CN209819941U - 一种低环温空气源热泵用经济器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低环温空气源热泵用经济器系统，主要包括冷凝器、经济器I、经济器II、蒸发器，由经济器I、电磁阀I、辅回路节流阀I、单向阀I构成常温经济器回路；由经济器II、电磁阀II、辅回路节流阀II、单向阀II构成低温经济器回路；冷凝器与常温经济器回路中的经济器I连接，蒸发器通过主回路节流阀连接低温经济器回路中的经济器II。本实用新型与采用传统经济器空气源热泵机组相比，低环温制热可稳定高效运行，可有效防止低环温下经济器内部因流速过低造成换热性能下降，以及积油过多使经济器失去过冷增效功能，采用两个回路经济器，兼顾性能与经济性，为低环温空气源热泵机组创造较高的性价比，适合推广使用。

Description

一种低环温空气源热泵用经济器系统

技术领域

本实用新型涉及制冷与空调设备的领域，具体涉及一种低环温空气源热泵用经济器系统。

背景技术

空气源热泵是一种无需安装机房，不需要冷却水，利用空气为热源，可冷暖两用的空调设备，因空气随时随地可以获取利用，安装与使用方便，空气源热泵在舒适性空调领域得到广泛应用。但空气源热泵随环温下降，其制热能力会衰减，适合于我国长江流域以南夏热冬暖地区使用，在黄河以北地区，普通空气源热泵机组基本上不能使用。

近年来，空气源热泵机组采用经济器增效新技术，大幅提升低环温下制热能力，拓展低环温适用能力。涡旋压缩机采用EVI喷气增焓的经济器技术后，热泵机组已从普通机组的环温-10℃下限拓展至最低环温-25℃，单机双级压缩的螺杆压缩机机组适应的最低环温甚至可达到-35℃以下。这些新特点恰好响应我国北方地区煤改电清洁采暖需要，目前，低温强热型空气源热泵应用势头非常强劲。

低温强热型空气源热泵机组，采用的经济器增效技术，绝大多数应用过冷型经济器系统，其经济器回路包括主回路及辅回路，辅回路由电磁阀、辅回路节流阀及单向阀组成，辅回路制冷剂经节流后形成的低温低压流体，在经济器内部流道内蒸发吸热，高效冷却主回路内来自上游冷凝器的液态制冷剂，在经济器出口主回路制冷剂获得较大的过冷度，从而提高机组能效。

但低温应用型空气源热泵机组，随环温的下降，机组制热能力衰减很大，主要原因是压缩机排气量即制冷循环流量下降较大，经济器的使用可提高流量10％以上，但无法逆转其下降趋势。如以采用喷气增焓经济器系统的涡旋压缩机的空气源热泵机组为例，在使用侧出水温度41℃，不同环温下的12匹R410A压缩机排气量如下：

环温7℃，压缩机排量为185g/s，环温0℃为201.3g/s，环温-12℃时为89.6g/s，环温-20℃时为68.7g/s，环温-25℃时为52g/s。从以上看，环温-20℃的排量只有环温0℃的34％，环温-25℃则只有25.8％，压缩机排气量下降非常大，排气量的大幅变化会严重影响换热器的换热效率之发挥，暴露了单一的设计面积不变的经济器换热器难于满足全工况下的高效换热运行。同时，排气量的变化，也反映制冷剂流体的流速变化，流速与排量成正比，在低环温下，按常规设计的经济器其辅侧回路流道内制冷剂流速会下降过大，形成内部积存压缩机润滑油，一方面使经济器换热效果急剧下降，另会造成润滑油的滞留，对于涡旋压缩机系统是非常不利，可能造成压缩机缺油，影响运行可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种低环温空气源热泵用经济器系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种低环温空气源热泵用经济器系统，主要包括冷凝器、经济器I、经济器II、蒸发器，由经济器I、电磁阀I、辅回路节流阀I、单向阀I构成常温经济器回路；由经济器II、电磁阀II、辅回路节流阀II、单向阀II构成低温经济器回路，两个经济器回路可独立运行，且在主回路制冷剂流向上为串联结构布置；冷凝器与常温经济器回路中的经济器I连接，蒸发器通过主回路节流阀连接低温经济器回路中的经济器II。

所述常温经济器回路与低温经济器回路在流向结构上可并联布置。

本实用新型的有益效果为：

1、与采用传统经济器空气源热泵机组相比，低环温制热可稳定高效运行，可有效防止低环温下经济器内部因流速过低造成换热性能下降，以及积油过多使经济器失去过冷增效功能；

2、与采用传统经济器空气源热泵机组相比，杜绝经济器内部流道积存润滑油，防止压缩机失油运行风险，增强产品应用可靠性；

3、依靠经济器能力的稳定充分发挥，既能适应空调机组单制热、热水运行工况环境，又可在冷暖两用机组中，通过经济器的使用提升机组制冷能力；

4、在超低温-35℃低环温空气源热泵中，在非极寒冷天气时，可投入双回路经济器，形成双级梯度过冷效果，可增强机组制热能力；

5、与采用传统经济器空气源热泵机组相比，采用两个回路经济器，兼顾性能与经济性，为低环温空气源热泵机组创造较高的性价比，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为具体实施例2的结构示意图。

