一种涡旋式空气源热泵系统

文档序号:83506 发布日期:2021-10-08 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种涡旋式空气源热泵系统 (Vortex type air source heat pump system ) 是由 王鹏 于 2021-06-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种涡旋式空气源热泵系统,属于空气源热泵技术领域,包括:制冷模块制冷剂循环系统、制热模块制冷剂循环系统、中压罐管路,其中,所述制冷模块制冷剂循环系统、所述制热模块制冷剂循环系统和所述中压罐管路共同组成了所述涡旋式空气源热泵系统;所述制冷模块制冷剂循环系统包括翅片换热器、干燥过滤器、壳管换热器、涡旋式压缩机、中压罐、电子膨胀阀、电磁阀、单向阀等,所述制热模块制冷剂循环系统包括所述翅片换热器、涡旋式压缩机、壳管换热器、干燥过滤器、中压罐、电子膨胀阀、电磁阀、单向阀等。应用于双级涡旋式压缩机运行范围宽广的超低温空气源热泵,通过所述系统对空气源热泵机组制冷剂进行分配调控,提高了调节精度。(The invention provides a vortex type air source heat pump system, which belongs to the technical field of air source heat pumps and comprises the following components: the system comprises a refrigeration module refrigerant circulating system, a heating module refrigerant circulating system and a medium-pressure tank pipeline, wherein the refrigeration module refrigerant circulating system, the heating module refrigerant circulating system and the medium-pressure tank pipeline jointly form the vortex type air source heat pump system; the refrigeration module refrigerant circulating system comprises a fin heat exchanger, a drying filter, a shell and tube heat exchanger, a scroll compressor, a medium-pressure tank, an electronic expansion valve, an electromagnetic valve, a one-way valve and the like, and the heating module refrigerant circulating system comprises the fin heat exchanger, the scroll compressor, the shell and tube heat exchanger, the drying filter, the medium-pressure tank, the electronic expansion valve, the electromagnetic valve, the one-way valve and the like. The system is applied to the ultralow-temperature air source heat pump with a wide operating range of the two-stage scroll compressor, and the refrigerant of the air source heat pump unit is distributed and regulated through the system, so that the regulation precision is improved.)

一种涡旋式空气源热泵系统

技术领域

本发明涉及空气源热泵

技术领域

,特别是涉及一种涡旋式空气源热泵系统。

背景技术

空气中蕴含着巨大的低品位能源,空气源热泵提取空气中的能量,作为一种节能环保技术,具有良好的安全性,且安装、使用方便,在世界范围内得到了广泛的应用。

目前市面上的涡旋式低温空气源热泵,一般单系统包括涡旋式压缩机、翅片换热器、壳管换热器、四通换向阀、油分离器、节流装置、经济器系统、储液器、气液分离器等部件组成,空气源热泵机组制冷工况所需制冷剂量大于制热工况,超低温空气源热泵运行工况范围较广,制冷、制热模式所需冷媒量的差值较常规空气源热泵更大,仅通过储液器和气液分离器的冷媒存储功能进行调控,调节精度极低,影响能效。

发明内容

鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种涡旋式空气源热泵系统。

根据本发明的第一方面,提供了一种涡旋式空气源热泵系统,包括:制冷模块制冷剂循环系统、制热模块制冷剂循环系统、中压罐管路,其中,所述制冷模块制冷剂循环系统、所述制热模块制冷剂循环系统和所述中压罐管路共同组成了所述涡旋式空气源热泵系统;

所述制冷模块制冷剂循环系统由翅片换热器、单向阀、干燥过滤器、电子膨胀阀Ⅰ、所述单向阀、壳管换热器、四通换向阀、压力传感器Ⅰ、温度传感器Ⅰ、涡旋式压缩机、压力传感器Ⅱ、温度传感器Ⅱ、所述四通换向阀、所述翅片换热器依次连通形成制冷循环回路;

所述制热模块制冷剂循环系统由所述翅片换热器、所述四通换向阀、所述压力传感器Ⅰ、所述温度传感器Ⅰ、所述涡旋式压缩机、所述压力传感器Ⅱ、所述温度传感器Ⅱ、所述四通换向阀、所述壳管换热器、所述单向阀、所述干燥过滤器、所述电子膨胀阀Ⅰ、所述单向阀、所述翅片换热器依次连通形成制热循环回路;

