CN108692484A - 应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组，主要由变频补气压缩机、用户侧换热器、风冷蒸发器、汽液分离器、闪蒸器、四通阀、电子膨胀阀、干燥过滤器、电磁阀以及连接上述部件的各制冷剂管路构成。主要解决了低温环境下，普通热泵采暖和制备生活热水的制热能力急剧下降的问题；以及室外低温、空气相对湿度大的环境下，普通热泵极易结霜而严重影响热泵机组性能的问题，可实现空气能热泵在低环境温度下长期高效、稳定的运行。

Description

应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组
技术领域
本发明涉及暖通空调技术领域，具体涉及一种应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组。
背景技术
在中国北方，燃煤采暖是造成冬季雾霾以及PM2.5天气形成的主要原因之一。为了减少冬季采暖雾霾、有效利用清洁能源，近年来，中国北方许多省份如北京、河北、天津、河南、山西等相继推广“煤改电”、“煤改气”等一系列政策。空气能热泵在各种政策的支持和鼓励下取得了飞速的发展，迎来新的发展机遇期。普通空气能热泵机组的运行环境温度一般为0℃以上，在气候寒冷的地区，普通空气能热泵无法正常运行。而且，在采暖、制取热水的工况下，由于室外侧换热器放置在室外，当室外环境温度较低且空气中含有一定湿度时，放置在室外的换热器容易结霜，将严重影响机组的性能，甚至停机。为了解决结霜的问题，一些热泵安装了专用的除霜装置，势必造成机组结构复杂，增加成本，同时，也降低热泵的工作效率。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，在准二级压缩循环理论的基础上，提供一种结构简单、工作效率高、可实现快速除霜的的低温空气能热泵机组。
一种应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组，括变频补气压缩机1、四通阀2、用户侧换热器3、闪蒸器5、第一电子膨胀阀4、第二电子膨胀阀6、风冷蒸发器7、汽液分离器8、电磁阀9和干燥过滤器10，以及连接上述设备的各制冷剂管路；
变频补气压缩机1分别连接第一制冷剂管路101、第二制冷剂管路102及第三制冷剂管路103，第一制冷剂管路101的另一端连接四通阀2的第一端口，四通阀2的第二、三、四端口分别连接第四制冷剂管路201、第五制冷剂管路202及第六制冷剂管路203，第四制冷剂管路201的另一端连接用户侧换热器3，第五制冷剂管路202的另一端连接汽液分离器8，汽液分离器8通过第二制冷剂管路102连接在变频补气压缩机1的吸气口上；第六制冷剂管路203的另一端连接风冷蒸发器7；热源侧换热器3的另一端连接第七制冷剂管路301；
闪蒸器5上设a、b、c三个端口，第八制冷剂管路401一端连接第一电子膨胀阀4，另一端连接闪蒸器5的a端口，第九制冷剂管路501一端连接闪蒸器5的b端口，另一端连接第二电子膨胀阀6，第十制冷剂管路502一端连接闪蒸器5的c端口，另一端连接电磁阀9，电磁阀9的另一端通过第三制冷剂管路103，连通干燥过滤器10，再连接到变频补气压缩机1的补气口；第十一制冷剂管路601一端连接第二电子膨胀阀6，另一端连接风冷蒸发器7。
本发明所采用的干燥过滤器可确保闪蒸器的制冷剂蒸气不带液进入变频补气压缩机补气口，从而防止压缩机发生液击现象。本发明还通过闪蒸器的补气回路实现除霜，确保用户侧换热器的制冷剂回路不反向，从而克服了传统的热泵因制冷剂反向除霜而导致用户侧换热器不可避免地出现冷、热抵消和温度抵消的现象，提高了机组的制热能力和制热效果。总之，本发明很好地解决了空气能低温热泵机组在采暖、制取热水的工况下，室外侧换热器的除霜问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组的结构示意图；
