CN103423919B - 空气源热泵系统和用于该空气源热泵系统的化霜排液方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空气源热泵系统和用于该空气源热泵系统的化霜排液方法。该空气源热泵系统包括：压缩机、第一换热器、第二换热器、主节流装置以及干燥过滤器，该空气源热泵系统还包括中压罐，该中压罐的气体出口与压缩机的中压接口或者补气口连接；中压罐的液体入口与第一换热器的出口连接；中压罐的液体出口与第二换热器的进口以及主节流装置的下游接口连接，并且中压罐的液体出口还与中压罐的内腔的底部连通。根据本发明提供的空气源热泵系统，通过在系统中使用中压罐而避免了液态制冷剂回流至压缩机的问题，并且不需在压缩机的吸气管上设置气液分离器，消除了气液分离器产生的吸气压降对系统整体性能的影响。

Description

空气源热泵系统和用于该空气源热泵系统的化霜排液方法

技术领域

本发明涉及空气源热泵系统技术领域，尤其涉及一种空气源热泵系统和用于该空气源热泵系统的化霜排液方法。

背景技术

空气源热泵系统在环境温度较低的情况下，长时间运行后会出现盘管表面结霜的现象，因此系统在运行过程中会实时监测盘管结霜的情况，当达到一定程度时就需要进行化霜过程。每当化霜过程结束，系统转换回制热模式时，都会有大量的液态制冷剂返回到压缩机中，成为造成压缩机故障的隐患。特别是随着空气源热泵系统规模的扩大，液态制冷剂的回流量也会相应地增加，压缩机面临的威胁也就越大。因此需要采取措施避免液态制冷剂回流到压缩机中。

现有技术中比较常见做法是在压缩机吸气管路上增加气液分离器。化霜过程向制热模式切换时，大量的液态制冷剂首先在气液分离器中得到缓冲，气液两相分离，气体直接吸入压缩机中，液体通过一定的回油方式被带回到压缩机中。这种方式明显的不足就是对成本和性能的影响比较大。一方面，气液分离器的体积较大，成本比较高；另一方面，压缩机在吸气时气体经过气液分离器时会有额外的压降，导致系统性能的衰减。

因此，需要一种既能够避免在化霜过程结束后液态制冷剂回流到压缩机中，又能够保证系统性能的空气源热泵系统和用于该空气源热泵系统的化霜排液方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种空气源热泵系统，包括：压缩机、第一换热器、第二换热器、主节流装置以及干燥过滤器，该空气源热泵系统还包括中压罐，所述中压罐的气体出口与所述压缩机的中压接口或者补气口连接；所述中压罐的液体入口与所述第一换热器的出口连接；所述中压罐的液体出口与所述第二换热器的进口以及所述主节流装置的下游接口连接，并且所述中压罐的所述液体出口还与所述中压罐的内腔的底部连通。

优选地，在所述第一换热器的出口与所述中压罐的液体入口之间设置有第一阀门。

优选地，与所述中压罐的液体出口连接的管路为毛细管。

优选地，在所述中压罐的液体出口的下游处设置有第二阀门。

优选地，在所述第二阀门的下游处设置有止回阀。

优选地，所述空气源热泵系统还包括经济器，所述中压罐还设置有气体入口，所述经济器的出气口与所述中压罐的气体入口连接。

优选地，所述中压罐的气体入口与气体出口之间连接有通气管，所述通气管上开设有用于使所述通气管的内部与所述中压罐的内腔连通的开口。

优选地，所述开口设置在所述通气管的上部。

本发明还提供一种用于上述空气源热泵系统的化霜排液方法，包括以下步骤：S101：在所述第一换热器由冷凝器切换为蒸发器之前，将所述第一换热器中的液态制冷剂排入所述中压罐中；S103：判断所述第一换热器中的液态制冷剂的剩余量；S105：根据所述液态制冷剂的剩余量停止排液过程，将所述第一换热器由冷凝器切换为蒸发器。

