CN217636259U - 一种超低温空气源喷气增焓系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超低温空气源喷气增焓系统，包括壳管冷凝器、经济器、高压储液器、蒸发器、翅片换热器、四通阀和单机双级压缩机，经济器设有一进两出，经济器的一个出口通过管路与高压储液器相连通，经济器的另一个出口通过管路与单机双级压缩机的吸气口B相连接，单机双级压缩机设有吸气口B和吸气口A；蒸发器上设有制冷剂进口和制冷剂出口，制冷剂出口通过管路与四通阀的一个进端口相连接，四通阀设有两进两出，四通阀的一个出端口通过管路与单机双级压缩机的吸气口A相连接，四通阀的一个出端口通过管路与壳管冷凝器的制冷剂进口相连接。本实用新型可以提高制冷剂在超低温环境吸热后的焓值，实现机组在超低温环境中高质量运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种喷气增焓系统，具体的说，涉及一种超低温空气源喷气增焓系统，属于热泵机组技术领域。
背景技术
目前，热泵主要分为三大类：水源热泵、地源热泵和空气源热泵，其中空气源热泵受到的条件限制最小，发展空间最大，应用范围也最为广泛。空气源热泵机组可从大气环境中吸取低品位能量，转化为高品位能量，用于供热取暖，与燃气或燃煤锅炉供热取暖相比，能源利用效率高，环境污染小。同时，空气源热泵机组由于安装简便、灵活，环境适应性强，对使用地区基本不会产生污染，非常适用于没有集中供暖的广大冬季寒冷地区。但普通空气源热泵型机组由于受到压缩机运行范围、运行特性和要求的限制，实际上仅能运行于不低于-10℃的环境。在室外环境温度低于-10℃的情况下，机组的制热能力和效率下降明显，而且在低温环境下，热泵系统还会出现回液、排气温度高、超范围运行等问题。
空气源热泵以其独特优点成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种，但是它的应用受到气候条件的约束。目前也有空气源热泵采用补气增焓技术，空气起源热泵可以在-20℃左右工作，但是仍不能满足某些地区-30℃以下的供暖需求，当环境温度过低时，机组会出现吸气量不足导致制热量不足、性能系数下降、排气温度过高等现象，长期运行必然会损坏压缩机。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
本实用新型针对背景技术中的不足，提供一种超低温空气源喷气增焓系统，可以提高制冷剂在超低温环境吸热后的焓值，实现机组在超低温环境中高质量运行。
为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种超低温空气源喷气增焓系统，包括壳管冷凝器、经济器、高压储液器、蒸发器、翅片换热器、四通阀和单机双级压缩机；
所述经济器设有一进两出，经济器的一个出口通过管路与高压储液器的进口相连通，管路上安装有电子膨胀阀B，经济器的另一个出口通过管路与单机双级压缩机的吸气口B相连接；
所述单机双级压缩机内部设有低压压缩机腔和高压压缩机腔，每个压缩机腔设有一对相互啮合的阴阳转子，低压压缩机腔设有吸气口B，高压压缩机腔设有吸气口A；所述单机双级压缩机上还设有排气口；
所述蒸发器上设有制冷剂进口和制冷剂出口，制冷剂出口通过管路与四通阀的一个进端口相连接，管路上安装有截止阀A；所述四通阀设有两进两出，四通阀的一个出端口通过管路与单机双级压缩机的吸气口A相连接，管路上安装有气液分离器和低压开关；四通阀的一个出端口通过管路与壳管冷凝器的制冷剂进口相连接。
进一步地，所述壳管冷凝器上设有冷水进口、热水水口、制冷剂出口以及制冷剂进口，冷水自冷水进口进入壳管冷凝器内换热，换热后由热水水口排出；所述制冷剂出口通过管路与经济器的入口相连接，管路上安装有呈并列设置的电子膨胀阀A和单向阀A。
进一步地，所述高压储液器的出口通过管路与蒸发器的制冷剂进口相连接，其中管路上安装有截止阀B和并列设置的毛细管和单向阀B，截止阀B靠近高压储液器设置，毛细管和单向阀B靠近蒸发器设置。
进一步地，所述蒸发器通过管路与风机连接，制冷剂在蒸发器内通过风机与外界空气进行强制热交换吸收外界热量。
进一步地，所述排气口通过管路与三通阀的进口端相连接，管路上安装有高压开关；所述三通阀设有一进两出；三通阀的一个出口通过管路与翅片换热器的制冷剂进口相连接，管路上安装有截止阀C；三通阀的另一个出口通过管路与四通阀的一个进端口相连接。
进一步地，所述翅片换热器设有制冷剂进口和制冷剂出口，翅片换热器还通过管路与缓冲水箱相连接，管路上安装有水泵。
进一步地，所述翅片换热器的制冷剂出口通过管路与四通阀的一个进端口相连接，管路上依次设有截止阀D和单向阀C。
本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
