CN100535548C - 一种超低温热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在室外超低温工况下拥有良好制热效果的超低温热泵空调系统。该系统包括压缩机、主节流部件、室内外换热器、气液分离器、四通阀、电磁阀，各个零部件之间通过管线连接；所述系统还包括至少一闪蒸器组件，所述闪蒸器组件的一出口通过管线与所述压缩机的吸气口相连。本发明采用增强型喷气涡旋压缩机以及蒸气喷射系统。在低温工况制热运行时，利用闪蒸器喷射制冷剂，使压缩机能吸入更多制冷剂，实现准双级压缩，提高制热量和能效比，同时又保持较低的压缩比和排气温度，空调运行稳定可靠。

Description

一种超低温热泵空调系统

技术领域

本发明涉及空气源热泵空调领域，尤其涉及到在室外超低温工况下拥有良好制热效果的超低温热泵空调系统。

背景技术

目前，市场上销售的普通空气源热泵空调，在室外低温的工况下，制热量衰减十分严重，甚至无法正常启动运行；因此在我国北方寒冷地区普通空气源热泵空调基本上只能在过渡季节使用，一旦进入在寒冷的严冬季节普通空气源热泵空调几乎无法满足基本的供热需求。众所周知，在我国北方传统的集中供暖方式以燃煤、燃气为主，而这种供暖方式无论在节能、环保还是在安全方面都无法达到社会发展的要求。所以需要开发一种能够在严寒的冬季正常运转的超低温热泵空调用来取代我国北方传统的集中供暖方式。

发明内容

本发明的目在于提供一种能够在室外低温工况下正常启动运行并拥有良好制热效果的超低温热泵空调系统。

本发明的目是通过如下技术方案实现的：

一种超低温热泵空调系统，包括压缩机、主节流部件、室内外换热器、气液分离器、四通阀、电磁阀，各个零部件之间通过管线连接；其特征在于，所述系统还包括至少一闪蒸器组件，所述闪蒸器组件的一出口通过管线与所述压缩机的吸气口相连。

所述压缩机有第一吸气口和第二个吸气口两个吸气口，所述闪蒸器组件的一出口通过管线与所述压缩机的第二个吸气口相连。

所述闪蒸器组件包括一闪蒸器，所述闪蒸器包括一进气口、一蒸汽出口、一液体出口，所述液体出口位于所述闪蒸器的底部；所述进气口和蒸汽出口位于所述闪蒸器的上部。

所述闪蒸器组件还包括接在所述闪蒸器进气口前的第一节流部件和接在所述闪蒸器液体出口后的第二节流部件。

所述第一节流部件由一节流装置和一正向导通的单向阀串接而成；所述第二节流部件采用至少一路由一节流装置和一电磁阀串接后的通道与另一节流装置并联，然后再与一正向导通的单向阀串接而成。

本发明采用增强型喷气涡旋压缩机以及蒸气喷射系统。在正常工况下与普通热泵空调相同进行制冷、制热运行；在低温工况制热运行时，利用闪蒸器喷射制冷剂，使压缩机能吸入更多制冷剂，实现准双级压缩，提高制热量和能效比，同时又保持较低的压缩比和排气温度，空调运行稳定可靠；本实用新型可以克服现有热泵空调在室外低温工况下制热量衰减严重的问题，可用来取代我国北方传统的集中供暖方式。

附图说明

图1是超低温热泵系统实施例一的原理示意图；

图2是超低温热泵系统制热运行压焓图；

图3是超低温热泵系统实施例二的原理示意图；

图4为闪蒸器结构局部剖视示意图。

图5为图4的A向局部放大图。

具体实施方式

实施例一

如图1、4、5所示，其中图1的虚线框内部分表示超低温热泵系统，图中带箭头的实线表示热泵系统制热时制冷剂的流向。一种超低温热泵空调系统，包括喷气增焓涡旋压缩机11、闪蒸器组件、主节流部件、气液分离器15、四通阀16、室外换热器17、室内换热器19；各个零部件之间通过铜管连接在一起组成整套超低温热泵空调系统。其中，所述压缩机11具有第一吸气口111和第二个吸气口112两个吸气口。

