專利名稱：一種超低溫空氣源熱泵熱水機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱水機，屬電器領(lǐng)域。具體來說為一種空氣源熱泵熱水機，特別是 一種超低溫空氣源熱泵熱水機。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，能源總需求不斷增加，電、油、煤等能源供需矛盾越來越突 出，能源問題已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展和社會發(fā)展的重要因素，為了保證能源節(jié)能要求，熱 水設(shè)備是一個耗能產(chǎn)品(太陽能熱水器除外)，由于我國水資源，特別是地下水資源相對 缺乏，這種情況在三北等傳統(tǒng)的供熱水地區(qū)更是嚴重；其次熱泵熱水機一年四季都是制取 熱水，春、夏、秋三個季節(jié)水源節(jié)能效果還沒有空氣源好；第三水源熱泵安裝復(fù)雜，安裝成本 高。所以，發(fā)展地下水源熱泵受到了諸多條件的限制?？諝庠礋岜脵C組除了具有環(huán)保、節(jié)能 的特點外，還有系統(tǒng)簡單、初投資低、維護方便、調(diào)節(jié)靈活等特點，因此已經(jīng)得到了大面積的 推廣應(yīng)用。但市場上大量推廣的普通空氣源熱泵機組不能在低溫環(huán)境(_7°C以下)中長期 可靠地工作，國內(nèi)采用常規(guī)壓縮機的熱泵熱水器出水溫度設(shè)定為55°C，普通型空氣源熱泵 熱水器運行性能受到很大影響，主要表現(xiàn)在幾個方面1、制熱量隨著環(huán)境溫度的下降而逐步衰減。吸氣量的大小與其吸氣飽和溫度一一 對應(yīng)，吸氣飽和溫度越高，吸氣越大，反之反。隨著環(huán)境溫度逐步下降，系統(tǒng)蒸發(fā)溫度降低， 壓縮機吸氣比容增大，輸氣系數(shù)減小，導(dǎo)致制熱量減少，系統(tǒng)能效比(COP)相應(yīng)下降，經(jīng)濟 性降低。2、是機組特別是壓縮機運行的可靠性問題。低溫環(huán)境下，蒸發(fā)溫度過低時，壓縮機 壓縮比增大引起排氣溫度快速升高，使?jié)櫥宛ざ燃眲∠陆?，影響壓縮機潤滑，系統(tǒng)還會出 現(xiàn)回液、回油不正常，嚴重時會導(dǎo)致壓縮機損壞等問題。在已經(jīng)公開的專利申請?zhí)枮?00910152639.0，專利名稱為一種空氣源低溫熱 泵熱水器的專利文獻中，公開了一種空氣源低溫熱泵熱水器，其包括主機、蓄熱保溫水箱、 控制器、四通閥、噴氣增焓壓縮機等，四通閥D向通過高壓開關(guān)接噴氣增焓壓縮機排氣管、C 向接套管冷凝器進氣口、S向通過汽液分離器、低壓開關(guān)接噴氣增焓壓縮機吸氣口、E向接 翅片式蒸發(fā)器出氣口，套管冷凝器出口通過儲液器、干燥過濾器后分為兩路，主路直接進入 經(jīng)濟器后再通過主熱力膨脹閥進入翅片式蒸發(fā)器進液口，輔路通過液路電磁閥、輔助熱力 膨脹閥進入經(jīng)濟器后再通過止回閥進入噴氣增焓壓縮機的輔助進氣口。豈能在氣溫較低的 北方工作，但該技術(shù)中的主機的壓縮機排氣溫度高，熱轉(zhuǎn)換效率低，不利于節(jié)能環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種超低溫空氣源熱泵熱水機，其不僅能在超 低溫的工作環(huán)境中正常工作，而且壓縮機的排氣溫度低，提高了熱泵熱水機的熱能轉(zhuǎn)換效 率和系統(tǒng)能效比，有利于節(jié)能環(huán)保。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超低溫空氣源熱泵熱水機，其包括通過管路連接的壓縮機、風側(cè)熱交換器和熱水側(cè)熱交換器，所述壓縮機的中部設(shè)有空腔，壓縮機 的一側(cè)設(shè)有補氣口。