所述中压罐管路包括中压罐、电磁阀Ⅲ、电磁阀Ⅴ、电磁阀Ⅳ、电子膨胀阀Ⅱ、所述单向阀、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ,其中,所述中压罐与所述涡旋式压缩机的排气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅲ、油分离器、所述压力传感器Ⅱ和所述温度传感器Ⅱ,所述中压罐与所述涡旋式压缩机的补气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅴ,所述中压罐与所述涡旋式压缩机的吸气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅳ,所述中压罐与所述壳管换热器连接中间设置有所述电子膨胀阀Ⅱ、所述干燥过滤器,所述中压罐与所述单向阀、所述电磁阀Ⅰ依次连接,所述中压罐与所述电磁阀Ⅱ、所述单向阀依次连接。

可选地,所述涡旋式压缩机,包括:

所述涡旋式压缩机包括排气管、二级压缩腔、一级压缩腔、吸气管、补气管、电机腔、回油管,其中所述排气管通过所述电磁阀Ⅲ连接所述中压罐,所述吸气管通过所述所述电磁阀Ⅳ连接所述中压罐,所述补气管通过所述电磁阀Ⅴ连接所述所述中压罐。

可选地,所述涡旋式压缩机在工作状态下时包括:

从所述吸气管吸入低温低压气态制冷剂,在一级压缩腔内进行一级压缩,所述一级压缩后的中温中压气态制冷剂排入所述电机腔,混合来自所述中压罐进行补气增焓的低温中压气态制冷剂后,进入二级压缩腔内进行二级压缩,所述二级压缩后的高温高压气态制冷剂从所述排气管排出。

可选地,所述涡旋式空气源热泵系统不在工作状态下时,包括:

所述涡旋式空气源热泵系统内的液态制冷剂通过所述电磁阀Ⅰ全部迁移至所述中压罐中存储。

可选地,所述涡旋式空气源热泵系统在工作状态下时,包括:

所述电磁阀Ⅱ打开,所述中压罐中的所述液态制冷剂通过所述电磁阀Ⅱ进入所述涡旋式空气源热泵系统循环,根据所述压力传感器Ⅰ测得的吸气压力、所述温度传感器Ⅰ测得的吸气温度控制所述电磁阀Ⅱ的开启和暂停,控制所述中压罐向所述涡旋式空气源热泵系统内的供液过程。

可选地,所述涡旋式空气源热泵系统,包括:

所述中压罐通过所述电磁阀Ⅲ连接所述涡旋式压缩机的所述排气管。

可选地,所述涡旋式空气源热泵系统,包括:

所述中压罐通过所述电磁阀Ⅳ与所述涡旋式压缩机的所述吸气管连接。

可选地,所述涡旋式空气源热泵系统,包括:

所述中压罐通过所述电磁阀Ⅴ与所述涡旋式压缩机的所述补气管连接。

可选地,所述涡旋式空气源热泵系统在制热工况下时,包括:

随着温度降低,所述涡旋式空气源热泵系统所需所述液态制冷剂量逐渐减少,多余的所述液态制冷剂通过所述电磁阀Ⅰ迁移至中所述压罐中,通过所述电子膨胀阀Ⅱ进行精准调控。

本发明实施例提供了一种涡旋式空气源热泵系统,包括:制冷模块制冷剂循环系统、制热模块制冷剂循环系统、中压罐管路,其中,所述制冷模块制冷剂循环系统、所述制热模块制冷剂循环系统和所述中压罐管路共同组成了所述涡旋式空气源热泵系统;所述制冷模块制冷剂循环系统由翅片换热器、单向阀、干燥过滤器、电子膨胀阀Ⅰ、所述单向阀、壳管换热器、四通换向阀、压力传感器Ⅰ、温度传感器Ⅰ、涡旋式压缩机、压力传感器Ⅱ、温度传感器Ⅱ、所述四通换向阀、所述翅片换热器依次连通形成制冷循环回路;所述制热模块制冷剂循环系统由所述翅片换热器、所述四通换向阀、所述压力传感器Ⅰ、所述温度传感器Ⅰ、所述涡旋式压缩机、所述压力传感器Ⅱ、所述温度传感器Ⅱ、所述四通换向阀、所述壳管换热器、所述单向阀、所述干燥过滤器、所述电子膨胀阀Ⅰ、所述单向阀、所述翅片换热器依次连通形成制热循环回路;所述中压罐管路包括中压罐、电磁阀Ⅲ、电磁阀Ⅴ、电磁阀Ⅳ、电子膨胀阀Ⅱ、所述单向阀、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ,其中,所述中压罐与所述涡旋式压缩机的排气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅲ、油分离器、所述压力传感器Ⅱ和所述温度传感器Ⅱ,所述中压罐与所述涡旋式压缩机的补气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅴ,所述中压罐与所述涡旋式压缩机的吸气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅳ,所述中压罐与所述壳管换热器连接中间设置有所述电子膨胀阀Ⅱ、所述干燥过滤器,所述中压罐与所述单向阀、所述电磁阀Ⅰ依次连接,所述中压罐与所述电磁阀Ⅱ、所述单向阀依次连接。

