CN204555426U - 准双级压缩超低温空气热源泵 - Google Patents
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Abstract
准双级压缩超低温空气热源泵，包括准双级压缩机、冷凝器、蒸发器、四通换向阀、油分离器、储液器、气液分离器、经济器、制热制冷变向通道、制冷支路、经济器支路和变频器；变频器和准双级压缩机电连接；制热制冷变向通道由单向阀通道和节流机构通道并联构成；制冷支路上设有第二单向阀，制冷支路的左右两端分别和经济器支路的左右两端相连形成左端相连点、右端相连点；经济器的辅助通路进口通过辅助支路和所述左端相连点与经济器的主通路的左口的相连通道相连，辅助支路上顺次设有流量调节阀、电磁阀和第二节流机构，经济器的辅助通路出口和准双级压缩机的补气口相连；经济器的主通路右口和所述右端相连点之间设有膨胀阀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空气源热泵领域，尤其是涉及一种准双级压缩超低温空气源热泵。
背景技术
空气源热泵是以空气作为高温【低温】 热源来进行供热【供冷】 的装置，具有安装灵活、使用方便、投资相对较低的优点。其中准双级压缩空气源热泵是一种重要的空气源热泵，其内部结构主要包括准双级压缩机、冷凝器、油分离器、蒸发器等核心部件。所述准双级压缩机，也就是在单级压缩机中间段增加一个补气口用来降低排气温度。现有准双级压缩空气热源泵，重点考虑在准双级压缩机的蒸发温度低于-25°C的低温工况下的运行效率，所以准双级压缩机的马达功率配置比较小，不太适合于准双级压缩机的蒸发温度高于-25°C的高温工况下的安全高效运行。
发明内容
本实用新型的主要发明目的是提供一种既能在准双级压缩机的蒸发温度低于-25°C的低温工况下安全高效运行，又能在准双级压缩机的蒸发温度高于-25°C的高温工况下安全高效运行的准双级压缩空气热源泵。
本实用新型所用的技术方案是：一种准双级压缩超低温空气热源泵，包括准双级压缩机、冷凝器、蒸发器、四通换向阀、油分离器、储液器、气液分离器、经济器、制热制冷变向通道、制冷支路、经济器支路和变频器；准双级压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连，油分离器的工质出口通过四通换向阀和冷凝器的一端【制热时】相连或和蒸发器的一端【制冷时】相连，油分离器的润滑油出口通过回油开关和准双级压缩机相连；四通换向阀同时还和气液分离器的进口相连，气液分离器的出口和准双级压缩机的工质气体进口相连；所述变频器和准双级压缩机电连接；制热制冷变向通道由单向阀通道和节流机构通道并联构成，单向阀通道上设有第一单向阀，节流机构通道上设有第一节流机构；制冷支路上设有第二单向阀；经济器的主通路设在经济器支路上；制冷支路的左右两端分别和经济器支路的左右两端相连形成左端相连点、右端相连点，其中右端相连点和蒸发器的另一端相连，左端相连点和储液器的一端相连，制热制冷变向通道的两端分别和冷凝器的另一端和储液器的另一端相连；经济器的辅助通路进口通过辅助支路和所述左端相连点与经济器的主通路的左口的相连通道相连，辅助支路上从所述左端相连点到辅助通路进口之间顺次设有流量调节阀、电磁阀和第二节流机构，经济器的辅助通路出口和准双级压缩机的补气口相连；经济器的主通路右口和所述右端相连点之间设有膨胀阀。
制热时，压缩机排出的高温高压气体【为高温高压气态工质和润滑油的混合体】进入油分离器内，经过油分离后，润滑油从油分离器底部排出后进入压缩机内进行润滑作用，而气态工质通过四通换向阀进入冷凝器内与使用侧过来的水进行热交换，气态工质放热冷凝成中温高压的液态工质，水则被加热后供用户使用。中温高压液态工质通过制热制冷换向通道的单向阀通道后进入储液桶，然后中温高压液态工质从储液器出来通过左端相连点进入经济器支路。当准双级压缩机的蒸发温度低于-5°C时，辅助支路上的电磁阀打开，中温高压液态工质一路通过辅助支路进入经济器的辅助通路，一路进入经济器的主通路。通过辅助支路进入经济器的辅助通路的中温高压液态工质的流量由流量调节阀控制，通过第二节流机构时温度被降低。