CN106969397A - 具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，包括热泵组件，热泵组件用于供给循环冷媒；蒸发装置，蒸发装置与热泵组件连通；及化霜节流组件，化霜节流组件包括主路电子膨胀阀、单向阀、化霜毛细管以及由蒸发装置引出的、且并联连接的第一管路和第二管路，第一管路与第二管路均与热泵组件连通，且主路电子膨胀阀连通于第一管路中，单向阀和化霜毛细管均连通于第二管路中。通过将主路电子膨胀阀安装于第一管路中，单向阀和化霜毛细管连通于第二管路中而形成双通道节流体系，可以大大提高冷媒流量，产生足够的化霜需求热量，从而避免化霜耗时过长，确保化霜彻底，达到最佳的化霜效果。

Description

具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组

技术领域

本发明涉及采暖设备技术领域，特别是涉及一种具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组。

背景技术

目前，北方采暖市场对空气源热泵采暖机组的需求越来越大。随着气候的急剧变化以及雾霾空气的影响，在干、冷的北方部分地区，空气源热泵采暖机组制热运行时其蒸发器上会产生严重的结霜甚至是结冰现象。如果空气源热泵采暖机组化霜不能彻底或者化霜时间延长，凝结的霜层或冰层会阻碍机组的使用性能，都会对系统的采暖效果产生不良的影响。

现有的热泵采暖机组中的化霜系统主要包括以主阀热力膨胀阀为化霜节流组件的化霜系统、以在储液器化霜流程的后端设置的单根毛细管为化霜节流组件的化霜系统、或者以主阀电子膨胀阀为化霜节流组件的化霜系统三种类型。这三种化霜系统中，又以主路电子膨胀阀为化霜节流组件的化霜系统由于开度可迅速调节，其化霜性能相对更好，因而被广泛使用。然而，以主路热力膨胀阀或主路电子膨胀阀为化霜节流组件的化霜系统，由于低温热泵系统节流组件的选型比常温热泵系统偏小，导致在超低温的工作环境下，化霜过程的高、低压差很小，使得主路电子膨胀阀的开度很难满足理想的冷媒循环量，因此，导致热泵采暖机组的化霜不能彻底或化霜耗时过长，无法达到最佳的化霜效果。

发明内容

基于此，本发明有必要提供一种具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，能够适应于化霜时热源与冷源的较大温差，提高冷媒循环流量，产生足够的化霜需求热量，从而避免化霜耗时过长，确保化霜彻底，达到最佳的化霜效果。

其技术方案如下：

一种具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，包括：

热泵组件，所述热泵组件用于供给循环冷媒；

蒸发装置，所述蒸发装置与所述热泵组件连通；及

化霜节流组件，所述化霜节流组件包括主路电子膨胀阀、单向阀、化霜毛细管以及由所述蒸发装置引出的、且并联连接的第一管路和第二管路，所述第一管路与所述第二管路均与所述热泵组件连通，且所述主路电子膨胀阀连通于所述第一管路中，所述单向阀和所述化霜毛细管均连通于所述第二管路中。

上述具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组通过将热泵组件与蒸发装置连通，之后使化霜节流组件通过第一管路和第二管路分别与蒸发装置和热泵组件连通。化霜工作时，针对热泵采暖机组的热源与冷源温差大等问题，通过将第一管路与第二管路采用并联连接，之后将主路电子膨胀阀安装于第一管路中，单向阀和化霜毛细管连通于第二管路中而形成双通道节流体系，可以大大提高冷媒流量，产生足够的化霜需求热量，从而避免化霜耗时过长，确保化霜彻底，达到最佳的化霜效果。

下面对技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，还包括经济器，所述经济器连通于所述第一管路中、并位于所述主路电子膨胀阀的下游。如此可以使第一管路中的冷媒通过主路电子膨胀阀和经济器，而第二管路中的冷媒仅通过单向阀和化霜毛细管直接通入热泵组件，可以减小整个化霜节流组件的流阻，有利于提供机组的化霜效能。

在其中一个实施例中，所述蒸发装置包括蒸发器，所述热泵组件包括压缩机、换向四通阀、储液器、水侧换热器及汽液分离器，所述压缩机的冷媒出口与所述换向四通阀的第一阀口连通，所述换向四通阀的第二阀口与所述蒸发器的冷媒进口连通，所述蒸发器的冷媒出口与所述第一管路和所述第二管路均连通，所述第一管路和所述第二管路还均与所述储液器的进液口连通，所述储液器的出液口与所述水侧换热器的进液口连通，所述水侧换热器的出液口与所述换向四通阀的第三阀口连通，所述换向四通阀的第四阀口与所述汽液分离器的进液口连通，所述汽液分离器的出液口与所述压缩机的低压进气口连通。如此通过上述部件的优化组合，能够根据不同环境温度和进水温度灵活调整理想开度，确保机组在各种化霜运行工况下都能具备充足的冷媒流量，产生足够化霜热量，达到迅速、彻底化霜的效果。

