CN108088116A - 一种利用热回收增加补气量的热泵系统及其控制方法 - Google Patents

一种利用热回收增加补气量的热泵系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用热回收增加补气量的热泵系统及其控制方法。所述的热泵系统包括双级压缩机、室内换热器、室外换热器和闪蒸器，其特征在于，还包括一回热补气装置，该回热补气装置包括：回收双级压缩机壳体热量的蓄热换热器，通过第一回热电磁阀连接室内换热器第二端口和蓄热换热器进口的第一支路，和通过第二回热电磁阀连接室外换热器第二端口和蓄热换热器进口的第二支路，所述蓄热换热器的出口通过管路与闪蒸器连通。本发明通过回收压缩机壳体的热量用于提高补气量，解决了低温变频热泵系统高频运行时补气量不足的问题，同时提高了制热量和制冷量。

Description

一种利用热回收增加补气量的热泵系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及热泵系统，尤其涉及一种利用热回收增加补气量的热泵系统及其控制方法。
背景技术
普通空气源热泵对于北方冬季采暖的效果随着环境温度的降低采暖需求加，而热泵空调系统的制热量严重衰减，无法满足采暖要求。近几年，低温热泵系统采用中间补气增焓的技术，能减少低温环境下空调制热量的衰减。同样的采用补气增焓系统，在高温环境下，其制冷量也优于普通系统。对于低温变频热泵系统，高频运行时，会出现补气量不足的问题，导致制热量提升幅度减小。
发明内容
本发明提出一种利用热回收增加补气量的热泵系统及其控制方法，该系统和方法在高频运行时解决了补气量不足的问题，制热量大幅度提升。
本发明采用的技术方案是，设计一种利用热回收增加补气量的热泵系统,包括双级压缩机、室内换热器、室外换热器和闪蒸器，还包括一回热补气装置，该回热补气装置包括：回收双级压缩机壳体热量的蓄热换热器，通过第一回热电磁阀连接室内换热器第二端口和蓄热换热器进口的第一支路，和通过第二回热电磁阀连接室外换热器第二端口和蓄热换热器进口的第二支路，所述蓄热换热器的出口通过管路与所述闪蒸器连通。
优选地，所述蓄热换热器为紧贴或缠绕双级压缩机壳体的管式换热器。
所述双级压缩机的排气口和吸气口通过四通阀与所述室内换热器的第一端口和所述室外换热器的第一端口连通，所述室内换热器的第二端口通过管道和第一节流装置与所述闪蒸器连通，所述室外换热器的第二端口通过管路和第二节流装置与所述闪蒸器连通，所述闪蒸器通过补气管路和补气电磁阀与双级压缩机的补气口连通。
优选地，所述第一节流装置和第二节流装置均采用开度可调节的电子膨胀阀。
优选地，双级压缩机的吸气口前端设有气液分离器。
本发明还提出一种上述热泵系统的控制方法，所述控制方法根据第一或第二节流装置的开度控制回热补气装置的操作。
本发明提出的控制方法具体包括以下步骤：
当热泵系统在制热运行模式时，检测第一节流装置的开度，若t时间段开度位于最小值到最小值+a值之间时，则关闭第一回热电磁阀和第二回热电磁阀；若t时间段检测到第一节流装置的开度在最小值+a到最大值之间, 则打开第一回热电磁阀，关闭第二回热电磁阀；
当热泵系统在制冷运行模式时，检测第二节流装置的开度，若t时间段开度在最小值到最小值+a值之间，则关闭第二回热电磁阀和第一回热电磁阀；若t时间段检测到第二节流装置的开度在最小值+a值到最大值之间,则打开第二回热电磁阀，关闭第一回热电磁阀。
在一实施例中，所述a值为10，所述t时间段为30 min。
本发明的有益效果如下：
1.通过回收压缩机壳体的热量用于提高补气量，解决了低温变频热泵系统高频运行时补气量不足的问题，同时提高了制热量和制冷量。
2.根据电子膨胀阀开度控制回热电磁阀，保证补气量在最佳范围。
附图说明
图1为本发明热泵系统的原理图。
图2是本发明控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。
如图1所示，本发明提出的利用热回收增加补气量的热泵系统包括：双级压缩机1、四通阀4、室外换热器3、室内换热器5和闪蒸器10。双级压缩机1的排气口和吸气口通过四通阀4与室内换热器的第一端口51和室外换热器的第一端口31连通，室内换热器的第二端口52通过管道和第一节流装置7与闪蒸器10连通，室外换热器的第二端口32通过管路和第二节流装置8与闪蒸器10连通，闪蒸器通过补气管路和补气电磁阀2与双级压缩机的补气口连通。
本发明的改进点在于，还包括一回热补气装置，该回热补气装置包括：回收双级压缩机壳体热量的蓄热换热器6，通过第一回热电磁阀11连接室内换热器第二端口52和蓄热换热器进口61的第一支路13，和通过第二回热电磁阀12连接室外换热器第二端口32和蓄热换热器进口61的第二支路14，蓄热换热器的出口62通过管路与闪蒸器10连通。
上述实施例中，蓄热换热器6采用紧贴或缠绕双级压缩机壳体的管式换热器。第一节流装置和第二节流装置均采用开度可调节的电子膨胀阀。
制热过程中，室外换热器3中的液态冷媒从热源处吸收热量转变为气态冷媒，经过四通阀4进入气液分离器9，从压缩机1的低压腔吸入口吸入，经过一级压缩与高压腔吸入口的补气混合再进一步压缩为高压气体，经过四通阀进入室内换热器5与冷源进行热交换，冷凝为高压液体，然后经过第一电子膨胀阀节流进入闪蒸器10,在闪蒸器里，冷媒分为两路，一路为闪蒸器上方的气体作为补气进入高压腔，另一路则经过电子膨胀阀2进一步节流进入室外换热器，完成一次循环。