在涡旋式空气源热泵系统制热时将多余的制冷剂存储于中压罐内,通过中压罐及相关阀件管路对系统内制冷剂进行实时分配,使得调节更精准,进而能够提高机组能效,降低机组运行过程中带液风险。用中压罐代替经济器系统、储液器、气液分离器等部件,降低了机组成本、减小了结构占用空间;停机后将涡旋式空气源热泵系统内制冷剂迁移至中压罐内,避免开机时带液引发液击。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的

具体实施方式

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1是本发明实施例提供的一种涡旋式空气源热泵系统原理框图。

图2是本发明实施例提供的一种涡旋式压缩机的结构示意图。

附图标记说明:

1-翅片换热器;2-单向阀;3-电磁阀Ⅰ;4-单向阀;5-单向阀;6-液位传感器;7-压力传感器Ⅲ;8-中压罐;9-电磁阀Ⅱ;10-电磁阀;11-电磁阀Ⅲ;12-电磁阀Ⅴ;13-电磁阀Ⅳ;14-四通换向阀;15-电子膨胀阀Ⅱ;16-干燥过滤器;17-电子膨胀阀Ⅰ;18-油分离器;19-温度传感器Ⅱ;20-压力传感器Ⅱ;21-涡旋式压缩机;22-压力传感器Ⅰ;23-温度传感器Ⅰ;24-干燥过滤器;25-单向阀;26-单向阀;27-回油过滤器;28-毛细管;29-视液镜;30-壳管换热器;210-排气管;211-二级压缩腔;212-一级压缩腔;213-吸气管;214-补气管;215-电机腔;216-回油管。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下,将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而,明显地,一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本公开的概念。

需要说明的是,实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,当元件/部件的方位发生变化时,对应的结构中的“上”可能变化为“下”,因此上述描述为了清楚描述相对位置,不应该理解为绝对意义,上述描述也并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图,相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时,将省略常规结构或构造。

附图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例,而仅示意本公开实施例的内容。另外,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

参照图1,本发明实施例提供了一种涡旋式空气源热泵系统,其特征在于,包括:制冷模块制冷剂循环系统、制热模块制冷剂循环系统、中压罐管路,其中,所述制冷模块制冷剂循环系统、所述制热模块制冷剂循环系统和所述中压罐管路共同组成了所述涡旋式空气源热泵系统;所述制冷模块制冷剂循环系统由翅片换热器1、单向阀2、干燥过滤器16、电子膨胀阀Ⅰ17、单向阀26、壳管换热器30、四通换向阀14、压力传感器Ⅰ22、温度传感器Ⅰ23、涡旋式压缩机21、压力传感器Ⅱ20、温度传感器Ⅱ19、四通换向阀14、所述翅片换热器1依次连通形成制冷循环回路;所述制热模块制冷剂循环系统由所述翅片换热器1、所述四通换向阀14、所述压力传感器Ⅰ22、所述温度传感器Ⅰ23、所述涡旋式压缩机21、所述压力传感器Ⅱ20、所述温度传感器Ⅱ19、所述四通换向阀14、所述壳管换热器30、单向阀5、所述干燥过滤器16、所述电子膨胀阀Ⅰ17、单向阀25、所述翅片换热器1依次连通形成制热循环回路;所述中压罐管路包括中压罐8、电磁阀Ⅲ11、电磁阀Ⅴ12、电磁阀Ⅳ13、电子膨胀阀Ⅱ15、单向阀4、电磁阀13、电磁阀Ⅱ9,其中,所述中压罐8与所述涡旋式压缩机21的排气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅲ11、油分离器18、所述压力传感器Ⅱ20和所述温度传感器Ⅱ19,所述中压罐8与所述涡旋式压缩机21的补气口连接中间设置有所述电磁阀Ⅴ12,所述中压罐8与所述涡旋式压缩机21的吸气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅳ13,所述中压罐8与所述壳管换热器30连接中间设置有所述电子膨胀阀Ⅱ15、所述干燥过滤器24,所述中压罐8与所述单向阀4、所述电磁阀13依次连接,所述中压罐8与所述电磁阀Ⅱ9、所述单向阀10依次连接。