优选地，根据所述空气源热泵系统的排气压力判断所述第一换热器中的液态制冷剂的剩余量。

优选地，设定排液时间，当所述排液过程的用时达到所述排液时间时停止所述排液过程，将所述第一换热器由冷凝器切换为蒸发器。

根据本发明提供的空气源热泵系统，通过在系统中使用中压罐而避免了液态制冷剂回流至压缩机的问题，并且不需在压缩机的吸气管上设置气液分离器，消除了气液分离器产生的吸气压降对系统整体性能的影响。

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

图1为本发明的一种无经济器的空气源热泵系统的组成示意图；

图2为本发明的一种带经济器的空气源热泵系统的组成示意图；

图3为中压罐的结构示意图；

图4为用于本发明空气源热泵系统的化霜排液方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明公开了一种空气源热泵系统，如图1所示，该空气源热泵系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、主节流装置10以及干燥过滤器20。为了避免液态制冷剂回流至压缩机侧的问题，该空气源热泵系统中还包括中压罐30。具体地，中压罐30的气体出口31与压缩机的中压接口或者补气口连接；中压罐30的液体入口33与第一换热器的出口连接；中压罐30的液体出口35与第二换热器的进口以及主节流装置10的下游接口连接，并且中压罐30的液体出口35还可通过连接在其上的出液管与中压罐30的内腔的底部连通。

在该空气源热泵系统中，由于采用了中压罐30，制冷剂液体全被引入了中压罐30中，这些制冷剂液体一部分闪发成气体回到压缩机，而底部的制冷剂液体通过中压罐30的液体出口35回到蒸发器端，从而避免了直接回到压缩机的入口。并且，由于中压罐30的使用，不需要再配置气液分离器，也就消除了气液分离器产生的吸气压降对系统整体性能的影响，使系统整体的性能得到了保证。

为了实现对输入中压罐30的液态制冷剂的控制，在第一换热器的出口与中压罐30的液体入口33之间设置有第一阀门50，以控制第一换热器与中压罐30之间的液态制冷剂的通断。

同样地，为了实现对由中压罐30排出的液态制冷剂的控制，在中压罐30的液体出口35处可以连接毛细管。也可以在中压罐30的液体出口35的下游处设置第二阀门70来控制排出的液态制冷剂的流量和液态制冷剂的通断。优选地，还可以在第二阀门70的下游处设置止回阀90，该止回阀90的作用是防止制冷剂倒流回中压罐30。

在图2所示的本发明的一种优选的实施方式中，在上述的空气源热泵系统的基础上还可以增设经济器40，并且如图3所示，在中压罐30上还设置有用于与经济器40的出气口41连接的气体入口37，以便接收来自经济器40排出的气体。

继续参考图3可以看出，在中压罐30的气体入口37和气体出口31之间连接有通气管60，这样气体进入中压罐30后就能够直接由气体出口31排出。并且通过在通气管60上开设开口61还可以使通气管60的内部与中压罐30的内腔连通，以维持中压罐30中的压力处于中压水平。优选地，开口61设置在通气管60的上部，以防止通气管60中的油液滴入中压罐30的内腔中。

下面结合图2说明具有经济器40的空气源热泵系统的运转流程。

来自高压换热器侧的液态制冷剂先进入干燥过滤器20，随后从经济器40的第一进口43进入经济器40，与经济器40另一侧的制冷剂换热后从经济器40的第一出口47排出并分为两路。一路流向空气源热泵系统的主节流装置10，从主节流装置10流出后通往低压换热器侧。另一路经过第三阀门42和副节流装置44后由经济器40的第二进口45进入经济器40，并吸收另一侧制冷剂中的热量蒸发变成气体从经济器40的出气口41排出由中压罐30的气体入口37进入中压罐30，并最终从中压罐30的气体出口31排出回到压缩机的中压接口或者补气口。

来自第一换热器侧的液态制冷剂经过第一阀门50从中压罐30的液体入口33进入中压罐30，在中压罐30中约有25％的液态制冷剂会闪发为气体从气体出口31回到压缩机，剩下的液态制冷剂则留在中压罐30中。储存在中压罐30中的液态制冷剂可以从中压罐30的液体出口35中排出，经过第二阀门70和止回阀90流向主节流装置10的下游处。需要说明一点的是，当第一阀门50开启时第三阀门42需要关闭。

