一種增焓低溫熱泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增焓低溫熱泵，包括增焓壓縮機、渦流管、蒸發(fā)器、冷凝器、控制器、第一溫度傳感器、第一壓力傳感器；增焓壓縮機排氣口與冷凝器進氣口連接，冷凝器出氣口與渦流管進氣口連接，渦流管熱端與增焓壓縮機補氣口連接；渦流管冷端與蒸發(fā)器進氣口連接，蒸發(fā)器排氣口與增焓壓縮機進氣口連接；第一溫度傳感器用于檢測蒸發(fā)器出氣溫度，第一壓力傳感器用于檢測蒸發(fā)器出氣壓力；渦流管包括熱端電磁閥，熱端電磁閥安裝在渦流管熱端位置，用于控制渦流管制冷系數(shù)；控制器根據(jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器信號，控制熱端電磁閥開度。本發(fā)明提供的增焓低溫熱泵，減少系統(tǒng)不可逆損失，提高循環(huán)系統(tǒng)的能效和制熱量，節(jié)約能源。
【專利說明】一種増焓低溫熱泵

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及暖通空調【技術領域】，特別是一種增焓低溫熱泵。

【背景技術】
[0002]補氣增焓熱泵機組采用帶輔助進氣口的渦旋壓縮機來代替常規(guī)壓縮機，除了傳統(tǒng)空氣源熱泵機組中的主要部件外，增加了一個過冷器。補氣增焓熱泵機組的工作流程如圖1所示，從冷凝器出來的過冷液態(tài)制冷劑分為兩路:主路為制冷回路，輔路為補氣回路。主路的制冷劑液體直接進入過冷器；輔路的制冷劑液體經膨脹閥2節(jié)流降壓后進入過冷器，這兩部分制冷劑在過冷器中熱交換后，輔路的制冷劑吸熱汽化為氣態(tài)制冷劑被壓縮機蒸氣噴射口吸入，主路的制冷劑被再次過冷，經膨脹閥1降壓后進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中汽化后被壓縮機吸氣口吸入。主路制冷劑經過一級壓縮后和輔路的制冷劑在壓縮機工作腔內混合，經進一步壓縮后排出壓縮機，進入冷凝器，如此構成完整的循環(huán)。
[0003]補氣增焓熱泵機組即準二級壓縮熱泵機組的壓縮過程，由低壓級壓縮過程、補氣過程及高壓級壓縮過程組成，輔路的制冷劑經過過冷器后汽化為低溫低壓的制冷劑氣體，與主路制冷劑混合，能夠冷卻主路制冷劑的溫度，使準二級壓縮過
程的起始溫度較低，將壓縮機的排氣溫度控制在一個合適的范圍內；且在低溫環(huán)境下，主路制冷劑的流量偏低，通過補入輔路制冷劑的飽和蒸汽，增大壓縮機流量，從而增加了整個系統(tǒng)的制冷劑流量，改善機組的運行工況，提高機組的制熱量。
[0004]現(xiàn)有的熱泵利用膨脹閥節(jié)流降壓，節(jié)流時存在摩擦損耗，所以節(jié)流后熵必定增加，但節(jié)流前后的焓值不變。會造成節(jié)流損失很大，熱泵循環(huán)系統(tǒng)的能效低，另外通過過冷器進行換熱，換熱效率低。在室外溫度低于0度時，蒸發(fā)器統(tǒng)的過熱度低，制熱系統(tǒng)低，能耗高。


【發(fā)明內容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出一種增焓低溫熱泵，以解決循環(huán)系統(tǒng)的能效低的問題。
[0006]一方面，本發(fā)明提供了一種增焓低溫熱泵，包括增焓壓縮機、渦流管、蒸發(fā)器、冷凝器、控制器、第一溫度傳感器、第一壓力傳感器；增焓壓縮機排氣口與冷凝器進氣口連接，冷凝器出氣口與渦流管進氣端連接，渦流管熱端與增焓壓縮機補氣口連接；渦流管冷端與蒸發(fā)器進氣口連接，蒸發(fā)器排氣口與增焓壓縮機進氣口連接；第一溫度傳感器用于檢測蒸發(fā)器出氣溫度，第一壓力傳感器用于檢測蒸發(fā)器出氣壓力；渦流管包括熱端電磁閥，熱端電磁閥安裝在渦流管熱端位置，用于控制渦流管制冷系數(shù)；控制器根據(jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器信號，控制熱端電磁閥開度。
