CN108019971A - 一种带回热的超低环温空气源热泵 - Google Patents

一种带回热的超低环温空气源热泵 Download PDF

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Abstract

一种带回热的超低环温空气源热泵，包括压缩机，冷凝器，蒸发器，四通换向阀，油分离器、储液器，气液分离器，回油开关，回热器，第一、第二制热制冷变向通道；压缩机和油分离器相连，油分离器工质气体出口通过四通换向阀和冷凝器或蒸发器的一端相连，油分离器润滑油出口通过回油开关和压缩机相连；四通换向阀同时和气液分离器相连；第一制热制冷变向通道的两端分别和冷凝器的另一端及储液器的一端相连，储液器的另一端通过回热器和第二制热制冷变向通道的一端相连，第二制热制冷变向通道的另一端和蒸发器的另一端相连；气液分离器的出口通过回热器和压缩机的工质气体进口相连。本发明能有效提高空气源热泵的能效，且结构简单、工作安全可靠。

Description

一种带回热的超低环温空气源热泵
技术领域
本发明属于热泵领域，特别是涉及一种能在超低温环境下工作的超低温空气源热泵。
背景技术
空气源热泵是以空气作为高温【低温】 热源来进行供热【供冷】 的装置，具有安装灵活、使用方便、投资相对较低的优点。空气源热泵内部结构主要包括压缩机、冷凝器、油分离器、蒸发器等核心部件。空气源热泵供热工作流程一般是这样的：压缩机将回流的低压冷媒工质压缩后，变成高温高压气体【为高温高压气态工质和润滑油的混合体】排出到油分离器后分离成高温高压气态工质和润滑油。高温高压气态工质从油分离器排出到冷凝器，与来自用户端的低温热水进行热交换，热量被水吸走后冷却下来变成液态工质，然后进入蒸发器。而吸热后的水温度得以升高，排出冷凝器后供用户使用。当液态工质进入蒸发器前，被相应的机构变成气液两相混合体，工质的压力骤然降低。进入蒸发器内时，在风扇的作用下，大量的空气流经蒸发器的外表面，与气液两相混合工质进行热交换，气液两相混合工质吸收空气中的热量后，迅速蒸发变成过热气体排出蒸发器，然后再被压缩机吸入进行压缩。近年来，在空气源热泵领域，超低温空气源热泵得到了广泛的推广和应用，但都存在机组的能效较低的问题。
发明内容
本发明的主要发明目的是提供一种能够有效提高超低温空气源热泵能效的空气源热泵。
本发明所用的技术方案是：一种带回热的超低环温空气源热泵，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、四通换向阀、油分离器、储液器、气液分离器、回油开关、回热器，第一制热制冷变向通道、第二制热制冷变向通道；压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连，油分离器的工质气体出口通过四通换向阀和冷凝器的一端【制热时】或蒸发器的一端【制冷时】相连，油分离器的润滑油出口通过回油开关和压缩机相连；四通换向阀同时还和气液分离器的进口相连；第一制热制冷变向通道由第一单向阀通道和第一节流机构通道并联构成，第一单向阀通道上设有第一单向阀，第一节流机构通道上设有第一节流机构；第二制热制冷变向通道由第二单向阀通道和第二节流机构通道并联构成，第二单向阀通道上设有第二单向阀，第二节流机构通道上设有第二节流机构；第一制热制冷变向通道的两端分别和冷凝器的另一端及储液器的一端相连，储液器的另一端通过回热器和第二制热制冷变向通道的一端相连，第二制热制冷变向通道的另一端和蒸发器的另一端相连；气液分离器的出口通过回热器和压缩机的工质气体进口相连。
制热时，压缩机排出的高温高压气体【为高温高压气态工质和润滑油的混合体】进入油分离器内，经过油分离后，润滑油从油分离器底部排出后进入压缩机内进行润滑作用，而气态工质通过四通换向阀进入冷凝器内与使用侧过来的水进行热交换，气态工质放热冷凝成中温高压的液态工质，水则被加热后供用户使用。中温高压液态工质通过第一制热制冷换向通道的第一单向阀通道后进入储液桶，再通过回热器、第二制热制冷的第二节流机构通道进入蒸发器。中温高压液态工质在第二节流机构通道内被节流成低温低压的气液混合工质，然后在蒸发器内吸收大气环境中的低焓值热量后气化成气态工质。中温高压液态工质在通过回热器时与从蒸发器出来后通过四通换向阀进入气液分离器后再从气液分离器出来进入回热器的气态工质进行热交换，这样使得流经回热器的中温高压液态工质的温度继续降低后再进入第二制热制冷换向通道的第二节流机构通道，然后进入蒸发器。从气液分离器进入回热器的气态工质吸热后进入压缩机的气态工质进口进行压缩，然后变成高温高压气体从压缩机里排出。如此周而复始地循环。
而在制冷/ 除霜时，压缩机排出的高温高压气体进入油分离器内，经过油分离后，润滑油从油分离器底部排出后进入压缩机内进行润滑作用，而高温高压的气态工质通过四通换向阀进入蒸发器内向大气环境中放热【除霜工况时，蒸发器表面的霜被加热后融化】，高温高压的气态工质被冷凝成中温高压液态工质。中温高压液态工质经过第二制热制冷换向通道的第二单向阀通道、回热器后进入储液器内，再从储液器内出来进入第一制热制冷换向通道的第一节流机构通道，然后再进入冷凝器内，然后再从冷凝器出来通过四通换向阀进入气液分离器，最后通过回热器进入压缩机。中温高压液态工质在回热器内和从气液分离器出来进入回热器的低温气态工质进行热交换而继续降低温度，然后再在第一节流机构通道内节流成低温低压气液混合工质，低温低压气液混合工质在冷凝器内吸收来自使用侧的水的热量而气化成低温气液混合工质后通过四通换向阀进入气液分离器，然后再从气液分离器出来进入回热器与通过回热器的中温高压液态工质进行热交换吸热后再进入压缩机的气态工质进口进行压缩形成高温高压气体从压缩机排到油分离器，来自使用侧的水放热后温度被降低后供用户使用。如此周而复始地循环。
本发明，通过所设的回热器能够有效提高超低温空气源热泵的能效，具有结构简单、加工制造成本低的优点。