本实用新型采用喷气增焓系统，单机双级压缩机设有两个吸气口，通过中间吸入蒸汽来冷却主循环的压缩终温，其压缩过程被补气过程分割成完全断开的两段，变为二级压缩过程，喷气降低排气温度，同时降低其排气过热度，减少壳管冷凝器的气相换热区的长度，增加两相换热面积，提高壳管冷凝器的换热效率，当蒸发温度和冷凝温度相差越大，对比非补焓压机会产生越好的效果，所以在低温环境下效果更明显；本实用新型可以提高制冷剂在超低温环境吸热后焓值，实现机组在超低温环境中高质量运行。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理图。
图中，1-壳管冷凝器，2-经济器，3-电子膨胀阀A，4-单向阀A，5-高压储液器，6-电子膨胀阀B，7-蒸发器，8-截止阀B，9-毛细管，10-单向阀B，11-四通阀，12-截止阀A，13-气液分离器，14-单机双级压缩机，15-吸气口A，16-吸气口B，17-排气口，18-低压开关，19-三通阀，20-高压开关，21-翅片换热器，22-截止阀C，23-截止阀D，24-单向阀C，25-缓冲水箱，26-水泵，27-风机。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型提供一种超低温空气源喷气增焓系统，包括壳管冷凝器1、经济器2、高压储液器5、蒸发器7、翅片换热器21、四通阀11和单机双级压缩机14。
所述壳管冷凝器1上设有冷水进口、热水水口、制冷剂出口以及制冷剂进口，冷水自冷水进口进入壳管冷凝器1内换热，换热后由热水水口排出；所述制冷剂出口通过管路与经济器2的入口相连接，管路上安装有呈并列设置的电子膨胀阀A3和单向阀A4。
所述经济器2设有一进两出，经济器2的一个出口通过管路与高压储液器5的进口相连通，管路上安装有电子膨胀阀B6；经济器2的另一个出口通过管路与单机双级压缩机14的吸气口B16相连接。
所述高压储液器5的出口通过管路与蒸发器7的制冷剂进口相连接，其中管路上安装有截止阀B8和并列设置的毛细管9和单向阀B10，截止阀B8靠近高压储液器5设置，毛细管9和单向阀B10靠近蒸发器7设置。
所述蒸发器7的数量为八个，蒸发器7上设有制冷剂进口和制冷剂出口，蒸发器7还通过管路与风机27连接，制冷剂在蒸发器7内通过风机27与外界空气进行强制热交换吸收外界热量，变为带有一定过热度的气态制冷剂。
所述蒸发器7的制冷剂出口通过管路与四通阀11的一个进端口相连接，其中管路上安装有截止阀A12；所述四通阀11设有两进两出，四通阀11的一个出端口通过管路与单机双级压缩机14的吸气口A15相连接，其中管路上依次安装有气液分离器13和低压开关18；四通阀11的一个出端口通过管路与壳管冷凝器1的制冷剂进口相连接。
所述单机双级压缩机14上设有吸气口A15、吸气口B16和排气口17；所述单机双级压缩机14内部设有低压压缩机腔和高压压缩机腔，每个压缩机腔内设有一对相互啮合、按一定的传动比旋转的阴阳转子，阴阳转子产生周期性地容积变化，完成制冷剂气体的吸入、压缩和排出；所述低压压缩机腔设有吸气口B16，高压压缩机腔设有吸气口A15。
所述排气口17通过管路与三通阀19的进口端相连接，管路上安装有高压开关20；所述三通阀19设有一进两出；三通阀19的一个出口通过管路与翅片换热器21的制冷剂进口相连接，管路上安装有截止阀C22；三通阀19的另一个出口通过管路与四通阀11的一个进端口相连接。
所述翅片换热器21设有制冷剂进口和制冷剂出口，翅片换热器21还通过管路与缓冲水箱25相连接，管路上安装有水泵26，缓冲水箱25可以保证在除霜的过程中，缓冲水箱25内有一定的温度，可以高效除霜，缩短化霜时间，减少热量的消耗，避免因为主机除霜给室内温度带来的波动变化，对于稳定系统的终端效果也有作用。
所述翅片换热器21的制冷剂出口通过管路与四通阀11的一个进端口相连接，管路上依次设有截止阀D23和单向阀C24。
本实用新型的具体工作原理:
低温低压制冷剂气体经吸气过滤后进入单机双级压缩机14的低压压缩机腔，压缩后与蒸发器7来的中温中压气体混合后进入单机双级压缩机14的高压压缩机腔再次压缩成高温高压气体，高温高压气体经四通阀11进入壳管冷凝器1与水进行换热，将水加热后制冷剂变为高压的液体，液体的制冷剂分为制冷主路和补气辅路，主路和辅路内的制冷剂液体在经济器2中产生热交换后，辅路的制冷剂变为气体后被单机双级压缩机14的吸气口B16吸入，主路的制冷剂变为过冷液体经电子膨胀阀B6降压后进入蒸发器7，在蒸发器7中汽化后被单机双级压缩机14的吸气口A15吸入，主路和辅路的制冷剂在单机双级压缩机14内混合，再进一步压缩后排出，进入壳管冷凝器1，从而构成了封闭的工作循环。