[0007]進一步地，包括電磁閥組和第二溫度傳感器，第二溫度傳感器用于檢測渦流管熱端溫度；電磁閥組包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；在第一狀態(tài)下，電磁閥組連通渦流管熱端與增焓壓縮機補氣口，電磁閥組切斷渦流管熱端與冷凝器進氣口 ；在第二狀態(tài)下，電磁閥組切斷渦流管熱端與增焓壓縮機補氣口，電磁閥組連通渦流管熱端與冷凝器進氣口 ；控制器根據(jù)第二溫度傳感器信號，控制電磁閥組在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下切換。
[0008]進一步地，當?shù)诙囟葌鞲衅鳈z測到的溫度值超過預設值時，控制器控制電磁閥組切換至第二狀態(tài)；否則，控制器控制電磁閥組切換至第一狀態(tài)。
[0009]進一步地，電磁閥組包括第一電磁閥和第二電磁閥，第一電磁閥位于渦流管熱端與增焓壓縮機補氣口之間管路中；第二電磁閥位于渦流管熱端與冷凝器進氣口之間管路中。
[0010]進一步地，包括單向閥，單向閥安裝在渦流管熱端與冷凝器進氣口之間管路中。
[0011]進一步地，還包括氣液分離器，氣液分離器連接于冷凝器出氣口和渦流管進氣口之間管路中，氣液分離器的液體出口與蒸發(fā)器進氣口連接。
[0012]進一步地，在氣液分離器的液體出口與蒸發(fā)器進氣口之間管路中設置有膨脹閥。
[0013]本發(fā)明提供了一種增焓低溫熱泵，冷凝器出氣口的高溫高壓氣體經過渦流管后，在渦流管內膨脹加速后分離成總溫不相等的兩部分氣流，其中溫度下降的冷氣流由渦流管冷端排出，溫度升高的熱氣流由渦流管熱端排出。減少了熱泵系統(tǒng)的不可逆損失?？刂破鞲鶕?jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器信號，計算得到蒸發(fā)器出口過熱度，來控制熱端電磁閥開度，從而改變冷端流量與熱端流量比率?？刂破骺梢愿鶕?jù)外界溫度情況，靈活調節(jié)蒸發(fā)器出口過熱度。
[0014]另外，同時充分利用了分離出的高溫氣流的能量，進入增焓壓縮機補氣口，增大壓縮機吸氣流量，從而增加了整個系統(tǒng)的制冷劑流量，改善熱泵的運行工況，減少了壓縮機功耗，提高熱泵的制熱量。當渦流管熱端流量減少，溫度升高至預定范圍值時，為了減少能量損耗，將渦流管熱端流量引入至冷凝器入口，節(jié)約了能源，提高了循環(huán)系統(tǒng)的能效。
[0015]單向閥可以防止壓縮機排氣口流量倒流至渦流管熱端，造成流入冷凝器流量減少，制熱量下降。氣液分離器是為防止液態(tài)制冷劑對渦流管造成液擊現(xiàn)象。
[0016]本發(fā)明提供了一種增焓低溫熱泵，減少了熱泵系統(tǒng)的不可逆損失。提高了循環(huán)系統(tǒng)的能效和制熱量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明增焓低溫熱泵結構示意圖；
圖2為本發(fā)明增焓低溫熱泵控制示意圖。

【具體實施方式】
[0018]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0019]如圖1和圖2所示，本發(fā)明優(yōu)選一種增焓低溫熱泵，包括增焓壓縮機1、渦流管4、蒸發(fā)器5、冷凝器2、控制器、第一溫度傳感器、第一壓力傳感器；增焓壓縮機1排氣口與冷凝器2進氣口連接，冷凝器2出氣口與渦流管4進氣口連接，渦流管4熱端與增焓壓縮機1補氣口連接；渦流管4冷端與蒸發(fā)器5進氣口連接，蒸發(fā)器5排氣口與增焓壓縮機1進氣口連接。渦流管4包括熱端電磁閥6，熱端電磁閥6安裝在渦流管4熱端位置，用于控制渦流管4制冷系數(shù)；渦流管4制冷系數(shù)是指渦流管4冷端釋放的冷氣量占輸入渦流管4進氣口總量的體積百分比，制冷系數(shù)越高，冷氣流越大，降溫幅度越小，渦流管4熱端釋放的熱氣量越少，渦流管4熱端升溫幅度越大。否則相反。
