CN103148586A - 具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，包括压缩机，依次连接在压缩机的循环管路上的换热器和蒸发器，以及用于对压缩机进行补气的补气循环管路，所述换热器包括水氟热交换器和氟氟热交换器；所述水氟热交换器是由水氟热交换器本体和装设在该水氟热交换器本体内部的第一换热盘管构成，该第一换热盘管下端与水氟热交换器本体底部之间设有一近似无热交换的“动态恒温区”，所述补气循环管路的补气换热盘管装设在该动态恒温区内，使该动态恒温区能充分汽化补气换热盘管中的制冷剂，以实现压缩机补气管道内制冷剂处于过热状态，有效地提高补气的稳定性，从而提高整个热水机组低温环境下的COP，降低热量损失。

Description

具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组

技术领域

本发明涉及一种超低温空气源热泵热水机组技术领域，更具体地说，是涉及一种能提高低温环境下补气的稳定性，降低热量损失的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组。

背景技术

现有的低温空气源热泵热水机组在低温环境下工作时，一般是使用单独的氟氟热交换器用于补气，然而，这种没有经过过热处理的补气，在进入压缩机补气管道时常伴随着制冷剂的闪蒸，从而导致补气压力波动大，补气系统的稳定性非常差。最终导致低温空气源热泵热水机组在低温环境下的COP（Coefficient Of Performance，即能量与热量之间的转换比率，简称制热能效比）低，热量的损失较大。

另外，现有的低温空气源热泵热水机组所用的水氟热交换器和氟氟热交换器分别为单独成型的两个热交换器，其中间通过管道相连接，这不仅导致连接结构十分复杂，组装繁琐，增大了热量损失,还进一步增加了氟路主流道的压力损失，提高了压缩机的功耗，降低了COP。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种利用水氟热交换器本体下部的“动态恒温区”来汽化补气换热盘管内的制冷剂，以实现压缩机补气管道内制冷剂过热，能有效的提高在超低温环境下补气系统的稳定性，从而提高整个热水机组的COP，与热水循环系统配合使用时，能有效提高整个系统的制热能效的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：提供一种具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，包括压缩机，依次连接在压缩机的循环管路上的换热器和蒸发器，以及用于给压缩机补气的补气循环管路，所述换热器包括水氟热交换器，以及与水氟热交换器相连接的氟氟热交换器；所述水氟热交换器包括水氟热交换器本体和装设在该水氟热交换器本体内部的第一换热盘管，该第一换热盘管一端设有进水口，另一端设有出水口，而所述的水氟热交换器本体上端设有与压缩机相连通的第一工质进口，其下端设有与氟氟热交换器连通的第一工质出口，且所述第一换热盘管下端与水氟热交换器本体底部之间设有一近似无热交换的动态恒温区，所述补气循环管路中的补气换热盘管装设在该动态恒温区内。

所述补气循环管路是由补气循环管道，装设在该补气循环管道上的补气节流阀，装设在所述动态恒温区内的补气换热盘管，以及一端与该补气换热盘管连通，另一端与压缩机连接的压缩机补气管道构成，所述补气换热盘管与氟氟热交换器连通，所述补气循环管道一端与第一工质出口相连通，另一端与氟氟热交换器相连通；因此，所述的压缩机、水氟热交换器本体、补气循环管道、补气节流阀、氟氟热交换器、补气换热盘管和压缩机补气管道依次构成补气回路。

所述的水氟热交换器与氟氟热交换器为一体成型，水氟热交换器与氟氟热交换器之间设有一中隔板，所述补气换热盘管通过中隔板与第二工质出口相连通，所述第二换热盘管通过中隔板与第一工质出口相连通。

本发明所述的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组的有益效果是：由于所述第一换热盘管下端与中隔板之间的区域为近似无热交换区域，从而形成一动态恒温区，所述补气循环管路的补气换热盘管装设在该动态恒温区内，使得在低温状态下，该“动态恒温区”能有效的对补气换热盘管内的制冷剂充分过热，避免压缩机补气管道内出现闪蒸而引起压力巨大波动，有利于增强机组运行的可靠性，与热水循环系统配合使用时，能有效提高机组的制热能效的优点。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

