泵系统中，机组冬季出风温度 一般低于4(TC，但在某些需要保持较高温度的场合，此出风温度偏低，甚至当风的射程较长 时，还会有凉风感。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种梯级制冷、制热循环、可以平衡地下 温度场、经济、节能的梯级热泵空调机组。
本发明的梯级热泵空调机组，它包括其壳程出、入口依次串连相连的表面冷却式换热器 、 一级、二级冷剂一空气换热器，所述的二级冷剂一空气换热器的壳程出口与一个风机的入 口相连，所述的一级、二级冷剂一空气换热器的管程出口、入口之间分别通过管路依次连接 有压縮机、冷剂一水换热器、毛细管，所述的每一压縮机与一个四通换向阀相连，所述的四 通换向阀的另外两个管口分别与一级或二级冷剂一空气换热器的出口以及冷剂-水换热器的 入口相连， 一端与供水源相连的其上装有第一截止阀的供水管路与所述的表面冷却式换热器 的管程入口相连通并且在位于第一截止阀的入水口端的供水管路上连通有其上装有第二截止 阀的供水支管，所述的供水支管的另一端与所述的冷剂一水换热器的壳程入口相连，所述的表面冷却式换热器的管程出口通过供水回水管路与所述的位于第二截止阀的出水口端的供水 支管相连通，所述的冷剂一水换热器的壳程出口与一个出水管路相连通。 采用本发明装置的有益效果是
(1) 经济、节能。本机组设置表面冷却式换热器，夏季部分负荷时可以直接利用表面 冷却式换热器进行室内空气的调节，节省压縮机运行的耗电量，提高了机组长期运行的能效 比并减少了夏季排入地下的热量；夏季满负荷时，将表面冷却式换热器的水和冷剂-水侧换 热器的水串联，风先进入表面冷却式换热器预冷，再进入一级、二级冷剂一空气换热器，这 样能在送风温度满足设计要求的前提下减小压縮机耗功；冬季，将阀门进行转换，水不经过 表面冷却式换热器，直接进入冷剂-水侧换热器，进行制热循环。
(2) 平衡地下温度场。机组可在过渡季节通过表面冷却式换热器蓄冷(蓄热)。将室 外空气直接与表面冷却式换热器换热，利用过度季节的室外较低(高)温度的空气冷却地下 水，再回灌到井里(地下水源热泵系统)，或者将温度降低后的循环水与周围土壤进行换热
(土壤源地源热泵系统)。这样能调节全年系统运行时造成的热量不平衡问题。
(3) 梯级制冷、制热循环。将两级空气-冷剂换热器串联，两系统使用不同的制冷剂 第一级(与空气最先换热的一级)使用中温制冷剂(如二氟一氯甲烷(R22));第二级 使用高温制冷剂(如1， 1-二氟乙烷(R152a))，可以实现较大的进出风温差。实验机组 中第一级使用R22，第二级使用R152a，以冬季制热为例，当饱和温度高于40度时，在相同的 饱和压力下，R152a与R22相比饱和温度高，与换热器内的空气之间的换热温差大，效果较好 ，在不提高压縮机的压縮比的前提下，空气能被处理到较高的温度，而且循环状况良好，设 备在合理的工况下运行。
附图是本发明的梯级热泵空调机组的系统图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明装置基于下述原理夏季部分负荷时，可以直接利用机组进行地下水与空气的直 接换热， 一方面可以节省占耗电量比例最大的压縮机的耗电量，另一方面可以减少夏季排入 地下的热量，对于保持地下温度场有利。满负荷运行时，空气先经过表面冷却式换热器预冷 ，降低压縮机耗功；机组还可以在过度季节进行地下温度场的调节夏季负荷高于冬季负荷 的地区，当室外温度低于地下温度时，可以利用室外空气降低循环水温度的方式将冷量蓄进地下；在夏季负荷低于冬季负荷的地区，当室外温度高于地下温度时，可以利用室外空气提 升循环水温度的方式将热量蓄进地下，调节地下温度场，使其尽量保持原状态；机组采取梯 级循环方式，机组中第一级采用R22对空气进行初级处理，第二级采用R152a对空气进行二次 处理，实验证明冬季空气经两级处理后温度升高的幅度比一般机组要大，夏季经三级处理( 表面冷却式换热器、一、二级冷剂-空气换热器)温度降低的幅度也较大。以后还可考虑选 取其它制冷剂，以达到最佳运行效果。