對所述熱泵熱水機的進一步改進為，其還包括四通閥和氣液分離器，空氣經(jīng)壓縮 機出口流出到四通閥、氣液分離器后再經(jīng)壓縮機的補氣口流入到空腔，形成補氣回路。較好 的是，所述壓縮機出口與四通閥之間的連接管路上設(shè)有高壓開關(guān)，所述氣液分離器與壓縮 機的補氣口之間的連接管路上設(shè)有低壓開關(guān)。對所述熱泵熱水機的再進一步改進為，其還包括制冷回路，所述制冷回路主要由 壓縮機經(jīng)四通閥、熱水側(cè)熱交換器、儲液器、干燥過濾器、經(jīng)濟器、風側(cè)熱交換器，再經(jīng)四通 閥回到壓縮機形成。較好的是，所述制冷回路還包括設(shè)置在所述經(jīng)濟器和風側(cè)熱交換器連 接管路上的主膨脹閥。對所述熱泵熱水機的又一步改進為，其還包括輔助補氣回路，所述輔助補氣回路 主要由壓縮機經(jīng)四通閥、熱水側(cè)熱交換器、儲液器、干燥過濾器、補氣電磁閥、補氣膨脹閥、 經(jīng)濟器，再回到壓縮機形成。較好的是，所述輔助補氣回路還包括設(shè)置在所述經(jīng)濟器和壓縮 機連接管路上的單向閥。對所述熱泵熱水機的更進一步改進為，所述儲液器與壓縮機通過管路連接，在其 連接管路上設(shè)置有注液閥。本發(fā)明的有益效果為1、選用帶補氣口的壓縮機，氣態(tài)制冷劑的噴射到壓縮機中間腔，可以降低排氣比 焓，從而可以降低渦旋壓縮機的排氣溫度，同時把單級壓縮變?yōu)闇识墘嚎s，這樣可以避免 機組應(yīng)用于低溫工況下由于壓縮比增大而使系統(tǒng)不能正常工作的問題，也可以避免不帶補 氣口壓縮機在環(huán)境溫度低時，冷媒的循環(huán)流量小，從而壓縮機潤滑油不能回壓縮機，壓縮機 潤滑不良引起壓縮機繞組燒壞的嚴重故障現(xiàn)象發(fā)生。2、通過經(jīng)濟器利用冷凝器輔助節(jié)流之后的制冷劑將主路中的制冷劑進一步冷卻， 增大了膨脹閥前制冷劑的過冷度，膨脹閥前制冷劑溫度降低，這樣提高了系統(tǒng)中蒸發(fā)器的 換熱量，從而提高熱泵系統(tǒng)總的制熱量。3、儲液器與壓縮機的連接管路上設(shè)置有注液閥，控制器一直檢測排氣溫度，在壓 縮機排氣溫度超過105度時，打開注液閥，旁通一部分液態(tài)的冷媒到壓縮機補氣口，這樣可 以提高參與循環(huán)的冷媒量，提高制熱量，也降低了壓縮機的排氣溫度。4、壓縮機補氣口加裝一個單向閥，可以防止壓縮機壓縮后的中壓冷媒流向經(jīng)濟 器，從而導(dǎo)致熱泵熱水機運行不正常。5、輔助補氣回路加裝一個電磁閥，這樣就可以控制補氣的開停，因為當環(huán)境溫度 或蒸發(fā)溫度高時，壓縮機的循環(huán)流量很大，不需要進行補氣。如果在高環(huán)境溫度或高蒸發(fā)壓 力時，補氣電磁閥如果打開，就會出現(xiàn)循環(huán)流量過大，壓縮機容易過在過載的狀態(tài)下運行， 長期運行在高負載下的壓縮機很容易損壞。


圖1為本發(fā)明所述超低溫空氣源熱泵熱水機的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，各圖標代表1_壓縮機2-低壓開關(guān)3-氣液分離器4-主膨脹閥5-風側(cè)熱 交換器6-高壓開關(guān)7-四通閥8-熱水側(cè)熱交換器9-儲液器10-注液閥11-干燥過濾器12-補氣電磁閥13-補氣膨脹閥14-經(jīng)濟器15-單向閥16-空腔17-補氣口