1、利用水氟热交换器下部的“动态恒温区”充分过热设置在动态恒温区内的补气换热盘管内的制冷剂，实现压缩机补气管道内不出现制冷剂闪蒸现象，从而实现压缩机补气管道内的压力的相对稳定，补气压力的相对稳定能提高压缩机排气温度的稳定性，排气温度稳定可控，有利于提高换热效果，提高整个热水机组的COP。

2、所述水氟热交换器与氟氟热交换器为一体化成型的结构，有效的简化了连接结构，简化了管道的连接，使得组装更简便。

3、通过所述水氟热交换器与氟氟热交换器热器为一体化成型的结构，有利于降低热量损失,有效的降低了氟路主流道的压力损失，从而降低了压缩机功耗,提高了氟路主流道的制热效率。

下面结合附图和实施例对本发明所述的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组作进一步说明。

附图说明

图1是本发明所述的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组的组装结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明所述具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组的最佳实例，并不因此限定本发明的保护范围。

参照图1，提供一种具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，包括压缩机1，依次连接在压缩机1的循环管路上的换热器2和蒸发器3，以及用于对压缩机1进行补气的补气循环管路6，所述换热器2包括水氟热交换器4，以及与水氟热交换器4相连接的氟氟热交换器5；所述水氟热交换器4包括水氟热交换器本体401和装设在该水氟热交换器本体401内部的第一换热盘管402，该第一换热盘管402一端设有可与外部水箱的冷水管道相连接的进水口403，另一端设有可与外部水箱的热水管道相连接的出水口404，而所述的水氟热交换器本体401上端设有与压缩机1相连通的第一工质进口406，其下端设有与氟氟热交换器5连通的第一工质出口，且所述第一换热盘管402下端与水氟热交换器本体401底部之间为一近似无热交换区域，因此形成一动态恒温区405，所述补气循环管路6的补气换热盘管604装设在该动态恒温区405内，使得该动态恒温区405能有效的汽化该补气换热盘管604中的制冷剂。

所述补气循环管路6是由补气循环管道601，装设在该补气循环管道601上的补气节流阀602，装设在所述动态恒温区405内的补气换热盘管604，以及一端与该补气换热盘管604连接，另一端与压缩机1连接的压缩机补气管道603构成，所述补气换热盘管604与氟氟热交换器5连通，所述补气循环管道601一端与第一工质出口相连通，另一端与氟氟热交换器5相连通；因此，所述的压缩机1、水氟热交换器本体401、补气循环管道601、补气节流阀602、氟氟热交换器5、补气换热盘管604和压缩机补气管道603依次构成补气回路。所述动态恒温区405能充分汽化设置其内部的补气换热盘管604中的制冷剂，从而避免置于水氟热交换器4外部的压缩机补气管道603内制冷剂的闪蒸，提高压缩机补气管道603压力的稳定性，补气压力的稳定性能提高压缩机排气温度的稳定性。

所述氟氟热交换器5包括氟氟热交换器本体501和装设在该氟氟热交换器本体501内部的第二换热盘管502，该第二换热盘管502上端与第一工质出口连通，下端与蒸发器3连通，而所述的氟氟热交换器本体501上端设有与补气换热盘管604连通的第二工质出口，其下端设有与补气循环管道601连通的第二工质进口503。

还包括装设氟氟热交换器5与蒸发器3之间的主节流阀8。

在常温下，所述的压缩机1无需补气，在低温下，水氟热交换器下部的“动态恒温区”对设置在其内部的补气换热盘管604内制冷剂充分过热，保证压缩机补气管道603内不会出现制冷剂闪蒸现象，从而实现压缩机补气管道603内压力的相对稳定，补气压力的稳定有利于压缩机排气温度的稳定,将该具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组与热水循环系统配合使用时，能有效提高机组的制热能效，从而提高该超低温空气源热泵热水机低温环境下的COP（Coefficient Of Performance，即能量与热量之间的转换比率，简称制热能效比）。

作为本申请的进一步改进，所述的水氟热交换器4与氟氟热交换器5为一体成型，水氟热交换器4与氟氟热交换器5之间设有一中隔板7，所述压缩机补气管道604一端通过中隔板7与第二工质出口相连通，所述第二换热盘管502通过中隔板7与第一工质出口相连通。由于所述第一换热盘管402下端与中隔板7之间为一近似无热交换区域的动态恒温区405，该动态恒温区405能保证压缩机补气管道603内不出现闪蒸造成的大压力波动，补气压力的稳定能有效提高机组的制热能效；另外，采用一体化成型的结构，可降低热量损失,有效的简化了管道的连接，使得组装简便，并同时有效的降低了氟路主流道的压力损失，降低压缩机的功耗,进一步提高了氟路主流道的制热效率。

