一种避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统，属于二氧化碳热泵领域，现有二氧化碳空气源热泵系统在低温环境下，制热能力衰减，能效下降，系统回油不良，本实用新型专利技术通过在现有二氧化碳空气源热泵系统中增设了回油型气液分离器、回油套管蒸发器型气冷器，系统进行回油工作时，回油管路中的液态油液及制冷剂吸取回油套管蒸发器型气冷器中的热量而得到蒸发使油液雾化、液态制冷剂变为气体，避免压缩机因回液冲击造成损害，延长压缩机的寿命的同时提高系统稳定性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统
本技术属于二氧化碳热泵技术，具体涉及一种避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统。
技术介绍
传统的热泵热水器系统主要由压缩机、节流阀、蒸发器以及冷凝器构成，基本工作原理为：制冷剂在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成气体媒体，蒸发器出来的气体媒体经过压缩机的压缩，变为高温高压的气体媒体，高温高压的气体媒体在冷凝器中将热能释放给高温物体、同时自身变为高压液体媒体，高压液体媒体流经膨胀阀节流减压，再变为过热液体媒体，进入蒸发器，如此循环。随着科技的进步以及人们节能意识的提高，近年来，热泵热水器市场发展迅速，欧美、日本等地区二氧化碳空气源热泵热水器在市场已有一定市场容量。二氧化碳空气源热泵热水器在国内越来越多的厂家开始投入研发，因其空气源热泵产品在低温环境下，制热能力衰减，能效下降，系统回油不良。空气源热泵的节流元件都是根据吸气过热度控制，即蒸发器出口温度与蒸发器入口温度的温度差，环境温度越低，系统中的制冷剂经蒸发器从空气中吸取的热量就越少，此时要保证一定的过热度，节流元件就会关得越来越小，在此情况下系统的回油会越来越差，长时间这样运行下去会造成压缩机回油不良而导致压缩机失去润滑，严重磨损和过热而烧坏。随着国家对节能减排越来越重视，热泵市场增长远高于经济增长，特别是低温热泵越来越受青睐。但低温下热泵制热时的回油问题给热泵较低环境温度下制热可靠运行带来技术问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有热泵热水器产品在低温环境下制热回油不良以及回油同时回液的问题，提供一种避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统，令系统低温运行回油时，使回油型气液分离器中积存的液态油液及制冷剂进入回油套管蒸发器型气冷器吸收热量进行蒸发，使油液雾化、液态制冷剂变为气体，气态制冷剂和雾化的油液回到回油型气液分离器并最终回到压缩机运行，从而避免系统因回油而造成系统回液给压缩机造成损害，延长压缩机的寿命的同时提高系统稳定性、可靠性。为达到上述目的，本技术的避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统，包括压缩机、经济器、节流阀、蒸发器、电磁阀、储液器，所述的经济器具有高温高压液态制冷剂进口、高温高压液态制冷剂出口、第一气态制冷剂进口、第一气态制冷剂出口，所述的高温高压液态制冷剂进口与高温高压液态制冷剂出口连通，所述的第一气态制冷剂进口与第一气态制冷剂出口连通，其特征是：该二氧化碳空气源热泵系统还包括回油套管蒸发器型气冷器和回油型气液分离器；所述回油套管蒸发器型气冷器上设有高温高压气态制冷剂进口、高温高压气液制冷剂出口、回油蒸发进口、回油蒸发出口、冷水进水口、热水出水口，所述的高温高压气态制冷剂进口与高温高压气液制冷剂出口连通，所述的回油蒸发进口与回油蒸发出口连通，所述的冷水进水口与热水出水口连通；所述的回油型气液分离器包括罐体及设于罐体上的第二气态制冷剂进口、第二气态制冷剂出口和回油出口；所述压缩机的出口与所述的高温高压气态制冷剂进口连接，所述的高温高压气液制冷剂出口与高温高压液态制冷剂进口连接，所述的高温高压液态制冷剂出口与所述储液器的进口连接，所述储液器的出口经所述的节流阀与所述蒸发器的进口连接，所述蒸发器的出口与所述的第一气态制冷剂进口连接，所述的第一气态制冷剂出口与所述的第二气态制冷剂进口连接，所述的第二气态制冷剂出口与所述压缩机的进口连接；所述的回油出口经所述的电磁阀连接所述的回油蒸发进口，所述的回油蒸发出口连接所述的第二气态制冷剂进口；所述的电磁阀打开，沉积在所述回油型气液分离器底部的油液经所述的回油出口-电磁阀-回油蒸发进口-回油套管蒸发器型气冷器-回油蒸发出口-第二气态制冷剂进口-回油型气液分离器-第二气态制冷剂出口的路径回到压缩机，系统进行回油工作。