CN219037133U - 一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，包括压缩机、蒸发器和冷凝器，压缩机、蒸发器分别连接于冷凝器的两端，蒸发器的数量为至少两个，每个蒸发器的第一端设置有三通换向阀，三通换向阀的另外两个接口分别连通压缩机，每个蒸发器的第二端设置有第一通路和第二通路，第一通路连接冷凝器，第一通路设置有电子膨胀阀，第二通路连接另一个蒸发器，第二通路设置有电子膨胀阀，电子膨胀阀用于节流降压。通过在蒸发器的两端分别设置三通换向阀、第一通路、第二通路，可以实现某个蒸发器除霜运行，其余蒸发器正常供热运行，实现除霜工况下不间断制热运行，通过增设电子膨胀阀，能够进行节流降压，使得流量更加可控，压力更加平衡。

Description

一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵领域，特别是一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组。

背景技术

我国建筑面积最大、供暖需求最迫切的长江流域普遍采用冷水机组+燃气锅炉的冷热源系统形式，当前需要采用空气源热泵实现低碳改造，而已经配备的冷水机组制冷能效高，通常不会取消，因此单热型空气源热泵机组需求量迅速增加。然而，空气源热泵供暖最大的问题之一是蒸发器结霜，结霜导致机组能耗增加，供热能力显著降低，甚至机组出现停机保护。有数据显示，空气源热泵因结霜导致的制热量降幅为30％～57％，COP(除霜能效)降幅为35％～60％。可见结霜问题是制约空气源热泵性能提升和应用发展的关键问题。

目前，应用范围最广的除霜方法主要为逆循环除霜法，逆循环除霜法所需热量主要来自于室内环境和换热器蓄热量，容易造成室内温度波动，影响舒适性，同时除霜时机组冷热抵消，造成制热能力衰减严重，且能效低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，可实现除霜工况下不间断制热运行，克服了传统逆循环除霜导致的系统冷热抵消、供热水温降低幅度大、供暖舒适性差和系统能效低等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，包括压缩机、蒸发器和冷凝器，所述压缩机、所述蒸发器分别连接于所述冷凝器的两端，所述蒸发器的数量为至少两个，每个所述蒸发器的第一端设置有三通换向阀，所述三通换向阀的另外两个接口分别连通所述压缩机，每个所述蒸发器的第二端设置有第一通路和第二通路，所述第一通路连接所述冷凝器，所述第一通路设置有电子膨胀阀，所述第二通路连接另一个所述蒸发器，所述第二通路设置有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀用于节流降压。

作为本实用新型的优选方案，所述第一通路和所述第二通路设有导通方向相反的单向阀。

作为本实用新型的优选方案，所有所述蒸发器的导通方向相同的所述单向阀并联后再串联所述电子膨胀阀。

作为本实用新型的优选方案，每个所述蒸发器均设有电子膨胀阀，所有所述蒸发器的电子膨胀阀并联。

作为本实用新型的优选方案，所述第一通路设置有电动调节阀，所述电动调节阀用于节流降压。

作为本实用新型的优选方案，所有所述电子膨胀阀并联后串联所述电动调节阀。

作为本实用新型的优选方案，每个所述蒸发器的所述第二通路设有单向阀，所述单向阀与所述电子膨胀阀并联。

作为本实用新型的优选方案，一个所述蒸发器的第二通路接入另一个所述蒸发器的第一通路。

作为本实用新型的优选方案，多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组还包括气液分离器和油分离器，所述气液分离器设置在所述压缩机的进口端，所述油分离器设置在所述压缩机的出口端。

作为本实用新型的优选方案，多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组还包括储液器和经济器，所述储液器和经济器串联连接于所述第一通路。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在蒸发器的两端分别设置三通换向阀、第一通路、第二通路，可以实现某个蒸发器除霜运行，其余蒸发器正常供热运行，进而可实现除霜工况下不间断制热运行，克服了传统逆循环除霜导致的系统冷热抵消、供热水温降低幅度大、供暖舒适性差和系统能效低等问题。

2、本实用新型通过在第一通路、第二通路增设电子膨胀阀/电动调节阀，能够进行节流降压，使得整个空气源热泵单热机组的流量更加可控，压力更加平衡。

3、本实用新型通过每个蒸发器单独设置电子膨胀阀，实现各通路独立调控过热度，最大程度发挥每个蒸发器的能力。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所述的空气源热泵单热机组供热模式的示意图。

图2是本实用新型实施例1所述的空气源热泵单热机组除霜模式的示意图。

图3是本实用新型实施例2所述的空气源热泵单热机组供热模式的示意图。

图4是本实用新型实施例2所述的空气源热泵单热机组除霜模式的示意图。

图标：1-压缩机，21-第一三通阀，22-第二三通阀，31-第一蒸发器，32-第二蒸发器，4-冷凝器，51-第一单向阀，52-第二单向阀，53-第三单向阀，54-第四单向阀，55-第五单向阀，56-第六单向阀，61-第一电子膨胀阀，62-第二电子膨胀阀，63-第三电子膨胀阀，64-第四电子膨胀阀，7-电动调节阀，a-第一接口，b-第二接口，c-第三接口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，包括压缩机1、第一蒸发器31、第二蒸发器32和冷凝器4，可以理解是，本实施例仅是示意说明，实际使用中根据情况也可以包括更多的蒸发器，形成更多的换热模块，例如设置三个蒸发器、四个蒸发器等。

