CN108168148A - 一种具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统 - Google Patents

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华建强
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Abstract

本发明公开了一种具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀和储液罐，冷凝器的一端通过压缩机和储液罐与蒸发器的一端连接，冷凝器的另一端通过过滤器、膨胀阀与蒸发器的另一端连接；在压缩机的高压排出端设有温度传感器和压力传感器，在压缩机的两端并联有冷媒调量储液罐，在冷媒调量储液罐处设有电磁阀A和电磁阀B。本发明通过取集压缩机排出温度与压力的数据，由控制器控制电磁阀A或B动态实时调整整个热泵系统冷媒的量，使热泵系统在各种工况条件下保持冷媒量最佳状态，使热泵系统正常高效工作。

Description

一种具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统
技术领域
本发明涉及一种空气能热泵系统，具体地说是一种具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统。
背景技术
随着能源革命和社会发展的必然要求，热泵作为一种成熟高效节能技术，已得到了广泛使用，在我国推广煤改电的过程中，空气能热泵发挥了重要和不可替代的作用，并且延伸到工农业的各个领域，市场需求巨大，产业前景光明。
空气能热泵系统根据逆卡诺理论，将空气中低品质热能提升为高品质热能的成套装置。主要有压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、气液分离器、控制器等组成。它的工作原理有点像水泵，水泵能把低势的水提升到高位。而压缩机能把低品质的热能提升至高品质的热能，是空气能热泵系统的心脏；蒸发器是空气能热泵系统中很重要的一个部件，膨胀后的低温冷媒通过蒸发器与空气进行热交换，使冷媒吸热汽化，为压缩机提供低品质的热能；冷凝器则是将压缩机做功得到的高品质热能交换到储热水箱或其它释热装置中；膨胀阀置于冷凝器与蒸发器之间，使冷凝器中的高温高压冷媒，通过膨胀阀节流膨胀后形成气液两相的低温冷媒，去蒸发器中汽化吸热，回到压缩机往复循环，膨胀阀开度的大小由蒸发过热度来控制，以达到蒸发器高效合理的换热效率以及防止压缩机液击。
由于空气能热泵系统输出的水温从几度到超过60℃温度范围内，工作时系统所处的环境温度从零下几十度到零上几十度，变化范围很大。系统中的冷媒在环境温高且水温低时，需求量多，反之则少，因此系统中的冷媒无法在系统工作全过程中保持最佳状态。目前空气能热泵系统无法完美兼顾这两种情况，只能采取被动措施采用适中的恒定的冷媒量牺牲系统能效或针对不同工况生产不同配置的系统来保证系统正常运行，从而被迫降低了热泵的最好节能效果，否则会影响系统的正常运行，严重时会损坏系统。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的是提供一种具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，通过本发明使得整个系统内的冷媒量在不同工况条件下能实时调整以保持最佳状态，使系统高效正常运行，极大的提高系统的能效。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、储液罐和连接管道，其特征在于：在压缩机的高压排出端设有温度传感器C和压力传感器D，在连接管道上设有冷媒调量储液罐，在冷媒调量储液罐处设有电磁阀A和电磁阀B。
进一步，冷凝器的一端通过压缩机和储液罐与蒸发器的一端连接，冷凝器的另一端通过过滤器、膨胀阀与蒸发器的另一端连接；在冷凝器和压缩机之间通过三通分路将电磁阀A、调量储液罐、电磁阀B连接到储液罐与蒸发器之间的三通上。
进一步优化，冷凝器的一端通过四通阀与蒸发器的一端连接，四通阀的一个接口通过温度传感器C和压力传感器D与压缩机连接；四通阀的另一个接口与汽分器连接，汽分器与压缩机连接；冷媒调量储液罐的一端通过电磁阀A与四通阀和压缩机连接，另一端通过电磁阀B与汽分器和四通阀连接；冷凝器的另一端通过储液罐、过滤器、膨胀阀与蒸发器的另一端连接。
为便于安装，调量储液罐与原储液罐可做成同体分隔设置，调量储液罐和储液罐设置在一起，形成分隔式整体结构；在进行调节功能时连接在运行系统内，当系统不需要调节冷媒量时调量储液罐可看作不连通在运行系统内。
本发明在冷凝器与膨胀阀之间设有过滤器，调量储液罐与压缩机之间用毛细管连接，以免瞬间动态冷媒量过大产生负面影响。
本发明中，通过检测压缩机高压端的温度与压力数据来确认系统中冷媒量是否最佳。通过控制器来控制电磁阀A或B。使得调量储液罐中的冷媒释放或储存。保证整个热泵系统内的冷媒量在不同工况条件下能实时动态自适应调整，使系统高效正常运行，极大的提高系统的能效。原理如下：系统内冷媒量过多则排出压力升高温度降低，电磁阀A打开使得冷媒进入到调量储液罐中；系统内冷媒量过少则排出压力降低温度升高，电磁阀B打开使得冷媒从调量储液罐释放到系统中。
与现有技术相比，本发明通过取集压缩机排出温度与压力的数据，由控制器控制电磁阀A或B动态实时调整整个热泵系统冷媒的量，使热泵系统在各种工况条件下保持冷媒量最佳状态，使热泵系统正常高效工作，实现一年四季在不同地区不同工况制冷、制热都安全、可靠、高效运行。尤其是突破现有热泵系统三联供模式下产品在安全性和高效性方面的技术瓶颈，革命性的提高技术水平和功能品质。
说明书附图
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明另一种优化结构的结构示意图。
图中标记：1-压缩机、2-蒸发器、3-冷凝器、4-膨胀阀、5-储液罐、6-调量储液罐、7-过滤器、8-汽分器、9-四通阀。
具体实施方式
一种具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，包括压缩机1、蒸发器2、冷凝器3、膨胀阀4、储液罐5、调量储液罐6，电磁阀A、电磁阀B，压缩机排出温度传感器C、排出压力传感器D。见图1，冷凝器的一端通过压缩机和储液罐与蒸发器的一端连接，冷凝器的另一端通过过滤器、膨胀阀与蒸发器的另一端连接；调量储液罐分别通过电磁阀A、电磁阀B用毛细管连接到压缩机的高低压端。在压缩机的高压端增设温度传感器C和压力传感器D，通过检测传感器C、D的数据提供给控制器，由控制器控制电磁阀A或B的开闭。
图2是本发明另一种优化结构的结构示意图。冷凝器的一端通过四通阀与蒸发器的一端连接，四通阀的一个接口通过温度传感器C和压力传感器D与压缩机连接；四通阀的另一个接口与汽分器连接，汽分器与压缩机连接；冷媒调量储液罐的一端通过电磁阀A与四通阀和压缩机连接，，另一端通过电磁阀B与汽分器和四通阀连接；冷凝器的另一端通过储液罐、过滤器、膨胀阀与蒸发器的另一端连接。
调量储液罐可与原系统储液罐做成同体分隔式结构。工作时，通过压缩机端的测压器自动检测系统中冷媒量是否最佳，进而去控制电磁阀，使得调量储液罐中的冷媒释放或储存，保证整个系统内的冷媒量在不同工况条件下能实时调整以保持最佳状态。如系统内冷媒量过多则排出压力升高温度降低，电磁阀A打开使得冷媒进入到调量储液罐中；系统内冷媒量过少则排出压力降低温度升高，电磁阀B打开使得冷媒从调量储液罐释放到系统中。