本发明还公开了一种用于上述空气源热泵系统的化霜排液方法，该化霜排液方法的流程如图4所示。

首先执行步骤S101，在第一换热器由冷凝器切换为蒸发器之前将第一换热器中的液态制冷剂排入中压罐中；在液态制冷剂的排放过程中执行进行步骤S103，判断第一换热器中的液态制冷剂的剩余量；最后，根据步骤S103的判断结果停止液态制冷剂的排放过程，并将第一换热器由冷凝器切换为蒸发器。

优选地，在执行步骤S103时可以根据空气源热泵系统的排气压力来判断第一换热器中的液态制冷剂的剩余量，这是因为空气源热泵系统的排气压力能够通过仪器测出，所以通过空气源热泵系统的排气压力这一参数可以方便地判断液态制冷剂的剩余量。

当第一换热器中的液态制冷剂的剩余量满足要求时，排液过程停止，空气源热泵系统会将第一换热器有冷凝器切换为蒸发器。除此之外，还可以为空气源热泵系统设定排液时间，当排液过程的用时达到排液时间时视为第一换热器中的液态制冷剂的剩余量符合要求，于是排液过程停止，第一换热器由冷凝器切换为蒸发器。

综上所述，由于本发明提供的空气源热泵系统采用了中压罐，制冷剂液体全被引入了中压罐中，这些制冷剂液体一部分闪发成气体回到压缩机，而底部的制冷剂液体通过中压罐的出液管回到蒸发器端，从而避免了直接回到压缩机的入口。并且，由于中压罐的使用，不需要再配置气液分离器，也就消除了气液分离器产生的吸气压降对系统整体性能的影响，使系统整体的性能得到了保证。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (11)

1.一种空气源热泵系统，包括：压缩机、第一换热器、第二换热器、主节流装置(10)以及干燥过滤器(20)，其特征在于，所述空气源热泵系统还包括中压罐(30)，所述中压罐(30)的气体出口(31)与所述压缩机的中压接口或者补气口连接；所述中压罐(30)的液体入口(33)与所述第一换热器的出口连接；所述中压罐(30)的液体出口(35)与所述第二换热器的进口以及所述主节流装置(10)的下游接口连接，并且所述中压罐(30)的所述液体出口(35)还与所述中压罐(30)的内腔的底部连通。

2.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，在所述第一换热器的出口与所述中压罐(30)的液体入口(33)之间设置有第一阀门(50)。

3.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，与所述中压罐(30)的液体出口(35)连接的管路为毛细管。

4.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，在所述中压罐(30)的液体出口(35)的下游处设置有第二阀门(70)。

5.按照权利要求4所述的空气源热泵系统，其特征在于，在所述第二阀门(70)的下游处设置有止回阀(90)。

6.按照权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述空气源热泵系统还包括经济器(40)，所述中压罐(30)还设置有气体入口(37)，所述经济器(40)的出气口(41)与所述中压罐(30)的气体入口(37)连接。

7.按照权利要求6所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述中压罐(30)的气体入口(37)与气体出口(31)之间连接有通气管(60)，所述通气管(60)上开设有用于使所述通气管(60)的内部与所述中压罐(30)的内腔连通的开口(61)。

8.按照权利要求7所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述开口(61)设置在所述通气管(60)的上部。

9.一种用于权利要求1至8中任一项所述的空气源热泵系统的化霜排液方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：在所述第一换热器由冷凝器切换为蒸发器之前，将所述第一换热器中的液态制冷剂排入所述中压罐中；

S103：判断所述第一换热器中的液态制冷剂的剩余量；

S105：根据所述液态制冷剂的剩余量停止排液过程，将所述第一换热器由冷凝器切换为蒸发器。

10.按照权利要求9所述的化霜排液方法，其特征在于，根据所述空气源热泵系统的排气压力判断所述第一换热器中的液态制冷剂的剩余量。

11.按照权利要求9所述的化霜排液方法，其特征在于，设定排液时间，当所述排液过程的用时达到所述排液时间时停止所述排液过程，将所述第一换热器由冷凝器切换为蒸发器。