CN108362031A - 一种冷媒自平衡热泵系统 - Google Patents

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赵密升
郑则曦
李建国
陈国富
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements

Abstract

本发明属于热泵技术领域，具体是一种冷媒自平衡热泵系统，包括通过冷媒循环管路连通的压缩机、四通阀、第一换热器、节流装置和第二换热器，还包括冷媒自平衡储液装置，所述冷媒自平衡储液装置包括储液罐、导液管和稳压毛细管，导液管的一端插入并连通储液罐内部，另一端连通稳压毛细管，所述冷媒循环管路上位于节流装置的一侧还设有节流分支，所述稳压毛细管与节流分支连通从而使所述冷媒自平衡储液装置与所述冷媒循环管路并联连通，所述储液罐与第一换热器或第二换热器的集气管进行导热连接。本冷媒自平衡热泵系统能够利用热泵系统中固有的冷热特性，自动对冷媒进行调节，不会造成压力损失。

Description

一种冷媒自平衡热泵系统
技术领域
本发明属于热泵技术领域，具体是一种冷媒自平衡热泵系统。
背景技术
在热泵机组中，系统需要满足低温环境温度(-35℃/0℃)制热工况和高温环境温度(35℃/43℃)下的制冷工况性能，要满足这种环境温度条件下的性能，系统冷媒充注在某些工况下会出现过量与不足，在制冷/制热循环中，冷媒的量需要增加储液罐进行调节。传统的储液罐是串连在系统中，冷媒的压损比较大，需要冲注的冷媒比较多。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冷媒自平衡热泵系统，利用热泵系统中固有的冷热特性，自动对冷媒进行调节，不会造成压力损失。
为解决上述技术问题，本发明冷媒自平衡热泵系统采用的技术方案是：
一种冷媒自平衡热泵系统，包括通过冷媒循环管路连通的压缩机、四通阀、第一换热器、节流装置和第二换热器，还包括冷媒自平衡储液装置，所述冷媒自平衡储液装置包括储液罐、导液管和稳压毛细管，导液管的一端插入并连通储液罐内部，另一端连通稳压毛细管，所述冷媒循环管路上位于节流装置的一侧还设有节流分支，所述稳压毛细管与节流分支连通从而使所述冷媒自平衡储液装置与所述冷媒循环管路并联连通，所述储液罐与第一换热器或第二换热器的集气管进行导热连接。
优选地，所述节流分支位于所述第一换热器和节流装置之间的冷媒管路上，所述储液罐与所述第二换热器的集气管进行导热连接。
优选地，所述导液管插入所述储液罐的一端为斜切口设计。
优选地，所述储液罐与所述集气管并列设置且它们的外壁紧贴并焊接在一起。
优选地，所述集气管和所述储液罐的外围还设有隔温层，所述隔温层把集气管和储液罐包裹在内。
优选地，所述隔温层为隔热棉。
和现有技术相比，本发明一种冷媒自平衡热泵系统的有益效果是：冷媒自平衡储液装置并联于冷媒循环管路，利用热泵系统中固有的冷热特性，在制热模式下，储液罐能够将冷媒循环管路中多余的冷媒存储其中，制冷模式下，存储在储液罐内的冷媒在经导液管和稳压毛细管排入冷媒循环管路，自动对冷媒进行调节，不会造成压力损失；对冷媒的利用率高，可以少充注冷媒；制冷时没有藏液，增加制冷量，制热时可紧锁多余冷媒，提高系统能效；导液管的端部为斜切口设计，能够避免冷媒存积在管口；稳压毛细管能够防止突然变化的压力对热泵系统造成冲击，并隔开冷热传导对热泵系统工作性能的影响；储液罐与第一换热器的集气管进行导热连接，以使二者之间可以充分换热，再于两者的外面包上隔热层，能减少外界温度对储液罐内部冷媒压力的影响。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是实施例中冷媒自平衡热泵系统在制热模式下的冷媒流向示意图；
图2是实施例中冷媒自平衡热泵系统在制冷模式下的冷媒流向示意图；
图3是实施例中冷媒自平衡储液装置的结构示意图；
图4是实施例中冷媒自平衡储液装置的安装结构示意图；
其中：冷媒自平衡储液装置1，储液罐11，导液管12，斜切口121，稳压毛细管13，压缩机2，四通阀3，第一换热器4，节流装置5，第二换热器6，集气总管61，冷媒循环管路7，节流分支71，气液分离器8。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处说描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-4所示，一种冷媒自平衡热泵系统，包括通过冷媒循环管路7连通的压缩机2、四通阀3、第一换热器4、节流装置5、第二换热器6和气液分离器8，还包括冷媒自平衡储液装置1，所述冷媒自平衡储液装置1包括储液罐11、导液管12和稳压毛细管13，导液管12的一端插入并连通储液罐11内部，另一端连通稳压毛细管13。第一换热器4为水冷换热器，第二换热器6为翅片换热器，水冷换热器与节流装置5之间的冷媒管路设有节流分支71。
其中，稳压毛细管13与节流分支71连通从而使所述冷媒自平衡储液装置1并联在所述冷媒循环管路7上，翅片换热器设有集气总管61，所述储液罐11金属材质，储液罐11与集气总管61并列设置且它们的外壁紧贴并焊接在一起，以使二者之间可以充分换热，再于两者的外面包上隔热棉，减少外界温度对储液罐11内部冷媒压力的影响。
其中，所述导液管12插入所述储液罐11的一端为斜切口121设计，能够避免冷媒存积在管口。
如图1所示，热泵系统在制热时，翅片换热器作为蒸发端，集气总管61为低温状态，储液罐11利用此时的低温，把罐体内的气态冷媒冷却成液态的冷媒，形成低压区，然后把冷媒循环管路7中的冷媒给吸入到储液罐11中锁存起来，因为冷凝端的高压与储液罐11中的低压长期存在，所以可以达到低温锁液的功能。
如图2所示，热泵系统在制冷时，翅片换热器作为冷凝端，集气总管61为高温状态，储液罐11利用此时的高温，把罐体内的液态冷媒蒸发成气态的冷媒，形成高压区，然后把储液罐11中的冷媒排出至冷媒循环管路7中进行循环，因为蒸发端的低压与储液罐11中的高压长期存在，所以可以达到高温排空的功能。此时的储液罐11不再存储冷媒，自动实现制冷时热泵系统需求较大冷媒的要求。
其中，图1和图2中的箭头方向指示冷媒的流向。
和现有技术相比，本发明一种冷媒自平衡热泵系统的有益效果是：冷媒自平衡储液装置1并联于冷媒循环管路7，利用热泵系统中固有的冷热特性，在制热模式下，储液罐11能够将冷媒循环管路7中多余的冷媒存储其中，制冷模式下，存储在储液罐11内的冷媒在经导液管12和稳压毛细管13排入冷媒循环管路7，自动对冷媒进行调节，不会造成压力损失；对冷媒的利用率高，可以少充注冷媒；制冷时没有藏液，增加制冷量，制热时可紧锁多余冷媒，提高系统能效；导液管12的端部为斜切口121设计，能够避免冷媒存积在管口；稳压毛细管13能够防止突然变化的压力对热泵系统造成冲击，并隔开冷热传导对热泵系统工作性能的影响；储液罐11与第一换热器4或第二换热器6的集气管进行导热连接，以使二者之间可以充分换热，再于两者的外面包上隔热层，能减少外界温度对储液罐11内部冷媒压力的影响。
附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