图2为本发明应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组在常温制热工况和低温制热工况下制冷剂的流程示意图；
图3为本发明应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组在除霜工况下制冷剂的流程示意图。
图例说明：
1、变频补气压缩机；101、第一制冷剂管路；102、第二制冷剂管路；103、第三制冷剂管路；2、四通阀；201、第四制冷剂管路；202、第五制冷剂管路；203、第六制冷剂管路；3、用户侧换热器；301、第七制冷剂管路；4、第一电子膨胀阀；401、第八制冷剂管路；5、闪蒸器；501、第九制冷剂管路；502、第十制冷剂管路；6、第二电子膨胀阀；601、第十一制冷剂管路；7、风冷蒸发器；8、汽液分离器9、电磁阀；10、干燥过滤器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见图1，本发明提供的一种应用过闪蒸器回路除霜的低温空气能热泵机组，包括变频补气压缩机1，所述变频补气压缩机1分别连接第一制冷剂管路101、第二制冷剂管路102及第三制冷剂管路103，第一制冷剂管路101的另一端连接四通阀2的第一端口A，四通阀2的第二B、三C、四D端口分别连接第四制冷剂管路201、第五制冷剂管路202及第六制冷剂管路203，第四制冷剂管路201的另一端连接用户侧换热器3，第五制冷剂管路202的另一端连接汽液分离器8，汽液分离器8通过第二制冷剂管路102连接在变频补气压缩机1的吸气口上；第六制冷剂管路203的另一端连接风冷蒸发器7；用户侧换热器3的另一端连接有第七制冷剂管路301。所述热泵机组还包括闪蒸器5，闪蒸器5上设a、b、c三个端口，第八制冷剂管路401一端连接第一电子膨胀阀4，另一端连接闪蒸器5的a端口，第九制冷剂管路501一端连接闪蒸器5的b端口，另一端连接第二电子膨胀阀6，第十制冷剂管路502一端连接闪蒸器5的c端口，另一端连接电磁阀9，电磁阀9的另一端通过第三制冷剂管路103，连通干燥过滤器10，再连接到变频补气压缩机1的补气口；第十一制冷剂管路601的一端连接第二电子膨胀阀6，另一端连接风冷蒸发器7。
制热工况可分为常温制热工况和低温制热工况，工况切换的温度点可根据具体情况设置，通常在-2℃到2℃之间。通过控制电磁阀9的开闭来进行两种制热工况的转换，制冷剂流程参见图2。
常温制热工况下，电磁阀9关闭，制冷剂的流程(以下“→”符号均代表制冷剂的流动方向)：变频补气压缩机1→第一制冷剂管路101→四通阀2→第四制冷剂管路201→用户侧换热器3制冷剂在用户侧换热器3内完成热交换→第七制冷剂管路301→第一电子膨胀阀4→第八制冷剂管路401→闪蒸器5→第九制冷剂管路501→第二电子膨胀阀6→第十一制冷剂管路601→风冷蒸发器7→第六制冷剂管路203→四通阀2→第五制冷剂管路202→汽液分离器8→第二制冷剂管路102→变频补气压缩机1。
低温制热工况下，电磁阀9开启，制冷剂在闪蒸器后分为两个回路，即主路制冷剂回路和辅路制冷剂回路。主路制冷剂回路同常温制热工况下的制冷剂流程；辅路制冷剂流程为：闪蒸器5→第十制冷剂管路502上→电磁阀9→第三制冷剂管路103→干燥过滤器10→变频补气压缩机1。
除霜工况下，第一电子膨胀阀4关闭，电磁阀9开启，变频压缩机转入低速运行，制冷剂流程参见图3，制冷剂的流程(以下“→”符号均代表制冷剂的流动方向)：变频补气压缩机1→第一制冷剂管路101→四通阀2→第六制冷剂管路203→风冷蒸发器7→第十一制冷剂管路601→第二电子膨胀阀6→第九制冷剂管路501→闪蒸器5→第十制冷剂管路502上→电磁阀9→第三制冷剂管路103→干燥过滤器10→变频补气压缩机1。
