CN207674639U - 一种温控节流的空调热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实用新型了一种温控节流的空调热泵系统，包括有以下部件：第一压缩机、第二压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第一节流部件、第二节流部件、第三节流部件、第一排气温度传感器、第一回气温度传感器、第二排气温度传感器、第二回气温度传感器、环境温度传感器、第一盘管温度传感器、第二盘管温度传感器和第三盘管温度传感器，通过上述各部件连接组成了温控主制冷系统和温控辅助制冷系统；主制冷系统冷媒流经第一换热器进行放热降温，所述主制系统冷媒流经第二换热器进行吸热蒸发，所述辅助制冷系统冷媒流经第三换热器进行吸热蒸发，所述辅助制冷系统冷媒流经第四换热器进行放热降温。

Description

一种温控节流的空调热泵系统

技术领域

本实用新型涉及空调热泵系统的技术领域，尤其是指一种温控节流的空调热泵系统。

背景技术

现有空调热泵系统在制冷运行时，随着室外环境温度升高，冷凝温度跟着上升，室外冷凝器换热量变少，回气温度与盘管温度的过热度变大，节流部件开度跟着加大，回液温度和系统压力上升，蒸发侧焓差值减小，进而制冷量变小，能效降低。现有空调热泵系统在制热运行时，随着环境温度降低，蒸发温度跟着降低，回气温度与盘管温度的过热度变小，节流部件的开度变小，室外焓差值变小，室外机组从蒸发器中吸收的热量变少，系统吸气侧温度与制热量下降，排气温度上升，影响机组正常运行。另外，现有空调热泵系统往往忽视对节流部件的控制，从而导致冷媒循环量过多或过少，进而影响系统制冷量和制热量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有制热量高、能效比高、适用于恶劣环境、带有温控系统的空调热泵系统。

为了实现上述的目的，本实用新型所提供的一种温控节流的空调热泵系统，包括有以下部件：第一压缩机、第二压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第一节流部件、第二节流部件、第三节流部件、第一排气温度传感器、第一回气温度传感器、第二排气温度传感器、第二回气温度传感器、环境温度传感器、第一盘管温度传感器、第二盘管温度传感器和第三盘管温度传感器，其中，所述第三换热器含有p、q、s、t四个接口，所述第四换热器含有i、j、m、n四个接口；所述第三换热器的接口p与接口q、接口s与接口t分别于第三换热器内相连通；所述第四换热器的接口i与接口j、接口m与接口n分别于第四换热器内相连通；通过上述各部件连接组成了温控主制冷系统和温控辅助制冷系统；所述温控主制冷系统的连接组成：所述第一压缩机的出口和进口分别与第一换热器和第四换热器的接口j相连接，所述第三换热器的接口p与第一换热器相连接，所述第一节流部件两端分别与第三换热器的接口q和第二换热器相连接；所述第二节流部件两端分别与第二换热器和第四换热器的接口i相连接；所述主制冷系统冷媒流经第一换热器进行放热降温，所述主制冷系统冷媒流经第二换热器进行吸热蒸发；所述第一排气温度传感器设于第一压缩机的出口与第一换热器之间，所述第一回气温度传感器设于第一压缩机的进口与第四换热器的接口j之间，所述第一盘管温度传感器设于第一节流部件与第三换热器之间，所述第二盘管温度传感器设于第二节流部件与第四换热器的接口i之间，所述环境温度传感器设于第三换热器上；所述温控辅助制冷系统的连接组成：所述第二压缩机的出口和进口分别与第四换热器的接口n和第三换热器的接口s相连接，所述第三节流部件两端分别与第四换热器的接口m和第三换热器的接口t相连接；所述辅助制冷系统冷媒流经第三换热器进行吸热蒸发，所述辅助制冷系统冷媒流经第四换热器进行放热降温；所述第二排气温度传感器设于第二压缩机的出口与第四换热器的接口n之间，所述第二回气温度传感器设于第二压缩机的进口与第三换热器的接口s之间，所述第三盘管温度传感器设在第三散换热器的接口t与第三节流部件之间。

