CN209131187U - 空气源热泵补气增焓冷暖机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉空气源热泵补气增焓冷暖机，空气源热泵补气增焓冷暖机，包括机组内部设有压缩机、四通阀、换热器、第一过滤器、单向转换器、第二过滤器、经济器、储液器、第一电子膨胀阀、第三过滤器、蒸发器、汽液分离器、第一压力表、第二压力表、增焓阀、第二电子膨胀阀、单向阀；本实用新型的有益效果为：有效的解决了空气源热泵北方冬季低温环境下运行难题，提升了系统匹配及容量调节问题，改善了全年运行的热泵能效比和系统经济性能，具有高效节能、减排、安全可靠、使用寿命长、操作简单等优点，具有良好的推广和应用前景。

Description

空气源热泵补气增焓冷暖机

技术领域

本实用新型涉空气源热泵补气增焓冷暖机，尤其涉及一种空气源热泵系统，属于能源类供热及制冷的空调技术领域。

背景技术

随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，城乡居民生活、办公空间温度调节方面的需求量越来越大。形成了一个量大面广的消费市场。常规的空调冬季-15℃不能制热要用其他加热设备辅助，燃气锅炉、煤锅炉和电热锅炉均是以消耗大量优质能源为代价来生产热量，造成了能源的严重浪费，在使用中还存在“一氧化碳中毒”，产生雾霾，污染环境、“触电”等安全隐患。但普遍存在运行费用过高，水资源浪费严重、管路腐蚀及影响建筑美观等诸多问题。空气是一种广泛存在、平等给予和可自由利用的低品位能源，利用热泵循环提高其能源品位后用于制热或加热生活热水，可极大地节约直接用于热力生产的电能和化石燃料、矿产物消耗，是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术，极具实用价值。此外，空气源热泵补气增焓冷暖机从根本上消除了电热水器高消耗、同时减少有害气体排放，减少空气污染，安装占地比较小，具有高效节能、安全环保、全天候运行、使用方便等诸多优点，符合我国能源、社会、环境可持续发展的战略方针，是我国最具竞争力的新式热水+冷暖设备产品之一。

但是，目前国内生产和销售的绝大多数空调/空气源热泵，都是按照冬季工况-15℃以上进行设计和加工的。这些空调/空气源热泵在北方冬季下运行时，制冷剂蒸发温度（压力）会随着室外空气温度降低而降低，如果采用R22或其他中温、高温使用的工质，工质随着温度降低的压力随之减低，使得流入热泵蒸发器的制冷剂质量流量减少，压缩机吸气湿热度增大，同时压缩机的排气温度超过105℃，压缩机的压缩比会增大，降低效率和性能，甚至导致压缩机容易出现故障甚至无法正常工作，运行COP低。由此可见，如果使用R22或其他中温工质和系统并不能完全满足北方冬天-15℃工况的需求，不仅使得空气源热泵供热性能系统难以提高，而是对压缩机的安全、系统稳定运行以及实际使用寿命产生不良影响。本系统采用R22或（R410A）补气增焓辅助，减低压缩机排气温度，保障低压压力，提升压缩机能效，保证环境温度-25℃正常工作，出水温度高达65℃。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供空气源热泵补气增焓冷暖机，解决空气源热泵在冬季运行中制热量偏低，压力不足，排气温度过高等问题，使用补气增焓辅助可以提高空气源热泵系统的季节能效比、稳定性和经济性能。

本实用新型所采用的技术方案是：空气源热泵补气增焓冷暖机，包括机组内部设有压缩机、四通阀、换热器、第一过滤器、单向转换器、第二过滤器、经济器、储液器、第一电子膨胀阀、第三过滤器、蒸发器、汽液分离器、第一压力表、第二压力表、增焓阀、第二电子膨胀阀、单向阀；蒸发器的出口通过管路与四通阀的E端口连接，四通阀的S端口通过管路与汽液分离器连接，汽液分离器与压缩机的吸气口连接，压缩机的排气口通过管路与四通阀的D端口连接，四通阀的C端口与换热器工质进口连接，换热器的工质出口通过第一过滤器后与单向转换器连接，单向转换器经过第二过滤器后与经济器的进口连接，经济器的出口储液器连接，储液器连接第一电子膨胀阀的进口，第一电子膨胀阀的出口经过单向转换器后与第三过滤器连接，第三过滤器与蒸发器进口连接，完成一次系统循环；当环境温度低于7℃时，第一电子膨胀阀会因蒸发器温差减少而关小开度，使压缩机的排气温度升高，这时候辅助系统会开启增焓阀和第二电子膨胀阀，制冷剂一部分进入经济器的另一侧，制冷剂在经济器中吸收一部分热量以后蒸发为气体，经过单向阀，再进入压缩机的补气口，减低压缩机的排气温度，保障压缩机低压压力，同时提升压缩机功率和效率。

