CN201429262Y - 一种空气源热泵热水器的热泵系统 - Google Patents

一种空气源热泵热水器的热泵系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种空气源热泵热水器的热泵系统，包括通过管路依次循环连接形成循环回路的压缩机、四通阀、冷凝器、节流装置、蒸发器和气液分离器，所述压缩机为喷气增焓压缩机，节流装置包括依次连接的第一节流元件、第二节流元件和第三节流元件，第一节流元件、换热器和第二节流元件构成一中间喷气回路，环境温度高时使喷气增焓压缩机负荷、机油温度下降，提高使用可靠性。本实用新型的热泵系统在低至－20℃时仍可以正常启动运行，不需依靠辅助电加热或少量电加热就可取得很好的制热效果，在低温环境制热能力提高20％～30％，并且系统在43℃～－20℃环境温度下也可稳定运行。

Description

一种空气源热泵热水器的热泵系统
技术领域
本实用新型涉及热泵热水器的技术领域，尤其是一种空气源热泵热水器的热泵系统。
背景技术
空气源热泵热水器的热泵系统，通过消耗少量电能驱动压缩机，把空气中的能量提取出来，实现供暖或者供热水。压缩机的能效比(即向高温热源所送的热量和所消耗的电能的比值)随着气温的升高而增大，因此，环境温度对热泵热水器的能效比影响很大。在低温环境下，传统的空气源热泵系统的制热能力大幅度地降低，制热量无法满足低温地区，不能满足人们所需的生活热水和供暖要求，而且随着环境温度的降低，热泵系统COP急剧下降，稳定性减弱，压缩机的压比越来越大，导致排气温度不断升高，长期运转必然会严重损坏压缩机。要满足制热的要求，必须要增加大量的辅助电加热，传统的热泵系统不加任何改进就应用于华北等低温地区的生活热水和供暖，将无法在冬季正常运行。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用性强、保证在低温环境下供暖质量，有效延长机件使用寿命且稳定性强的空气源热泵热水器的热泵系统。
本实用新型的发明目的是这样实现的：一种空气源热泵热水器的热泵系统，包括通过管路依次循环连接形成循环回路的压缩机、四通阀、冷凝器、节流装置、蒸发器和气液分离器，其特征在于：所述压缩机为喷气增焓压缩机，节流装置包括依次连接的第一节流元件、第二节流元件和与气液分离器连接的第三节流元件，所述第一节流元件与第二节流元件之间设有换热器；所述换热器与喷气增焓压缩机连接，第一节流元件、换热器和第二节流元件构成一中间喷气回路。
所述冷凝器、换热器和第一节流元件通过一三通阀相互连接。
所述第二节流元件、第三节流元件和蒸发器通过一三通阀相互连接。
所述四通阀、气液分离器和第三节流元件通过一三通阀相互连接。
所述换热器的气态出口与喷气增焓压缩机的补气口连接。
所述气液分离器通过管路与喷气增焓压缩机的回气口连接。
所述节流装置为电子膨胀阀。
本实用新型对现有技术的空气源热泵热水器的热泵系统进行改进，热泵系统采用喷气增焓压缩机，制热时循环回路增加中间喷气回路，给喷气增焓压缩机补喷气态制冷剂，并增加过冷冷媒。第一节流元件根据环境温度调节气液混合状态到换热器中，系统在低温环境下，制热能力大幅度提高。第二节流元件与蒸发器之间设有与第三节流元件连接的三通阀，低温气液混合制冷剂到气液分离器中，在环境温度高时使喷气增焓压缩机负荷、机油温度下降，提高使用可靠性。电磁四通阀与气液分离器之间设有与第三节流元件连接的三通阀，形成逆行除霜循环回路，液态制冷到气液分离器中，确保热量损失。本实用新型的热泵系统在低至-20℃时仍可以正常启动运行，不需依靠辅助电加热或少量电加热就可取得很好的制热效果，在低温环境制热能力提高20％～30％，并且系统在43℃～-20℃环境温度下也可稳定运行。
附图说明
附图1为本实用新型最佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
根据附图1所示，本实用新型的空气源热泵热水器的热泵系统，包括通过管路连接成循环回路的压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流装置、换热器4、气液分离器5以及蒸发器6。压缩机1采用喷气增焓压缩机，以单台压缩机1实现两级压缩，增加了冷凝器3中的制冷剂流量，加大了主循环回路的焓差，从而大大提高了压缩机1的效率。四通阀2包括分别与喷气增焓压缩机1、冷凝器3、蒸发器6和气液分离器5连接的a端、b端、c端和d端，该四通阀2为电磁四通阀。
节流装置为电子膨胀阀，该节流装置也可以是其它节流装置与截止阀的组合件。节流装置包括依次连接的第一节流元件7、第二节流元件8和第三节流元件9。第一节流元件7通过管路和分别与冷凝器3和换热器4连接。第二节流元件8、第三节流元件9和蒸发器6通过一三通阀10相互连接。四通阀2的d端、气液分离器5和第三节流元件9通过一三通阀10相互连接，气液分离器5另一端通过管路与喷气增焓压缩机1的回气口连接。
换热器4包括分别与冷凝器3、第二节流元件8、第一节流元件7和喷气增焓压缩机1的补气口连接的e端、f端、g端以及h端，其中g端为进口端，f端为出口端，h端为气态出口端。冷凝器3、换热器4的e端和第一节流元件7通过一三通阀10相互连接，第一节流元件7的另一端与换热器4的g端连接，换热器4的g端和h端相互连通，换热器4的h端通过管路与喷气增焓压缩机1的补气口连接。换热器4的e端和f端相互连通，过冷媒后，换热器4的f端通过管路与第二节流元件8连接。换热器4为板式换热器，也可以是其它类型的换热器。
实现制热循环回路一：
喷气增焓压缩机1的排气口连接四通阀2的a端，四通阀2的b端连接冷凝器3的进口端，第一节流元件7打开控制换热器4的喷气量，冷媒经过换热器4的e端和f端后，再次过冷冷媒。换热器4的f端连接第二节流元件8，第三节流元件9关闭，蒸发器6的另一端与四通阀2的c端连接，气液分离器5的出口端与喷气增焓压缩机1的回气口连接，形成制热循环回路。
实现制热循环二：
喷气增焓压缩机1的排气口与四通阀2的a端连接，四通阀2的b端连接冷凝器3的进口端，换热器4的h端与喷气增焓压缩机1的补气口连接，此时，第一节流元件7关闭，截止换热器4的喷气，冷媒经过换热器4的e端和f端后，再次过冷，换热器4的f端连接第二节流元件8，第三节流元件9打开，部分制冷剂流回气液分离器5中，蒸发器6的另一端连接四通阀2的c端，气液分离器5的出口端与喷气增焓压缩机1的回气口连接，形成制热循环回路2。
实现逆行除霜循环回路：
喷气增焓压缩机1的排气口连接四通阀2的a端，四通阀2的b端连接冷凝器3的进口端，第一节流元件7连接换热器4的g端，换热器4的g端和h端为连通，换热器4的h端与喷气增焓压缩机1的补气口连接，换热器4的e端和f端为连通，换热器4的f端连接第二节流元件8，第二节流元件8关闭，第三节流元件9打开，部分制冷剂流回气液分离器5中，蒸发器6的另一端连接四通阀2的c端，气液分离器5的出口端与喷气增焓压缩机1的回气口连接，在此间期，通过四通阀2实现反通后形成逆行除霜回路。
本实用新型的空气源热泵热水器的热泵系统，实现低温环境下，不损坏压缩机1，仍然可以正常运行热泵系统，适用性大大增强。