进一步，所述主制冷系统的冷媒与辅助制冷系统的冷媒均在第三换热器和第四换热器内进行热交换。

本实用新型采用上述的方案，其有益效果在于：利用辅助制冷系统冷媒在第三换热器中吸收主制冷系统冷媒的余热，从而降低了流向主制冷系统冷媒第二换热器的冷媒温度，提高过冷度，进而提高了主制冷系统的制冷量和能效比；利用主制冷系统冷媒在第四换热器中吸收辅助制冷系统冷媒的热量，从而提高了主制冷系统冷媒循环量和压缩机回气冷媒过热度，降低压缩比，进而提高了制热量和能效比；根据环境温度空调辅助制冷系统的运行，以及控制各个节流部件的节流动作，提高系统制冷量和冷媒循环量，确保系统正常运行。

附图说明

图1为空调热泵系统示意图。

图2为空调热泵系统的独立运行功能示意图。

图3为空调热泵系统的主辅同时运行功能示意图。

图4为空调热泵系统的温控节流控制逻辑示意图。

其中，1-第一压缩机，2-第二压缩机，3-第一换热器，4-第二换热器，5-第三换热器，6-第四换热器，7-第一节流部件，8-第二节流部件，9-第三节流部件，11-第一排气温度传感器，12-第一盘管温度传感器，13-环境温度传感器，14-第二盘管温度传感器，15-第一回气温度传感器，16-第二排气温度传感器，17-第二回气温度传感器，18-第三盘管温度传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

参见附图1所示，在本实施例中，一种温控节流的空调热泵系统，包括有以下部件：第一压缩机1、第二压缩机2、第一换热器3、第二换热器4、第三换热器5、第四换热器6、第一节流部件7、第二节流部件8、第三节流部件9、第一排气温度传感器11、第一回气温度传感器15、第二排气温度传感器16、第二回气温度传感器17、环境温度传感器13、第一盘管温度传感器12、第二盘管温度传感器14和第三盘管温度传感器18，其中，所述第三换热器5含有p、q、s、t四个接口，第四换热器6含有i、j、m、n四个接口；第三换热器5的接口p与接口q、接口s与接口t分别于第三换热器5内相连通；第四换热器6的接口i与接口j、接口m与接口n分别于第四换热器6内相连通；通过上述各部件连接组成了温控主制冷系统和温控辅助制冷系统。

在本实施例中，温控主制冷系统的连接组成：第一压缩机1的出口和进口分别与第一换热器3和第四换热器6的接口j相连接，第三换热器5的接口p与第一换热器3相连接，第一节流部件7两端分别与第三换热器5的接口q和第二换热器4相连接；第二节流部件8两端分别与第二换热器4和第四换热器6的接口i相连接；主制冷系统冷媒流经第一换热器3进行放热降温，主制冷系统冷媒流经第二换热器4进行吸热蒸发；第一排气温度传感器11设于第一压缩机1的出口与第一换热器3之间，所述第一回气温度传感器15设于第一压缩机1的进口与第四换热器6的接口j之间，所述第一盘管温度传感器12设于第一节流部件7与第三换热器5之间，所述第二盘管温度传感器14设于第二节流部件8与第四换热器6的接口i之间，所述环境温度传感器13设于第三换热器5上。通过利用第一排气温度传感器11对第一压缩机1输出的冷媒温度进行检测，以判断冷媒输出温度是否异常，若发生异常则立即停止第一压缩机1的运行，起到对第一压缩机1的保护作用；第一回气温度传感器15用于检测由第四换热器6的接口j流出的冷媒温度；第一盘管温度传感器12用于检测经第一节流部件7节流后的冷媒温度；第二盘管温度传感器14用于检测经第二节流部件8节流后的冷媒温度；环境温度传感器13用于检测室外环境温度。