Claims (5)

1.一种具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，包括压缩机（1）、蒸发器（2）、冷凝器（3）、膨胀阀（4）、储液罐（5）和连接管道，其特征在于：在压缩机（1）的高压排出端设有温度传感器（C）和压力传感器（D），在连接管道上设有冷媒调量储液罐（6），在冷媒调量储液罐（6）处设有电磁阀（A）和电磁阀（B）。
2.根据权利要求1所述的具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，其特征在于：冷凝器（3）的一端通过压缩机（1）和储液罐（5）与蒸发器（2）的一端连接，冷凝器（3）的另一端通过过滤器（9）、膨胀阀（4）与蒸发器（2）的另一端连接；在冷凝器（3）和压缩机（1）之间通过三通分路将电磁阀（A）、调量储液罐（6）、电磁阀（B）连接到储液罐（5）与蒸发器（2）之间的三通上。
3.根据权利要求1所述的具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，其特征在于：冷凝器（3）的一端通过四通阀（9）与蒸发器（2）的一端连接，四通阀（9）的一个接口通过温度传感器（C）和压力传感器（D）与压缩机（1）连接；四通阀（9）的另一个接口与汽分器（8）连接，汽分器（8）与压缩机（1）连接；冷媒调量储液罐（6）的一端通过电磁阀（A）与四通阀（9）和压缩机（1）连接，另一端通过电磁阀（B）与汽分器（8）和四通阀（9）连接；冷凝器（3）的另一端通过储液罐（5）、过滤器（7）、膨胀阀（4）与蒸发器（2）的另一端连接。
4.根据权利要求1所述的具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，其特征在于：调量储液罐（6）和储液罐（5）设置在一起，形成分隔式整体结构。
5.根据权利要求1所述的具有冷媒动态自适应调控装置的空气能热泵系统，其特征在于：调量储液罐（6）与压缩机（1）之间通过毛细管连接。
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