第一蒸发器31的第一端设置第一三通阀21，第一三通阀21设有三个接口，分别为第一接口a、第二接口b、第三接口c，其中第一接口a、第三接口c通过管路连接压缩机1，第二接口b通过管路连接第一蒸发器31。

第一蒸发器31的第二端设置有导通方向相反的第一单向阀51和第三单向阀53。冷凝器4通过第二电子膨胀阀62、第一单向阀51连接第一蒸发器31形成第一通路。第一蒸发器31通过第三单向阀53、第一电子膨胀阀61连接第一蒸发器31形成第二通路，且第一蒸发器31通过第三单向阀53、第一电子膨胀阀61接入第二蒸发器32的第一通路。

第二蒸发器32的第一端设置第二三通阀22，第二三通阀22设有三个接口，分别为第一接口a、第二接口b、第三接口c，其中第一接口a、第三接口c通过管路连接压缩机1，第二接口b通过管路连接第二蒸发器32。

第二蒸发器32的第二端设置有导通方向相反的第二单向阀52和第四单向阀54。冷凝器4通过第二电子膨胀阀62、第二单向阀52连接第二蒸发器32形成第一通路。第二蒸发器32通过第四单向阀54、第一电子膨胀阀61连接第一蒸发器31形成第二通路，且第二蒸发器32通过第四单向阀54、第一电子膨胀阀61接入第一蒸发器31的第一通路。

即第三单向阀53、第四单向阀54并联后再串联第一电子膨胀阀61，第一单向阀51、第三单向阀53并联后再串联第二电子膨胀阀62。

如图1所示，冬季正常供热工况原理：

一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，在冬季正常供热工况时，第一三通换向阀21、第二三通换向阀22的第二接口b、第三接口c接通，第一电子膨胀阀61关闭、第二电子膨胀阀62开启。压缩机1排出的高温高压制冷剂气体，进入冷凝器4冷凝放热，为用户制取高温热水。制冷剂在冷凝器4放热冷凝后，流经第二电子膨胀阀62节流降压，节流降压后制冷剂处于低温低压液体状态，低温低压液体制冷剂被关闭的第一电子膨胀阀61阻挡，分别通过第一单向阀51、第二单向阀52进入第一蒸发器31、第二蒸发器32蒸发吸热，制冷剂蒸发吸热后经过第一三通换向阀21、第二三通换向阀22再次进入压缩机1，如此不断循环。

如图2所示，蒸发器除霜工况原理：

一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，在冬季低温高湿环境运行时极容易结霜，影响机组正常运行，需要除霜，以第二蒸发器32除霜运行为例，第一三通换向阀21的第二接口b、第三接口c接通，第二三通换向阀22的第一接口a、第二接口b接通，第一电子膨胀阀61、第二电子膨胀阀62均开启。压缩机1排出的高温高压制冷剂气体分为两路，一路进入冷凝器4冷凝放热，为用户制取高温热水，制冷剂在冷凝器4放热冷凝后，流经第二电子膨胀阀62节流降压。另一路通过第二三通换向阀22进入第二蒸发器32，高温气态制冷剂放热融霜后冷凝为液态被第二单向阀52所阻只能经过第四单向阀54进入第一电子膨胀阀61节流降压。节流降压后的两路低压制冷剂汇合后通过第一单向阀51进入第一蒸发器31从空气中蒸发吸热，制冷剂蒸发吸热后经过第一三通换向阀21再次进入压缩机1，如此不断循环。第一蒸发器31除霜运行时原理类似。

当然，为了提升机组性能、增加机组低温制热量，还可以增加油分离器、经济器、储液器、气液分离器等辅助部件等，其中气液分离器串联接入压缩机1的进口端，油分离器串联接入压缩机1的出口端，储液器和经济器串联接入第一通路。

实施例2

本实施例与实施例1的主要区别在于，本实施例用电动调节阀代替了电子膨胀阀，并在每个蒸发器增加单独的电子膨胀阀，实现各通路独立调控过热度，最大程度发挥每个蒸发器的能力。

具体的，如图3-4所示，一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，包括压缩机1、第一蒸发器31、第二蒸发器32和冷凝器4，可以理解是，本实施例仅是示意说明，实际使用中根据情况也可以包括更多的蒸发器，形成更多的换热模块，例如设置三个蒸发器、四个蒸发器等。

第一蒸发器31的第一端设置第一三通阀21，第一三通阀21设有三个接口，分别为第一接口a、第二接口b、第三接口c，其中第一接口a、第三接口c通过管路连接压缩机1，第二接口b通过管路连接第一蒸发器31。