在本实施例中，温控辅助制冷系统的连接组成：所述第二压缩机2的出口和进口分别与第四换热器6的接口n和第三换热器5的接口s相连接，所述第三节流部件9两端分别与第四换热器6的接口m和第三换热器5的接口t相连接；所述辅助制冷系统冷媒流经第三换热器5进行吸热蒸发，所述辅助制冷系统冷媒流经第四换热器6进行放热降温。所述第二排气温度传感器16设于第二压缩机2的出口与第四换热器6的接口n之间，所述第二回气温度传感器17设于第二压缩机2的进口与第三换热器5的接口s之间，所述第三盘管温度传感器18设在第三散换热器的接口t与第三节流部件9之间。通过利用第二排气温度传感器16对第二压缩机2输出的冷媒温度进行检测，以判断冷媒输出温度是否异常，若发生异常则立即停止第二压缩机2，起到对第二压缩机2的保护作用；第二回气温度传感器17用于检测由第三换热器5的接口s流出的冷媒温度；第三盘管温度传感器18用于检测经第三节流部件9节流后的冷媒温度。

具体地，主制冷系统的冷媒与辅助制冷系统的冷媒均在第三换热器5和第四换热器6内进行热交换。

现结合具体实施例对本申请的空调热泵系统的工作方式作进一步说明。

一种温控节流的空调热泵系统的工作方式，空调热泵系统根据环境温度传感器13检测的环境温度值Tr以判断空调热泵系统是否处于正常工作环境中，其中，当环境温度值Tr介于预设定的正常温度最小值Tsmin与正常温度最大值Tsmax之间时，空调热泵系统启动独立运行功能；当环境温度值Tr低于预设定的正常温度最小值Tsmin或高于预设定的正常温度最大值Tsmax时，所述空调热泵系统启动主辅同时运行功能。

1）独立运行功能

参见附图2和附图4所示，当Tsmin≤Tr≤Tsmax时，启动独立运行功能,即空调热泵系统所处的环境温度处于正常范围内，主制冷系统单独运行，此时各部件的工作方式如下：启动第一压缩机1且关闭第二压缩机2，主制冷系统的冷媒经第一压缩机1压缩成高温高压的气体，流向第一换热器3进行放热降温，放热降温后的冷媒流向第三换热器5的接口p，接着由第三换热器5的接口q流向第一节流部件7，其中，根据第一回气温度传感器15的检测温度值与第一盘管温度传感器12的检测温度值之间的差值调节第一节流部件7的开度；冷媒经过第一节流部件7节流后流向第二换热器4进行吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒由第二换热器4流向第二节流部件8，其中，第二节流部件8的开度调节至最大值；接着由第二节流部件8节流后流向第四换热器6的接口i，冷媒接着由第四换热器6的接口j流回压缩机；通过上述的循环，主制冷系统实现对第一换热器3的加热和第二换热器4的制冷作用。其次，为了确保主制冷系统在常温下正常运行，通过根据温度差值调节第一节流部件7开度以及第二节流部件8的开度调至最大，实现对主制冷系统的冷媒循环量进行调节，使主制冷系统的冷媒尽可能多流到第一换热器。当第一回气温度传感器15的检测温度值与第一盘管温度传感器12的检测温度值之间的差值大于预设值（根据空调热泵系统实际所处的环境进行设定）时，则增大第一节流部件7的开度；当第一回气温度传感器15的检测温度值与第一盘管温度传感器12的检测温度值之间的差值小于预设值（根据空调热泵系统实际所处的环境进行设定）时，则减小第一节流部件7的开度。

