CN108844250A - 一种低环温空气源热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低环温空气源热泵系统，包括有压缩机、四通换向阀、翅片换热器、过滤器、单向阀、制冷毛细管、电子膨胀阀、补气电子膨胀阀、经济器、储液器、水冷冷凝器、气液分离器。本发明取消常规的制冷制热切换流程所用的单向阀桥组，简化系统配置，降低成本，制冷及化霜通过制冷毛细管和电子膨胀阀节流使系统更快稳定运行。

Description

一种低环温空气源热泵系统
技术领域
本发明涉及空气源热泵领域，具体是一种低环温空气源热泵系统。
背景技术
目前北方在进行清洁能源供暖改造计划，空气源热泵作为一种可再生清洁能源成为代替散煤燃烧取暖的推荐设备。针对北方环境温度较低，一般采用低环温空气源热泵系统。而目前的热泵系统的制冷制热及融霜功能的切换一般是通过四个单向阀组成的单向阀桥组进行切换，零部件较多，在焊接时焊点增多，增加焊漏焊堵的可能性，而且在装配时四个单向阀的方向也容易出错。另外因冬季低环境温度下制热和夏季制冷工况变化大，一个节流阀很难兼顾在两种工况下，机组很难达到最佳的运行效果。因此有必要提供一种系统流程简单，机组可靠性高的空气源热泵，以实现在低环境温度下热泵系统供暖工况和夏季制冷工况下机组都能有最佳的运行效果。
发明内容 本发明的目的是提供一种低环温空气源热泵系统，以解决现有技术空气源热泵采用多个单向阀存在问题，以及难以达到最佳运行效果的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种低环温空气源热泵系统，其特征在于： 包括压缩机、可电气控制的四通换向阀、翅片散热器、单向阀、制冷毛细管、电子膨胀阀、补气电子膨胀阀、经济器、储液器、水冷冷凝器、气液分离器，所述四通换向阀具有进口、C口、E口、S口共四个通口，压缩机的排气口通过管路与四通换向阀的进口连接，四通换向阀的C口通过管路与水冷冷凝器的气相口相连，水冷冷凝器的液相口通过管路与储液器的一个通口相连，所述经济器中具有热侧通道和冷侧通道，储液器有另一个通口通过管路与经济器的热侧通道一端连接，经济器的热侧通道另一端通过管路与电子膨胀阀的一端阀口连接，电子膨胀阀的另一端阀口通过管路与翅片换热器的一个通口连接，翅片换热器有另一个通口通过管路与四通换向阀的E口连接，四通换向阀的S口通过管路与气液分离器的进口连接，气液分离器的出口通过管路与压缩机的吸气口连接；
储液器与经济器热侧通道之间管路上旁路引出有第一旁路，第一旁路通过补气电子膨胀阀与经济器的冷侧通道一端连接，经济器的冷侧通道另一端通过管路与压缩机的补气口连接；
电子膨胀阀和翅片换热器之间管路上旁路引出有第二旁路，第二旁路与单向阀的进口连接，单向阀的出口通过管路与制冷毛细管一端连接，制冷毛细管另一端通过管路旁路连通至水冷冷凝器和储液器之间管路上。
所述的一种低环温空气源热泵系统，其特征在于：所述储液器和经济器热侧通道之间管路上连通接入有过滤器，且过滤器位于第一旁路连通处和储液器之间。
所述的一种低环温空气源热泵系统，其特征在于：所述电子膨胀阀和翅片换热器之间管路上连通接入有过滤器，且过滤器位于第二旁路连通处和翅片换热器之间。
所述的一种低环温空气源热泵系统，其特征在于：所述的储液器为双向储液器。
所述的一种低环温空气源热泵系统，其特征在于：所述的电子膨胀阀能够双向流通。
与现有技术相比，本发明的优点为：
1、取消了常规热泵机组的由四个单向阀组成的单向阀桥组，只用一个单向阀即可满足制热制冷融霜工况的切换，简化了系统配置，减少了零部件，减少焊点，简化装配，降低机组成本，提高机组可靠性。
2、通过一个单向阀实现制热通过电子膨胀阀节流，制冷及除霜通过制冷毛细管和电子膨胀阀并联节流，使热泵系统在不同的工况下都有最佳的运行效果。
附图说明
图1是本发明系统结构图。
图2是本发明制热过程原理图。
图3是本发明制冷过程原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种低环温空气源热泵系统， 包括压缩机1、可电气控制的四通换向阀2、翅片散热器3、单向阀5、制冷毛细管6、电子膨胀阀7、补气电子膨胀阀8、经济器9、储液器10、水冷冷凝器11、气液分离器12，四通换向阀2具有进口、C口、E口、S口共四个通口，压缩机1的排气口通过管路与四通换向阀2的进口连接，四通换向阀2的C口通过管路与水冷冷凝器11的气相口相连，水冷冷凝器11的液相口通过管路与储液器10的一个通口相连，经济器9中具有热侧通道和冷侧通道，储液器10有另一个通口通过管路与经济器9的热侧通道一端连接，经济器9的热侧通道另一端通过管路与电子膨胀阀7的一端阀口连接，电子膨胀阀7的另一端阀口通过管路与翅片换热器3的一个通口连接，翅片换热器3有另一个通口通过管路与四通换向阀2的E口连接，四通换向阀2的S口通过管路与气液分离器12的进口连接，气液分离器12的出口通过管路与压缩机1的吸气口连接；
