CN106524581B - 一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，包括外机和内机，外机包括压缩机、室外换热器及外风机，内机包括送风组件和排风组件，送风组件包括送风换热器和送风风机，排风组件包括热回收换热器、排风风机、热回收压力调节阀、电磁阀、第一节流装置及第二节流装置，压缩机的排气口与送风换热器的进口连接，送风换热器的出口分别通过依次设置有第一节流装置、热回收换热器和热回收压力调节阀的第一支路及依次设置有电磁阀、第二节流装置和室外换热器的第二支路，与压缩机的吸气口连接，形成制冷剂回路。与现有技术相比，本发明具有运行范围广、能效高等优点。

Description

一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组

技术领域

本发明涉及一种新风热泵机组，尤其是涉及一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组。

背景技术

近年来，室内空气品质日益得到人们的重视，将室外新风除尘、过滤、降温(升温)、去湿(加湿)后送入房间替换原有空气能够有效改善室内空气品质，因此新风空调机组的使用越来越广泛。但是在寒冷地区，新风空调机组制热工况的运行仍存在技术上的难题，由于制热时机组以低温的室外空气为唯一热源，换热器盘管易结霜，此时室外换热器换热效率低，机组性能随之下降，同时化霜工况还会使机组制热量减少。因此，有效解决新风机组制热工况的结霜难题，对于降低机组能耗，改善室内热环境舒适度具有十分重要的意义。

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单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，包括外机和内机，所述的外机包括压缩机、室外换热器及外风机，所述的内机包括送风组件和排风组件，所述的送风组件包括送风换热器和送风风机，所述的排风组件包括热回收换热器、排风风机、热回收压力调节阀、电磁阀、第一节流装置及第二节流装置，

所述的压缩机的排气口与送风换热器的进口连接，送风换热器的出口分别通过依次设置第一节流装置、热回收换热器和热回收压力调节阀的第一支路及依次设置电磁阀、第二节流装置和室外换热器的第二支路，与压缩机的吸气口连接，形成制冷剂回路。

作为优选的技术方案，所述的热回收换热器、室外换热器及送风换热器均为风冷型制冷剂-空气换热器。

作为优选的技术方案，所述的热回收换热器的进口空气为室内排风。

作为优选的技术方案，所述的热回收压力调节阀为变截面流量调节阀。

作为优选的技术方案，所述的第一节流装置和第二节流装置为变截面节流装置。

作为优选的技术方案，所述的变截面节流装置选自电子膨胀阀或热力膨胀阀中的一种。

作为优选的技术方案，该新风热泵机组具有普通制热工况和低温制热工况两种工作模式；

当该新风热泵机组处于普通制热工况时，所述的电磁阀关闭，热回收压力调节阀全开，制冷剂经压缩机压缩后形成的高温蒸汽通过送风换热器冷凝放热，将室外新风加热，经送风风机送入室内，制冷剂再经第一节流装置进入热回收换热器，吸收室内排风热量后进入压缩机，完成制冷剂的循环；

当该新风热泵机组处于低温制热工况时，所述的电磁阀开启，制冷剂经压缩机压缩后形成的高温蒸汽通过送风换热器冷凝放热后，一部分经第一支路吸收室内排风的热量，另一部分经第二支路吸收低温热源的热量，然后合流进入压缩机，完成制冷剂的循环。

作为优选的技术方案，普通制热工况下，所述的压缩机的转速根据送风换热器的送风温度与设定温度的相对关系调节，当送风温度高于设定温度时降低压缩机的转速，当送风温度低于设定温度时，提高压缩机的转速，第一节流装置的开度保证压缩机的吸气过热度，第二节流装置关闭。

作为优选的技术方案，低温制热工况下，所述的压缩机的转速根据送风换热器的送风温度与设定温度的相对关系调节，当送风温度高于设定温度时降低压缩机的转速，当送风温度低于设定温度时，提高压缩机的转速，第一节流装置的开度保证热回收换热器出口的过热度，第二节流装置的开度保证室外换热器出口的过热度，热回收压力调节阀的开度根据预先设定的使热回收换热器无霜运行的安全蒸发压力调节，当热回收换热器的制冷剂压力低于无霜运行的安全蒸发压力时，减小热回收压力调节阀的开度，当热回收换热器的制冷剂压力高于无霜运行的安全蒸发压力时，增大热回收压力调节阀的开度，保证热回收换热器不结霜。