进入经济器的主通路的中温高压液态工质与进入经济器的辅助通路的、温度被第二节流机构降低了的液态工质进行热交换，发热后温度降低，然后进入膨胀阀而被膨胀阀节流成气液两相混合工质后再通过右端相连点进入蒸发器内与低温空气进行热交换，气液两相混合工质吸热蒸发成低温气态工质，低温气态工质通过四通换向阀后进入气液分离器进行气液分离，分离出来的气态工质进入压缩机的吸气端进行压缩后变成高温高压气体从压缩机里排出；流经经济器的辅助通道的液态工质吸收流经经济器的主通道的那部分中温高压液态工质的热量后被蒸发成气态工质后进入准双级压缩机的补气口被准双级压缩机压缩。而当准双级压缩机的蒸发温度高于等于-5°C时，辅助支路上的电磁阀关闭，进入经济器支路的中温高压液态工质全部通过经济器的主通路进入膨胀阀被节流成气液两相混合工质后再通过右端相连点进入蒸发器内与低温空气进行热交换，气液两相混合工质吸热蒸发成低温气态工质，低温气态工质通过四通换向阀后进入气液分离器进行气液分离，分离出来的气态工质进入压缩机的吸气端进行压缩后变成高温高压气体从压缩机里排出。变频双级压缩超低温空气源热泵如此周而复始地循环运转，源源不断地从大气环境中吸热，用于加热热水供用户使用。
而在制冷/除霜时，压缩机排出的高温高压气体进入油分离器内，经过油分离后，润滑油从油分离器底部排出后进入压缩机内进行润滑作用，而高温高压的气态工质通过四通换向阀进入蒸发器内向大气环境中放热【除霜工况时，蒸发器表面的霜被加热后融化】，高温高压的气态工质被冷凝成中温高压液态工质。中温高压液态工质经过制冷支路进入储液器内，再从储液器内出来进入制热制冷换向通道的节流机构通道，然后再进入冷凝器内。中温高压液态工质在经过节流机构通道内时被第一节流机构节流成低温低压气液混合工质，低温低压气液混合工质在冷凝器内吸收来自使用侧的水的热量而气化成低温气液混合工质后通过四通换向阀进入气液分离器，然后再从气液分离器出来进入准双级压缩机的气态工质进口进行压缩形成高温高压气体从压缩机排到油分离器，来自使用侧的水放热后温度被降低后供用户使用。如此周而复始地循环。
本实用新型，所述准双级压缩机配备一个变频器，通过变频器调节，准双级压缩机的马达的运转频率按如下规律确定：
1】当准双级压缩机的蒸发温度低于-25℃时，变频器根据所述准双级压缩机超低温空气源热泵的进/出水温度来控制准双级压缩机的马达频率，
在制热状态下，假设出水温度设定值-出水水温=ΔT，则
当ΔT≥8°C时，准双级压缩机的马达以最大频率运行，
当-1°C≤ΔT＜1°C时，准双级压缩机的马达以最小频率运行，
当ΔT＜-1°C，准双级压缩机的马达停机，
当1°C≤ΔT＜8°C时， 准双级压缩机的马达频率为如下公式计算所得：
马达频率=（ΔT-1）÷（8-1）×（最大频率-最小频率）+最小频率；
在制冷状态下，假设出水水温-出水温度设定值=ΔT’，则
当ΔT’≥8，准双级压缩机的马达以最大频率运行，
当-1°C≤ΔT’＜1°C时，准双级压缩机的马达以最小频率运行，
当ΔT’＜-1°C时，准双级压缩机的马达停机，
当1°C≤ΔT’＜8°C时， 准双级压缩机的马达频率为如下公式计算所得：
马达频率=（ΔT-1）÷（8-1）×（最大频率-最小频率）+最小频率；
2】当准双级压缩机的蒸发温度高于-25℃时，变频器减小准双级压缩机的马达的运行频率，使准双级压缩机的马达的运行频率随着环境温度的升高而逐步下降，从而保证准双级压缩机的马达的输入功率小于该准双级压缩机的马达的最大允许功率，进而保证该准双级压缩机的马达的电流始终小于该准双级压缩机的马达的最大允许运行电流，从而保证该准双级压缩机的马达的安全运行。
本实用新型，使得准双级压缩空气源热泵可以安全可靠地在准双级压缩机的蒸发温度从-75℃到7℃的环境下高效运行，从而保证准双级压缩空气源热泵具有比较大的适用场合。本实用新型具有结构简单的优点。
作为优选，压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连的通路上设有单向阀。本优选方案，有利于与提高所述准双级压缩超低温空气源热泵的工作可靠性。
作为优选，节流机构通道上、所述左端相连点与辅助支路和所述左端相连点与经济器的主通路的左口的相连通道之相连点之间均设有过滤器；油分离器的润滑油出口和回油开关之间设有过滤器。本优选方案，有利于保证相应管道的流通性，从而有利于提高所述准双级压缩超低温空气源热泵的工作可靠性
作为优选，储液器和所述左端相连点之间设有示液镜。本优选方案，便于观察相应管道内的工质状态。
作为优选，准双级压缩机的高压气体出口和油分离器的进口之间及气液分离器和准双级压缩机的工质气体进口之间均设有一段软管。本优选方案，可以有效防止压缩机振动对周围器件的不利影响，有利于提高所述准双级压缩超低温空气源热泵的工作可靠性。
