CN218001824U - 一种低温空气源热泵变频热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种低温空气源热泵变频热水系统，包括依次连接的低温变频压缩机、四通换向阀、第一换热器、储液器、闪蒸罐以及第二换热器，并形成一条循环封闭的总回路；所述低温空气源热泵变频热水系统还包括一条补气支路，所述补气支路的输出端连接于低温变频压缩机和闪蒸罐之间；所述补气支路包括一用于闪蒸罐中散发出气态冷媒补入低温变频压缩机的补气电磁阀；所述低温空气源热泵变频热水系统能够分别切换启动制热循环模式和除霜循环模式；增加整机输出能力。

Description

一种低温空气源热泵变频热水系统

技术领域

本实用新型属于空气源热泵技术领域，具体涉及一种低温空气源热泵变频热水系统。

背景技术

目前市场上的空气源商用热泵热水机，常温热水机大多采用常温定频压缩机，少数采用常温变频压缩机，低温热水机大多采用低温定频带补气压缩机，但两者都存在一个局限，低温产品常温运行时不高效，常温产品低温制热能力低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种低温空气源热泵变频热水系统，常温工况制热高效，低温工况能力衰减小，一年四季节能不受限(北方的夏季照样高效)，南北低于环境无制约(南方的冬季同样节能)。

为达上述目的，本实用新型的主要技术解决手段是一种低温空气源热泵变频热水系统包括依次连接的低温变频压缩机、四通换向阀、第一换热器、储液器、闪蒸罐以及第二换热器，并形成一条循环封闭的总回路；所述低温空气源热泵变频热水系统还包括一条补气支路，所述补气支路的输出端连接于低温变频压缩机和闪蒸罐之间；所述补气支路包括一用于闪蒸罐中散发出气态冷媒补入低温变频压缩机的补气电磁阀；所述低温空气源热泵变频热水系统能够分别切换启动制热循环模式和除霜循环模式。

在一些实例中，所述闪蒸罐与储液器之间的管路上设有一用于控制低温运行时补气量的第一节流阀；所述闪蒸罐与第二换热器之间的管路上设有一用于控制冷媒量的第二节流阀。

在一些实例中，当低温空气源热泵变频热水系统处于制热循环模式，其冷媒流向路径依次经过低温变频压缩机、四通换向阀、第一换热器、储液器、第一节流阀、闪蒸罐、第二节流阀、第二换热器、四通换向阀、回至低温变频压缩机。

在一些实例中，气液混合状态的冷媒流经闪蒸罐后相互分离，其气态冷媒的路径为闪蒸罐、补气支路、回至低温变频压缩机；而液态冷媒则继续流向第二节流阀管路中。

在一些实例中，当低温空气源热泵变频热水系统处于除霜循环模式，其冷媒流向路径依次经过低温变频压缩机、四通换向阀、第二换热器、第二节流阀、闪蒸罐、第一节流阀、储液器、第一换热器、四通换向阀、回至低温变频压缩机。

在一些实例中，所述第一节流阀的管路上设置有一单向阀。

在一些实例中，低温空气源热泵变频热水系统还包括环温监控支路，所述环温监控支路与第二节流阀的两端管路并联，所述环温监控支路包括并联电磁阀和节流毛细管，循环管路温度过高时，并联电磁阀和节流毛细管开启而增加循环冷媒量。

在一些实例中，所述第二换热器的一侧设有一风机。

在一些实例中，所述第二换热器为翅片换热器，所述第一换热器为同轴套管换热器。

在一些实例中，所述第一节流阀和第二节流阀均为电子膨胀阀。

本实用新型由于采用了以上的技术方案，以实现以下效果：

1、常温制热工况(20℃)运行，保证机组能力的前提下，重点提升机组能效，其中压缩机以中频(60HZ左右，压缩机本身能效最高)运行，补气电磁阀关闭(补气功能关闭)，并联电磁阀关闭，风机按照低转速运行。

2、低温制热工况(7℃)运行，重点提升机组能力，此时压缩机以高频运行，补气电磁阀开启(中间补气闪蒸罐工作，增加机组能力)，并联电磁阀关闭，风机按照高转速运行。

3、除霜工况(制冷)运行，由于系统设置双级节流阀，为了快速除霜，在一级节流阀处并联一单向阀(仅除霜运行时用)，用于增加除霜时循环冷媒流量，快速除霜。

4、超高温制热工况(＞30℃)运行，二级节流阀处的并联电磁阀开启，增加二级节流处的冷媒流量，满足机组运行需求。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图，

