拓展工況熱泵機組的製作方法

2023-08-03 00:57:16 2

專利名稱：拓展工況熱泵機組的製作方法
技術領域：
本實用新型屬熱泵範疇，主要涉及冷凍、空調、採暖、衛生熱水 等領域，具體地說是一種拓展工況熱泵機組。
背景技術：
一般情況下，以空氣作為低溫熱源或高溫熱匯的普通單級壓縮熱 泵機組，在規定的製冷溫度或供熱溫度下，空氣溫度超過一定範圍時
該熱泵機組就無法正常工作。例如當製冷蒸發溫度為-20 -15°C， 空氣溫高於30 35。C時；或當供熱冷凝溫度為60℃，空氣溫度低於5 10℃時，上述普通單級壓縮熱泵機組基於製冷壓縮機壓縮比及工作溫 度限制，就無法正常運行。
發明內容
本實用新型的目的則是針對現有普通單級壓縮熱泵機組的上述不 足，提供一種在空氣溫度較高或較低時均可安全可靠製冷或供熱的單 級壓縮的拓展工況熱泵機組。
本實用新型的目的可以通過以下措施來實現
一種製冷制熱拓展工況熱泵機組，其特徵是它包括有製冷壓縮機
1，製冷壓縮機1的出口通過排氣電磁閥2、 3、 4分別連接需求側換熱 器8、蓄能器9和空氣側換熱器10的一端，需求側換熱器8、蓄能器 9和空氣側換熱器10的另一端分別通過單向閥11、單向閥13和單向 閥15與儲液器17連接，排氣電磁閥2、 3、 4分別與需求側換熱器8、 蓄能器9和空氣側換熱器IO連接的那一端還分別通過吸氣電磁閥5、 6、 7和壓縮機1的入口相連接，在需求側換熱器8、蓄能器9和空氣 側換熱器10與儲液器17之間還分別設有與單向閥11、單向閥13和 單向閥15呈並聯連接的節流閥12、節流閥14、節流閥16。
一種單製冷拓展工況熱泵機組，其特徵是它包括有製冷壓縮機1，
製冷壓縮機1的出口通過排氣電磁3、 4分別連接蓄能器9和空氣側換 熱器10的一端，蓄能器9的另一端通過並接的單向閥13和節流閥14 與儲液器17相連，空氣側換熱器10的另一端直接與儲液器17對應接 口相連，儲液器17的一個出口通過節流閥12與需求側換熱器8的一 端相連，需求側換熱器8另一端則通過吸氣電磁閥5與製冷壓縮機1 的入口相連，製冷壓縮機1的入口還通過吸氣電磁閥6與蓄能器9對 應連接排氣電磁閥3的一端相連。
一種單制熱拓展工況熱泵機組，其特徵是它包括有製冷壓縮機1， 製冷壓縮機1的出口通過排氣電磁閥2、 3、 4分別連接需求側換熱器 8、蓄能器9和空氣側換熱器10的一端，需求側換熱器8的另一端直 接與儲液器17相連，蓄能器9和空氣側換熱器10的另一端則通過單 向閥13、 15與儲液器17上的對應接口相連，蓄能器9和空氣側換熱 器10與儲液器17之間還設有分別與單向閥13、 15呈並聯的節流閥 14、 16。
上述三種形式的拓展工況熱泵機組均設有蓄能器9，在機組拓展 工況運行中蓄能器9間或充當冷凝器和蒸發器使用。
上述三種形式的拓展工況熱泵機組中的空氣側換熱器10附近均 設有風機18。
本實用新型大大拓寬了以空氣為高溫熱匯或低溫熱源的單級壓縮 熱泵機組使用範圍，比普通單級壓縮熱泵機組適用大氣溫度範圍拓寬 10°C 25°C，且系統運行工況始終比較平和，不必接近惡劣工況，從 而提高了系統的安全性和可靠性，使用壽命也大大提高。