可知，所述的换热器2是三路流道的连接中心，其中包括：

水路流道：冷水经由进水口403进入第一换热盘管402内与水氟热交换器本体401内的工质进行热交换，然后再通过出水口404流出；

氟路主流道：制冷剂由压缩机1排出，从第一工质进入流经水氟热交换器本体401并与第一换热盘管402热交换后，再经中隔板7流入第二换热盘管502内、然后依次流经主节流阀8、蒸发器3后，再回到压缩机1完成制热回路一个循环；

氟路补气流道：制冷剂由压缩机1排出，流经水氟热交换器本体401后从第一工质出口流出，并经补气循环管道601和补气节流阀602后，从第二工质进口503流入氟氟热交换器本体501，再依次经中隔板7、补气换热盘管604、压缩机补气管道603，再回到压缩机1完成一个补气回路循环。因此所述的换热器2同时实现了制热和补气两种功能，能提高低温环境下补气的稳定性，提高整个热水机组的COP，降低热量损失。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，包括压缩机（1），依次连接在压缩机（1）的循环管路上的换热器（2）和蒸发器（3），以及用于对压缩机（1）进行补气的补气循环管路（6），其特征在于，所述换热器（2）包括水氟热交换器（4），以及与水氟热交换器（4）相连接的氟氟热交换器（5）；所述水氟热交换器（4）包括水氟热交换器本体（401）和装设在该水氟热交换器本体（401）内部的第一换热盘管（402），该第一换热盘管（402）一端设有进水口（403），另一端设有出水口（404），而所述的水氟热交换器本体（401）上端设有与压缩机（1）相连通的第一工质进口（406），其下端设有与氟氟热交换器（5）连通的第一工质出口，且所述第一换热盘管（402）下端与水氟热交换器本体（401）底部之间设有一近似无热交换的动态恒温区（405），所述补气循环管路（6）中的补气换热盘管（604）装设在该动态恒温区（405）内。

2.根据权利要求1所述的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，其特征在于，所述补气循环管路（6）是由补气循环管道（601），装设在该补气循环管道（601）上的补气节流阀（602），装设在所述动态恒温区（405）内的补气换热盘管（604），以及一端与该补气换热盘管（604）连接，另一端与压缩机（1）连接的压缩机补气管道（603）构成，所述补气换热盘管（604）与氟氟热交换器（5）连通，所述补气循环管道（601）一端与第一工质出口相连通，另一端与氟氟热交换器（5）相连通；因此，所述的压缩机（1）、水氟热交换器本体（401）、补气循环管道（601）、补气节流阀（602）、氟氟热交换器（5）、补气换热盘管（604）和压缩机补气管道（603）依次构成补气回路。

3.根据权利要求2所述的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，其特征在于，所述氟氟热交换器（5）包括氟氟热交换器本体（501）和装设在该氟氟热交换器本体（501）内部的第二换热盘管（502），该第二换热盘管（502）上端与第一工质出口连通，下端与蒸发器（3）连通，而所述的氟氟热交换器本体（501）上端设有与补气换热盘管（604）连通的第二工质出口，其下端设有与补气循环管道（601）连通的第二工质进口（503）。

4.根据权利要求1至3任一项所述的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，其特征在于，所述的水氟热交换器（4）与氟氟热交换器（5）为一体成型，水氟热交换器（4）与氟氟热交换器（5）之间设有一中隔板（7），所述补气换热盘管（604）通过中隔板（7）与第二工质出口相连通，所述第二换热盘管（502）通过中隔板（7）与第一工质出口相连通。

5.根据权利要求4所述的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，其特征在于，还包括装设氟氟热交换器（5）与蒸发器（3）之间的主节流阀（8）。

6.根据权利要求1所述的具有补气过热功能的超低温空气源热泵热水机组，其特征在于，所述压缩机（1）为补气型低温热泵压缩机，该补气型低温热泵压缩机具有排气口、吸气口和补气口。