CN200996753Y - 带经济器的中间补气压缩机制冷系统 - Google Patents

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李亚军
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Abstract

一种带经济器的中间补气压缩机制冷系统,包括压缩机,冷凝器,蒸发器,节流装置,经济器,其特征在于:所述冷凝器和经济器之间设有电子膨胀阀,所述经济器与压缩机中间补气口连接通路上设置一压力传感器,电子膨胀阀通过所述连接通路控制进入压缩机中间补气口的制冷剂流量,所述压缩机与冷凝器的连接通路上设置一压缩机温度传感器,冷凝器和蒸发器上分别设置一冷凝器温度传感器和蒸发器温度传感器。本实用新型通过阀开度调节可以使得节流后的中间压力处于最佳,使系统COP和制热量达到最大,减少了控制部件,降低了生产成本。

Description

带经济器的中间补气压缩机制冷系统
技术领域
本实用新型涉及一种风冷热泵空调的制冷系统。
背景技术
风冷热泵空调在低温环境下工作,蒸发压力较低,而要维持供水温度和冷凝温度在一定的值,相应的压缩比增大,循环的节流损失增加,机器的内泄漏损失也增加,效率急剧下降。另一方面,压缩机的电机靠吸入制冷剂进行冷却,高压比下,系统的制冷剂循环量减少,电机得不到良好的冷却。为了提高效率改善性能,可以利用压缩机的吸气、压缩和排气过程处于不同空间位置的特点,在压缩机吸气结束和压缩开始的临界点增开一个补气口,吸入从经济器来的闪发蒸气,使进入压缩机的制冷剂液体具有更低的温度,从而能显著增大机组的制冷量,同时闪发蒸气能在一定程度上冷却压缩机的排气温度和油温。
如图1所示,传统的带经济器的中间补气压缩机制冷系统,采用电磁阀11和热力膨胀阀12其英文缩写为TXV,控制中间补气流量,存在以下缺点:1、该系统需要两个控制部件:电磁阀11和TXV阀12,当不需要中间补气的时候,电磁阀11关闭以切断该回路,控制部件较多,结构复杂且成本高。2、中间补气的TXV阀12是检测进出经济器3补气回路的制冷剂过热度来控制压缩机1中间补气量的。这种控制进入压缩机中间补气口的制冷剂有一定的过热度,能满足TXV的最小过热度要求,而无法大范围的控制压缩机的排气温度,当冷凝压力和蒸发压力的压差较大时压缩机的排气温度较高,这种带有过热度的气体进入中间补气口无法大幅降低排气温度。3.该系统类似不完全冷却两级压缩系统,在一定工况下,该系统存在最佳的中间压力使得系统制热量和COP最大。在给定工况下,为满足TXV的一定过热度要求时,通过TXV的制冷剂流量确定,故进入压缩机喷射口的气体压力也就确定了,因此在空调运行的大范围内,由于TXV的一定过热度要求,当使用TXV节流时节流后压力未必是COP最高的中间压力,因此仅使用TXV无法使系统发挥系统最大效能。
发明内容
本实用新型为解决现有中间补气压缩机制冷系统存在的控制部件较多,结构复杂,无法大幅降低压缩机排气温度,给定工况下,无法得到最优中间压力,进而无法使系统发挥最大效能等问题,提出一种采用电子膨胀阀控制的带经济器中间补气压缩机制冷系统,通过阀开度调节可以使得节流后的中间压力处于最佳,使系统COP和制热量达到最大,减少了控制部件,降低了生产成本。
为达到上述技术目的,本实用新型采用以下技术方案予以实现:
一种带经济器的中间补气压缩机制冷系统,包括压缩机,冷凝器,蒸发器,节流装置,经济器,其特征在于:所述冷凝器和经济器之间设有电子膨胀阀,所述经济器与压缩机中间补气口连接通路上设置一压力传感器,电子膨胀阀通过所述连接通路控制进入压缩机中间补气口的制冷剂流量,所述压缩机与冷凝器的连接通路上设置一压缩机温度传感器,冷凝器和蒸发器上分别设置一冷凝器温度传感器和蒸发器温度传感器。
所述节流装置为毛细管。
工作过程如下:从压缩机排气流出的制冷剂一部分进入经济器进行放热而使温度降低,液体的过冷度增加,然后经节流进入蒸发器变成低温气体,最后进入压缩机吸气,其中,在冷凝器与经济器之间连接一电子膨胀阀,经济器与压缩机中间补气口连接通路上设置一压力传感器,电子膨胀阀通过经济器后与压缩机的中间补气口相连,这样从压缩机排气流出的制冷剂在冷凝器内冷凝后,另一部分经过电子膨胀阀节流后进入经济器与从冷凝器出来的大部分制冷剂进行热交换,变成气液混合、饱和气体或者过热气体进入压缩机的中间补气口,