作为优选，储液器设有安全阀结构。本优选方案，有利于提高所述准双级压缩超低温空气源热泵的工作安全性
作为优选，准双级压缩机上设有水冷缸盖，水冷缸盖的进水口和冷凝器的进水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器的出水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器的出水管的连通管路上设有电磁阀。本优选方案，当压缩机温升比较高时，电池阀打开，水冷缸盖通水对压缩机进行冷却，有利于提高所述带回热的超低环温空气源热泵的工作可靠性和能效。
综上所述，本实用新型带来的有益效果是：使得准双级压缩空气源热泵可以安全可靠地在准双级压缩机的蒸发温度从-75℃到7℃的环境下高效运行，从而保证准双级压缩空气源热泵具有比较大的适用场合。本实用新型具有结构简单的优点。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
如图1所示，本实用新型包括准双级压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、四通换向阀4、油分离器5、储液器6、气液分离器7、经济器8、制热制冷变向通道9、制冷支路11、经济器支路12和变频器15；所述变频器15和准双级压缩机1电连接；准双级压缩机1的高压气体出口和油分离器5的进口相连，油分离器5的工质出口通过四通换向阀4和冷凝器2的一端【制热时】相连或和蒸发器3的一端【制冷时】相连，油分离器5的润滑油出口通过回油开关和准双级压缩机1相连；四通换向阀4同时还和气液分离器7的进口相连，气液分离器7的出口和准双级压缩机1的工质气体进口相连；制热制冷变向通道9由单向阀通道9.1和节流机构通道9.2并联构成，单向阀通道9.1上设有第一单向阀9.1.1，节流机构通道9.2上设有第一节流机构9.2.1；制冷支路11上设有第二单向阀11.1；经济器12的主通路设在经济器支路12上；制冷支路11的左右两端分别和经济器支路12的左右两端相连形成左端相连点、右端相连点，其中右端相连点和蒸发器3的另一端相连，左端相连点和储液器6的一端相连，制热制冷变向通道9的两端分别和冷凝器2的另一端和储液器6的另一端相连；经济器8的辅助通路进口通过辅助支路13和所述左端相连点与经济器的主通路的左口的相连通道相连，辅助支路13上从所述左端相连点到辅助通路进口之间顺次设有流量调节阀13.1、电磁阀13.2和第二节流机构13.3，经济器的辅助通路出口和准双级压缩机1的补气口相连；经济器8的主通路的右口和所述右端相连点之间设有膨胀阀14。其中流量调节阀13.1可以是手动流量调节阀，也可以是电动流量调节阀，本实施例为手动流量调节阀。
作为优选，压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连的通路上设有单向阀11；节流机构通道9.2上、所述左端相连点与辅助支路13和所述左端相连点与经济器的主通路的左口的相连通道之相连点之间均设有过滤器16，油分离器5的润滑油出口和回油开关之间设有过滤器17；储液器6和所述左端相连点之间设有示液镜18，准双级压缩机的高压气体出口和油分离器的进口之间及气液分离器7和准双级压缩机1的工质气体进口之间均设有一段软管19。
作为优选，储液器6设有安全阀结构20，准双级压缩机1上设有水冷缸盖，水冷缸盖的进水口和冷凝器2的进水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器2的出水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器2的出水管的连通管路上设有电磁阀21。
以上所述之具体实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围。凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种准双级压缩超低温空气热源泵，包括准双级压缩机（1）、冷凝器（2）、蒸发器（3）、四通换向阀（4）、油分离器（5）、储液器（6）、气液分离器（7）和经济器（8）；准双级压缩机（1）的高压气体出口和油分离器（5）的进口相连，油分离器（5）的工质出口通过四通换向阀（4）和冷凝器（2）的一端相连或和蒸发器（3）的一端相连，油分离器（5）的润滑油出口通过回油开关和准双级压缩机（1）相连；四通换向阀（4）同时还和气液分离器（7）的进口相连，气液分离器（7）的出口和准双级压缩机（1）的工质气体进口相连；其特征是：还包括有制热制冷变向通道（9）、制冷支路（11）、经济器支路（12）和变频器（15）；所述变频器（15）和准双级压缩机（1）电连接；制热制冷变向通道（9）由单向阀通道（9.1）和节流机构通道（9.2）并联构成，单向阀通道（9.1）上设有第一单向阀（9.1.1），节流机构通道（9.2）上设有第一节流机构（9.2.1）；制冷支路（11）上设有第二单向阀（11.1）；经济器（12）的主通路设在经济器支路（12）上；制冷支路（11）的左右两端分别和经济器支路（12）的左右两端相连形成左端相连点、右端相连点，其中右端相连点和蒸发器（3）的另一端相连，左端相连点和储液器（6）的一端相连，制热制冷变向通道（9）的两端分别和冷凝器（2）的另一端和储液器（6）的另一端相连；经济器（8）的辅助通路进口通过辅助支路（13）和所述左端相连点与经济器的主通路的左口的相连通道相连，辅助支路（13）上从所述左端相连点到辅助通路进口之间顺次设有流量调节阀（13.1）、电磁阀（13.2）和第二节流机构（13.3），经济器的辅助通路出口和准双级压缩机（1）的补气口相连；经济器（8）的主通路的右口和所述右端相连点之间设有膨胀阀（14）。
2.根据权利要求1所述的准双级压缩超低温空气热源泵，其特征是：压缩机的高压气体出口和油分离器的进口相连的通路上设有单向阀（11）。
3.根据权利要求1所述的准双级压缩超低温空气热源泵，其特征是：节流机构通道（9.2）上、所述左端相连点与辅助支路（13）和所述左端相连点与经济器的主通路的左口的相连通道之相连点之间均设有过滤器（16）。
4.根据权利要求1所述的准双级压缩超低温空气热源泵，其特征是：油分离器（5）的润滑油出口和回油开关之间设有过滤器（17）。
5.根据权利要求1所述的准双级压缩超低温空气热源泵，其特征是：储液器（6）和所述左端相连点之间设有示液镜（18）。
6.根据权利要求1所述的准双级压缩超低温空气热源泵，其特征是：准双级压缩机的高压气体出口和油分离器的进口之间及气液分离器（7）和准双级压缩机（1）的工质气体进口之间均设有一段软管（19）。
7.根据权利要求1至6任一项所述的准双级压缩超低温空气热源泵，其特征是：储液器（6）设有安全阀结构（20）。
8.根据权利要求1至6任一项所述的准双级压缩超低温空气热源泵，其特征是：准双级压缩机（1）上设有水冷缸盖，水冷缸盖的进水口和冷凝器（2）的进水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器（2）的出水管连通，水冷缸盖的出水口和冷凝器（2）的出水管的连通管路上设有电磁阀（21）。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105918770A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-07 | 顺德职业技术学院 | 带经济器喷气增焓热泵真空冷冻干燥组合设备节能控制方法 |
| CN108131860A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-08 | 北京中科华誉热泵设备制造有限公司 | 一种基于单机双级压缩机的超低温空气源热泵 |
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2015
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| CN105918770B (zh) * | 2016-05-09 | 2019-12-13 | 顺德职业技术学院 | 带经济器喷气增焓热泵真空冷冻干燥组合设备节能控制方法 |
| CN108131860A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-08 | 北京中科华誉热泵设备制造有限公司 | 一种基于单机双级压缩机的超低温空气源热泵 |
| CN108131860B (zh) * | 2018-02-02 | 2024-01-19 | 北京华誉能源技术股份有限公司 | 一种基于单机双级压缩机的超低温空气源热泵 |
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