作为优选技术手段：所述的回油套管蒸发器型气冷器为套管换热器，所述的蒸发器为翅片换热器，所述的经济器为套管换热器。作为优选技术手段：所述的回油套管蒸发器型气冷器包括高温高压气态制冷剂换热通道、冷水吸热通道、回油油液吸热蒸发通道，所述高温高压气态制冷剂换热通道的两端分别设所述的高温高压气态制冷剂进口和高温高压气液制冷剂出口，所述冷水吸热通道的两端分别设所述的冷水进水口和热水出水口，所述回油油液吸热蒸发通道的两端分别设所述的回油蒸发进口和回油蒸发出口。作为优选技术手段：所述回油套管蒸发器型气冷器包括自外至内依次套在一起的外侧钢管、麻花状铜管、换热铜管，所述的换热铜管内为所述的回油油液吸热蒸发通道，所述换热铜管与麻花状铜管之间为所述的冷水吸热通道，所述麻花状铜管与外侧钢管之间为所述的高温高压气态制冷剂换热通道；所述的换热铜管从所述麻花状铜管内引出，所述的麻花状铜管从所述的外侧钢管内引出，所述的高温高压气态制冷剂进口和高温高压气液制冷剂出口分别连接在所述外侧钢管的两端，所述的回油蒸发进口和回油蒸发出口分别形成在所述换热铜管的两端，所述的冷水进水口和热水出水口分别形成在所述麻花状铜管的两端。作为优选技术手段：所述的外侧钢管、麻花状铜管、换热铜管呈螺旋状盘绕。作为优选技术手段：所述的第二气态制冷剂进口和第二气态制冷剂出口设在所述回油型气液分离器的罐体顶部，所述的回油出口设在所述回油型气液分离器的罐体底部，所述的回油出口位于所述回油型气液分离器内的部分向下弯曲且尽可能靠近所述回油型气液分离器罐体内壁的底部。作为优选技术手段：所述第二气态制冷剂进口的内端经直管延伸至所述罐体内的上部并弯折向所述罐体的侧壁。作为优选技术手段：所述第二气态制冷剂出口的内端经U形管延伸至所述罐体内的上部，所述U形管的下端位于所述罐体的底部。作为优选技术手段：所述U形管的管壁上设有通孔，为所述的通孔配置阻挡网。本技术的有益效果是：通过在现有二氧化碳空气源热泵系统中增设回油套管蒸发器型气冷器、回油型气液分离器，系统回油工作时电磁阀打开，积存在回油型气液分离器底部的液态油液及制冷剂从回油出口出来，进入回油套管蒸发器型气冷器回油蒸发进口，液态油液及制冷剂从回油套管蒸发器型气冷器中吸热蒸发，之后从回油蒸发出口出来成为雾化油、气态制冷剂，再进入到回油型气液分离器的气态制冷剂进口进行气液分离，然后气态制冷剂和雾化油一起回到压缩机中，从而实现润滑压缩机，避免压缩机因回液冲击或缺油造成损害，延长压缩机的寿命的同时提高系统稳定性、可靠性。由于本技术相对于现有二氧化碳空气源热泵系统增设了回油套管蒸发器型气冷器、回油型气液分离器，保证一定过热度时节流元件保持在合适的开度，保证系统良性回油。附图说明图1为本技术避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统的原理图；图2为本技术回油套管蒸发器型气冷器示意图；图3为图2所示回油套管蒸发器型气冷器一个端口部分的放大示意图；图4为本技术回油型气液分离器示意图；图中标号说明：1-压缩机；2-回油套管蒸发器型气冷器：21-高温高压气态制冷剂进口，22-高温高压气液制冷剂出口，23-回油蒸发进口，24-回油蒸发出口，25-冷水进水口，26-热水出水口，27-高温高压气态制冷剂换热通道，28-冷水吸热通道，29-回油油液吸热蒸发通道，210-外侧钢管，211-麻花状铜管，212-换热铜管；3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统，包括压缩机（1）、经济器（3）、节流阀（4）、蒸发器（5）、电磁阀（7）、储液器（8），所述的经济器（3）具有高温高压液态制冷剂进口（31）、高温高压液态制冷剂出口（32）、第一气态制冷剂进口（33）、第一气态制冷剂出口（34），所述的高温高压液态制冷剂进口（31）与高温高压液态制冷剂出口（32）连通，所述的第一气态制冷剂进口（33）与第一气态制冷剂出口（34）连通，其特征是：该二氧化碳空气源热泵系统还包括回油套管蒸发器型气冷器（2）和回油型气液分离器（6）；所述回油套管蒸发器型气冷器（2）上设有高温高压气态制冷剂进口（21）、高温高压气液制冷剂出口（22）、回油蒸发进口（23）、回油蒸发出口（24）、冷水进水口（25）、热水出水口（26），所述的高温高压气态制冷剂进口（21）与高温高