CN108725128A - 采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统，本系统包括压缩式制冷子系统，蒸发器二次回路子系统和冷凝器二次回路子系统；压缩式制冷子系统分别与蒸发器二次回路子系统和冷凝器二次回路子系统连接；本系统还包括第一至第五密闭罩体，压缩机和气液分离器置于第一密闭罩体内，冷凝器和蒸发器分别置于第二和第三密闭罩体内，电子膨胀阀置于第四密闭罩体内，且第一至第四密闭罩体置于第五密闭罩体内，各密闭罩体分别设置浓度检测仪，第一密闭罩体设有压力传感器和温度传感器。本系统有效克服R290应用于空调热泵系统中带来的易燃易爆等安全问题，杜绝安全隐患，确保空调热泵系统的可靠安全运行。

Description

采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统
技术领域
本发明涉及一种采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统。
背景技术
自上世纪70年代发现氯氟烃可以破坏臭氧层后,采用氯氟烃制冷剂的空调系统使用受到了极大的限制，如汽车空调系统中的制冷剂的使用从R22替换成了R134a。由于温室效应加剧，欧盟及美国环保署限制在汽车空调系统中使用温室效应潜能值(GWP值)大于150的制冷剂，而制冷剂R134a的GWP值为1300，因此在现阶段，汽车空调系统中的R134a也面临被新型制冷剂替换的问题。
新型丙烷制冷剂（R290）是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂，具有优良的热力性能，价格低廉，而且R290与普通润滑油和机械结构材料具有兼容性，ODP（臭氧消耗潜值）=0，GWP小于5，不需要合成，不改变自然界碳氢化合物的含量，对温室效应没有直接影响。因此研究人员对R290在空调系统的中应用具有很高的期望值。但由于其具有可燃性、刺激性及毒性等安全性方面的缺陷，使其在实际生产和使用上对空调系统安全性提出了更高的要求。通常在汽车空调系统中，制冷剂是直接进入空调箱中与空气进行换热，若使用新型制冷剂R290时，若继续沿用传统的空调系统，一旦制冷剂发生泄漏，会对乘员舱造成一定安全隐患。因此使用R290作为制冷剂时，必须采取一定安全措施以及设计一个新的制冷回路系统，从而避免制冷剂发生泄漏时对乘客造成影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统，本系统有效克服R290应用于空调热泵系统中带来的易燃易爆等安全问题，杜绝安全隐患，确保空调热泵系统的可靠安全运行。
为解决上述技术问题，本发明采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统包括压缩式制冷子系统，蒸发器二次回路子系统和冷凝器二次回路子系统；所述压缩式制冷子系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、气液分离器和电子膨胀阀，所述压缩机出气口经截止阀连接所述冷凝器、进气口连接所述气液分离器出口，所述气液分离器进口经截止阀连接所述蒸发器，所述电子膨胀阀的出口和进口经截止阀分别连接所述蒸发器和冷凝器；所述蒸发器二次回路子系统包括依次串接的第一电磁阀、热端换热器和第一循环泵并且经截止阀连接所述蒸发器；所述冷凝器二次回路子系统包括依次串接的第二电磁阀、冷端换热器和第二循环泵并且经截止阀连接所述冷凝器；本系统还包括第一密闭罩体、第二密闭罩体、第三密闭罩体、第四密闭罩体、第五密闭罩体、第一浓度检测仪、第二浓度检测仪、第三浓度检测仪、第四浓度检测仪、第五浓度检测仪、压力传感器和温度传感器，所述压缩机和气液分离器置于所述第一密闭罩体内，所述冷凝器和蒸发器分别置于所述第二密闭罩体内和第三密闭罩体内，所述电子膨胀阀置于所述第四密闭罩体内，所述第一至第四密闭罩体置于所述第五密闭罩体内，所述第一至第五浓度检测仪分别设于所述第一至第五密闭罩体，所述压力传感器和温度传感器设于所述第一密闭罩体。
