[发明专利]一种复叠式高温热泵实验台

说明书

本发明涉及一种复叠式高温热泵实验台，包括高温循环、低温循环、空气流路、冷冻水流路和环路水流路。与现有技术相比，本发明中的复叠式高温热泵实验台采用独特的变容量调节方法，既可以通过高温级卸载一台压缩机或关闭喷气增焓功能来实现热泵系统的变容量调节，也可以通过低温级的变频实现热泵系统的变容量调节，从而可以精准控制热泵的供热温度；复叠式高温热泵实验台中无回风的风道设计，既可以实现100℃以上制热；复叠式高温热泵实验台中通过环路水和空气预热、预冷盘管的设计，可实现空气的预热和预冷，减少冷凝器的负荷，更易实现100℃以上的高温制热；在不损失系统性能的前提下，显著降低阀前温度，从而保证膨胀阀在安全范围内运行。

技术领域

本发明涉及一种高温热泵实验台，尤其是涉及一种复叠式高温热泵实验台。

背景技术

热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术，它可以从低温热源吸取热量，使低品位热能转化为高品位热能，从而获得比输入能更多的输出热能。

高温热泵是将工业企业排放、浪费的中低温度的废水、废气中的热量通过高温热泵进行收集，转换成高温的水或高温蒸汽，用于工业工艺或供暖使用，可直接替代传统燃煤锅炉，是实现工业节能、降耗提效的最佳选择。

对热泵循环的研究需要做大量对比实验，为了便于对热泵系统的研究，开发各种实验台以实现不同工况下的运行实验。目前，热泵系统实验台主要是针对单一循环进行设计，为此，研究过程中需要搭建多种循环的实验台，目前常见的高温热泵实验台，制冷剂从低品位的水源或空气源中吸收热量，采用单级压缩，直接压缩至高压(冷凝温度超过100℃)，系统压比大，排气温度过高；且从空气中吸热，热源温度不稳定，增大了系统控制的复杂性；高温热泵实验台大多为定负荷设计，只能在设计工况下运行，缺少变容量调节的方法，不能稳定地控制供热温度；除此之外，市场上常规电子膨胀阀的耐受温度只有60℃左右，如果采用常规的热泵实验台，不易产生如此之大的过冷度，会导致阀前温度超限。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种复叠式高温热泵实验台，采用恒温的冷冻水(7℃)或冷却水(15-30℃)作为热源，通过复叠式循环，在实现100℃以上制热的同时，保证排风对周围环境没有安全危险，同时可以实现热泵系统的变容量调节，精准控制热泵的供热温度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明中复叠式高温热泵实验台，包括高温循环、低温循环、空气流路、冷冻水流路和环路水流路；

所述的空气流路先通过冷凝器与高温循环换热，之后再通过空气再冷盘管与冷冻水流路的上游位置换热，最后将换热后的空气排出；

所述的冷凝器的上下游两侧分别设有空气预热盘管和空气预冷盘管；

所述的低温循环通过蒸发器与换热冷冻水流路的下游位置换热；

所述的低温循环通过冷凝蒸发器与高温循环换热；

所述的环路水流路通过分别接入所述的空气预冷盘管和空气预热盘管中并与空气流路换热。

进一步地，所述的高温循环中包括相互并联的两台喷气增焓压缩机、冷凝器、经济器组件、气液分离器、储液器；

制冷剂通过冷凝蒸发器从低温循环吸收热量气化后，与在阀前冷却器内气化的制冷剂混合，一并进入气液分离器，经过气液分离后，制冷剂分为两路分别进入两台喷气增焓压缩机的吸气口，制冷剂气体被压缩至中间状态，之后与由两台喷气增焓压缩机的补气口进入的制冷剂气体混合，被第二次被压缩，变成高温高压的制冷剂气体后分别由两台喷气增焓压缩机的排气口排出，并进入冷凝器对空气流路进行加热，之后制冷剂经储液器后进入经济器组件，之后通过经济器组件流回至气液分离器和两台喷气增焓压缩机的补气口，构成高温循环。

进一步地，所述的高温循环还包括油分离器和油过滤器；