本发明实施例中,具体地,在涡旋式空气源热泵系统中,如图2所示,所述涡旋式压缩机21包括排气管210、二级压缩腔211、一级压缩腔212、吸气管213、补气管214、电机腔215、回油管216,其中所述排气管210通过所述电磁阀Ⅲ11连接所述中压罐8,所述吸气管213通过所述所述电磁阀Ⅳ13连接所述中压罐8,所述补气管214通过所述电磁阀Ⅴ12连接所述所述中压罐8。涡旋式压缩机在进行工作时,从所述吸气管213吸入低温低压气态制冷剂,在一级压缩腔212内进行一级压缩,所述一级压缩后的中温中压气态制冷剂排入所述电机腔215,混合来自所述中压罐8进行补气增焓的低温中压气态制冷剂后,进入二级压缩腔211内进行二级压缩,所述二级压缩后的高温高压气态制冷剂从所述排气管210排出。

所述涡旋式空气源热泵系统不在工作状态下时,所述涡旋式空气源热泵系统内的液态制冷剂通过所述电磁阀Ⅰ3全部迁移至所述中压罐8中存储。现在市面上的涡旋式低温空气源热泵,一般单系统包括涡旋式压缩机、翅片换热器、壳管换热器、四通换向阀、油分离器、节流装置、经济器系统、储液器、气液分离器等部件组成,对于大功率热泵机组,由多个上述单系统并联组成,即需要多套经济器系统、储液器、气液分离器等部件及相应的连接管路,使得成本非常高,且需要占用很大的结构空间,机组尺寸过大或内部布局过于紧凑,大大降低了安装工艺性和维修工艺性。在本发明实施例中使用中压罐代替经济器系统、储液器、气液分离器等部件,降低了机组成本并且减小了结构占用空间。停机后将涡旋式空气源热泵系统内制冷剂迁移至中压罐内,避免了开机时带液引发液击。

所述涡旋式空气源热泵系统在工作状态下时,所述电磁阀Ⅱ9打开,所述中压罐8中的所述液态制冷剂通过所述电磁阀Ⅱ9进入所述涡旋式空气源热泵系统循环,根据所述压力传感器Ⅰ22测得的吸气压力、所述温度传感器Ⅰ23测得的吸气温度控制所述电磁阀Ⅱ9的开启和暂停,控制所述中压罐8向所述涡旋式空气源热泵系统内的供液过程。

在涡旋式空气源热泵系统中,具体地,所述中压罐8通过所述电磁阀Ⅳ13与所述涡旋式压缩机21的所述吸气管213连接。

随着运行工况的变化,当压力传感器Ⅰ22测得的吸气压力、温度传感器Ⅰ23测得的吸气温度判断中压罐8需要向涡旋式空气源热泵系统内补充液态制冷剂;通过压力传感器Ⅰ22测得的吸气压力和压力传感器Ⅲ7测得的中压罐内压力,判断电磁阀Ⅲ11是否需要开启,电磁阀Ⅲ11开启后可迅速升高所述中压罐8内的压力,使得中压罐8中的液态制冷剂更加快速进入涡旋式空气源热泵系统循环,调节更具有实时性。