进一步，本系统还包括排气扇，所述排气扇设于所述第一密闭罩体内并且正对所述压缩机。
进一步，所述压缩机是全封闭式滚动转子压缩机。
进一步，所述第一至第五浓度检测仪设有报警蜂鸣器。
进一步，所述冷凝器和蒸发器为铝制板式换热器。
由于本发明采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统采用了上述技术方案，即本系统包括压缩式制冷子系统，蒸发器二次回路子系统和冷凝器二次回路子系统；压缩式制冷子系统分别与蒸发器二次回路子系统和冷凝器二次回路子系统连接；本系统还包括第一至第五密闭罩体，压缩机和气液分离器置于第一密闭罩体内，冷凝器和蒸发器分别置于第二和第三密闭罩体内，电子膨胀阀置于第四密闭罩体内，且第一至第四密闭罩体置于第五密闭罩体内，各密闭罩体分别设置浓度检测仪，第一密闭罩体设有压力传感器和温度传感器。本系统有效克服R290应用于空调热泵系统中带来的易燃易爆等安全问题，杜绝安全隐患，确保空调热泵系统的可靠安全运行。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统结构示意图。
具体实施方式
实施例如图1所示，本发明采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统包括压缩式制冷子系统1，蒸发器二次回路子系统2和冷凝器二次回路子系统3；所述压缩式制冷子系统1包括压缩机11、蒸发器12、冷凝器13、气液分离器14和电子膨胀阀15，所述压缩机11出气口经截止阀31连接所述冷凝器13、进气口连接所述气液分离器14出口，所述气液分离器14进口经截止阀21连接所述蒸发器12，所述电子膨胀阀15的出口和进口经截止阀22、32分别连接所述蒸发器12和冷凝器13；所述蒸发器二次回路子系统2包括依次串接的第一电磁阀25、热端换热器26和第一循环泵27并且经截止阀24连接所述蒸发器；所述冷凝器二次回路子系统3包括依次串接的第二电磁阀35、冷端换热器36和第二循环泵37并且经截止阀34连接所述冷凝器13；本系统还包括第一密闭罩体4、第二密闭罩体5、第三密闭罩体6、第四密闭罩体7、第五密闭罩体8、第一浓度检测仪41、第二浓度检测仪51、第三浓度检测仪61、第四浓度检测仪71、第五浓度检测仪81、压力传感器42和温度传感器43，所述压缩机11和气液分离器14置于所述第一密闭罩体4内，所述冷凝器13和蒸发器12分别置于所述第二密闭罩体5内和第三密闭罩体6内，所述电子膨胀阀15置于所述第四密闭罩体7内，所述第一至第四密闭罩体4、5、6、7置于所述第五密闭罩体8内，所述第一至第五浓度检测仪41、51、61、71、81分别设于所述第一至第五密闭罩体4、5、6、7、8，所述压力传感器42和温度传感器43设于所述第一密闭罩体4。
进一步，本系统还包括排气扇9，所述排气扇9设于所述第一密闭罩体4内并且正对所述压缩机11。排气扇对可能泄漏的R290制冷剂及时进行处理，使其泄漏浓度无法达到爆炸下限。
进一步，所述压缩机11是全封闭式滚动转子压缩机。
进一步，所述第一至第五浓度检测仪41、51、61、71、81设有报警蜂鸣器。浓度检测仪检测到R290制冷剂泄漏浓度达到设定值后通过报警蜂鸣器实现报警。
进一步，所述冷凝器13和蒸发器12为铝制板式换热器。
本系统中，第二密闭罩体和第三密闭罩体分别通过四个截止阀与外界管路连接，其中，第二密闭罩体的四个截止阀分别连接压缩式制冷子系统和冷凝器二次回路子系统，两个截止阀与压缩机出气口和电子膨胀阀进口相连接，另外两个截止阀与冷凝器二次回路子系统相连接；第三密闭罩体的四个截止阀分别连接压缩式制冷子系统和蒸发器二次回路子系统，两个截止阀与气液分离器进口和电子膨胀阀出口相连接，另外两个截止阀与蒸发器二次回路子系统相连接。