压气液制冷剂出口（22）连通，所述的回油蒸发进口（23）与回油蒸发出口（24）连通，所述的冷水进水口（25）与热水出水口（26）连通；所述的回油型气液分离器（6）包括罐体（64）及设于罐体上的第二气态制冷剂进口（61）、第二气态制冷剂出口（62）和回油出口（63）；所述压缩机（1）的出口与所述的高温高压气态制冷剂进口（21）连接，所述的高温高压气液制冷剂出口（22）与高温高压液态制冷剂进口（31）连接，所述的高温高压液态制冷剂出口（32）与所述储液器（8）的进口连接，所述储液器（8）的出口经所述的节流阀（4）与所述蒸发器（5）的进口连接，所述蒸发器（5）的出口与所述的第一气态制冷剂进口（33）连接，所述的第一气态制冷剂出口（34）与所述的第二气态制冷剂进口（61）连接，所述的第二气态制冷剂出口（62）与所述压缩机（1）的进口连接；所述的回油出口（63）经所述的电磁阀（7）连接所述的回油蒸发进口（23），所述的回油蒸发出口（24）连接所述的第二气态制冷剂进口（61）；所述的电磁阀（7）打开，沉积在所述回油型气液分离器（6）底部的油液经所述的回油出口（63）‑电磁阀（7）‑回油蒸发进口（23）‑回油套管蒸发器型气冷器（2）‑回油蒸发出口（24）‑第二气态制冷剂进口（61）‑回油型气液分离器（6）‑第二气态制冷剂出口（62）的路径回到压缩机，系统进行回油工作。...

【技术特征摘要】
1.一种避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统，包括压缩机（1）、经济器（3）、节流阀（4）、蒸发器（5）、电磁阀（7）、储液器（8），所述的经济器（3）具有高温高压液态制冷剂进口（31）、高温高压液态制冷剂出口（32）、第一气态制冷剂进口（33）、第一气态制冷剂出口（34），所述的高温高压液态制冷剂进口（31）与高温高压液态制冷剂出口（32）连通，所述的第一气态制冷剂进口（33）与第一气态制冷剂出口（34）连通，其特征是：该二氧化碳空气源热泵系统还包括回油套管蒸发器型气冷器（2）和回油型气液分离器（6）；所述回油套管蒸发器型气冷器（2）上设有高温高压气态制冷剂进口（21）、高温高压气液制冷剂出口（22）、回油蒸发进口（23）、回油蒸发出口（24）、冷水进水口（25）、热水出水口（26），所述的高温高压气态制冷剂进口（21）与高温高压气液制冷剂出口（22）连通，所述的回油蒸发进口（23）与回油蒸发出口（24）连通，所述的冷水进水口（25）与热水出水口（26）连通；所述的回油型气液分离器（6）包括罐体（64）及设于罐体上的第二气态制冷剂进口（61）、第二气态制冷剂出口（62）和回油出口（63）；所述压缩机（1）的出口与所述的高温高压气态制冷剂进口（21）连接，所述的高温高压气液制冷剂出口（22）与高温高压液态制冷剂进口（31）连接，所述的高温高压液态制冷剂出口（32）与所述储液器（8）的进口连接，所述储液器（8）的出口经所述的节流阀（4）与所述蒸发器（5）的进口连接，所述蒸发器（5）的出口与所述的第一气态制冷剂进口（33）连接，所述的第一气态制冷剂出口（34）与所述的第二气态制冷剂进口（61）连接，所述的第二气态制冷剂出口（62）与所述压缩机（1）的进口连接；所述的回油出口（63）经所述的电磁阀（7）连接所述的回油蒸发进口（23），所述的回油蒸发出口（24）连接所述的第二气态制冷剂进口（61）；所述的电磁阀（7）打开，沉积在所述回油型气液分离器（6）底部的油液经所述的回油出口（63）-电磁阀（7）-回油蒸发进口（23）-回油套管蒸发器型气冷器（2）-回油蒸发出口（24）-第二气态制冷剂进口（61）-回油型气液分离器（6）-第二气态制冷剂出口（62）的路径回到压缩机，系统进行回油工作。2.根据权利要求1所述的避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统，其特征是：所述的回油套管蒸发器型气冷器（2）为套管换热器，所述的蒸发器（5）为翅片换热器，所述的经济器（3）为套管换热器。3.根据权利要求1所述的避免压缩机回液冲击的二氧化碳空气源热泵系统，其特征是：所述的回油套管蒸发器型气冷器（2）包括高温高压气态制冷剂换热通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孙阳，张存磊，于振国，饶琨，
申请(专利权)人：杭州佳力斯韦姆新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33