所述闪蒸器组件包括一闪蒸器12、四个节流装置13和二个单向阀14、二电磁阀18。所述闪蒸器12为一中空容器，包括一进气口121、一蒸汽出口122、一液体出口123，所述液体出口123位于所述闪蒸器12的底部；所述进气口121和蒸汽出口122位于所述闪蒸器12的上部；所述进气口121通过一管道124延伸至所述闪蒸器12沿高度方向的中部偏下处；所述管道124的开口位于靠近其下端部的侧壁上。

所述闪蒸器组件的内部连接关系为：所述闪蒸器12的所述进气口121前接有由一节流装置13和一正向导通的单向阀14串接而成的第一节流部件；所述闪蒸器12的所述液体出口123后接有采用两路由一节流装置13和一电磁阀18串接的通道并联后再与另一节流装置13并联，然后再与一正向导通的单向阀14串接而成的第二节流部件；当然根据控制制冷剂流量和制冷剂过冷度的精确度的需要，可以采用一路或多路由一节流装置13和一电磁阀18串接的通道并联后再与另一节流装置13并联，然后再与一正向导通的单向阀14串接而成第二节流部件。由一节流装置13和一电磁阀18串接的通道可以被一电子膨胀阀取代。第一节流部件和第二节流部件也可以分别被一个电子膨胀阀代替。

所述闪蒸器组件对外通过所述闪蒸器12的所述蒸汽出口122利用管路与所述压缩机11的第二吸气口112相连、通过第一串接部件与所述主节流部件的一端并接后接入所述的室内换热器19的一端(以制冷模式作为定义标准，该端为室内换热器19的进口端)、通过所述第二串接部件与所述主节流部件的另一端并接后接入所述的室外换热器17的一端(以制冷模式作为定义标准，该端为室外换热器17的出口端)。在本实施例中，所述主节流部件由主节流装置13A和主单向阀14A串接而成，所述主节流装置13A的一端与所述主单向阀14A的反向端相连；当然，所述主节流部件也可以是一电子膨胀阀。

所述闪蒸器12的作用原理为：经初步节流的制冷剂蒸汽进入闪蒸器之后，液体在闪蒸器下部积聚，并通过位于底部的出液口流出闪蒸器，后续经过节流装置节流后进入室外换热器，而闪蒸器中的气体侧通过上部的出口流入压缩机第二吸气口。

下面通过图2介绍本实用新型的工作过程，图1中1-9是与图2中对应的状态点。系统在室外低温工况下制热运行时，所述压缩机11把从室外机换热器17蒸发出来的低温低压的制冷剂气体(状态点1)压缩到中间压力的状态点2，在压缩机11的涡旋盘内与从压缩机第二吸气口112吸入的中间压力的气体(状态点9)混合到状态点10，然后继续被压缩机11压缩为高温高压的气体(状态点3)，高温高压的制冷剂气体在室内机换热器19内被冷却冷凝为高温高压的制冷剂液体(状态点4)，高压液体被节流装置13节流为中间压力的气液混合物(状态点5)后进入闪蒸器12，在闪蒸器12内一部分制冷剂闪蒸为中间压力的制冷剂气体(状态点9)被压缩机第二吸气口112吸入，闪蒸器12内另一部分制冷剂则被过冷为中间压力的过冷液体(状态点7)被节流到状态点8，然后进入室外机换热器蒸发到状态点1被压缩机第一吸气口111吸入，完成一个制热循环。

整个超低温热泵空调系统的主要原理：制热循环时，将从室内换热器出来的制冷剂进行初步节流，一部分制冷剂气化从而使另一部分制冷剂过冷度增加，改善整个循环制冷剂的过冷度，同时增加压缩机的吸气量，提高整个系统的制热量和能效比。