具體實施例方式以下，用實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作更詳細的描述。本實施例僅僅是對本發(fā)明最 佳實施方式的描述，并不對本發(fā)明的范圍有任何限制。實施例如圖1所示，為本發(fā)明所述超低溫空氣源熱泵熱水機的結(jié)構(gòu)示意圖。所述熱泵熱 水機包括壓縮機1，所述壓縮機1的中部設(shè)有空腔16，壓縮機1的一側(cè)設(shè)有補氣口 17，低溫 運行時，可以向壓縮機1的中間空腔16補充中壓氣體，增加其排氣量，降低排氣溫度，提升 制熱能力，使熱泵熱水機在低環(huán)境溫度也能提供足夠的制熱能力。也可以避免不帶補氣口 的壓縮機在環(huán)境溫度低時，冷媒的循環(huán)流量小，從而壓縮機潤滑油不能回壓縮機1，壓縮機 潤滑不良引起壓縮機1繞組燒壞的故障發(fā)生。所述熱泵熱水機還包括由壓縮機1、四通閥7、氣液分離器3和壓縮機1形成的補 氣回路。在所述補氣回路中，所述壓縮機1與四通閥7之間的連接管路上設(shè)有高壓開關(guān)6， 所述氣液分離器3與壓縮機1的連接管路上設(shè)有低壓開關(guān)2?？梢酝ㄟ^高低壓開關(guān)來調(diào)節(jié) 補氣回路中高壓氣體或低壓氣體的容量，滿足低溫制冷需要。同時，補氣回路的開啟和關(guān)閉 也可以作為一種壓縮機1容量卸載調(diào)節(jié)的輔助手段。優(yōu)選的是，所述熱泵熱水機還包括主要由壓縮機1經(jīng)四通閥7、熱水側(cè)熱交換器8、 儲液器9、干燥過濾器11、經(jīng)濟器14、風側(cè)熱交換器5，再經(jīng)四通閥7回到壓縮機1形成的制 冷回路。較好的是，在所述經(jīng)濟器14和風側(cè)熱交換器5連接管路上的主膨脹閥4。通過經(jīng)濟 器14利用冷凝器輔助節(jié)流之后的制冷劑將主路中的制冷劑進一步冷卻，增大了主膨脹閥4 前制冷劑的過冷度，主膨脹閥4前制冷劑溫度降低，這樣提高了系統(tǒng)中蒸發(fā)器的換熱量，從 而提高熱泵系統(tǒng)總的制熱量。優(yōu)選的是，所述熱泵熱水機還包括主要由壓縮機1經(jīng)四通閥7、熱水側(cè)熱交換器8、 儲液器9、干燥過濾器11、補氣電磁閥12、補氣膨脹閥13、經(jīng)濟器14，再回到壓縮機1形成 的輔助補氣回路。通過補氣電磁閥12，可以控制輔助補氣回路的開停。因為當環(huán)境溫度或 蒸發(fā)溫度高時，壓縮機1的循環(huán)流量很大，不需要進行補氣。如果在高環(huán)境溫度或高蒸發(fā)壓 力時，補氣電磁閥13如果打開，就會出現(xiàn)循環(huán)流量過大，壓縮機1容易過在過載的狀態(tài)下運 行，長期運行在高負載下的壓縮機很容易損壞。較好的是，在所述經(jīng)濟器14和壓縮機1連 接管路上的單向閥15。壓縮機1補氣口加裝一個單向閥15，可以防止壓縮機1壓縮后的中 壓冷媒流向經(jīng)濟器14，從而導(dǎo)致熱泵熱水機運行不正常。優(yōu)選的是，在所述儲液器9與壓縮機1的連接管路上設(shè)置有注液閥10。通過控制 器檢測排氣溫度，在壓縮機1排氣溫度超過105度時，打開注液閥10，旁通一部分液態(tài)的冷 媒到壓縮機1的補氣口，這樣可以提高參與循環(huán)的冷媒量，提高制熱量，也降低了壓縮機的 排氣溫度。所述超低溫空氣源熱泵熱水機的工作原理圖如下壓縮機1排出高溫高壓的冷媒通過四通閥7流到熱水側(cè)熱交換器8，出來后的冷 媒一路通過注液閥10對壓縮機1補氣口時行注液；另一路到干燥過濾器11，從干燥過濾器 11出來的液體分為兩路
一路為制冷回路，另一路為輔路為補氣回路。制冷回路的冷媒直接進入經(jīng)濟器14， 冷媒制冷劑在經(jīng)濟器14中產(chǎn)生熱交換后，經(jīng)主膨脹閥4到風側(cè)熱交換器5，經(jīng)四通閥7回到 壓縮機1的吸氣口 ；輔路為補氣回路的液體冷媒經(jīng)電磁閥12到輔膨脹閥13，降壓后進入經(jīng) 濟器14，出來的冷媒經(jīng)過單向閥15到達壓縮機1補氣口。本發(fā)明所述的超低溫空氣源熱泵熱水機，其不僅能在超低溫的工作環(huán)境中正常工 作，而且壓縮機的排氣溫度低，提高了熱泵熱水機的熱能轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)能效比，有利于節(jié) 能環(huán)保。
權(quán)利要求