[0020]如圖2所示，第一溫度傳感器用于檢測蒸發(fā)器5出氣溫度，第一壓力傳感器用于檢測蒸發(fā)器5出氣壓力；控制器根據(jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器信號，計算得到蒸發(fā)器5出氣口過熱度，控制熱端電磁閥6開度。過熱度是指制冷劑溫度高于對應壓力下的飽和溫度的程度。熱端電磁閥6開度越大，制冷系數(shù)越高，冷氣流越大，降溫幅度越小，渦流管4熱端釋放的熱氣量越少，渦流管4熱端升溫幅度越大。否則相反。
[0021]如果在冬季，外界環(huán)境溫度低于0度，控制器根據(jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器信號，計算得到蒸發(fā)器5出氣口過熱度，蒸發(fā)器5出氣口過熱度很低，控制器控制熱端電磁閥6開度變小，制冷系數(shù)較低，冷氣流變小，降溫幅度增大，使得蒸發(fā)器5出氣口過熱度升高，使蒸發(fā)器5在飽和負荷下工作。渦流管4熱端釋放的熱氣量增大，渦流管4熱端升溫幅度減少，渦流管4熱端的流量進入壓縮機補氣口，提高了壓縮機的制熱量，減少了壓縮機能耗。
[0022]如果在夏季，外界環(huán)境溫度30度，控制器根據(jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器信號，計算得到蒸發(fā)器5出氣口過熱度，蒸發(fā)器5出氣口過熱度很高，控制器控制熱端電磁閥6開度變大，制冷系數(shù)增大，冷氣流增大，降溫幅度減少，使得蒸發(fā)器5出氣口過熱度降低，使蒸發(fā)器5在飽和負荷下工作。渦流管4熱端釋放的熱氣量減少，渦流管4熱端升溫幅度增大，渦流管4熱端的流量進入壓縮機補氣口，提高了壓縮機的制熱量，減少了壓縮機能耗。
[0023]為了防止渦流管4熱端的高溫制冷劑進入壓縮機補氣口，造成壓縮機熱負荷增大，損壞壓縮機和熱量浪費。本發(fā)明優(yōu)選一種增焓低溫熱泵還包括電磁閥組和第二溫度傳感器，第二溫度傳感器用于檢測渦流管4熱端溫度；電磁閥組包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；電磁閥組包括第一電磁閥7和第二電磁閥8，第一電磁閥7位于渦流管4熱端與增焓壓縮機1補氣口之間管路中；第二電磁閥8位于渦流管4熱端與冷凝器2進氣口之間管路中。在第一狀態(tài)下，第一電磁閥7得電連通渦流管4熱端與增焓壓縮機1補氣口，第二電磁閥8斷電切斷渦流管4熱端與冷凝器2進氣口 ；在第二狀態(tài)下，第一電磁閥7斷電切斷渦流管4熱端與增焓壓縮機1補氣口，第二電磁閥8得電連通渦流管4熱端與冷凝器2進氣口 ；控制器根據(jù)第二溫度傳感器信號，控制電磁閥組在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下切換。
[0024]如果在夏季，外界環(huán)境溫度30度，當?shù)诙囟葌鞲衅鳈z測到的渦流管4熱端溫度值超過預設值時，控制器控制電磁閥組切換至第二狀態(tài)，渦流管4熱端的高溫制冷劑直接進入冷凝器2入口，提高了制熱量，減少了壓縮機的能耗；否則，控制器控制電磁閥組切換至第一狀態(tài)。
[0025]為了防止壓縮機排氣口流量倒流至渦流管4熱端，造成流入冷凝器2流量減少，制熱量下降。在渦流管4熱端與冷凝器2進氣口之間管路中安裝有單向閥9。為了防止冷凝器2出口的液態(tài)制冷劑對渦流管4造成液擊現(xiàn)象。本發(fā)明優(yōu)選一種增焓低溫熱泵還包括氣液分離器3，氣液分離器3連接于冷凝器2出氣口和渦流管4進氣口之間管路中，氣液分離器3進口與冷凝器2出氣口相連，氣液分離器3的氣體出口與禍流管4進氣口相連，氣液分離器3的液體出口與蒸發(fā)器5進氣口連接。在氣液分離器3的液體出口與蒸發(fā)器5進氣口之間管路中設置有膨脹閥10。氣液分離器3的液體出口的制冷劑經過膨脹閥10后直接進入蒸發(fā)器5進氣口。
