CN206861912U - 一种补气增焓热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热泵系统技术领域，尤其涉及一种补气增焓热泵系统。本实用新型补气增焓热泵系统包括连接成制热回路的压缩机、室内换热器、闪蒸器、室外换热器；所述室内换热器与所述闪蒸器之间设有第一节流装置，所述室外换热器与所述闪蒸器之间设有第二节流装置；所述压缩机设有补气口，所述闪蒸器设有排气口；所述闪蒸器的排气口通过单向阀与所述压缩机的补气口连通；还包括控制器，所述控制器与所述第一节流装置连接，用于调节所述第一节流装置的开度。该热泵系统避免了压缩机的逆喷，提高了系统的制热能力和能效。

Description

一种补气增焓热泵系统

技术领域

本实用新型涉及热泵系统技术领域，尤其涉及一种补气增焓热泵系统。

背景技术

目前的空调机组为了避免压比过大，增大系统的有效焓值往往会在制冷循环回路上增加多个中间节流，一般通过在中间管路增设一个闪蒸器，把闪蒸的制冷剂补入压缩机中进行再次压缩，进而起到降低压比，补气增焓的作用。但是如果控制不好或者设计不合理，压缩机喷焓进口处的压力高于闪蒸器出口处的压力时，会导致逆喷的情况，降低了空调机组的性能和能效，起不到理想的效果。

目前有些机组为了防止压缩机逆喷的情况，在压缩机喷焓进口与闪蒸器气体出口之间设置一个喷焓电磁阀，喷焓电磁阀主要依靠一级节流来控制喷焓温度，使得喷焓温度与闪蒸器温度有一定的过热度，同时根据环境温度决定是否开启喷焓电磁阀。但是仍然存在一些问题：由于闪蒸器温度感温包感温距离很近，容易受到压缩机壳体温度的影响使得喷焓温度控制不准确，同时，由于使用环境温度控制喷焓电磁阀的开启无法及时反映出当前系统中是否需要喷焓。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有技术中热泵机组容易产生逆喷的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种补气增焓热泵系统，包括：连接成制热回路的压缩机、室内换热器、闪蒸器、室外换热器；所述室内换热器与所述闪蒸器之间设有第一节流装置，所述室外换热器与所述闪蒸器之间设有第二节流装置；所述压缩机设有补气口，所述闪蒸器设有排气口；所述闪蒸器的排气口通过单向阀与所述压缩机的补气口连通；还包括控制器，所述控制器与所述第一节流装置连接，用于调节所述第一节流装置的开度。

根据本实用新型，所述单向阀包括阀体和位于所述阀体内的阀芯，还包括用于检测所述阀芯位于所述阀体内位置的位置检测器，所述控制器与所述位置检测器连接，用于根据所述位置检测器的信号调节所述第一节流装置的开度。

根据本实用新型，所述单向阀的阀体包括两端开口的圆筒件和设于所述圆筒件一端的进口段，所述进口段的内径小于所述圆筒件的内径，所述圆筒件的另一端设有镂空的弹簧安装座，所述阀芯的截面小于所述圆筒件圆形截面且所述阀芯可盖合所述进口段，所述阀芯与所述弹簧安装座之间设置有弹簧；且所述圆筒件内设有用于引导所述阀芯沿与所述圆筒件轴线平行的方向运动的导向机构。

根据本实用新型，所述导向机构包括设置在所述圆筒内周向间隔分布的多个导轨以及多个设置在所述阀芯周向边缘且与所述导轨配合的滑槽，所述导轨与所述圆筒件轴向平行。

根据本实用新型，所述位置检测器采用设置在所述阀芯上的位移传感器。

根据本实用新型，所述位置检测器采用设置在所述阀体一端的距离传感器。

根据本实用新型，所述室内换热器与所述第一节流装置之间的管路上设置有管路感温包，所述控制器与所述管路感温包连接，用于根据所述管路感温包的温度判断是否需要对压缩机喷焓。