在其中一个实施例中，所述化霜毛细管设置于所述热泵组件的上游。因而通过将化霜毛细管设置在热泵组件的上游，有利于机组在低温制热运行阶段将暂存于储液器内的大量液态冷媒释放，从而能够更快满足机组对于化霜的冷媒循环需求量，确保化霜效率。

在其中一个实施例中，当热泵采暖机组作采暖运行时，所述压缩机的冷媒出口与所述换向四通阀的第一阀口连通，所述换向四通阀的第三阀口与所述水侧换热器连通，所述水侧换热器与所述储液器连通，所述储液器通过所述第一管路依次与所述经济器、所述主路电子膨胀阀及所述蒸发器连通。如此，可以可大大改善机组的制冷循环效率，提高制冷量，降低压缩机的排气温度，提高机组运行经济性。

在其中一个实施例中，还包括采暖辅路、及依次连通于所述采暖辅路中的辅路补气电磁阀和辅路电子膨胀阀，所述储液器通过所述采暖辅路与所述经济器连通，所述经济器与所述压缩机的中压吸气口连通。当环境温度低于一定值时，辅路补气电磁阀打开为循环管路实现补气循环，可确保机组的运行效率。

在其中一个实施例中，还包括喷液辅路、及依次连通于所述喷液辅路中的喷液电磁阀和喷液毛细管，所述储液器通过所述喷液辅路与所述压缩机的中压吸气口连通。当压缩机的排气温度过高时，通过喷液电磁阀打开，使喷液毛细管喷液工作，可有效降低压缩机排气口的温度，确保机组运行安全。

在其中一个实施例中，所述蒸发装置还包括风机，所述风机与所述蒸发器相对。因而通过风机向蒸发器鼓风，可以进一步提高蒸发器的蒸发效率，提高机组运行效能。

附图说明

图1为本发明实施例所述的具有具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组的结构示意图。

附图标记说明：

100、热泵组件，110、压缩机，120、换向四通阀，130、储液器，140、水侧换热器，150、汽液分离器，200、蒸发装置，210、蒸发器，220、风机，300、化霜节流组件，310、主路电子膨胀阀，320、单向阀，330、化霜毛细管，340、第一管路，350、第二管路，400、经济器，500、采暖辅路，600、辅路补气电磁阀，700、辅路电子膨胀阀，800、喷液辅路，900、喷液电磁阀，1000、喷液毛细管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，为本发明展示的一种实施例的具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，包括：热泵组件100，所述热泵组件100用于供给循环冷媒；蒸发装置200，所述蒸发装置200与所述热泵组件100连通；及化霜节流组件300，所述化霜节流组件300包括主路电子膨胀阀310、单向阀320、化霜毛细管330以及由所述蒸发装置200引出的、且并联连接的第一管路340和第二管路350，所述第一管路340与所述第二管路350均与所述热泵组件100连通，且所述主路电子膨胀阀310连通于所述第一管路340中，所述单向阀320和所述化霜毛细管330均连通于所述第二管路350中。

上述具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组通过将热泵组件100与蒸发装置200连通，之后使化霜节流组件300通过第一管路340和第二管路350分别与蒸发装置200和热泵组件100连通。化霜工作时，针对热泵采暖机组的热源与冷源温差大等问题，通过将第一管路340与第二管路350采用并联连接，之后将主路电子膨胀阀310安装于第一管路340中，单向阀320和化霜毛细管330连通于第二管路350中而形成双通道节流体系，可以大大提高冷媒流量，产生足够的化霜需求热量，从而避免化霜耗时过长，确保化霜彻底，达到最佳的化霜效果。具体的，第一管路340和第二管路350并联，能使从蒸发器210流出的冷媒在单位时间同时通过第一管路340和第二管路350，相较于传统的化霜节流组件300，其冷媒流通量要大很多。同时，主路电子膨胀阀310在化霜时能根据不同的环境温度和进水温度设定系统所需的理想开度，能保证系统在各种化霜运行工况下，都能迅速的达到理想的化霜效果。

在一个实施例中，所述蒸发装置200包括蒸发器210，所述热泵组件100包括压缩机110、换向四通阀120、储液器130、水侧换热器140及汽液分离器150，所述压缩机110的冷媒出口与所述换向四通阀120的第一阀口连通，所述换向四通阀120的第二阀口与所述蒸发器210的冷媒进口连通，所述蒸发器210的冷媒出口与所述第一管路340和所述第二管路350均连通，所述第一管路340和所述第二管路350还均与所述储液器130的进液口连通，所述储液器130的出液口与所述水侧换热器140的进液口连通，所述水侧换热器140的出液口与所述换向四通阀120的第三阀口连通，所述换向四通阀120的第四阀口与所述汽液分离器150的进液口连通，所述汽液分离器150的出液口与所述压缩机110的低压进气口连通。如此通过上述各部件的优化组合，能够根据不同环境温度和进水温度灵活调整理想开度，确保机组在各种化霜运行工况下都能具备充足的冷媒流量，产生足够化霜热量，达到迅速、彻底化霜的效果。