制冷过程中，室内换热器5中的液态冷媒从热源处吸收热量转变为气态冷媒，经过四通阀4进入气液分离器9，从压缩机1低压腔吸入口吸入，经过一级压缩与高压腔吸入口的补气混合再进一步压缩为高压气体，经过四通阀进入室外换热器3，与冷源进行热交换，冷凝为高压液体，经过第二电子膨胀阀节流进入闪蒸器10,在闪蒸器里，冷媒分为两路，一路为闪蒸器上方的气体作为补气进入高压腔，另一路则经过第一电子膨胀阀进一步节流进入室内换热器，完成一次循环。
蓄热换热器6用来回收压缩机壳体的热量，当机组的运行模式为制冷模式且运行补气回热时，第二回热电磁阀12打开，第一回热电磁阀11关闭，此时，从室外换热器3出来的液态冷媒分为主路和辅路两个流路，其中主路经过第二电子膨胀阀节流进入闪蒸器10，辅路经过第二回热电磁阀12进入蓄热换热器6，吸收压缩机的热量，然后进入闪蒸器10。当机组的运行模式为制热模式且运行补气回热时，第一回热电磁阀11打开，第二回热电磁阀12关闭，此时从室内换热器5出来的液态冷媒分为主路和辅路两个流路，其中主路经过第一电子膨胀阀节流进入闪蒸器10，辅路经过第一回热电磁阀11进入蓄热换热器6，吸收压缩机的热量，然后进入闪蒸器10。
图2为双级压缩带回热循环热泵系统的控制流程图，具体包括以下步骤：
当热泵系统的运行模式为制冷时且检测到第二电子膨胀阀的开度在[Vmin,Vmin+10]之间时，则关闭第二回热电磁阀12和第一回热电磁阀11。当检测到第二电子膨胀阀的开度在[Vmin+10,Vmax)之间时,打开第二回热电磁阀12，关闭第一回热电磁阀11。每次检测时间为t，优选t为30min。
当机组的运行模式为制热时且检测到第一电子膨胀阀的开度在[Vmin,Vmin+10]之间，则关闭第一回热电磁阀11和第二回热电磁阀12。当检测到第一电子膨胀阀的开度在[Vmin+10,Vmax)时,打开第一回热电磁阀11，关闭第二回热电磁阀12。每次检测时间为t，优选t为30min。
上述Vmin和Vmax分别为系统电子膨胀阀的最小开度和最大开度。
本发明通过回收压缩机壳体的热量用于提高补气量，解决了低温变频热泵系统高频运行时补气量不足的问题，同时提高了制热量和制冷量。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。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变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用热回收增加补气量的热泵系统,包括双级压缩机、室内换热器、室外换热器和闪蒸器，其特征在于，还包括一回热补气装置，该回热补气装置包括：用于回收双级压缩机壳体热量的蓄热换热器（6），通过第一回热电磁阀（11）连接室内换热器第二端口（52）和蓄热换热器进口（61）的第一支路（13），和通过第二回热电磁阀（12）连接室外换热器第二端口（32）和蓄热换热器进口（61）的第二支路（14），所述蓄热换热器的出口（62）通过管路与所述闪蒸器连通。
2.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述蓄热换热器（6）为紧贴或缠绕双级压缩机壳体的管式换热器。
3.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述双级压缩机（1）的排气口和吸气口通过四通阀（4）与所述室内换热器的第一端口（51）和所述室外换热器的第一端口（31）连通，所述室内换热器的第二端口（52）通过管道和第一节流装置（7）与所述闪蒸器（10）连通，所述室外换热器的第二端口（32）通过管路和第二节流装置（8）与所述闪蒸器（10）连通，所述闪蒸器通过补气管路和补气电磁阀（2）与双级压缩机的补气口连通。
4.如权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述第一节流装置和所述第二节流装置均采用开度可调节的电子膨胀阀。
5.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述双级压缩机的吸气口前端设有气液分离器（9）。
6.一种权利要求1-5任一项所述热泵系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法根据第一或第二节流装置的开度控制回热补气装置的操作。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当热泵系统在制热运行模式时，检测第一节流装置的开度，若t时间段开度位于最小值到最小值+a值之间时，则关闭第一回热电磁阀（11）和第二回热电磁阀（12）；若t时间段检测到第一节流装置的开度在最小值+a值到最大值之间, 则打开第一回热电磁阀（11），关闭第二回热电磁阀（12）；
当热泵系统在制冷运行模式时，检测第二节流装置的开度，若t时间段开度在最小值到最小值+a值之间，则关闭第二回热电磁阀（12）和第一回热电磁阀（11）；若t时间段检测到第二节流装置的开度在最小值+a值到最大值之间,则打开第二回热电磁阀（12），关闭第一回热电磁阀（11）。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述a值为10。
9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述t时间段为30 min。
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