本系统的制冷运行模式为：来自压缩机的高温高压气态制冷剂进入冷凝器，通过冷凝器端进行换热并冷凝成为高温高压的液态制冷剂，高温高压的液态制冷剂经过电子膨胀阀的节流，成为低温低压的气液两相制冷剂送入蒸发器，与冷却液进行换热，通过冷却回路与工作区域进行换热，达到制冷的目的；然后，流出蒸发器的低温低压的气态制冷剂经气液分离器返回压缩机进行压缩，重新开始制冷循环。
本系统中，如果第一密闭罩体发生泄漏，经第一浓度检测仪检测泄漏浓度达到设定值，排气扇会立即启动进行排风，将制冷剂气体抽出空调系统排入环境空气中，同时压力传感器和温度传感器检测第一密闭罩体的泄漏气体压力及温度，及时给出预警。
如果第二、第三或第四密闭罩体发生泄漏，罩体进出口的截止阀会立即关闭，进行部件隔离，其中，可拆卸的密闭罩体具有可替换性，不影响系统的工作进程。
第五密闭罩体封闭整个压缩制冷子系统，达到双重防燃防爆安全处理的目的，增强系统整体安全性能，实现制冷工作区域与易燃易爆制冷剂的隔离，提升系统运行的安全性能。
本系统在结构上能有效防止R290制冷剂的泄漏和对可能泄漏的R290进行及时处理，二次回路系统能够防止易燃易爆制冷剂渗透到空调箱，从而不会对人员造成安全影响。

Claims (5)

1.一种采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统，包括压缩式制冷子系统，蒸发器二次回路子系统和冷凝器二次回路子系统；所述压缩式制冷子系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、气液分离器和电子膨胀阀，所述压缩机出气口经截止阀连接所述冷凝器、进气口连接所述气液分离器出口，所述气液分离器进口经截止阀连接所述蒸发器，所述电子膨胀阀的出口和进口经截止阀分别连接所述蒸发器和冷凝器；所述蒸发器二次回路子系统包括依次串接的第一电磁阀、热端换热器和第一循环泵并且经截止阀连接所述蒸发器；所述冷凝器二次回路子系统包括依次串接的第二电磁阀、冷端换热器和第二循环泵并且经截止阀连接所述冷凝器；其特征在于：本系统还包括第一密闭罩体、第二密闭罩体、第三密闭罩体、第四密闭罩体、第五密闭罩体、第一浓度检测仪、第二浓度检测仪、第三浓度检测仪、第四浓度检测仪、第五浓度检测仪、压力传感器和温度传感器，所述压缩机和气液分离器置于所述第一密闭罩体内，所述冷凝器和蒸发器分别置于所述第二密闭罩体内和第三密闭罩体内，所述电子膨胀阀置于所述第四密闭罩体内，所述第一至第四密闭罩体置于所述第五密闭罩体内，所述第一至第五浓度检测仪分别设于所述第一至第五密闭罩体，所述压力传感器和温度传感器设于所述第一密闭罩体。
2.根据权利要求1所述的采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统，，其特征在于：本系统还包括排气扇，所述排气扇设于所述第一密闭罩体内并且正对所述压缩机。
3.根据权利要求1或2所述的采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统，，其特征在于：所述压缩机是全封闭式滚动转子压缩机。
4.根据权利要求3所述的采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统，，其特征在于：所述第一至第五浓度检测仪设有报警蜂鸣器。
5.根据权利要求3所述的采用丙烷制冷剂的二次回路空调热泵系统，，其特征在于：所述冷凝器和蒸发器为铝制板式换热器。
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