作为优选，压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连的通路上设有单向阀。本优选方案，有利于与提高所述带回热的超低环温空气源热泵的工作可靠性。
作为优选，第一节流机构通道、第二节流机构通道上均设有过滤器；油分离器的润滑油出口和回油开关之间设有过滤器。本优选方案，有利于保证相应管道的流通性，从而有利于提高所述带回热的超低环温空气源热泵的工作可靠性。
作为优选，储液器和回热器之间设有示液镜。本优选方案，便于观察相应管道内的工质状态。
作为优选，压缩机的高压气体出口和油分离器的进口之间及回热器和压缩机的工质气体进口之间均设有一段软管。本优选方案，可以有效防止压缩机振动对周围器件的不利影响，有利于提高所述带回热的超低环温空气源热泵的工作可靠性。
作为优选，储液器设有安全阀结构。本优选方案，有利于提高所述带回热的超低环温空气源热泵的工作安全性。
作为优选，压缩机上设有水冷缸盖，水冷缸盖的进水口和冷凝器的进水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器的出水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器的出水管的连通管路上设有电磁阀。本优选方案，当压缩机温升比较高时，电磁阀打开，水冷缸盖通水对压缩机进行冷却，有利于提高所述带回热的超低环温空气源热泵的工作可靠性和能效。
综上所述，本发明带来的有益效果是：可以有效提高空气源热泵的能效，具有结构简单、工作可靠性和安全性高的优点。
附图说明
图1 是本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1 所示，本发明包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、四通换向阀4、油分离器5、储液器6、气液分离器7、回油开关、回热器8，第一制热制冷变向通道9、第二制热制冷变向通道10 ；压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连，油分离器的工质气体出口通过四通换向阀和冷凝器的一端【制热时】或蒸发器的一端【制冷时】相连，油分离器的润滑油出口通过回油开关和压缩机1 相连；四通换向阀同时还和气液分离器的进口相连；第一制热制冷变向通道9 由第一单向阀通道9.1 和第一节流机构通道9.2 并联构成，第一单向阀通道9.1 上设有第一单向阀9.1.1，第一节流机构通道9.2 上设有第一节流机构9.2.1 ；第二制热制冷变向通道10 由第二单向阀通道10.1 和第二节流机构通道10.2 并联构成，第二单向阀通道10.1 上设有第二单向阀10.1.1，第二节流机构通道10.2 上设有第二节流机构10.2.1 ；第一制热制冷变向通道9 的两端分别和冷凝器2 的另一端及储液器6 的一端相连，储液器6 的另一端通过回热器8 和第二制热制冷变向通道10 的一端相连，第二制热制冷变向通道10 的另一端和蒸发器3 的另一端相连；气液分离器7 的出口通过回热器8 和压缩机1 的工质气体进口相连。
作为优选，压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连的通路上设有单向阀11，第一节流机构通道9.2 和第二节流机构通道10.2 上均设有过滤器12，油分离器的润滑油出口和回油开关之间设有过滤器13，储液器6 和回热器8 之间设有示液镜14。
作为优选，压缩机的高压气体出口和油分离器的进口之间及回热器8 和压缩机1的工质气体进口之间均设有一段软管15，储液器6 设有安全阀结构16。
作为优选，压缩机1 上设有水冷缸盖【图中未示出】，水冷缸盖的进水口和冷凝器2的进水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器2 的出水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器2的出水管的连通管路上设有电磁阀17。
以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围。凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种带回热的超低环温空气源热泵，包括压缩机（1）、冷凝器（2）、蒸发器（3）、四通换向阀（4）、油分离器（5）、储液器（6）、气液分离器（7）和回油开关；压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连，油分离器的工质气体出口通过四通换向阀和冷凝器的一端或蒸发器的一端相连，油分离器的润滑油出口通过回油开关和压缩机（1）相连；四通换向阀同时还和气液分离器的进口相连；其特征是：还包括有回热器（8），第一制热制冷变向通道（9）、第二制热制冷变向通道（10）；第一制热制冷变向通道（9）由第一单向阀通道（9.1）和第一节流机构通道（9.2）并联构成，第一单向阀通道（9.1）上设有第一单向阀（9.1.1），第一节流机构通道（9.2）上设有第一节流机构（9.2.1）；第二制热制冷变向通道（10）由第二单向阀通道（10.1）和第二节流机构通道（10.2）并联构成，第二单向阀通道（10.1）上设有第二单向阀（10.1.1），第二节流机构通道（10.2）上设有第二节流机构（10.2.1）；第一制热制冷变向通道（9）的两端分别和冷凝器（2）的另一端及储液器（6）的一端相连，储液器（6）的另一端通过回热器（8）和第二制热制冷变向通道（10）的一端相连，第二制热制冷变向通道（10）的另一端和蒸发器（3）的另一端相连；气液分离器（7）的出口通过回热器（8）和压缩机（1）的工质气体进口相连。
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