储液器10与经济器9热侧通道之间管路上旁路引出有第一旁路，第一旁路通过补气电子膨胀阀8与经济器9的冷侧通道一端连接，经济器9的冷侧通道另一端通过管路与压缩机1的补气口连接；
电子膨胀阀7和翅片换热器3之间管路上旁路引出有第二旁路，第二旁路与单向阀5的进口连接，单向阀5的出口通过管路与制冷毛细管6一端连接，制冷毛细管6另一端通过管路旁路连通至水冷冷凝器11和储液器10之间管路上。
储液器10和经济器9热侧通道之间管路上连通接入有过滤器4-2，且过滤器4-2位于第一旁路连通处和储液器10之间。
电子膨胀阀7和翅片换热器3之间管路上连通接入有过滤器4-1，且过滤器4-1位于第二旁路连通处和翅片换热器3之间。
本发明中，储液器10为双向储液器。电子膨胀阀7能够双向流通。
本发明具体工作过程如下：
制热流程：如图2箭头方向所示，四通阀2断电，压缩机1排出高温高压的制冷剂气体通过四面通换向阀2的C口进入水冷冷凝器11与循环热水换热，放出热量加热循环水，制冷剂气体冷凝成液态制冷剂，并具有一定的过冷度，然后流入储液器10中，储液器10中的多余的液态制冷剂通过过滤器4-2，经过滤后分成两路，一路直接进入经济器9的一侧通道内此通道定义为热侧，另一路经过补气电子膨胀阀8节流降温后进入经济器9的另一侧通道内，此通道定义为冷侧，冷侧通道制冷剂必须由下向上流动，热侧通道制冷剂由上向下流动，冷热两侧的制冷剂经换热后，冷侧制冷剂变为气态进入压缩机1的补气口参于压缩机1的压缩过程，补气电子膨胀阀根据设定的排气目标温度及热水温度调整开度，控制补气量，经济器9的热侧通道里的制冷剂经过换热后进一步过冷然后进入电子膨胀阀7经节流降压后流过过滤器4-1进入翅片换热器3中，与空气换热后吸收空气中的热量变成具有一定过热度的气态制冷剂经过四通换向阀2的E口，S口进入气液分离器12中进行气液分离，保证进入压缩机的制冷剂为完全的气态参于压缩。
制冷流程：如图3箭头方向所示，四通换向阀2通电，补气电子膨胀阀8在制冷状态下处于关闭状态，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体通过四通换向阀2的E口进入翅片换热器3中，经过与空气换热后变成有一定过冷度的液态制冷剂，经过过滤器4-1，分成两路，一路通过单向阀5进入制冷毛细管节流降压后进入水冷冷凝器11中，与循环冷水换热，吸收冷水的热量达到制冷的目的，制冷剂变成具有一定过热度的气体经过四通换向阀2的由S口进入气液分离器12然后回到压缩机参于压缩过程，另一路制冷剂通过电子膨胀阀7节流降压后经过经济器9的热侧通道、过滤器4-2后进入储液器10中存储多余的液态制冷剂，电子膨胀阀7的开度根据水冷冷凝器11的进出口制冷剂温度差值来控制开度。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种低环温空气源热泵系统，其特征在于： 包括压缩机、可电气控制的四通换向阀、翅片散热器、单向阀、制冷毛细管、电子膨胀阀、补气电子膨胀阀、经济器、储液器、水冷冷凝器、气液分离器，所述四通换向阀具有进口、C口、E口、S口共四个通口，压缩机的排气口通过管路与四通换向阀的进口连接，四通换向阀的C口通过管路与水冷冷凝器的气相口相连，水冷冷凝器的液相口通过管路与储液器的一个通口相连，所述经济器中具有热侧通道和冷侧通道，储液器有另一个通口通过管路与经济器的热侧通道一端连接，经济器的热侧通道另一端通过管路与电子膨胀阀的一端阀口连接，电子膨胀阀的另一端阀口通过管路与翅片换热器的一个通口连接，翅片换热器有另一个通口通过管路与四通换向阀的E口连接，四通换向阀的S口通过管路与气液分离器的进口连接，气液分离器的出口通过管路与压缩机的吸气口连接；
储液器与经济器热侧通道之间管路上旁路引出有第一旁路，第一旁路通过补气电子膨胀阀与经济器的冷侧通道一端连接，经济器的冷侧通道另一端通过管路与压缩机的补气口连接；
电子膨胀阀和翅片换热器之间管路上旁路引出有第二旁路，第二旁路与单向阀的进口连接，单向阀的出口通过管路与制冷毛细管一端连接，制冷毛细管另一端通过管路旁路连通至水冷冷凝器和储液器之间管路上。
2.根据权利要求1所述的一种低环温空气源热泵系统，其特征在于：所述储液器和经济器热侧通道之间管路上连通接入有过滤器，且过滤器位于第一旁路连通处和储液器之间。
3.根据权利要求1所述的一种低环温空气源热泵系统，其特征在于：所述电子膨胀阀和翅片换热器之间管路上连通接入有过滤器，且过滤器位于第二旁路连通处和翅片换热器之间。
4.根据权利要求1所述的一种低环温空气源热泵系统，其特征在于：所述的储液器为双向储液器。
5.根据权利要求1所述的一种低环温空气源热泵系统，其特征在于：所述的电子膨胀阀能够双向流通。
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