图中：低温变频压缩机1、风机2、翅片换热器3、同轴套管换热器4、四通换向阀5、第一节流阀6、第二节流阀7、闪蒸罐8、补气电磁阀9、并联电磁阀10、节流毛细管11、单向阀12、储液器13。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

实施例一：

参考本发明说明书附图之图1所示，根据本发明一优选实施的一种低温空气源热泵变频热水系统，包括依次连接的低温变频压缩机1、四通换向阀5、第一换热器、储液器13、闪蒸罐8以及第二换热器，并形成一条循环封闭的总回路；所述低温空气源热泵变频热水系统还包括一条补气支路，所述补气支路的输出端连接于低温变频压缩机1和闪蒸罐8之间；所述补气支路包括一用于闪蒸罐8中散发出气态冷媒补入低温变频压缩机1的补气电磁阀9；所述低温空气源热泵变频热水系统能够分别切换启动制热循环模式和除霜循环模式；目前市场上的空气源热泵热水机，常温热水机大多采用常温定频压缩机，低温热水机大多采用低温定频带补气压缩机，两者均存在局限即是低温产品常温运行时不高效，常温产品低温制热能力低的问题，本技术方案主要针对该问题提出上述技术手段，本发明采用低温变频压缩机1，在常温工况下运行可以低频运行，此时压缩机效率高，可达到节能效果，常温工况下，机组在空气中吸热量多，冷媒循环量大，机组输出能力高，但随着环温逐渐降低，另外，机组在空气中吸热量初步减小，冷媒循环量减小，压缩机输出能力也在减小，通过所述闪蒸罐8的作用，可有效的提高继续循环冷媒量，增加压缩机输出能力，同时增加整机输出能力。

具体而言，在本实施例中，所述闪蒸罐8与储液器13之间的管路上设有一用于控制低温运行时补气量的第一节流阀6；所述闪蒸罐8与第二换热器之间的管路上设有一用于控制冷媒量的第二节流阀7，其中，第一节流阀6和第二节流阀7均为电子膨胀阀，两者的控制均需保证进入压缩机的冷媒为气态冷媒，其中节流阀的另一个作用也是为了节流降压。

当使用者将低温空气源热泵变频热水系统开启处于制热循环模式时，其冷媒流向路径依次经过低温变频压缩机1、四通换向阀5、第一换热器、储液器13、第一节流阀6、闪蒸罐8、第二节流阀7、第二换热器、四通换向阀5、回至低温变频压缩机1，其中，当气态冷媒流经闪蒸罐8时，闪蒸罐8会将气态冷媒部分形成液态冷媒，液态冷媒则继续向第二节流阀7的管路流去，而气态冷媒则从补气支路回到低温变频压缩机1内，闪蒸罐8的使用能够迅速将冷媒气液相互分离，提高运行效率；当使用者将低温空气源热泵变频热水系统开启处于除霜循环模式时，其冷媒流向路径依次经过低温变频压缩机1、四通换向阀5、第二换热器、第二节流阀7、闪蒸罐8、第一节流阀6、储液器13、第一换热器、四通换向阀5、回至低温变频压缩机1，在本实施例中，所述第一节流阀6的管路上设置有一单向阀12，单向阀12的设置能进一步保证其介质的流向，在除霜运行时配合一级节流阀使用，增加除霜时循环冷媒流量，快速除霜。

本技术方案，为了适应环温升高工况而需要增加冷媒量的情况下，所述低温空气源热泵变频热水系统还包括环温监控支路，所述环温监控支路与第二节流阀7的两端管路并联，所述环温监控支路包括并联电磁阀10和节流毛细管11，循环管路温度过高时，并联电磁阀10和节流毛细管11开启而增加循环冷媒量；具体地使用是基于环温高时，冷媒在翅片换热器3中吸热量增加，导致需求的冷媒量增加，原有二级节流阀无法满足此时的循环冷媒量，此时，所述并联电磁阀10在环温高时开启，与其串联的节流毛细管11一并工作，增加二级节流处的循环冷媒量。

此外，在本实施例中，所述第二换热器的一侧设有一风机2，风机2的作用是加速机组周围空气的扰动，增加吸热量。所述第二换热器为翅片换热器3，翅片换热器3中由于其散热翅片与散热管接触面积大而紧，传热性能良好、稳定、空气通过阻力小、蒸气或热水流经钢管管内，热量通过紧绕在钢管上翅片传给经过翅片间的空气，达到加热和冷却空气的作用；所述第一换热器为同轴套管换热器4，相较于其他换热器而言，同轴套管换热器4耐压抗震，不易变形耐脏耐垢，不易堵塞,回油顺畅，安全性高工艺性好，不易泄漏结构灵活，布置方便价格低廉，节省费用.特别适合于热泵系统。另外，所述第一节流阀6和第二节流阀7均为电子膨胀阀。