作为优选的技术方案，所述的低温热源为室外空气。

本发明利用热泵热回收技术，增加热回收换热器，有效回收室内排风热量。同时，热回收换热器后设置一热回收压力调节阀，使机组具有双蒸发温度。在低温制热工况(室外环境温度-8.5℃以下)，由热回收压力调节阀通过增大或减小开度(调配两个支路的流量分配)调节热回收换热器的制冷剂压力，控制其换热器表面温度不低于0℃，避免结霜，同时又尽可能地多从排风中回收热能，不足的热能从室外换热器获得。对于室外换热器，根据相关标准，当室外环境温度低于-8.5℃时可以忽略结霜对机组性能造成的影响。而在室外环境温度大于等于-8.5℃时，只开启室内热回收换热器即可达到舒适的送风温度，利用温度较高的室内排风作为热回收换热器热源，从根本上杜绝了热回收换热器结霜。

本发明的主要创新点在于系统制热工况的两种运行模式。普通制热工况下，关闭室外换热器，从根本上杜绝室外换热器结霜，对于热回收换热器，利用热泵热回收技术，实现排风能量全面回收，高温热源既可满足舒适的送风温度又使热回收换热器运行在无霜工况；低温制热工况下，同时开启室外换热器与热回收换热器，通过控制热回收压力调节阀使系统具有两个蒸发温度，其中热回收换热器工作在较高的蒸发压力下，尽可能回收排风废热的同时，避免结霜。同时使用室外空气作为补充热源，由于低温工况下空气含湿量较低，室外换热器结霜非常有限。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.无霜制热，运行范围广：当室外温度≥-8.5℃时，机组仅需回收排风废热即可满足新风的加热需求；当室外温度<-8.5℃时，开启室外换热器辅助吸热，并通过压力调节阀产生双蒸发温度，保障机组超低温制热下仍实现无霜运行，大幅扩展新风热泵机组工作范围。

2.双源供给，机组能效高：在低温制热工况下，本发明实际为可利用室内排风和室外空气的双热源热泵系统。通过热泵热回收技术高效回收排风热量，同时由室外换热器辅助吸热，机组制热能效高。

附图说明

图1为本发明实施例1中的新风热泵机组的结构示意图。

图中，1为压缩机，2为外风机，3为室外换热器，4为热回收压力调节阀，5为第一节流装置，6为第二节流装置，7为电磁阀，8为热回收换热器，9为排风风机，10为送风换热器，11为送风风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，如图1所示，包括外机和内机，其中，外机包括压缩机1、室外换热器3及外风机2，内机包括送风组件和排风组件，送风组件包括送风换热器10和送风风机11，排风组件包括热回收换热器8、排风风机9、热回收压力调节阀4、电磁阀7、第一节流装置5及第二节流装置6，

压缩机1的排气口与送风换热器10的进口连接，送风换热器10的出口分别通过依次设置有第一节流装置5、热回收换热器8和热回收压力调节阀4的第一支路及依次设置有电磁阀7、第二节流装置6和室外换热器3的第二支路，与压缩机1的吸气口连接，形成制冷剂回路。

本实施例优选热回收换热器8的进口空气为室内排风。

本实施例优选热回收换热器8、室外换热器3及送风换热器10均为风冷型制冷剂-空气换热器。

第一节流装置5与第二节流装置6的节流面积可变，即为变截面节流装置，选自电子膨胀阀或热力膨胀阀中的一种。本实施例中，第一节流装置5与第二节流装置6均为电子膨胀阀。

热回收压力调节阀4为变截面流量调节阀，本实施例中，选择电子膨胀阀。

该新风热泵机组具有普通制热工况与低温制热工况两种工作模式。

普通制热工况下，电磁阀7关闭，热回收压力调节阀4全开。压缩机1出口的高温蒸汽经送风换热器10的送风盘管冷凝放热，高压的制冷剂液体再经第一节流装置5节流，进入热回收换热器8，吸收室内排风热量，随后经吸气管路进入压缩机1，在压缩作用下成为高温高压蒸汽，完成制冷循环。这种情况下，压缩机1的转速根据送风换热器10的送风温度与设定温度的相对关系调节，当送风温度高于设定温度时降低压缩机1的转速，当送风温度低于设定温度时，提高压缩机1的转速，第一节流装置5的开度保证压缩机3的吸气过热度，第二节流装置6关闭。

低温制热工况下，电磁阀7开启，压缩机1出口的高温蒸汽经送风换热器10的送风盘管冷凝放热后，分为两路，一路顺序经过第一节流装置5、热回收换热器8及热回收压力调节阀4吸收室内排风热量，另一路经第二节流装置6及室外换热器3吸收低温热源本实施例优选低温热源为室外空气热量，两路低压的制冷剂气体合流后经吸气管路进入压缩机1，在压缩作用下成为高温高压蒸汽，完成制冷循环。这种情况下，压缩机1的转速根据送风换热器10的送风温度与设定温度的相对关系调节，当送风温度高于设定温度时降低压缩机1的转速，当送风温度低于设定温度时，提高压缩机1的转速，第一节流装置5的开度保证热回收换热器8出口的吸气过热度，第二节流装置6的开度保证室外换热器3出口的吸气过热度，热回收压力调节阀4的开度根据预先设定的使热回收换热器8无霜运行的安全蒸发压力调节，当热回收换热器8的制冷剂压力低于无霜运行的安全蒸发压力时，减小热回收压力调节阀4的开度，当热回收换热器8的制冷剂压力高于无霜运行的安全蒸发压力时，增大热回收压力调节阀4的开度，保证热回收换热器8不结霜。