Claims (7)

1、一种空气源热泵热水器的热泵系统，包括通过管路依次循环连接形成循环回路的压缩机(1)、四通阀(2)、冷凝器(3)、节流装置、蒸发器(6)和气液分离器(5)，其特征在于：所述压缩机(1)为喷气增焓压缩机(1)，节流装置包括依次连接的第一节流元件(7)、第二节流元件(8)和与气液分离器(5)连接的第三节流元件(9)，所述第一节流元件(7)与第二节流元件(8)之间设有换热器(4)；所述换热器(4)与喷气增焓压缩机(1)连接，第一节流元件(7)、换热器(4)和第二节流元件(8)构成一中间喷气回路。
2、根据权利要求1所述的空气源热泵热水器的热泵系统，其特征在于：所述冷凝器(3)、换热器(4)和第一节流元件(7)通过一三通阀(10)相互连接。
3、根据权利要求1所述的空气源热泵热水器的热泵系统，其特征在于：所述第二节流元件(8)、第三节流元件(9)和蒸发器(6)通过一三通阀(10)相互连接。
4、根据权利要求1所述的空气源热泵热水器的热泵系统，其特征在于：所述四通阀(2)、气液分离器(5)和第三节流元件(9)通过一三通阀(10)相互连接。
5、根据权利要求1所述的空气源热泵热水器的热泵系统，其特征在于：所述换热器(4)的气态出口与喷气增焓压缩机(1)的补气口连接。
6、根据权利要求1所述的空气源热泵热水器的热泵系统，其特征在于：所述气液分离器(5)通过管路与喷气增焓压缩机(1)的回气口连接。
7、根据权利要求1所述的空气源热泵热水器的热泵系统，其特征在于：所述节流装置为电子膨胀阀。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101871706A (zh) * 2010-06-02 2010-10-27 广东长菱空调冷气机制造有限公司 相变蓄能热泵热水器
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