在涡旋式空气源热泵系统中,具体地,中压罐8通过电磁阀Ⅳ13与涡旋式压缩机21的吸气管213连接。随着运行工况的变化,当压力传感器Ⅰ22测得的吸气压力、温度传感器Ⅰ23测得的吸气温度判断涡旋式空气源热泵系统内液态制冷剂过多,需要将多余的液态制冷剂迁移至中压罐8中,通过压力传感器Ⅰ22测得的吸气压力和压力传感器Ⅲ7测得的中压罐8内压力,判断电磁阀Ⅳ13是否需要开启,电磁阀Ⅳ13开启后可以迅速降低中压罐8内的压力,使得涡旋式空气源热泵系统中的液态制冷剂更加快速进入中压罐8内存储,调节更具有实时性。

在涡旋式空气源热泵系统中,具体地,中压罐8通过电磁阀Ⅴ12与涡旋式压缩机21的补气管214连接,根据液位传感器6测得的液态制冷剂剩余量,压力传感器Ⅱ20测得的排气压力、温度传感器Ⅱ19测得的排气温度,控制电磁阀Ⅴ12的启停,部分液态制冷剂散发成气体进入涡旋式压缩机21,进行补气增焓。此功能下中压罐8充当闪发器作用,由于中压罐8内为液体制冷剂与饱和气态制冷剂,无法避免拥有闪发器的缺点:电磁阀Ⅴ12开启后部分液态制冷剂可能会以液滴形态进入涡旋式压缩机21,有一定的带液风险。而涡旋式压缩机21的补气管214与电机腔215相连,独有的结构完美避免液击风险。

在涡旋式空气源热泵系统中,具体地,在制热工况下,随着温度降低,涡旋式空气源热泵系统所需液态制冷剂量逐渐减少,多余的液态制冷剂通过电磁阀Ⅰ3迁移至中压罐8中,通过电子膨胀阀Ⅱ15进行精准调控,确保机组实时处于高效率状态。制热时将多余的制冷剂存储于中压罐8内,通过中压罐8及相关阀件管路对系统内制冷剂进行实时分配,调节更精准。

本发明实施例提供了一种涡旋式空气源热泵系统,其特征在于,包括:制冷模块制冷剂循环系统、制热模块制冷剂循环系统、中压罐管路,其中,所述制冷模块制冷剂循环系统、所述制热模块制冷剂循环系统和所述中压罐管路共同组成了所述涡旋式空气源热泵系统;所述制冷模块制冷剂循环系统由翅片换热器1、单向阀2、干燥过滤器16、电子膨胀阀Ⅰ17、单向阀26、壳管换热器30、四通换向阀14、压力传感器Ⅰ22、温度传感器Ⅰ23、涡旋式压缩机21、压力传感器Ⅱ20、温度传感器Ⅱ19、四通换向阀14、所述翅片换热器1依次连通形成制冷循环回路;所述制热模块制冷剂循环系统由所述翅片换热器1、所述四通换向阀14、所述压力传感器Ⅰ22、所述温度传感器Ⅰ23、所述涡旋式压缩机21、所述压力传感器Ⅱ20、所述温度传感器Ⅱ19、所述四通换向阀14、所述壳管换热器30、单向阀5、所述干燥过滤器16、所述电子膨胀阀117、单向阀25、所述翅片换热器1依次连通形成制热循环回路;所述中压罐管路包括中压罐8、电磁阀Ⅲ11、电磁阀Ⅴ12、电磁阀Ⅳ13、电子膨胀阀Ⅱ15、单向阀4、电磁阀13、电磁阀Ⅱ9,其中,所述中压罐8与所述涡旋式压缩机21的排气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅲ11、油分离器18、所述压力传感器Ⅱ20和所述温度传感器Ⅱ19,所述中压罐8与所述涡旋式压缩机21的补气口连接中间设置有所述电磁阀Ⅴ12,所述中压罐8与所述涡旋式压缩机21的吸气管连接中间设置有所述电磁阀Ⅳ13,所述中压罐8与所述壳管换热器30连接中间设置有所述电子膨胀阀Ⅱ15、所述干燥过滤器24,所述中压罐8与所述单向阀4、所述电磁阀13依次连接,所述中压罐8与所述电磁阀Ⅱ9、所述单向阀10依次连接。制热时将多余的制冷剂存储于中压罐内,通过中压罐及相关阀件管路对系统内制冷剂进行实时分配,调节更精准,机组制热效率更高。停机后将系统内制冷剂迁移至中压罐内,避免开机时带液引发液击。

在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。

类似地,应当理解,为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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