2）主辅同时运行功能

参见附图3和附图4所示，当Tr≤Tsmin或Tr≥Tsmax时，启动主辅同时运行功能，即空调热泵机组所处的环境温度较高或较低，主制冷系统和辅助制冷系统同时运行，此时各部件运行状态如下：第一压缩机1和第二压缩机2错开启动（即第一压缩机1启动后第二压缩 机2启动，或第二压缩机2启动后第一压缩机1启动），主制冷系统的冷媒经第一压缩机1压缩成高温高压的气体，流向第一换热器3进行放热降温，放热降温后的冷媒流向第三换热器5的接口p，冷媒在第三换热器5内再次放热降温，放热降温后的冷媒由第三换热器5的接口q流向第一节流部件7，其中，第一节流部件7的开度调节至最大值；冷媒经过第一节流部件7节流后流向第二换热器4进行吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒由第二换热器4流向第二节流部件8，其中，根据第一回气温度传感器15的检测温度值与第二盘管温度传感器14的检测温度值之间的差值调节第二节流部件8的开度；接着由第二节流部件8节流后流向第四换热器6的接口i，冷媒在第四换热器6内再次吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒接着由第四换热器6的接口j流回第一压缩机1；通过上述循环，主制冷系统实现对第一换热器3的加热和第二换热器4的制冷，主制冷系统冷媒在第三换热器5实现过冷和第四换热器6实现过热功能。

同时，辅助制冷系统冷媒经第二压缩机2压缩成高温高压的气体，流向第四换热器6的接口n，冷媒在第四换热器6内放热降温，放热降温后的冷媒由第四换热器6的接口m流向第三节流部件9，其中，根据第二回气温度传感器17的检测温度值与第三盘管温度传感器18的检测温度值之间的差值调节第三节流部件9的开度；经第三节流部件9节流后冷媒流向第三换热器5的接口t，冷媒在第三换热器5内吸热蒸发，吸热蒸发后的冷媒由第三换热器5的接口s流向第二压缩机2。通过上述循环，辅助制冷系统在第三换热器59内实现对主制冷系统冷媒过冷功能，在第四换热器6内实现对主制冷系统冷媒过热功能。

具体地，为了增大主制冷系统制冷量，运行环境温度较高或较低时，通过调节第一节流部件7开度至最大值，从而确保参与吸热蒸发的冷媒量为最大值，吸热蒸发后的冷媒再根据第一回气温度传感器15和第二盘管温度传感器14过热度来控制第二节流部件8的开度。当第一回气温度传感器15的检测温度值与第二盘管温度传感器14的检测温度值之间的差值大于预设值时（根据空调热泵系统实际所处的环境进行设定），则增大第二节流部件8的开度；当第一回气温度传感器15的检测温度值与第二盘管温度传感器14的检测温度值之间的差值小于预设值（根据空调热泵系统实际所处的环境进行设定），则减小第二节流部件8的开度

具体地，为了有效控制辅助制冷系统的制热量，通过第二回气温度传感器17和第三盘管温度传感器18过热度来控制第三节流部件9的开度。当第二回气温度传感器17的检测温度值与第三盘管温度传感器18的检测温度值之间的差值大于预设值（根据空调热泵系统实际所处的环境进行设定）时，则增大第三节流部件9的开度；当第二回气温度传感器17的检测温度值与第三盘管温度传感器18的检测温度值之间的差值小于预设值（根据空调热泵系统实际所处的环境进行设定）时，则减小第三节流部件9的开度。