根据本实用新型，所述压缩机的进气口和排气口通过四通换向阀与所述室内换热器和室外换热器连通。

根据本实用新型，所述控制器与所述第二节流装置连接，用于调节所述第二节流装置的开度。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本实用新型实施例提供的补气增焓热泵系统设置有单向阀以及用于调节闪蒸器排气压力的第一节流装置，当不需要向压缩机喷焓时增大第一节流装置的开度，使闪蒸器排出的气体压力小于压缩机补气口的压力，单向阀关闭，避免逆喷的同时避免在不需要喷焓时由闪蒸器向压缩机内补气，当需要向压缩机喷焓时减小第一节流装置的开度，使得闪蒸器的排出气体压力大于压缩机补气口的压力，及时对压缩机进行增焓。本实用新型实施例提供的补气增焓热泵系统避免了压缩机的逆喷，提高了系统的制热能力和能效。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的热泵系统原理图；

图2是本实用新型实施例提供的单向阀的结构示意图；

图3是图2的A-A向剖视图；

图4是图2的B-B向剖视图；

图5是本实用新型实施例提供的单向阀的内部结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的单向阀的内部结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的补气增焓热泵系统的制热控制方法流程图。

图中：101：压缩机；102：四通换向阀；103：室内换热器；104：第一节流装置；105：闪蒸器；106：第二节流装置；107：室外换热器；108：单向阀；109：过滤器；110：管路感温包；1：阀体；11：圆筒件；12：进口段；2：阀芯；3：弹簧；4：弹簧安装座；5：导轨；6：滑槽；7：位置检测器；8：标识杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种补气增焓热泵系统，包括：连接成制热回路的压缩机101、室内换热器103、闪蒸器105、室外换热器107；室内换热器103与闪蒸器105之间设有第一节流装置104，室外换热器107与闪蒸器105之间设有第二节流装置106；压缩机101设有补气口，闪蒸器105设有排气口；闪蒸器105的排气口通过单向阀108与压缩机101的补气口连通，其中单向阀108的设置方向为允许闪蒸器105内的气体单向流向压缩机101内；还包括控制器，控制器与第一节流装置104连接，用于调节第一节流装置104的开度。本实施例中室内换热器103与闪蒸器105之间的管路以及室外换热器107与闪蒸器105之间的管路上还设置有多个用于过滤冷媒的过滤器109。

当系统在低温制热时压缩机101排出高温高压气体冷媒，高温高压气体进入室内换热器103，室内换热器103内的高温高压气体冷媒与冷空气进行换热，冷媒被冷却为中温中压的冷媒，流经第一节流装置104，第一节流装置104用于控制闪蒸器105喷出气体的压力，流经闪蒸器105主管路的冷媒经过第二节流装置106，第二节流装置106节流降压后的冷媒进入室外换热器107进行换热，此时室外换热器107起到使冷媒蒸发的作用，换热后的冷媒再回到压缩机101内进行循环。在需要向压缩机101喷焓时流经闪蒸器105的辅助回路的气体冷媒经过单向阀108向压缩机101的补气口进入压缩机101内，对压缩机101进行增焓压缩。在不需要向压缩机101喷焓时调节第一节流装置104使闪蒸器105喷出的压力小于压缩机101补气口的压力，使单向阀108保持关闭。

为了判断是否需要向压缩机101内喷焓，本实用新型实施例中可以通过室外环境温度判断，但是通过室外环境温度无法及时反映出当前系统是否需要喷焓。本实用新型实施例中优选为在室内换热器103与第一节流装置104之间的管路上设置管路感温包110，控制器与管路感温包110连接，用于根据管路感温包110的温度判断是否需要对压缩机101喷焓。通过设置的管路感温包110可以更加准确地反映出当前系统的制热能力，当管路感温包110的检测的温度小于设定温度时可以更加及时地判断出当前系统压比过大，需要对压缩机101进行补气增焓。

