CN211345933U - 空气源热泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气源热泵，涉及热泵技术领域，能够降低碳排放，减少耗能，节约用电，包括：主回路，包括压缩机，压缩机的出气口连接有冷凝器，压缩机的进气口连接有蒸发器，冷凝器与蒸发器之间依次连接有经济器与第一膨胀阀；辅助回路，包括与冷凝器的出口连接的第二膨胀阀，第二膨胀阀的出口与经济器连接，压缩机的补气口与经济器连接。主辅回路在经济器中产生热交换，使得主回路的制冷剂得到过冷却，整个系统的经济性得到提高，同时由于压机出口温度的降低。辅助回路上的膨胀阀打开，机组按照带经济器的准二级系统来进行工作，既不影响机组在普通工况下的性能，又实现机组在低温工况下的安全经济运行，扩大了机组的低温工作范围。

Description

空气源热泵

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，特别涉及一种空气源热泵。

背景技术

热泵空调机组尤其是空气源热泵空调机组在我国长江中下游地区得到了广泛应用，这些地区冬季室外温度一般不低于零下5℃，室内需热量不大，夏季气温较高，一般有制冷的要求，当采用空气源热泵系统时，使用方便、能量利用效率高、对使用地区不产生什么污染。在我国北方寒冷地区，长期依靠燃煤、燃油采暖，严重的空气污染对环境带来了巨大压力，探索一种洁净、节能的取暖方式已成为当务之急。

然而，空气源热泵系统如果不作任何改进就加以推广到北方寒冷地区，因冬季采暖季节随着环境温度的降低，其制热系数受蒸气压缩循环特性的限制，会迅速衰减，系统的制热量随着外温的下降而迅速下降，而需热量却随着外温的下降而迅速上升，当外界温度很低时，系统的制热量将小到无法满足这些地区的冬季采暖需求。长期以来，国内的工程设计，除了增设辅助热源(燃油、燃气锅炉房)外，一直依靠加装辅助电加热器来解决低温环境下制热量不足的问题。如果能够开发出一种空气源热泵既能保证在其冬季最大运行时段所对应的效率最高，同时当室外温度较低时，仍能安全、经济运行，这样就可以省去辅助热源，无论从初投资还是实际运行费用来看都是用户最希望看到的。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种空气源热泵，能够降低碳排放，减少耗能，节约用电。

根据本实用新型的第一方面实施例的一种空气源热泵，包括：

主回路，包括压缩机，压缩机的出气口连接有冷凝器，压缩机的进气口连接有蒸发器，冷凝器与蒸发器之间依次连接有经济器与第一膨胀阀；

辅助回路，包括与冷凝器的出口连接的第二膨胀阀，第二膨胀阀的出口与经济器连接，压缩机的补气口与经济器连接。

根据本实用新型实施例的一种空气源热泵，至少具有如下有益效果：通过在空气源热泵中设置辅助回路对其进行补气，该系统事实上存在3个等级的压力:冷凝侧压力、蒸发侧压力、以及辅助回路膨胀阀出口压力。压缩机上带有补气口，主辅回路在经济器中产生热交换，使得主回路的制冷剂得到过冷却，整个系统的经济性得到较大的提高，同时由于压机出口温度的降低，系统的安全性也较以前有所提高。如果切断辅助回路上的膨胀阀，则该机组按照普通热泵系统工作，和常规的单级压缩热泵系统没有区别；如果辅助回路上的膨胀阀打开，该回路投入运行，那么该机组按照带经济器的准二级系统来进行工作，这样既不影响机组在普通工况下的性能(按照常规的系统工作)，又可以实现机组在低温工况下的安全经济运行，经济有效地扩大了机组的低温工作范围。

根据本实用新型的一些实施例，一种空气源热泵经济器包括主路进口和主路出口，主路进口与冷凝器连接，主路出口与蒸发器连接。

根据本实用新型的一些实施例，一种空气源热泵，经济器包括辅路进口和辅路出口，辅路进口与第二膨胀阀的出口连接，辅路出口与压缩机的补气口连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，根据本实用新型的第一方面实施例的一种空气源热泵，包括：