第一蒸发器31的第二端设置导通方向相反的第三电子膨胀阀63和第五单向阀55。冷凝器4通过电动调节阀7、第三电子膨胀阀63连接第一蒸发器31形成第一通路。第一蒸发器31通过第五单向阀55、第四电子膨胀阀64连接第二蒸发器32形成第二通路。

第二蒸发器32的第一端设置第二三通阀22，第二三通阀22设有三个接口，分别为第一接口a、第二接口b、第三接口c，其中第一接口a、第三接口c通过管路连接压缩机1，第二接口b通过管路连接第二蒸发器32。

第二蒸发器32的第二端设置导通方向相反的第四电子膨胀阀64和第六单向阀56。冷凝器4通过电动调节阀7、第四电子膨胀阀64连接第二蒸发器32第一通路。第二蒸发器32通过第六单向阀56、第三电子膨胀阀63连接第一蒸发器31形成第二通路。

即第三电子膨胀阀63和第五单向阀55并联，第四电子膨胀阀64和第六单向阀56并联，第五单向阀55、第六单向阀56并联后再串联电动调节阀7。

如图3所示，冬季正常供热工况原理：

一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，在冬季正常供热工况时，第一三通换向阀21、第二三通换向阀22的第二接口b、第三接口c接通，第三电子膨胀阀63、第四电子膨胀阀64开启，电动调节阀7开启到最大开度。压缩机1排出的高温高压制冷剂气体，进入冷凝器4冷凝放热，为用户制取高温热水。制冷剂在冷凝器4放热冷凝后，流经电动调节阀7后被第五单向阀55、第六单向阀56阻挡，分别通过第三电子膨胀阀63、第四电子膨胀阀64节流降压后分别进入第一蒸发器31、第二蒸发器32蒸发吸热，制冷剂蒸发吸热后经过第一三通换向阀21、第二三通换向阀22再次进入压缩机1，如此不断循环。

如图4所示，蒸发器除霜工况原理：

一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，以第二蒸发器32除霜运行为例，第一三通换向阀21的第二接口b、第三接口c接通，第二三通换向阀22的第一接口a、第二接口b接通，第三电子膨胀阀63开启、第四电子膨胀阀64关闭，电动调节阀7根据进出口压差调节开度。压缩机1排出的高温高压制冷剂气体分为两路，一路进入冷凝器4冷凝放热，为用户制取高温热水，制冷剂在冷凝器4放热冷凝后，流经电动调节阀7一级节流降压。另一路通过第二三通换向阀22进入第二结霜蒸发器32，高温气态制冷剂放热融霜后冷凝为液态被关闭的第四电子膨胀阀64所阻只能经过第六单向阀56，与主路液态制冷剂汇合，汇合后的制冷剂被第五单向阀55所阻，进入第三电子膨胀阀63节流降压后进入第一蒸发器31从空气中蒸发吸热，制冷剂蒸发吸热后经过第一三通换向阀21再次进入压缩机1，如此不断循环。第一蒸发器31除霜运行时原理类似。

当然，为了提升机组性能、增加机组低温制热量，还可以增加油分离器、经济器、储液器、气液分离器等辅助部件等，其中气液分离器串联接入压缩机1的进口端，油分离器串联接入压缩机1的出口端，储液器和经济器串联接入第一通路。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，包括压缩机、蒸发器和冷凝器，所述压缩机、所述蒸发器分别连接于所述冷凝器的两端，所述蒸发器的数量为至少两个，每个所述蒸发器的第一端设置有三通换向阀，所述三通换向阀的另外两个接口分别连通所述压缩机，每个所述蒸发器的第二端设置有第一通路和第二通路，所述第一通路连接所述冷凝器，所述第一通路设置有电子膨胀阀，所述第二通路连接另一个所述蒸发器，所述第二通路设置有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀用于节流降压。

2.根据权利要求1所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，所述第一通路和所述第二通路设有导通方向相反的单向阀。

3.根据权利要求2所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，所有所述蒸发器的导通方向相同的所述单向阀并联后再串联所述电子膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，每个所述蒸发器均设有电子膨胀阀，所有所述蒸发器的电子膨胀阀并联。

5.根据权利要求4所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，所述第一通路设置有电动调节阀，所述电动调节阀用于节流降压。

6.根据权利要求5所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，所有所述电子膨胀阀并联后串联所述电动调节阀。

7.根据权利要求6所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，每个所述蒸发器的所述第二通路设有单向阀，所述单向阀与所述电子膨胀阀并联。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，一个所述蒸发器的第二通路接入另一个所述蒸发器的第一通路。

9.根据权利要求8所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，还包括气液分离器和油分离器，所述气液分离器设置在所述压缩机的进口端，所述油分离器设置在所述压缩机的出口端。

10.根据权利要求9所述的一种多蒸发器并行化霜空气源热泵单热机组，其特征在于，还包括储液器和经济器，所述储液器和经济器串联连接于所述第一通路。

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