干燥过滤器(10)可确保闪蒸器(5)的制冷剂蒸气不带液进入变频补气压缩机(1)补气口，从而防止压缩机发生液击现象。优选地，干燥过滤器(10)也可以用电热丝替代，起到同样的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组，其特征在于：
包括变频补气压缩机(1)、四通阀(2)、用户侧换热器(3)、闪蒸器(5)、第一电子膨胀阀(4)、第二电子膨胀阀(6)、风冷蒸发器(7)、汽液分离器(8)、电磁阀(9)和干燥过滤器(10)，以及连接上述设备的各制冷剂管路；
变频补气压缩机(1)分别连接第一制冷剂管路(101)、第二制冷剂管路(102)及第三制冷剂管路(103)，第一制冷剂管路(101)的另一端连接四通阀(2)的第一端口，四通阀(2)的第二、三、四端口分别连接第四制冷剂管路(201)、第五制冷剂管路(202)及第六制冷剂管路(203)，第四制冷剂管路(201)的另一端连接用户侧换热器(3)，第五制冷剂管路(202)的另一端连接汽液分离器(8)，汽液分离器(8)通过第二制冷剂管路(102)连接在变频补气压缩机(1)的吸气口上；第六制冷剂管路(203)的另一端连接风冷蒸发器(7)；热源侧换热器(3)的另一端连接第七制冷剂管路(301)；
闪蒸器(5)上设a、b、c三个端口，第八制冷剂管路(401)一端连接第一电子膨胀阀(4)，另一端连接闪蒸器(5)的a端口，第九制冷剂管路(501)一端连接闪蒸器(5)的b端口，另一端连接第二电子膨胀阀(6)，第十制冷剂管路(502)一端连接闪蒸器(5)的c端口，另一端连接电磁阀(9)，电磁阀(9)的另一端通过第三制冷剂管路(103)，连通干燥过滤器(10)，再连接到变频补气压缩机(1)的补气口；第十一制冷剂管路(601)一端连接第二电子膨胀阀(6)，另一端连接风冷蒸发器(7)。
2.根据权利要求1所述的应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组，其特征在于：
常温制热工况下，电磁阀(9)关闭，制冷剂的流程：变频补气压缩机(1)→第一制冷剂管路(101)→四通阀(2)→第四制冷剂管路(201)→用户侧换热器(3)(制冷剂在用户侧换热器(3)内完成热交换)→第七制冷剂管路(301)→第一电子膨胀阀(4)→第八制冷剂管路(401)→闪蒸器(5)→第九制冷剂管路(501)→第二电子膨胀阀(6)→第十一制冷剂管路(601)→风冷蒸发器(7)→第六制冷剂管路(203)→四通阀(2)→第五制冷剂管路(202)→汽液分离器(8)→第二制冷剂管路(102)→变频补气压缩机(1)。
3.根据权利要求2所述的应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组，其特征在于：
低温制热工况下，电磁阀(9)开启，制冷剂在闪蒸器(5)后分为两个回路，即主路制冷剂回路和辅路制冷剂回路，主路制冷剂回路同常温制热工况下的制冷剂流程；辅路制冷剂流程为：闪蒸器(5)→第十制冷剂管路(502)→电磁阀(9)→第三制冷剂管路(103)→干燥过滤器(10)→变频补气压缩机(1)。
4.根据权利要求3所述的应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组，其特征在于：
除霜工况下，第一电子膨胀阀(4)关闭，电磁阀(9)开启，变频压缩机转入低速运行，制冷剂的流程：变频补气压缩机(1)→第一制冷剂管路101→四通阀2→第六制冷剂管路(203)→风冷蒸发器(7)→第十一制冷剂管路(601)→第二电子膨胀阀(6)→第九制冷剂管路(501)→闪蒸器(5)→第十制冷剂管路(502)→电磁阀(9)→第三制冷剂管路(103)→干燥过滤器(10)→变频补气压缩机(1)。
5.根据权利要求4所述的应用闪蒸器补气回路除霜的低温空气能热泵机组，其特征在于：
干燥过滤器(10)为电热丝。
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