具体地，当Tr低于预设定预设值时，即空调热泵系统处于低温环境下，先启动第二压缩机2，再启动第一压缩机1，从而以确保空调热泵系统能够正常运行。

主制冷系统的冷媒与辅助制冷系统的冷媒均在第三换热器5和第四换热器6内进行热交换。主制冷系统与辅助制冷系统通过耦合方式共用第三换热器5和第四换热器6，首先，经第一换热器3放热降温的主制冷系统冷媒通过第三换热器5再次放热降温且辅助制冷系统冷媒通过第三换热器5吸热蒸发，即利用辅助制冷系统冷媒在第三换热器5中吸收主制冷系统冷媒的余热，以及通过控制第三节流部件9的开度，从而降低了流向主制冷系统冷媒第二换热器4的冷媒温度，提高过冷度，实现对主制冷流路冷媒过冷功能，进而提高了主制冷系统的制冷量和能效比；其次，经第二换热器4吸热蒸发的主制冷系统冷媒通过第四换热器6再次吸热蒸发且辅助制冷系统冷媒通过第四换热器6放热降温，即利用主制冷系统冷媒在第四换热器6中吸收辅助制冷系统冷媒的热量，通过控制辅助制冷系统，以便于为主制冷系统冷媒提供辅助热源，从而提高了主制冷系统冷媒循环量和压缩机回气冷媒过热度，降低压缩比，进而提高了制热量和能效比。通过主制冷系统和辅助制冷的的循环，该双复叠空调热泵系统具有较高的冷媒过冷度和过热度，降低了主制冷系统压缩机压缩比，提高了制冷热量和能效比，确保系统在高温或低温的恶劣环境下正常高效工作。

以上所述之实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本实用新型的等效实施例。故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种温控节流的空调热泵系统，包括有以下部件：第一压缩机（1）、第二压缩机（2）、第一换热器（3）、第二换热器（4）、第三换热器（5）、第四换热器（6）、第一节流部件（7）、第二节流部件（8）、第三节流部件（9）、第一排气温度传感器（11）、第一回气温度传感器（15）、第二排气温度传感器（16）、第二回气温度传感器（17）、环境温度传感器（13）、第一盘管温度传感器（12）、第二盘管温度传感器（14）和第三盘管温度传感器（18），其中，所述第三换热器（5）含有p、q、s、t四个接口，所述第四换热器（6）含有i、j、m、n四个接口；其特征在于：所述第三换热器（5）的接口p与接口q、接口s与接口t分别于第三换热器（5）内相连通；所述第四换热器（6）的接口i与接口j、接口m与接口n分别于第四换热器（6）内相连通；通过上述各部件连接组成了温控主制冷系统和温控辅助制冷系统；

所述温控主制冷系统的连接组成：所述第一压缩机（1）的出口和进口分别与第一换热器（3）和第四换热器（6）的接口j相连接，所述第三换热器（5）的接口p与第一换热器（3）相连接，所述第一节流部件（7）两端分别与第三换热器（5）的接口q和第二换热器（4）相连接；所述第二节流部件（8）两端分别与第二换热器（4）和第四换热器（6）的接口i相连接；所述主制冷系统冷媒流经第一换热器（3）进行放热降温，所述主制冷系统冷媒流经第二换热器（4）进行吸热蒸发；所述第一排气温度传感器（11）设于第一压缩机（1）的出口与第一换热器（3）之间，所述第一回气温度传感器（15）设于第一压缩机（1）的进口与第四换热器（6）的接口j之间，所述第一盘管温度传感器（12）设于第一节流部件（7）与第三换热器（5）之间，所述第二盘管温度传感器（14）设于第二节流部件（8）与第四换热器（6）的接口i之间，所述环境温度传感器（13）设于第三换热器（5）上；

所述温控辅助制冷系统的连接组成：所述第二压缩机（2）的出口和进口分别与第四换热器（6）的接口n和第三换热器（5）的接口s相连接，所述第三节流部件（9）两端分别与第四换热器（6）的接口m和第三换热器（5）的接口t相连接；所述辅助制冷系统冷媒流经第三换热器（5）进行吸热蒸发，所述辅助制冷系统冷媒流经第四换热器（6）进行放热降温；所述第二排气温度传感器（16）设于第二压缩机（2）的出口与第四换热器（6）的接口n之间，所述第二回气温度传感器（17）设于第二压缩机（2）的进口与第三换热器（5）的接口s之间，所述第三盘管温度传感器（18）设在第三散换热器的接口t与第三节流部件（9）之间；所述主制冷系统的冷媒与辅助制冷系统的冷媒均在第三换热器（5）和第四换热器（6）内进行热交换。