所述低温空气源热泵变频热水系统的具体操作如下：

当使用者将低温空气源热泵变频热水系统开启处于制热循环模式时，制冷剂经低温变频压缩机1做功，形成高温高压的气态冷媒，经过四通换向阀5到同轴套管换热器4中给水加热，加热水后，气态冷媒呈高压中温的气态液体混合，经过储液器13机组低温运行时，系统循环冷媒量变小，此时储液器13做储存冷媒用后，经过一级节流阀，在闪蒸罐8中散发成气液两相的冷媒，其中气态冷媒通过补气电磁阀9低温时开启后流向压缩机补气口，增加系统循环冷媒流量，从而增加机组能力；液态冷媒通过二级节流阀进一步节流降压，变成更低温低压的液态冷媒，进入翅片换热器3吸热吸收空气中的热量，再经过四通换向阀5回到压缩机继续做功，完成制热循环。

当使用者将低温空气源热泵变频热水系统开启处于除霜循环模式时，当环温较低，空气湿度较大时，翅片换热器3会结霜，导致吸热量降低，此时需要进入除霜模式，该模式下制冷剂同样在低温变频压缩机1做功，变成高温高压的气态冷媒，经过四通换向阀5到翅片换热器3，将翅片上的霜除掉，再依次经过二级节流阀、闪蒸罐8、一级节流阀、储液器13、同轴套管换热器4、四通换向阀5回到压缩机，完成除霜循环。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。

本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，包括依次连接的低温变频压缩机(1)、四通换向阀(5)、第一换热器、储液器(13)、闪蒸罐(8)以及第二换热器，并形成一条循环封闭的总回路；所述低温空气源热泵变频热水系统还包括一条补气支路，所述补气支路的输出端连接于低温变频压缩机(1)和闪蒸罐(8)之间；所述补气支路包括一用于闪蒸罐(8)中散发出气态冷媒补入低温变频压缩机(1)的补气电磁阀(9)；所述低温空气源热泵变频热水系统能够分别切换启动制热循环模式和除霜循环模式。

2.根据权利要求1所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，所述闪蒸罐(8)与储液器(13)之间的管路上设有一用于控制低温运行时补气量的第一节流阀(6)；所述闪蒸罐(8)与第二换热器之间的管路上设有一用于控制冷媒量的第二节流阀(7)。

3.根据权利要求2所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，当低温空气源热泵变频热水系统处于制热循环模式，其冷媒流向路径依次经过低温变频压缩机(1)、四通换向阀(5)、第一换热器、储液器(13)、第一节流阀(6)、闪蒸罐(8)、第二节流阀(7)、第二换热器、四通换向阀(5)、回至低温变频压缩机(1)。

4.根据权利要求3所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，气液混合状态的冷媒流经闪蒸罐(8)后相互分离，其气态冷媒的路径为闪蒸罐(8)、补气支路、回至低温变频压缩机(1)；而液态冷媒则继续流向第二节流阀(7)管路中。

5.根据权利要求2所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，当低温空气源热泵变频热水系统处于除霜循环模式，其冷媒流向路径依次经过低温变频压缩机(1)、四通换向阀(5)、第二换热器、第二节流阀(7)、闪蒸罐(8)、第一节流阀(6)、储液器(13)、第一换热器、四通换向阀(5)、回至低温变频压缩机(1)。

6.根据权利要求5所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，所述第一节流阀(6)的管路上设置有一单向阀(12)。

7.根据权利要求2所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，低温空气源热泵变频热水系统还包括环温监控支路，所述环温监控支路与第二节流阀(7)的两端管路并联，所述环温监控支路包括并联电磁阀(10)和节流毛细管(11)，循环管路温度过高时，并联电磁阀(10)和节流毛细管(11)开启而增加循环冷媒量。

8.根据权利要求1所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，所述第二换热器的一侧设有一风机(2)。

9.根据权利要求1至权利要求8任意一项所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，所述第二换热器为翅片换热器(3)，所述第一换热器为同轴套管换热器(4)。

10.根据权利要求2至权利要求8任意一项所述的低温空气源热泵变频热水系统，其特征在于，所述第一节流阀(6)和第二节流阀(7)均为电子膨胀阀。

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