一種超低溫空氣源熱泵熱水機，其包括壓縮機(1)、風側(cè)熱交換器(5)和熱水側(cè)熱交換器(8)，所述壓縮機(1)與風側(cè)熱交換器(5)和熱水側(cè)熱交換器(8)通過管路連接，其特征在于所述壓縮機(1)的中部設(shè)有空腔(16)，壓縮機(1)的一側(cè)設(shè)有補氣口(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫空氣源熱泵熱水機，其特征在于所述超低溫空氣 源熱泵熱水機還包括四通閥⑵和氣液分離器(3)，空氣經(jīng)壓縮機(1)出口流出到四通閥 (7)、氣液分離器(3)后再經(jīng)壓縮機(1)的補氣口(17)流入到空腔(16)，形成補氣回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超低溫空氣源熱泵熱水機，其特征在于所述壓縮機(1)出 口與四通閥(7)之間的連接管路上設(shè)有高壓開關(guān)(6)，所述氣液分離器(3)與壓縮機(1)的 補氣口(17)之間的連接管路上設(shè)有低壓開關(guān)(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫空氣源熱泵熱水機，其特征在于所述超低溫空氣源 熱泵熱水機還包括制冷回路，所述制冷回路主要由壓縮機(1)經(jīng)四通閥(7)、熱水側(cè)熱交換 器⑶、儲液器(9)、干燥過濾器(11)、經(jīng)濟器(14)、風側(cè)熱交換器(5)，再經(jīng)四通閥(7)回到 壓縮機(1)形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超低溫空氣源熱泵熱水機，其特征在于所述制冷回路還包 括設(shè)置在所述經(jīng)濟器(14)和風側(cè)熱交換器(5)連接管路上的主膨脹閥(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫空氣源熱泵熱水機，其特征在于所述超低溫空氣源 熱泵熱水機還包括輔助補氣回路，所述輔助補氣回路主要由壓縮機(1)經(jīng)四通閥(7)、熱水 側(cè)熱交換器(8)、儲液器(9)、干燥過濾器(11)、補氣電磁閥(12)、補氣膨脹閥(13)、經(jīng)濟器 (14)，再回到壓縮機(1)形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超低溫空氣源熱泵熱水機，其特征在于所述輔助補氣回路 還包括設(shè)置在所述經(jīng)濟器(14)和壓縮機(1)連接管路上的單向閥(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項所述的超低溫空氣源熱泵熱水機，其特征在于所述 儲液器(9)與壓縮機(1)通過管路連接，在其連接管路上設(shè)置有注液閥(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超低溫空氣源熱泵熱水機，其包括通過管路連接的壓縮機(1)與風側(cè)熱交換器(5)和熱水側(cè)熱交換器(8)，所述壓縮機(1)的中部設(shè)有空腔(16)，壓縮機(1)的一側(cè)設(shè)有補氣口(17)。所述熱泵熱水機還包括補氣回路、制冷回路和輔助補氣回路。其不僅能在超低溫的工作環(huán)境中正常工作，而且壓縮機的排氣溫度低，提高了熱泵熱水機的熱能轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)能效比，有利于節(jié)能環(huán)保。
文檔編號F24H4/02GK101957060SQ20101052807
公開日2011年1月26日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者丁亮, 劉軍, 季忠海, 王天舒, 王玉軍, 王穎, 龔益 申請人:江蘇天舒電器有限公司