本实用新型实施例提供的补气增焓热泵系统设置有单向阀108以及用于调节闪蒸器105排气压力的第一节流装置104，当不需要向压缩机101喷焓时增大第一节流装置104的开度，使闪蒸器105排出的气体压力小于压缩机101补气口的压力，单向阀108关闭，避免逆喷的同时避免在不需要喷焓时由闪蒸器105向压缩机101内补气，当需要向压缩机101喷焓时减小第一节流装置104的开度，使得闪蒸器105的排出气体压力大于压缩机101补气口的压力，及时对压缩机101进行增焓。本实用新型实施例提供的补气增焓热泵系统避免了压缩机101的逆喷，提高了系统的制热能力和能效。

优选地，如图2-6所示，本实施例中单向阀108包括阀体1和位于阀体1内的阀芯2，还包括用于检测阀芯2位于阀体1内位置的位置检测器7，控制器与位置检测器7连接，用于根据位置检测器7的信号调节第一节流装置104的开度。闪蒸器105排气压力大于压缩机101补气口压力时单向阀108开启，闪蒸器105向压缩机101内进行补气，两者之间的压差不同会使阀芯2在阀体1内的位置发生变化。因此，设置位置检测器7可以通过阀芯2在阀体1内的位置判断出闪蒸器105的排气压力是否适合向压缩机101内补入，根据判断出的闪蒸器105排气压力大小调节第一节流装置104的开度，使得闪蒸器105排气压力在合适的范围内，避免补气压力过大或者过小，影响系统性能。

为了检测阀芯2在阀体1内的位置，本实施例中位置检测器7采用设置在阀芯2上的位移传感器，位移传感器随阀芯2的运动而运动，单向阀108开启后若位移传感器检测到阀芯2的运动距离过大说明闪蒸器105的排气压力过大，若位移传感器检测到阀芯2的运动距离过小说明闪蒸器105的排气压力过小。也可以在阀体1内部设置沿阀芯2运动方向设置的标识杆8，标识杆8上设置多个区域，根据位移传感器检测到的阀芯2所在位置对应的标识杆8的区域来判定闪蒸器105排气压力的大小。本实施例中位置检测器7也可以采用设置在阀体1一端的距离传感器，通过距离阀体1端部的距离来判断闪蒸器105排气压力的大小，距离阀体1出口端越近则排气压力越大，距离阀体1出口端越远则排气压力越小，调节第一节流装置104的开度使阀芯2的位置位于设定位置处，保证闪蒸器105排气压力在合适的范围内。

优选地，本实施例中单向阀108的阀体1包括两端开口的圆筒件11和设于圆筒件11一端的进口段12，进口段12的内径小于圆筒件11的内径，圆筒件11的另一端设有镂空的弹簧安装座4，阀芯2的截面小于圆筒件11圆形截面且阀芯2可盖合进口段12，阀芯2与弹簧安装座4之间设置有弹簧3；且圆筒件11内设有用于引导阀芯2沿与圆筒件11轴线平行的方向运动的导向机构。优选地，本实施例中导向机构包括设置在圆筒内周向间隔分布的多个导轨5以及多个设置在阀芯2周向边缘且与导轨5配合的滑槽6，导轨5与圆筒件11轴向平行。弹簧式单向阀结构简单，性能可靠。采用距离传感器作为阀芯2的位置检测器7时，可以将距离传感器放置在弹簧安装座4上。

需要说明的是，本实施例中的单向阀108并不限于上述的弹簧式单向阀，也可以是重力式单向阀，通过阀芯2在阀体1内的高度位置来判断闪蒸器105的排气压力大小。

本实用新型的另一个实施例中压缩机101的进气口和排气口通过四通换向阀102与室内换热器103和室外换热器107连通。通过四通换向阀102的换向实现系统既可以制热也可以制冷。为了保证系统在制冷时的性能，本实施例中控制器与第二节流装置106连接，用于调节第二节流装置106的开度，通过调节第二节流装置106的开度使得闪蒸器105的排气压力在合适的范围内，并且在系统制冷时第一节流装置104用于节流降压。系统制冷时通过在室外换热器107与闪蒸器105之间设置管路感温包来判断是否需要向压缩机101内喷焓。