主回路，包括压缩机11，压缩机11的出气口连接有冷凝器12，压缩机11的进气口连接有蒸发器13，冷凝器12与蒸发器13之间依次连接有经济器14与第一膨胀阀21；

辅助回路，包括与冷凝器12的出口连接的第二膨胀阀22，第二膨胀阀22的出口与经济器14连接，压缩机11的补气口与经济器14连接。

具体的，压缩机11，其补气口的开设，可与压缩机11制造公司的设计人员共同研究，通过对带经济器14的热泵系统进行分析，建立带经济器14热泵系统用压缩机11的数学模型，并根据这一模型的仿真结果分析补气口位置对经济器14系统性能的影响和补气口大小的确定方法，并给出补气口起始的角度和补气口面积的计算式。仿真结果表明：对于实际压缩机11，为了保证热泵系统在冬季低温工况下的制热性能以及夏季高温工况下的制冷性能最佳，并防止泄露，最佳开设角度可在靠近吸气腔刚刚闭合处的角度附近；设计压缩机11补气口时，应考虑经济器14热泵的使用环境，同时兼顾压缩机11的结构特点以及加工方法等因素的限制，故应选取尽可能大的补气口，并开成圆孔。

上述中的压缩机11，其压缩过程可分三个阶段：一是补气前的内压缩。来自蒸发器13的制冷剂蒸汽进入入压缩机11压缩腔后，内压缩过程开始，随着动涡盘的旋转，封闭的压缩腔达到补气口位置，制冷剂蒸汽被压缩到一级内压缩过程结束的状态；二是中间补气过程。来自经济器14的制冷剂蒸汽通过补气口进入压缩机11压缩腔，与腔内已处于一级内压缩结束状态的原有气体进行混合，而后边补气、边混合、边压缩，直至工作腔与补气口脱离，这时压缩腔内混合制冷剂蒸汽变为二级内压缩结束状态，补气过程结束；三是补气后的内压缩。压缩机11工作腔与补气口脱离后，工作腔内的制冷剂蒸汽依靠基元容积的减少继续压缩，直至与排气腔相连通，而后通过出气口进入冷凝器12。

通过在空气源热泵中设置辅助回路对其进行补气，该系统事实上存在3个等级的压力:冷凝侧压力、蒸发侧压力、以及辅助回路膨胀阀出口压力。压缩机11上带有补气口，主辅回路在经济器14中产生热交换，使得主回路的制冷剂得到过冷却，整个系统的经济性得到较大的提高，同时由于压机出口温度的降低，系统的安全性也较以前有所提高。如果切断辅助回路上的膨胀阀，则该机组按照普通热泵系统工作，和常规的单级压缩热泵系统没有区别；如果辅助回路上的膨胀阀打开，该回路投入运行，那么该机组按照带经济器14的准二级系统来进行工作，这样既不影响机组在普通工况下的性能，又可以实现机组在低温工况下的安全经济运行，经济有效地扩大了机组的低温工作范围。

进一步，一种空气源热泵经济器14包括主路进口和主路出口，主路进口与冷凝器12连接，主路出口与蒸发器13连接。

进一步，一种空气源热泵，经济器14包括辅路进口和辅路出口，辅路进口与第二膨胀阀22的出口连接，辅路出口与压缩机11的补气口连接。

上面结合附图对本实施例作了详细说明，但是本不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种空气源热泵，其特征在于，包括：

主回路，包括压缩机，所述压缩机的出气口连接有冷凝器，所述压缩机的进气口连接有蒸发器，所述冷凝器与所述蒸发器之间依次连接有经济器与第一膨胀阀；

辅助回路，包括与冷凝器的出口连接的第二膨胀阀，所述第二膨胀阀的出口与所述经济器连接，所述压缩机的补气口与所述经济器连接。

2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵，其特征在于：所述经济器包括主路进口和主路出口，所述主路进口与所述冷凝器连接，所述主路出口与所述蒸发器连接。

3.根据权利要求1所述的一种空气源热泵，其特征在于：所述经济器包括辅路进口和辅路出口，所述辅路进口与所述第二膨胀阀的出口连接，所述辅路出口与所述压缩机的补气口连接。

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