一种低温强热空气源热泵系统技术方案

一种低温强热空气源热泵系统，包括压缩机、风冷冷凝器、单向阀组件、闪发器、经济器、水侧换热器、气液分离器；所述压缩机的吸气口与气液分离器连接，排气口通过四通换向阀与风冷冷凝器或水侧换热器连接，所述压缩机的补气口与补气回路和喷液回路连接；所述风冷冷凝器通过所述单向阀组件与第一级节流电子膨胀阀连接；所述第一级节流电子膨胀阀通过干燥过滤器A与闪发器连接；所述闪发器的出液口与经济器的主侧进口连接，其补气口与补气回路连接；经济器的主侧出口分别与喷液回路和第二级节流电子膨胀阀连接；所述第二级节流电子膨胀阀通过干燥过滤器B与经济器连接，所述第二级节流电子膨胀阀通过单向阀组件与水侧换热器或风冷冷凝器连接。

【技术实现步骤摘要】
一种低温强热空气源热泵系统
本技术涉及暖通空调
，具体涉及一种低温强热空气源热泵系统。
技术介绍
空气源热泵系统，是以低品位的空气为冷热源，以制冷剂为工作介质，由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置四大装置为主要核心部件组成，按照逆卡诺循环进行工作，制取冷热水的一种可再生能源利用系统形式。如今全球经济的高速发展，能源短缺、环境污染加剧、全球气候变暖成为世界关注的问题，尤其成为全球制冷空调行业共同面对的严峻挑战；实现能源的高效利用、低碳环保、降低能耗尤为重要。其中，空气源热泵凭借其高效节能、经济环保的技术优势，作为一种可再生的制取冷热水的系统形式，近年来在建筑空调领域内得到迅速发展。然而传统的空气源热泵系统，其制冷循环工质主要以HCFC氢氯氟烃为主，最具代表性的工质为R22，但此制冷剂对臭氧层破坏严重，为减轻对臭氧层和环境破坏，在2007年9月，蒙特利尔议定书第19次缔约方会议通过了加速淘汰HCFCs的调整方案；目前我国HCFCs(R22)制冷剂替代主要以R410A，R407C，R134a等氢氟碳化物(HFCs)制冷剂为主，上述替代HCFCs的氢氟碳化物(HFCs)制冷剂有较高的全球变暖GWP值，在目前的环保国际环境下，只能作为短期内过渡制冷剂；但随着全年环保意识的加强，以及全球基加利修正案的批准签订显然高GWP制冷剂显然已经不在满足制冷行业低GWP环保的需求，探寻零ODP且GWP值较低的环保制冷剂已成为今后一段时期内全球制冷空调行业多面临的共同课题和社会责任，是全球同行联合起来集中力量解决的全球课题。因此以R22和R410A为工质的现有常规空气源热泵系统面临被限制使用和淘汰的边缘，不再适合空调行业的长远发展，探寻更加节能环保的新型环保冷媒已经为行业所趋。除上述问题之外，传统空气源热泵还存在如下技术问题：(1)热量供需矛盾：建筑需求热量与外环温呈线性反比，外环温低，需求热量大，常规空气源热泵制热量衰减明显；(2)局限性：严寒地区，常规空气源热泵系统在环温≤-15℃无法正常启动运行，环境温度≤-20℃，COPH很难超过2.0(输出水温41℃)；(3)大压比工况下，压缩机排气温度不断升高，压缩存在过热运行风险，压缩机润滑不良，影响压缩机的使用寿命，且排气温度高，无法通过有效控制手段及方法将其在可靠范围之内。
技术实现思路
本技术针对现有的技术问题，提供一种适用于R32工质补气增焓二级节流的低温强热空气源热泵系统。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种低温强热空气源热泵系统，包括压缩机、四通换向阀、风冷冷凝器、单向阀组件、闪发器、经济器、水侧换热器和气液分离器；所述压缩机的吸气口与气液分离器连接，排气口通过四通换向阀与风冷冷凝器或水侧换热器连接，所述压缩机的补气口与补气回路和喷液回路连接；所述风冷冷凝器通过所述单向阀组件与第一级节流电子膨胀阀连接；所述第一级节流电子膨胀阀通过干燥过滤器A与闪发器连接；所述闪发器的出液口与经济器的主侧进口连接，所述闪发器的补气口与补气回路连接；所述经济器的主侧出口分别与喷液回路和第二级节流电子膨胀阀连接；所述第二级节流电子膨胀阀与经济器之间设有干燥过滤器B，所述第二级节流电子膨胀阀通过单向阀组件与水侧换热器或风冷冷凝器连接。本技术的有益效果是：本申请通过在主循环回路上采用第一级节流电子膨胀阀和第二级节流电子膨胀阀实现二级节流降压，利用闪发器补气兼具储液功能，实现准二级压缩，使得循环回路制冷剂流量提升20％，低温制热能力提升10％～15％，实现低温强热，使该系统可在低至-25℃严寒温度下高效稳定运行，有效解决常规空气源热泵运行范围有限，低环温制热量衰减、能效偏低的技术难题。在上述技术方案的基础上，本技术为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：进一步，所述经济器的主侧出口通过干燥过滤器C与辅侧节流膨胀阀连接，所述辅侧节流膨胀阀与所述经济器的辅侧入口连接，所述经济器的辅侧出口与四通换向阀和气液分离器之间的气管连接。采用上述进一步技术方案的有益效果是：辅路循环利用经济器下游循环方式实现二次过冷，减小蒸发器入口干度，增大单位循环制冷量，有效提升机组性能。同时经济器辅侧循环采用电子膨胀阀节流，精确控制压缩机中间补气压力和中间相对补气量，有效提升机组在低温工况下的制热性能。进一步，所述经济器的辅侧出口设有温度传感器，所述温度传感器与吸气压力传感器用于控制所述第二级节流电子膨胀阀的开度。采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过设置温度传感器和吸气压力传感器共同实现对第二级节流电子膨胀阀进行PID控制，精确脉冲调节，实时调节第二级节流电子膨胀阀的开度，保证最佳流量动态匹配，流量调节更精确，调节范围更加宽广。进一步，所述吸气压力传感器及吸气温度传感器设置在所述四通换向阀与气液分离器连接管路上。采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过将吸气压力传感器和吸气温度传感器设置在上述同一管路上，可以避免吸气压降对计算的当前过热度值准确性的影响，与目标过热度比较计算实现主阀的精确控制；同时将吸气温度传感器设置在气分之前，而不是在气分之后，此布置方式可有效避免低环温机组启动时气液分离器储存的大量液态制冷剂流经吸气管进入压缩机，导致检测到的吸气温度偏低，计算当前过热度值偏小，导致电子膨胀阀开度逐步关小，低温启动供液不足，出现低环温启动频发低压报警的问题，上述布置位置有效改善了机组的低温启动特性，扩展了机组制热运行的环温下限。进一步，所述喷液回路上设有喷液电磁阀、喷液毛细管和喷液单向阀。采用上述进一步技术方案的有益效果是：当前排气温度高于设定保护值时喷液电磁阀闭合，喷液冷却回路导通，中压液态冷媒经过喷液毛细管节流后与补气循环制冷剂混合进入压缩机补气口，对压缩机进行湿喷，降低排气温度，尤其针对R32工质循环系统排温过高的问题更为直观有效，可将压缩机排气温度控制在125℃以内，防止压缩机过热运行；同时喷液回路上设置单向阀，防止回流。进一步，所述补气回路上设有补气单向阀。采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过设置补气单向阀可防止气体回流。进一步，所述第二级节流电子膨胀阀并联有旁通回路，旁通回路上设有旁通电磁阀和旁通毛细管。采用上述进一步技术方案的有益效果是：此循环回路在制冷运行模式，旁通电磁阀得电时为通路，增加低压侧冷媒循环量，弥补第二级节流电子膨胀阀供液量不足，提升机组制冷量及能效；制热模式时，旁通电磁阀失电，旁通回路不通；融霜模式时，旁通电磁阀得电，增加高温冷媒循环量，可加快融霜速度，极大缩短融霜时间。进一步，所述压缩机为涡旋压缩机，低温强热空气源热泵系统采用的介质为R32制冷剂。采用上述进一步技术方案的有益效果是：R32制冷剂具有更好的换热特性，单位容积制冷量大，系统制冷剂充注量小，减小系统体积，同时系统性能得到显著提升；而且HFCs-R32GWP值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温强热空气源热泵系统，其特征在于，包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、风冷冷凝器(3)、单向阀组件(4)、闪发器(7)、经济器(8)、水侧换热器(13)和气液分离器(14)；/n所述压缩机(1)的吸气口与气液分离器(14)连接，排气口通过四通换向阀(2)与风冷冷凝器(3)或水侧换热器(13)连接，所述压缩机(1)的补气口与补气回路(26)和喷液回路(27)连接；/n所述风冷冷凝器(3)通过所述单向阀组件(4)与第一级节流电子膨胀阀(5)连接；/n所述第一级节流电子膨胀阀(5)通过干燥过滤器A(6)与闪发器(7)连接；/n所述闪发器(7)的出液口与经济器(8)的主侧进口连接，所述闪发器(7)的补气口与补气回路(26)连接；/n所述经济器(8)的主侧出口分别与喷液回路(27)和第二级节流电子膨胀阀(10)连接；/n所述第二级节流电子膨胀阀(10)与经济器(8)之间设有干燥过滤器B(9)，所述第二级节流电子膨胀阀(10)通过单向阀组件(4)与水侧换热器(13)或风冷冷凝器(3)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温强热空气源热泵系统，其特征在于，包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、风冷冷凝器(3)、单向阀组件(4)、闪发器(7)、经济器(8)、水侧换热器(13)和气液分离器(14)；
所述压缩机(1)的吸气口与气液分离器(14)连接，排气口通过四通换向阀(2)与风冷冷凝器(3)或水侧换热器(13)连接，所述压缩机(1)的补气口与补气回路(26)和喷液回路(27)连接；
所述风冷冷凝器(3)通过所述单向阀组件(4)与第一级节流电子膨胀阀(5)连接；
所述第一级节流电子膨胀阀(5)通过干燥过滤器A(6)与闪发器(7)连接；
所述闪发器(7)的出液口与经济器(8)的主侧进口连接，所述闪发器(7)的补气口与补气回路(26)连接；
所述经济器(8)的主侧出口分别与喷液回路(27)和第二级节流电子膨胀阀(10)连接；
所述第二级节流电子膨胀阀(10)与经济器(8)之间设有干燥过滤器B(9)，所述第二级节流电子膨胀阀(10)通过单向阀组件(4)与水侧换热器(13)或风冷冷凝器(3)连接。


2.根据权利要求1所述的低温强热空气源热泵系统，其特征在于，所述经济器(8)的主侧出口通过干燥过滤器C(15)与辅侧节流膨胀阀(16)连接，所述辅侧节流膨胀阀(16)与所述经济器(8)的辅侧入口连接，所述经济器(8)的辅侧出口与四通换向阀(2)和气液分离器(14)之间的气管连接。


3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李衍基，莫军民，滕轩，王世超，
申请(专利权)人：顿汉布什中国工业有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37