[0026]本發(fā)明提供了一種增焓低溫熱泵，通過控制器、熱端電磁閥6、第一溫度傳感器、第一壓力傳感器，靈活控制了熱端電磁閥6的開度，達到控制渦流管4制冷系數(shù)，控制精度高，減少了熱泵系統(tǒng)的不可逆損失，改善熱泵的運行工況，減少了壓縮機功耗，提高熱泵的制熱量。節(jié)約了能源，提高了循環(huán)系統(tǒng)的能效。通過第二溫度傳感器和電磁閥組，改善熱泵的運行工況，減少了壓縮機功耗，提高熱泵的制熱量。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種增焓低溫熱泵，其特征在于，包括增焓壓縮機(I)、渦流管(4)、蒸發(fā)器(5)、冷凝器(2)、控制器、第一溫度傳感器、第一壓力傳感器；增焓壓縮機(I)排氣口與冷凝器(2)進氣口連接，冷凝器(2)出氣口與渦流管(4)進氣端連接，渦流管(4)熱端與增焓壓縮機(I)補氣口連接；渦流管(4)冷端與蒸發(fā)器(5)進氣口連接，蒸發(fā)器(5)排氣口與增焓壓縮機(I)進氣口連接；第一溫度傳感器用于檢測蒸發(fā)器(5)出氣溫度，第一壓力傳感器用于檢測蒸發(fā)器(5)出氣壓力；渦流管(4)包括熱端電磁閥(6)，熱端電磁閥(6)安裝在渦流管(4)熱端位置，用于控制渦流管(4)制冷系數(shù)；控制器根據(jù)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器信號，控制熱端電磁閥(6)開度。
2.根據(jù)權利要求1所述增焓低溫熱泵，其特征在于，包括電磁閥組和第二溫度傳感器，第二溫度傳感器用于檢測渦流管(4)熱端溫度；電磁閥組包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；在第一狀態(tài)下，電磁閥組連通渦流管(4)熱端與增焓壓縮機(I)補氣口，電磁閥組切斷渦流管(4)熱端與冷凝器(2)進氣口 ；在第二狀態(tài)下，電磁閥組切斷渦流管(4)熱端與增焓壓縮機(I)補氣口，電磁閥組連通渦流管(4)熱端與冷凝器(2)進氣口 ；控制器根據(jù)第二溫度傳感器信號，控制電磁閥組在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下切換。
3.根據(jù)權利要求2所述增焓低溫熱泵，其特征在于，當?shù)诙囟葌鞲衅鳈z測到的溫度值超過預設值時，控制器控制電磁閥組切換至第二狀態(tài)；否則，控制器控制電磁閥組切換至第一狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求2所述增焓低溫熱泵，其特征在于，電磁閥組包括第一電磁閥(7)和第二電磁閥(8)，第一電磁閥(7)位于渦流管(4)熱端與增焓壓縮機(I)補氣口之間管路中；第二電磁閥(8)位于渦流管(4)熱端與冷凝器(2)進氣口之間管路中。
5.根據(jù)權利要求2所述增焓低溫熱泵，其特征在于，包括單向閥(9)，單向閥(9)安裝在渦流管(4)熱端與冷凝器(2)進氣口之間管路中。
6.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述增焓低溫熱泵，其特征在于，還包括氣液分離器(3)，氣液分離器(3)連接于冷凝器(2)出氣口和渦流管(4)進氣口之間管路中，氣液分離器(3)的液體出口與蒸發(fā)器(5)進氣口連接。
7.根據(jù)權利要求6所述增焓低溫熱泵，其特征在于，在氣液分離器(3)的液體出口與蒸發(fā)器(5 )進氣口之間管路中設置有膨脹閥(1 )。
【文檔編號】F25B49/02GK104501460SQ201410810194
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權日:2014年12月24日
【發(fā)明者】朱凌云 申請人:武漢浩宏科技有限公司