图3为具体实施例3的结构示意图。

附图标记说明：冷凝器1、贮液器2、经济器I3、经济器II4、干燥过滤器5、主回路节流阀6、蒸发器7、过滤器8、单向阀I9、电磁阀I10、辅回路节流阀I11、单向阀II12、辅回路节流阀II13、电磁阀II14、压缩机经济器喷射入口15。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例1：如附图1所示，这种低环温空气源热泵用经济器系统，主要包括冷凝器1、经济器I3、经济器II4、蒸发器7，由经济器I3、电磁阀I10、辅回路节流阀I11、单向阀I9构成常温经济器回路；由经济器II4、电磁阀II14、辅回路节流阀II13、单向阀II12构成低温经济器回路，两个经济器回路可独立运行，且在主回路制冷剂流向上为串联结构布置；冷凝器1与常温经济器回路中的经济器I3连接，蒸发器7通过主回路节流阀6连接低温经济器回路中的经济器II4；两个经济器回路依据环温来开启使用。常温使用经济器回路提供满足环温-15℃内经济器运行增效需要，低温使用经济器回路提供满足低于环温-15℃以下经济器运行增效需要。该环温转换点可根据所设计最低环温经济器优化点来灵活设置。

所述常温经济器回路与低温经济器回路在流向结构上可并联布置应对某种特定工况。

实施例2：如图2所示的实施方案为辅回路电子膨胀阀节流的低环温空气源热泵双回路经济器系统，是一种可适应-25℃低环温运行的低温强热涡旋热泵机组，采用高效钎焊式板式换热器作为经济器，并按照高效可靠的原则设计，常温回路板换经济器3能良好适应环温大于-15℃工况内经济器运行换热需求；低温回路板换经济器4能良好适应环温小于-20℃工况内经济器运行换热需求，设计双回路经济器系统切换点为-15℃，在小于-15℃环温下，投入低环温使用经济器回路。主回路制冷剂流程如下：压缩机排出的高温高压制冷剂气体在水侧换热器1中冷凝放热变为液体后，流入贮液器2，先进入常温回路板换经济器3，之后再进入低温回路板换经济器4，通过在上述经济器通道中实施过冷冷却(经济器启用时)后，可达到所需要的过冷度，之后经干燥过滤器5后进入电子膨胀阀6进行节流降压，最后进入下游的翅片管式换热器7进行蒸发吸热。

辅助回路设计中，从常温回路板换经济器3入口前取液，经过滤器8后进入电磁阀I10，之后分成两路，一路经辅回路电子膨胀阀I11，如果常温回路经济器启用，则打开电子膨胀阀I11，制冷剂节流为低温低压流体后进入常温回路板换经济器3进行吸收主回路制冷剂热量使之冷却，流出板换经济器3后，经过单向阀I9流出本辅助回路通道；另一路经辅回路电子膨胀阀II13，如果低温回路经济器启用，则打开电子膨胀阀II13，制冷剂节流为低温低压流体后进入低温回路板换经济器4进行吸收主回路制冷剂热量使之冷却，经出板换经济器4后，经过单向阀II12流出本辅助回路通道。两股辅助回路经合并后，共同通往压缩机经济器喷射入口15。电磁阀10可以控制两个经济器回路的启用与关闭。

电磁阀I10、电子膨胀阀I11和电子膨胀阀II13用以控制两个经济器回路的独立或联合使用，启停指令均根据室外环温大小通过机组控制器来指挥，以实现机组高效稳定运行。

实施例3：如图3所示的实施方案是一种辅回路热力膨胀阀节流的低环温空气源热泵双回路经济器系统，是一种可适应-35℃低环温运行的低温强热螺杆热泵机组，采用高效钎焊式板式换热器作为经济器，常温回路板换经济器3能良好适应环温大于-20℃工况内经济器运行换热需求；低温回路板换经济器4能良好适应环温小于-25℃工况内经济器运行换热需求，设计双回路经济器系统切换点为-20℃，在小于-20℃环温下，投入低环温使用经济器回路。主回路制冷剂流程如下：压缩机排出的高温高压制冷剂气体在水侧换热器1中冷凝放热变为液体后，流入贮液器2，先进入常温回路板换经济器3，之后再进入低温回路板换经济器4，通过在上述经济器通道中实施过冷冷却(经济器启用时)后，可达到所需要的过冷度，之后经干燥过滤器5后进入电子膨胀阀6进行节流降压，最后进入下游的翅片管式换热器7进行蒸发吸热。

辅助回路设计中，从常温回路板换经济器3入口前取液，经过滤器8后分成两路，一路进入电磁阀I10，如果常温回路经济器启用，则打开电磁阀I10，经辅回路热力膨胀阀I11，制冷剂节流为低温低压流体后进入常温回路板换经济器3进行吸收主回路制冷剂热量使之冷却，流出板换经济器3后，经过单向阀I9流出本辅助回路通道；另一路经电磁阀II14，如果低温回路经济器启用，则打开电磁阀II14，经辅回路热力膨胀阀II13，制冷剂节流为低温低压流体后进入低温回路板换经济器4进行吸收主回路制冷剂热量使之冷却，经出板换经济器4后，经过单向阀II12流出本辅助回路通道。两股辅助回路经合并后，共同通往压缩机经济器喷射入口15。

电磁阀I10、电磁阀II14用于控制两个经济器回路的独立或联合使用。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种低环温空气源热泵用经济器系统，其特征在于：主要包括冷凝器(1)、经济器I(3)、经济器II(4)、蒸发器(7)，由经济器I(3)、电磁阀I(10)、辅回路节流阀I(11)、单向阀I(9)构成常温经济器回路；由经济器II(4)、电磁阀II(14)、辅回路节流阀II(13)、单向阀II(12)构成低温经济器回路，两个经济器回路可独立控制运行，且在主回路制冷剂流向上为串联结构布置；冷凝器(1)与常温经济器回路中的经济器I(3)连接，蒸发器(7)通过主回路节流阀(6)连接低温经济器回路中的经济器II(4)。

2.根据权利要求1所述的低环温空气源热泵用经济器系统，其特征在于：所述常温经济器回路与低温经济器回路在流向结构上并联布置。