Claims (6)

1.一种冷媒自平衡热泵系统，包括通过冷媒循环管路连通的压缩机、四通阀、第一换热器、节流装置和第二换热器，其特征在于，还包括冷媒自平衡储液装置，所述冷媒自平衡储液装置包括储液罐、导液管和稳压毛细管，导液管的一端插入并连通储液罐内部，另一端连通稳压毛细管，所述冷媒循环管路上位于节流装置的一侧还设有节流分支，所述稳压毛细管与节流分支连通从而使所述冷媒自平衡储液装置与所述冷媒循环管路并联连通，所述储液罐与第一换热器或第二换热器的集气管进行导热连接。
2.根据权利要求1所述的冷媒自平衡热泵系统，其特征在于，所述节流分支位于所述第一换热器和节流装置之间的冷媒管路上，所述储液罐与所述第二换热器的集气管进行导热连接。
3.根据权利要求1所述的冷媒自平衡热泵系统，其特征在于，所述导液管插入所述储液罐的一端为斜切口设计。
4.根据权利要求1所述的冷媒自平衡热泵系统，其特征在于，所述储液罐为金属材质，储液罐与集气管并列设置且它们的外壁紧贴并焊接在一起。
5.根据权利要求1所述的冷媒自平衡热泵系统，其特征在于，所述集气管和所述储液罐的外围还设有隔温层，所述隔温层把集气管和储液罐包裹在内。
6.根据权利要求5所述的冷媒自平衡热泵系统，其特征在于，所述隔温层为隔热棉。
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