本实用新型的有益效果为：有效的解决了空气源热泵北方冬季低温环境下运行难题，提升了系统匹配及容量调节问题，改善了全年运行的热泵能效比和系统经济性能，具有高效节能、减排、安全可靠、使用寿命长、操作简单等优点，具有良好的推广和应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中，1、压缩机，2、四通阀，3、换热器，4、第一过滤器，5、单向转换器，6、第二过滤器（干燥过滤器），7、经济器，8、储液器，9、第一电子膨胀阀，10、第三过滤器，11、蒸发器，12、汽液分离器，13、第一压力表，14、第二压力表，15、增焓阀，16、第二电子膨胀阀，17、单向阀。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的空气源热泵补气增焓冷暖机，蒸发器11的出口通过管路与四通阀2的E端口连接，四通阀2的S端口通过管路与汽液分离器12连接，汽液分离器12与压缩机1的吸气口连接，压缩机1的排气口通过管路与四通阀2的D端口连接，四通阀3的C端口与换热器3工质进口连接，换热器3工质出口与第一过滤器4、单向转换器5连接，单向转换器5经干燥过滤器6后与经济器板7右侧的进口连接，经济器7的右侧出口与储液器8连接，储液器8与第一电子膨胀阀9进口连接，第一电子膨胀阀9的出口经过单向转换器5后与第三过滤器10连接，第三过滤器10与蒸发器11进口连接，完成一次系统循环；当环境温度低于7℃时，主路第一电子膨胀阀9会因蒸发器温差减少而关小开度，使压缩机1的排气温度升高，这时候辅助系统会开启增焓阀15和第二电子膨胀阀16，制冷剂一部分进入经济器7的左侧，制冷剂在经济器7中吸收一部分热量以后蒸发为气体，经过单向阀17，再进入压缩机1的补气口，减低压缩机的排气温度，保障压缩机1低压压力，同时提升压缩机1功率和效率。

具体使用时，压缩机2采用全封闭涡旋式压缩机吸气侧设有气液分离器12以防止压缩机产生湿压缩。节流装置采用第一电子膨胀阀9，可根据全年工况的不同，在控制器传感器的作用下，调节第一电子膨胀阀9的不同开启度。室外换热器由蒸发器11、风扇、外壳组成，蒸发器11为翅片管式结构。当风冷换热器3进风温度低于某一设定温度（如—5℃）时，第一电子膨胀阀9在控制器的作用下，进行自动切换，调节较小开启度，而当进风温度低于这一温度时，第一电子膨胀阀9调节到较大的开启度，制冷剂的循环量与蒸发器11吸热能力相匹配；以此同时蒸发器1温差保障在合理的情况下，压缩机1排气温度会超过95℃或以上，辅助系统会开启增焓阀15和第二电子膨胀阀16，制冷剂一部分进入经济器7的右侧，制冷剂在经济器7中吸收一部分热量以后蒸发为气体，经过单向阀17，再进入压缩机1的补气口，中间经济器7因开启补气增焓旁通，有效减低过冷端温度，增加制冷量，同时压缩机1温度下降到90℃是，第一电子膨胀阀9会关小开度，保证压缩机排气温度保障在90-95℃直接温度运行。

制冷剂制热的循环过程如下：制冷剂进入蒸发器11后吸收环境的热量后蒸发为气体，通过管路与四通阀2、汽液分离器12进行汽液分离，气体进入压缩机1后压缩为高温气体，通过管路与四通阀2的D端口连接，再到换热器3进行与循环水进行热交换，气体放热冷暖后变为液体，液态制冷剂经过第一过滤器4、单向转换器5、第二过滤器6（干燥过滤器）、经济器7再到储液罐8，在第一电子膨胀阀节流后变成低温低压的汽液混合体，经过过滤器10再回到蒸发器11，完成一次制冷循环；

制冷剂制冷的循环过程如下：制冷剂进入蒸发器3后吸收循环水的热量后蒸发为气体的出口，通过管路与四通阀2、分离器12进行汽液分离，气体进入压缩机1后压缩为高温气体，通过管路与四通阀2的D端口连接，再到蒸发器11进行与环境空气热交换，气体放热冷暖后变为液体，液态制冷剂经过第一过滤器4、单向转换器5、第二过滤器6、经济器7再到储液罐8，通过第二电子膨胀阀9节流后变成低温低压的汽液混合体，经过第一过滤器4再回到蒸发器2，完成一次制冷循环。

Claims (1)

1.空气源热泵补气增焓冷暖机，其特征在于：包括压缩机（1）、四通阀（2）、换热器（3）、第一过滤器（4）、单向转换器（5）、第二过滤器（6）、经济器（7）、储液器（8）、第一电子膨胀阀（9）、第三过滤器（10）、蒸发器（11）、汽液分离器（12）、第一压力表（13）、第二压力表（14）、增焓阀（15）、第二电子膨胀阀（16）、单向阀（17）；蒸发器（11）的出口通过管路与四通阀（2）的E端口连接，四通阀（2）的S端口通过管路与汽液分离器（12）连接，汽液分离器（12）与压缩机（1）的吸气口连接，压缩机（1）的排气口通过管路与四通阀（2）的D端口连接，四通阀（2）的C端口与换热器（3）工质进口连接，换热器（3）的工质出口通过第一过滤器（4）后与单向转换器（5）连接，单向转换器（5）经过第二过滤器（6）后与经济器（7）的进口连接，经济器（7）的出口储液器（8）连接，储液器（8）连接第一电子膨胀阀（9）的进口，第一电子膨胀阀（9）的出口经过单向转换器（5）后与第三过滤器（10）连接，第三过滤器（10）与蒸发器（11）进口连接。