进一步地，还包括经济器400，所述经济器400连通于所述第一管路340中、并位于所述主路电子膨胀阀310的下游。如此可以使第一管路340中的冷媒通过主路电子膨胀阀310和经济器400，而第二管路350中的冷媒仅通过单向阀320和化霜毛细管330直接通入热泵组件100，可以减小整个化霜节流组件300的流阻，有利于提升机组的化霜效能。

此外，所述化霜毛细管330设置于所述热泵组件100的上游。具体的，化霜毛细管330设置于储液器130的上游，因而通过将化霜毛细管330设置在储液器130的上游，有利于机组在低温制热运行阶段将暂存于储液器130内的大量液态冷媒释放，从而能够更快满足机组对于化霜的冷媒循环需求量，确保化霜效率。

当热泵采暖机组作采暖运行时，所述压缩机110的冷媒出口与所述换向四通阀120的第一阀口连通，所述换向四通阀120的第三阀口与所述水侧换热器140连通，所述水侧换热器140与所述储液器130连通，所述储液器130通过所述第一管路340依次与所述经济器400、所述主路电子膨胀阀310及所述蒸发器210连通。如此，可以可大大改善机组的制冷循环效率，提高制冷量，降低压缩机110的排气温度，提高机组运行经济性。

进一步地，还包括采暖辅路500、及依次连通于所述采暖辅路500中的辅路补气电磁阀600和辅路电子膨胀阀700，所述储液器130通过所述采暖辅路500与所述经济器400连通，所述经济器400与所述压缩机110的中压吸气口连通。当环境温度低于一定值(例如-25℃)时，辅路补气电磁阀600打开为循环管路实现补气循环，可确保机组的运行效率。

更进一步地，还包括喷液辅路800、及依次连通于所述喷液辅路800中的喷液电磁阀900和喷液毛细管1000，所述储液器130通过所述喷液辅路800与所述压缩机110的中压吸气口连通。当压缩机110的排气温度过高时，通过喷液电磁阀900打开，使喷液毛细管1000喷液工作，可有效降低压缩机110排气口的温度，确保机组运行安全。

此外，所述蒸发装置200还包括风机220，所述风机220与所述蒸发器210相对。因而通过风机220向蒸发器210鼓风，可以进一步提高蒸发器210的蒸发效率，提高机组运行效能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，其特征在于，包括：

热泵组件，所述热泵组件用于供给循环冷媒；

蒸发装置，所述蒸发装置与所述热泵组件连通；及

化霜节流组件，所述化霜节流组件包括主路电子膨胀阀、单向阀、化霜毛细管以及由所述蒸发装置引出的、且并联连接的第一管路和第二管路，所述第一管路与所述第二管路均与所述热泵组件连通，且所述主路电子膨胀阀连通于所述第一管路中，所述单向阀和所述化霜毛细管均连通于所述第二管路中。

2.根据权利要求1所述的具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，其特征在于，还包括经济器，所述经济器连通于所述第一管路中、并位于所述主路电子膨胀阀的下游。

3.根据权利要求1或2所述的具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，其特征在于，所述蒸发装置包括蒸发器，所述热泵组件包括压缩机、换向四通阀、储液器、水侧换热器及汽液分离器，所述压缩机的冷媒出口与所述换向四通阀的第一阀口连通，所述换向四通阀的第二阀口与所述蒸发器的冷媒进口连通，所述蒸发器的冷媒出口与所述第一管路和所述第二管路均连通，所述第一管路和所述第二管路还均与所述储液器的进液口连通，所述储液器的出液口与所述水侧换热器的进液口连通，所述水侧换热器的出液口与所述换向四通阀的第三阀口连通，所述换向四通阀的第四阀口与所述汽液分离器的进液口连通，所述汽液分离器的出液口与所述压缩机的低压进气口连通。

4.根据权利要求3所述的具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，其特征在于，所述化霜毛细管设置于所述热泵组件的上游。

5.根据权利要求3所述的具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，其特征在于，当热泵采暖机组作采暖运行时，所述压缩机的冷媒出口与所述换向四通阀的第一阀口连通，所述换向四通阀的第三阀口与所述水侧换热器连通，所述水侧换热器与所述储液器连通，所述储液器通过所述第一管路依次与所述经济器、所述主路电子膨胀阀及所述蒸发器连通。

6.根据权利要求3或5所述的具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，其特征在于，还包括采暖辅路、及依次连通于所述采暖辅路中的辅路补气电磁阀和辅路电子膨胀阀，所述储液器通过所述采暖辅路与所述经济器连通，所述经济器与所述压缩机的中压吸气口连通。

7.根据权利要求3或5所述的具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，其特征在于，还包括喷液辅路、及依次连通于所述喷液辅路中的喷液电磁阀和喷液毛细管，所述储液器通过所述喷液辅路与所述压缩机的中压吸气口连通。

8.根据权利要求3所述的具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组，其特征在于，所述蒸发装置还包括风机，所述风机与所述蒸发器相对。