本实用新型实施例提供的上述补气增焓热泵系统的制热控制方法，包括以下步骤，如图7所示：

获取第一换热器出口处的实际温度值，并比较实际温度值与设定温度值的大小；

当实际温度值大于等于设定温度值时，判定为不需要对压缩机101喷焓，增大第一节流装置104的开度，降低闪蒸器105的排气压力，使单向阀108关闭；

当实际温度值小于设定温度值时，判定为需要对压缩机101喷焓，减小第一节流装置104的开度，增大闪蒸器105的排气压力，使单向阀108开启；具体地，本实施例中根据单向阀108内阀芯2位于阀体1内的位置调节第一节流装置104的开度，使阀芯2位于阀体1内的设定位置。以弹簧3式单向阀108为例，当阀芯2距离阀体1进口处较近时说明闪蒸器105排气压力较小，需要减小第一节流装置104的开度，使阀芯2向远离阀体1进口的方向移动，当阀芯2距离阀体1出口处较近时说明闪蒸器105排气压力过大，需要增大第一节流装置104的开度，使阀芯2向着远离阀体1出口的方向移动。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种补气增焓热泵系统，其特征在于，包括：连接成制热回路的压缩机、室内换热器、闪蒸器、室外换热器；所述室内换热器与所述闪蒸器之间设有第一节流装置，所述室外换热器与所述闪蒸器之间设有第二节流装置；

所述压缩机设有补气口，所述闪蒸器设有排气口；

所述闪蒸器的排气口通过单向阀与所述压缩机的补气口连通；

还包括控制器，所述控制器与所述第一节流装置连接，用于调节所述第一节流装置的开度。

2.根据权利要求1所述的补气增焓热泵系统，其特征在于：所述单向阀包括阀体和位于所述阀体内的阀芯，还包括用于检测所述阀芯位于所述阀体内位置的位置检测器，所述控制器与所述位置检测器连接，用于根据所述位置检测器的信号调节所述第一节流装置的开度。

3.根据权利要求2所述的补气增焓热泵系统，其特征在于：所述单向阀的阀体包括两端开口的圆筒件和设于所述圆筒件一端的进口段，所述进口段的内径小于所述圆筒件的内径，所述圆筒件的另一端设有镂空的弹簧安装座，所述阀芯的截面小于所述圆筒件圆形截面且所述阀芯可盖合所述进口段，所述阀芯与所述弹簧安装座之间设置有弹簧；且所述圆筒件内设有用于引导所述阀芯沿与所述圆筒件轴线平行的方向运动的导向机构。

4.根据权利要求3所述的补气增焓热泵系统，其特征在于：所述导向机构包括设置在所述圆筒内周向间隔分布的多个导轨以及多个设置在所述阀芯周向边缘且与所述导轨配合的滑槽，所述导轨与所述圆筒件轴向平行。

5.根据权利要求2所述的补气增焓热泵系统，其特征在于：所述位置检测器采用设置在所述阀芯上的位移传感器。

6.根据权利要求2所述的补气增焓热泵系统，其特征在于：所述位置检测器采用设置在所述阀体一端的距离传感器。

7.根据权利要求1所述的补气增焓热泵系统，其特征在于：所述室内换热器与所述第一节流装置之间的管路上设置有管路感温包，所述控制器与所述管路感温包连接，用于根据所述管路感温包的温度判断是否需要对压缩机喷焓。

8.根据权利要求1-6任一项所述的补气增焓热泵系统，其特征在于：所述压缩机的进气口和排气口通过四通换向阀与所述室内换热器和室外换热器连通。

9.根据权利要求8所述的补气增焓热泵系统，其特征在于：所述控制器与所述第二节流装置连接，用于调节所述第二节流装置的开度。