与现有技术相比本实用新型的优点和积极效果如下:1.本系统仅使用单一部件电子膨胀阀EXV控制中间补气回路,结构简单。当不需要中间补气的时候,EXV也可关闭以切断该回路,不必再设电磁阀。2.本系统可以通过检测压缩机的排气温度来控制EXV的阀开度,当排气温度升高时,增加EXV的开度,使得通过EXV进入中间补气口的流量增大,进入中间补气口的制冷剂可以为不过热气体,压缩机排气温度因而下降;反之,当排气温度降低时,减小EXV的开度,使得通过EXV进入中间补气口的流量减小,压缩机排气温度因而升高。最终可实现在较大冷凝压力和蒸发压力压差情况下,通过EXV的自动调节,可压缩机的排气温度控制在较低的范围。3.采用电子膨胀阀进行节流,冷凝器出来的一部分制冷剂节流后进入经济器,通过压缩机排气压力和吸气压力及中间压力或者室外温度和室内温度控制电子膨胀阀阀开度,这部分制冷剂蒸发后的过热度是可变的,因此通过阀开度调节可以使得节流后的中间压力处于最佳,使系统COP和制热量达到最大。因此,在热泵空调运行范围内,通过电子膨胀阀调节后,始终能得到最优中间压力。
附图说明
图1是传统的带经济器的中间补气压缩机制冷系统示意图;
图2是本实用新型带经济器的中间补气压缩机制冷系统示意图;
图3是电子膨胀阀控制排气温度控制流程图;
图4是电子膨胀阀控制补气压力流程图;
其中,1压缩机,2冷凝器,3经济器,4节流装置,5蒸发器,6压缩机温度传感器,7冷凝器温度传感器,8电子膨胀阀,9压力传感器,10蒸发器温度传感器,11电磁阀,12、13热力膨胀阀。
Td排气温度;Tk所述冷凝器的冷凝温度;Te所述蒸发器的蒸发温度;Pi实际测得的经济器的补气压力;Pio最佳中间补气压力;Pd压缩机的排气压力;Ps压缩机的吸气压力。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。如图2所示,本实用新型带经济器中间补气压缩机制冷系统包括压缩机1,冷凝器2,蒸发器5,节流部件4,经济器3,从压缩机1排气流出的制冷剂一部分进入经济器3进行放热而使温度降低,液体的过冷度增加,然后经节流进入蒸发器5变成低温气体,最后进入压缩机1吸气,其中,在冷凝器2与经济器3之间连接一电子膨胀阀8,电子膨胀阀8通过经济器3后与压缩机1的中间补气口1-1相连,这样从压缩机1排气流出的制冷剂在冷凝器2内冷凝后,另一部分经过电子膨胀阀8节流后进入经济器3与从冷凝器2出来的大部分制冷剂进行热交换,变成气液混合、饱和气体或者过热气体进入压缩机的中间补气口1-1,所述经济器3与压缩机1连接通路上设置一压力传感器9,所述压缩机1与冷凝器2的连接通路上设置一压缩机温度传感器6,冷凝器2和蒸发器5也分别设置一冷凝器温度传感器7和蒸发器温度传感器10。
采用电子膨胀阀8进行第一次节流,冷凝器出来的制冷剂一次节流后进入经济器3,通过压缩机1排气压力和吸气压力或者室外温度和室内温度控制一次节流的电子膨胀阀8阀开度,使得节流后的中间压力处于最佳,使系统COP和制热量达到最大。因此,在热泵空调运行范围内,通过电子膨胀阀调节后,始终能得到最优中间压力。
如图3、图4所示,电子膨胀阀其英文缩写为EXV,具体控制分为两个过程:电子膨胀阀排气温度控制过程和电子膨胀阀补气压力控制过程。
参见图3,电子膨胀阀排气温度控制过程如下:
检测出设置在压缩机与冷凝器通路上的温度传感器输出的压缩机的排气温度Td,当Td大于95℃时,电子膨胀阀的开度将增加x,x为根据估计预先设定的常数,再返回温度传感器继续检测比较,如果Td小于95℃,进而检测是否小于70℃,如果Td小于70℃,电子膨胀阀的开度将减小x,再返回温度传感器继续检测,如果Td大于70℃,此时通过补气压力控制压缩机的排气温度,保证压缩机可靠运行。
参见图4,电子膨胀阀补气压力控制过程如下:
通过分别设置在冷凝器和蒸发器上的温度传感器检测出冷凝温度Tk和蒸发温度Te,继而通过查表计算压缩机的排气压力Pd和吸气压力Ps,然后由排气压力Pd和吸气压力Ps计算最佳的中间压力Pio,再对Pi和Pio的大小进行比较,如果Pi值大于Pio值,电子膨胀阀的开度将增加y,y为根据估计预先设定的常数,再返回温度传感器继续检测比较,如果Pi值小于Pio值,电子膨胀阀的开度将减少y,再返回温度传感器继续检测比较,如此反复,电子膨胀阀根据外界环境的变化,来自动调整开度,从而控制进入压缩机中间补气口的制冷剂流量,控制着中间补气压力,使得节流后的中间压力始终处于最佳,使系统COP和制热量达到最大,不需要辅助电加热补充制热量,节省了能量。
当然,上述说明并非是对本实用新型的限制,本实用新型也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1..一种带经济器的中间补气压缩机制冷系统,包括压缩机,冷凝器,蒸发器,节流装置,经济器,其特征在于:所述冷凝器和经济器之间设有电子膨胀阀,所述经济器与压缩机中间补气口连接通路上设置一压力传感器,电子膨胀阀通过所述连接通路控制进入压缩机中间补气口的制冷剂流量,所述压缩机与冷凝器的连接通路上设置一压缩机温度传感器,冷凝器和蒸发器上分别设置一冷凝器温度传感器和蒸发器温度传感器。
2.根据权利要求1所述的带经济器的中间补气压缩机制冷系统,其特征在于:所述节流装置为毛细管。
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