本实用新型采用喷气增焓系统，单机双级压缩机设有两个吸气口，通过中间吸入蒸汽来冷却主循环的压缩终温，其压缩过程被补气过程分割成完全断开的两段，变为二级压缩过程，喷气降低排气温度，同时降低其排气过热度，减少壳管冷凝器的气相换热区的长度，增加两相换热面积，提高壳管冷凝器的换热效率，当蒸发温度和冷凝温度相差越大，对比非补焓压机会产生越好的效果，所以在低温环境下效果更明显；本实用新型可以提高制冷剂在超低温环境吸热后焓值，实现机组在超低温环境中高质量运行。
以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种超低温空气源喷气增焓系统，其特征在于：包括壳管冷凝器（1）、经济器（2）、高压储液器（5）、蒸发器（7）、翅片换热器（21）、四通阀（11）和单机双级压缩机（14）；
所述经济器（2）设有一进两出，经济器（2）的一个出口通过管路与高压储液器（5）的进口相连通，管路上安装有电子膨胀阀B（6），经济器（2）的另一个出口通过管路与单机双级压缩机（14）的吸气口B（16）相连接；
所述单机双级压缩机（14）内部设有低压压缩机腔和高压压缩机腔，每个压缩机腔设有一对相互啮合的阴阳转子，低压压缩机腔设有吸气口B（16），高压压缩机腔设有吸气口A（15）；所述单机双级压缩机（14）上还设有排气口（17）；
所述蒸发器（7）上设有制冷剂进口和制冷剂出口，制冷剂出口通过管路与四通阀（11）的一个进端口相连接，管路上安装有截止阀A（12）；所述四通阀（11）设有两进两出，四通阀（11）的一个出端口通过管路与单机双级压缩机（14）的吸气口A（15）相连接，管路上安装有气液分离器（13）和低压开关（18）；四通阀（11）的一个出端口通过管路与壳管冷凝器（1）的制冷剂进口相连接。
2.如权利要求1所述的一种超低温空气源喷气增焓系统，其特征在于：所述壳管冷凝器（1）上设有冷水进口、热水水口、制冷剂出口以及制冷剂进口，冷水自冷水进口进入壳管冷凝器（1）内换热，换热后由热水水口排出；所述制冷剂出口通过管路与经济器（2）的入口相连接，管路上安装有呈并列设置的电子膨胀阀A（3）和单向阀A（4）。
3.如权利要求1所述的一种超低温空气源喷气增焓系统，其特征在于：所述高压储液器（5）的出口通过管路与蒸发器（7）的制冷剂进口相连接，其中管路上安装有截止阀B（8）和并列设置的毛细管（9）和单向阀B（10），截止阀B（8）靠近高压储液器（5）设置，毛细管（9）和单向阀B（10）靠近蒸发器（7）设置。
4.如权利要求1所述的一种超低温空气源喷气增焓系统，其特征在于：所述蒸发器（7）通过管路与风机（27）连接，制冷剂在蒸发器（7）内通过风机（27）与外界空气进行强制热交换吸收外界热量。
5.如权利要求1所述的一种超低温空气源喷气增焓系统，其特征在于：所述排气口（17）通过管路与三通阀（19）的进口端相连接，管路上安装有高压开关（20）；所述三通阀（19）设有一进两出；三通阀（19）的一个出口通过管路与翅片换热器（21）的制冷剂进口相连接，管路上安装有截止阀C（22）；三通阀（19）的另一个出口通过管路与四通阀（11）的一个进端口相连接。
6.如权利要求1所述的一种超低温空气源喷气增焓系统，其特征在于：所述翅片换热器（21）设有制冷剂进口和制冷剂出口，翅片换热器（21）还通过管路与缓冲水箱（25）相连接，管路上安装有水泵（26）。
7.如权利要求6所述的一种超低温空气源喷气增焓系统，其特征在于：所述翅片换热器（21）的制冷剂出口通过管路与四通阀（11）的一个进端口相连接，管路上依次设有截止阀D（23）和单向阀C（24）。
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| CN114576880A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-06-03 | 山东阿尔普尔节能装备有限公司 | 单机双级螺杆压缩超大型超低温空气源热泵机组 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of utility model: An Ultra Low Temperature Air Source Jet Enthalpy Enhancement System Effective date of registration: 20230526 Granted publication date: 20221021 Pledgee: Weihai commercial bank Limited by Share Ltd. Laiwu branch Pledgor: SHANDONG AIRPOWER ENERGY SAVING EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023980041777 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |