CN104197568A - 一种用于低温环境下新型空气源热泵 - Google Patents
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Abstract
一种用于低温环境下新型空气源热泵，主要内容为：包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、膨胀装置、蒸发器、阀门、单向阀和板式换热器，所述的空气源热泵包括高温环路和低温环路组成，其中板式换热器上部为高温环路，板式换热器下部为低温环路，所述的高温环路和低温环路都是由压缩机、四通换向阀、冷凝器、膨胀装置、蒸发器、阀门、单向阀和板式换热器组成。本发明在低温环境下能扩大制热能力空气源热泵装置,既可按传统单级空气源热泵方式运行,又可按复叠循环方式运行。
Description
技术领域
本发明涉及空气源热泵技术领域，尤其涉及一种用于低温环境下新型空气源热泵。
背景技术
空气源热泵具有利用大气中低品位能、冷热共用同一系统利用效率高以及无污染等优点。这正是空气源热泵作为重要的节能性供热空调设备能在长江中下游地区、中南地区、西南地区以及华南地区能得到广泛使用的主要原因之一。长期以来,我国北方冬季气温低、气温变化范围大、采暖周期长,所以集中供热在过去还是比较适合北方地区的供热特点的。但是,随着城市规模迅速扩大,众多新建的建筑物将难以依赖传统的集中供热;由于人们生活质量的提高,对居住环境也提出新的要求,比如夏季人们要求供冷,冬季一些用户要求提前供热,一些用户却要求推迟供热,甚至在春秋两季人们对供冷供热也提出了不同程度的要求,这些都是传统的供热方式无法实现的;同时这种以燃煤为基础的供暖方式所带来的日益严重的环境污染问题也正面临严峻的挑战。尽管空气源热泵兼有制冷制热、无污染、节能等优点,能较大程度满足用户对冷热要求,尤其在我国北方水资源缺乏条件下,作为传统供热的替代方式具有广阔的前景,但是,在冬季因气温下降所引起的压缩比增加,效率急剧下降等问题尚待解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高效、多运行模式的用于低温环境下新型空气源热泵。
为实现上述目的，本发明用于低温环境下新型空气源热泵，主要内容为：包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、膨胀装置、蒸发器、阀门、单向阀和板式换热器，所述的空气源热泵包括高温环路和低温环路组成，其中板式换热器上部为高温环路，板式换热器下部为低温环路，所述的高温环路和低温环路都是由压缩机、四通换向阀、冷凝器、膨胀装置、蒸发器、阀门、单向阀和板式换热器组成。本发明在低温环境下能扩大制热能力空气源热泵装置,既可按传统单级空气源热泵方式运行,又可按复叠循环方式运行。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
附图标记说明：
H1,L1-压缩机，H2,L2-四通换向阀，H3,L3-冷凝器，H4,L4-膨胀装置，H5,L5-蒸发器，H6,L6,H7,L7,H8,L8-阀门，H9,L9-单向阀，HL-板式换热器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
该系统主要内容为：所述的空气源热泵包括高温环路和低温环路组成，其中板式换热器HL上部为高温环路，板式换热器HL下部为低温环路，所述的高温环路由压缩机H1、四通换向阀H2、冷凝器H3、膨胀装置H4、蒸发器H5、阀门H6,H7,H8、单向阀H9和板式换热器HL组成，其中压缩机H1与四通换向阀H2并联，四通换向阀H2上端出口与冷凝器H3连接，膨胀装置H4与冷凝器H3连接，蒸发器H5与阀门H6串联后与阀门H7并联后一端与膨胀装置H4连接，另一端与板式换热器HL左上接口连接，阀门H8一端与板式换热器HL左上接口连接，另一端与四通换向阀H2上端进口连接，单向阀H9一端与板式换热器HL右上接口连接，另一端与四通换向阀H2上端进口连接；所述的低温环路由压缩机L1、四通换向阀L2、冷凝器L3、膨胀装置L4、蒸发器L5、阀门L6，L7，L8、单向阀L9和板式换热器HL组成，其中压缩机L1与四通换向阀L2并联，四通换向阀L2下端进口与蒸发器L5连接，膨胀装置L4与蒸发器L5连接，单向阀L9从板式换热器HL左下接口接出与膨胀器L4连接，冷凝器L3与阀门L7串联后与阀门L6并联后一端与四通换向阀L2下端出口连接，另一端与板式换热器HL右下接口连接，阀门L8左端与单向阀L9左端连接，阀门L8右端与板式换热器HL右下接口连接。
夏季室外气温较低时,仅高温环路参与制冷循环,高温环路的阀门H6和H8打开,H7关闭。从压缩机H1排出的制冷剂过热气体经四通换向阀H2流向冷凝器H5,与室外空气进行热交换后制冷剂液体经膨胀装置H4节流后流向蒸发器H3向用户供冷,制冷剂蒸气经四通阀H2流向压缩机以完成一个循环过程。随着室外气温升高,冷凝压力增加,压缩比增大,输气量减少,高温环路所提供制冷量减少,同时由于室外气温升高,用户侧所需冷负荷也会增加,此时,可启动低温环路来提供不足部分制冷量。低温环路的阀门L7和L8打开,H6关闭。从压缩机L1排出的制冷剂过热气体经四通换向阀L2流向冷凝器L5,与室外空气进行热交换后制冷剂液体经膨胀装置L4节流后流向蒸发器L3供冷后变成蒸气流向压缩机,从而完成一个低温环路循环。
在冬季室外气温较高条件下,仅通过高温环路即可提供用户所需热负荷。高温环路的阀门H6和H8打开,H7关闭。从压缩机H1排出的制冷剂过热气体经四通换向阀H2流向冷凝器H3,向用户侧供热后的制冷剂液体经膨胀装置H4节流后流向蒸发器H5,在蒸发器中的制冷剂液体在蒸发过程中不断向室外空气吸收热量后变成蒸气经四通换向阀H2流向压缩机以完成一个供热循环过程。随着环境温度继续降低,热泵供热量会急剧下降,系统COP值显著减少,系统由单级循环转向复叠循环运行。此时H5和L3已不参与系统热交换,应关闭阀门H6和L7,打开阀门H7和L6。低温环路蒸发器L5从外界环境中吸收热量通过板式换热器HL进行热交换后再通过H3向用户提供热负荷。这样就实现了在较低温环境温度条件下,热泵系统仍然能保持较高的供热效率,甚至在极低环境温度条件下仍能继续工作来提供用户所需要的热负荷。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (1)
1.一种用于低温环境下新型空气源热泵，其特征在于，该系统主要内容为：所述的空气源热泵包括高温环路和低温环路组成，其中板式换热器（HL）上部为高温环路，板式换热器（HL）下部为低温环路，所述的高温环路由压缩机（H1）、四通换向阀（H2）、冷凝器（H3）、膨胀装置（H4）、蒸发器（H5）、阀门（H6,H7,H8）、单向阀（H9）和板式换热器（HL）组成，其中压缩机（H1）与四通换向阀（H2）并联，四通换向阀（H2）上端出口与冷凝器（H3）连接，膨胀装置（H4）与冷凝器（H3）连接，蒸发器（H5）与阀门（H6）串联后与阀门（H7）并联后一端与膨胀装置（H4）连接，另一端与板式换热器（HL）左上接口连接，阀门（H8）一端与板式换热器（HL）左上接口连接，另一端与四通换向阀（H2）上端进口连接，单向阀（H9）一端与板式换热器（HL）右上接口连接，另一端与四通换向阀（H2）上端进口连接；所述的低温环路由压缩机（L1）、四通换向阀（L2）、冷凝器（L3）、膨胀装置（L4）、蒸发器（L5）、阀门（L6，L7，L8）、单向阀（L9）和板式换热器（HL）组成，其中压缩机（L1）与四通换向阀（L2）并联，四通换向阀（L2）下端进口与蒸发器（L5）连接，膨胀装置（L4）与蒸发器（L5）连接，单向阀（L9）从板式换热器（HL）左下接口接出与膨胀器（L4）连接，冷凝器（L3）与阀门（L7）串联后与阀门（L6）并联后一端与四通换向阀（L2）下端出口连接，另一端与板式换热器（HL）右下接口连接，阀门（L8）左端与单向阀（L9）左端连接，阀门（L8）右端与板式换热器（HL）右下接口连接。
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