上述实施例中未完整展示制冷剂循环的所有部件，实施过程中，在制冷剂回路设置四通换向阀、储液器、气液分离器、油分离、过滤器、干燥器等常见制冷辅件，均不能视为对本发明进行了实质性改进，应属于本发明保护范围。

本文中使用“第一”、“第二”等词语来限定部件，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”等词语的使用仅仅是为了便于描述上对部件进行区别。如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

Claims (7)

1.一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，包括外机和内机，所述的外机包括压缩机(1)、室外换热器(3)及外风机(2)，其特征在于，所述的内机包括送风组件和排风组件，所述的送风组件包括送风换热器(10)和送风风机(11)，所述的排风组件包括热回收换热器(8)、排风风机(9)、热回收压力调节阀(4)、电磁阀(7)、第一节流装置(5)及第二节流装置(6)，

所述的压缩机(1)的排气口与送风换热器(10)的进口连接，送风换热器(10)的出口分别通过依次设置有第一节流装置(5)、热回收换热器(8)和热回收压力调节阀(4)的第一支路及依次设置有电磁阀(7)、第二节流装置(6)和室外换热器(3)的第二支路，与压缩机(1)的吸气口连接，形成制冷剂回路；

该新风热泵机组具有普通制热工况和低温制热工况两种工作模式；

当室外温度大于等于-8.5℃，该新风热泵机组处于普通制热工况时，所述的电磁阀(7)关闭，热回收压力调节阀(4)全开，制冷剂经压缩机(1)压缩后形成的高温蒸汽通过送风换热器(10)冷凝放热，将室外新风加热，经送风风机(11)送入室内，制冷剂再经第一节流装置(5)进入热回收换热器(8)，吸收室内排风热量后进入压缩机(1)，完成制冷剂的循环；

当室外温度小于-8.5℃，该新风热泵机组处于低温制热工况时，所述的电磁阀(7)开启，制冷剂经压缩机(1)压缩后形成的高温蒸汽通过送风换热器(10)冷凝放热后，一部分经第一支路吸收室内排风的热量，另一部分经第二支路吸收低温热源的热量，然后合流进入压缩机(1)，完成制冷剂的循环；

普通制热工况下，所述的压缩机(1)的转速根据送风换热器(10)的送风温度与设定温度的相对关系调节，当送风温度高于设定温度时降低压缩机(1)的转速，当送风温度低于设定温度时，提高压缩机(1)的转速，第一节流装置(5)的开度保证压缩机(1)的吸气过热度，第二节流装置(6)关闭；

低温制热工况下，所述的压缩机(1)的转速根据送风换热器(10)的送风温度与设定温度的相对关系调节，当送风温度高于设定温度时降低压缩机(1)的转速，当送风温度低于设定温度时，提高压缩机(1)的转速，第一节流装置(5)的开度保证热回收换热器(8)出口的过热度，第二节流装置(6)的开度保证室外换热器(3)出口的过热度，热回收压力调节阀(4)的开度根据预先设定的使热回收换热器(8)无霜运行的安全蒸发压力调节，当热回收换热器(8)的制冷剂压力低于无霜运行的安全蒸发压力时，减小热回收压力调节阀(4)的开度，当热回收换热器(8)的制冷剂压力高于无霜运行的安全蒸发压力时，增大热回收压力调节阀(4)的开度，保证热回收换热器(8)不结霜。

2.根据权利要求1所述的一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，其特征在于，所述的热回收换热器(8)、室外换热器(3)及送风换热器(10)均为风冷型制冷剂-空气换热器。

3.根据权利要求2所述的一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，其特征在于，所述的热回收换热器(8)的进口空气为室内排风。

4.根据权利要求1所述的一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，其特征在于，所述的热回收压力调节阀(4)为变截面流量调节阀。

5.根据权利要求1所述的一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，其特征在于，所述的第一节流装置(5)和第二节流装置(6)为变截面节流装置。

6.根据权利要求5所述的一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，其特征在于，所述的变截面节流装置选自电子膨胀阀或热力膨胀阀中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种单压缩机双蒸发温度的无霜型热回收式新风热泵机组，其特征在于，所述的低温热源为室外空气。