所述超低温热泵空调系统的节流装置包括但不限于以下方式：膨胀阀、毛细管等。  所述空调系统采用智能化霜模式，可以做到“无霜不化”的地步，低温条件下，制热效果较普通热泵空调效果更好使机组化霜次数大大减少，机组运行制热效果更高，更加节能。

实施例二

如图3所示，为本实施例的原理示意图；从图中可知，本实施例与第一实施例的区别在于，本实施例中，由三组并联的闪蒸器组件代替原有的一组闪蒸器组件，并且在第二、三两组闪蒸器组件的中还在所述闪蒸器的所述进气口121前串接有电磁阀。其中A点的电磁阀也可以放在B点；a点的单向阀可以放在b点以及c点。

含多个闪蒸器的低温热泵原理：制热循环时，将从室内换热器出来的制冷剂进行初步节流，一部分制冷剂气化从而使另一部分制冷剂过冷度增加，增加多个闪蒸器能够更精确地调节闪蒸制冷剂的量，更精确的控制整个循环制冷剂的过冷度，同时增加压缩机的吸气量，提高了压缩机提高整个系统的制热量和能效比。

实施例三

本实施例与第一实施例的区别在于，本实施例中，所述压缩机只有一个吸气口，所述闪蒸器12的所述蒸汽出口122通过管路与所述压缩机11的吸气口111相连；相当于在压缩机11的吸气口将从所述闪蒸器12蒸汽出口122出来的中间压力的气体(状态点9)和然后进入从室外机换热器17蒸发到状态点1的气体先混合，然后再吸入。提高了压缩机的吸气温度，改善了整个系统的制热量和能效比。

本发明通过上述实施例对本实用新型的技术方案作了介绍，这不能认为是对本实用新型保护范围的一种限制；因为本发明还有一些显而易见的改变或者改进，如增加或者减少所述闪蒸器组件的个数，改变所述闪蒸器12前后的单向阀或者节流元件或者电磁阀的位置或个数等；用相同功能和作用的器件代替所述闪蒸器等；因此本技术领域的相关人员对本发明做出的任何不涉及到基本结构的连接方式形状改变或零部件替换也应该落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (4)

1、一种超低温热泵空调系统，包括压缩机、主节流部件、室内外换热器、气液分离器、四通阀、电磁阀，各个零部件之间通过管线连接；所述压缩机有第一吸气口和第二吸气口两个吸气口，所述系统还包括至少一闪蒸器组件，所述闪蒸器组件的一出口通过管线与所述压缩机的第二吸气口相连，所述闪蒸器组件包括一闪蒸器，所述闪蒸器包括一进气口、一蒸汽出口、一液体出口，所述闪蒸器组件的蒸汽出口通过管线与所述压缩机的第二吸气口相连，所述液体出口位于所述闪蒸器的底部；所述进气口和蒸汽出口位于所述闪蒸器的上部，所述闪蒸器组件还包括接在所述闪蒸器进气口前的第一节流部件和接在所述闪蒸器液体出口后的第二节流部件，所述第一节流部件由一节流装置和一正向导通的单向阀串接而成；所述第二节流部件采用至少一路由一节流装置和一电磁阀串接后的通道与另一节流装置并联，然后再与一正向导通的单向阀串接而成，其特征在于：所述进气口通过一管线延伸至所述闪蒸器沿高度方向的中部偏下处。

2、根据权利要求1所述的一种超低温热泵空调系统，其特征在于，所述闪蒸器组件通过第一节流部件与所述主节流部件的一端并接后接入所述的室内换热器的一端；通过所述第二节流部件与所述主节流部件的另一端并接后接入所述的室外换热器的一端。

3、根据权利要求1所述的一种超低温热泵空调系统，其特征在于，所述管线的开口位于靠近其下端部的侧壁上。

4、根据权利要求1所述的一种超低温热泵空调系统，其特征在于，所述系统包括多个并联的所述闪蒸器组件。

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