基于上述原理本发明装置的结构如附图所示本发明的梯级热泵空调机组，它包括压縮 机l、冷剂-水换热器2、其壳程出、入口依次串连相连的表面冷却式换热器5、 一级、二级冷 剂一空气换热器4、 3，风机6、毛细管7、四通换向阀8、截止阀9。所述的二级冷剂一空气换 热器3的壳程出口与一个风机6的入口相连，所述的一级、二级冷剂一空气换热器4、 3的管程 出口、入口之间分别通过管路依次连接有压縮机l、冷剂一水换热器2、毛细管7，所述的每 一压縮机1与一个四通换向阀8相连，所述的四通换向阀8的另外两个管口分别与一级或二级 冷剂一空气换热器4、 3的出口以及冷剂-水换热器2的入口相连， 一端与供水源相连的其上装 有第一截止阀10的供水管路与所述的表面冷却式换热器5的管程入口相连通并且在位于第一 截止阀10的入水口端的供水管路上连通有其上装有第二截止阀9的供水支管，所述的供水支 管的另一端与所述的冷剂一水换热器2的壳程入口相连，所述的表面冷却式换热器5的管程出 口通过供水回水管路与所述的位于第二截止阀9的出水口端的供水支管相连通，所述的冷剂 一水换热器2的壳程出口与一个出水管路相连通。
本发明装置的操作方法如下
夏季运行工况时系统运行流程见
(1)循环水系统关闭截止阀9，开启截止 阀10，井水先经过表面冷却式换热器5与室内空气换热，再经过冷剂-水换热器2与制冷剂换 热后回灌到地下；(2)空气循环系统空气先经过表面冷却式换热器5预冷，再经过一级、 二级冷剂-空气换热器4、 3换热后送入室内。
过度季节运行工况(1)循环水系统关闭压縮机，关闭第二截止阀9，开启第一截止 阀10，井水经过表面冷却式换热器5与室内空气换热后回灌到地下。(2)空气循环系统空 气与表面冷却式换热器5中的水进行换热后送入室内。
冬季运行工况(1)水循环系统关闭第一截止阀IO，开启第二截止阀9，井水直接进 入冷剂-水换热器2与制冷剂进行换热，回灌到地下。(2)室内空气循环部分与夏季相同。
过度季节蓄能工况(1)水系统与过度季节运行相同，井水与低于井水温度的空气经 过表面冷却式换热器5换热后回灌到地下。(2)将回风口与室外空气连通，室内空气循环变成室外空气循环。
本装置经测试经冬季运行经过两级制热循环，机组进风温度为14'C时，出风温度可以
达到42。C，且压縮机的压縮比在3左右，机组制冷效率(cop)可以达到4。经过长期实验证 明运行稳定，机组性能良好。机组蓄能能效比为4.3，这说明利用过度季节向地下蓄能是较 经济的，可以达到平衡地下温度场的目的。
权利要求
权利要求1梯级热泵空调机组，其特征在于它包括其壳程出、入口依次串连相连的表面冷却式换热器、一级、二级冷剂—空气换热器，所述的二级冷剂—空气换热器的壳程出口与一个风机的入口相连，所述的一级、二级冷剂—空气换热器的管程出口、入口之间分别通过管路依次连接有压缩机、冷剂—水换热器、毛细管，所述的每一压缩机与一个四通换向阀相连，所述的四通换向阀的另外两个管口分别与一级或二级冷剂—空气换热器的出口以及冷剂水换热器的入口相连，一端与供水源相连的其上装有第一截止阀的供水管路与所述的表面冷却式换热器的管程入口相连通并且在位于第一截止阀的入水口端的供水管路上连通有其上装有第二截止阀的供水支管，所述的供水支管的另一端与所述的冷剂—水换热器的壳程入口相连，所述的表面冷却式换热器的管程出口通过供水回水管路与所述的位于第二截止阀的出水口端的供水支管相连通，所述的冷剂—水换热器的壳程出口与一个出水管路相连通。
全文摘要
本发明公开了梯级热泵空调机组，它包括其壳程出、入口依次串连相连的表面冷却式换热器、一级、二级冷剂—空气换热器，二级冷剂—空气换热器的壳程出口与风机的入口相连，一级、二级冷剂—空气换热器的管程出口、入口之间分别通过管路依次连接有压缩机、冷剂—水换热器、毛细管，一端与供水源相连的其上装有第一截止阀的供水管路与表面冷却式换热器的管程入口相连通并且在供水管路上连通有其上装有第二截止阀的供水支管，供水支管的另一端与冷剂—水换热器的壳程入口相连，表面冷却式换热器的管程出口通过供水回水管路与供水支管相连通，冷剂—水换热器的壳程出口与一个出水管路相连通。采用本装置可以梯级制冷、制热循环、平衡地下温度场。
文档编号F25B13/00GK101545663SQ200910302288
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者帅 何, 张于峰, 胡晓微, 娜 邓, 陈成敏 申请人:天津大学