圖1為本實用新型設置成製冷制熱型時的原理圖。 圖2為本實用新型設置成單製冷型時原理圖。 圖3為本實用新型設置成單制熱型時原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步地說明
本實用新型主要包括製冷壓縮機1、需求側換熱器8、儲能器9、
空氣側換熱器10和儲液器17。需求側換熱器8用於加熱或冷卻用戶 端的工作介質，該工作介質可以是液體介質或氣體介質。所述的用戶 端的液體介質例如為中央空調用戶末端的循環水，此時用戶末端的循 環水可以通過管道經過需求側換熱器8，由需求側換熱器8對管道內 的用戶末端循環水進行製冷或制熱，實現對用戶端工作介質的製冷或 制熱；當用戶端的工作介質為氣體介質例如用戶房間的循環空氣時， 此時可以在需求側換熱器8上設置相應的進、出氣口和循環風機，用
戶房間內的空氣通過需求側換熱器8上的進氣口進入到需求側換熱器 8內，被需求側換熱器8製冷或制熱後再從需求側換熱器8上的出氣 口進入到用戶房間內，實現對用戶房間循環空氣的製冷或制熱。所述 的蓄能器9是一個盛有蓄能介質並在蓄能介質中沉浸安裝有換熱器的 容器，所述蓄能介質是水或相變溫度高於水的介質。在系統運行過程 中通過對蓄能介質加熱或製冷使其吸收或放出顯熱或潛熱實現蓄能器 9蓄能或釋放能量的功能。本實用新型的各部件均採用現有產品。
如附圖1所示，本實用新型設置成冷暖二用型，此時製冷壓縮機1 的出口通過排氣電磁閥2、 3、 4分別連接需求側換熱器8、蓄能器9、 空氣側換熱器10的一端；需求側換熱器8、蓄能器9、空氣側換熱器 IO分別通過單向閥11 (並聯有節流閥12)、單向閥13 (並聯有節流閥 14)、單向閥15 (並聯有節流閥16)與儲液器17連接；排氣電磁閥2、 3、 4分別與需求側換熱器8、蓄能器9、空氣側換熱器IO連接的那一 端同時還分別通過吸氣電磁閥5、 6、 7與壓縮機1的入口相連接。在 空氣側換熱器10的附近還設有風機18，用於加強換熱。
本實用新型的工作過程如下(參照附圖1):
1.以空氣作為高溫熱匯製冷
當製冷蒸發溫度一定(如-2CTC)，空氣溫度較低時(如《+20。C)
採用為普通製冷流程，製冷劑運行迴路如下
製冷壓縮機1 一排氣電磁閥4 一空氣側換熱器10 —單向閥15 —儲液器17—節流閥12—需求側換熱器8—吸氣電磁閥5 — 製冷壓縮機1
當製冷蒸發溫度仍為-20℃，空氣溫度較高時(如>35℃)，由於 工況超出規定範圍，普通製冷流程無法工作，此時啟動製冷拓展工況 工作流程。根據空氣溫度和蓄能器溫度使製冷制熱拓展工況熱泵機組 在工作流程①和②中分時工作，工作流程①、②均設定在普通單級壓 縮熱泵機組允許的工況範圍內，因而本拓展工況熱泵機組可比普通單 級壓縮熱泵機組在更寬的工況範圍內安全可靠地製冷。
工作流程①蓄能器9作為蒸發器降溫蓄冷流程，製冷劑運行迴路 如下
製冷壓縮機1 —排氣電磁閥4 —空氣側換熱器10 —單向閥15 —儲液器17 _節流閥14 —蓄能器9 一吸氣電磁閥6 —製冷壓 縮機1。
工作流程②蓄能器9作為冷凝器製冷流程，製冷劑運行迴路如下
製冷壓縮機1 一排氣電磁閥3 —蓄能器9 一單向閥13 —儲 液器17 —節流閥12 —需求側換熱器8 —吸氣電磁閥5 —製冷 壓縮機1。
2.以空氣作為低溫熱源供熱
供熱冷凝溫度一定(如+60℃)。當空氣溫度較高時(如≥+15℃) 為普通制熱流程，製冷劑運行迴路如下
製冷壓縮機l 一排氣電磁閥2 —需求側換熱器8 —單向閥ll 一儲液器17 —節流閥16 —空氣側換熱器10 —吸氣電磁閥7 — 製冷壓縮機1。
當供熱冷凝溫度不變(如+60℃)，空氣溫度較低時(如<0℃)， 由於工況超出規定範圍，普通供熱流程無法工作。啟動供熱拓展工況 流程，使系統在工作流程③和④中分時工作。工作流程③、④均設定 在普通單級壓縮熱泵機組允許的工況範圍內，因而拓展工況熱泵機組可比普通熱泵機組在更寬的工況範圍內安全可靠地供熱。
工作流程(D:蓄能器9作為冷凝器升溫蓄熱，製冷劑運行迴路 製冷壓縮機1 一排氣電磁閥3 —蓄能器9 一單向閥13 —儲液
器17 —節流閥16 —空氣側換熱器10 —吸氣電磁閥7 —製冷壓 縮機1。
工作流程④蓄能器9作為蒸發器制熱流程，製冷劑運行迴路
製冷壓縮機l —排氣電磁閥2 —需求側換熱器8 —單向閥ll 一儲液器17 _節流閥14 一蓄能器9 —吸氣電磁閥6 —製冷壓 縮機1。
當空氣側換熱器IO表面結霜需清除時啟動除霜流程。除霜流程制 冷迴路製冷壓縮機1 一排氣電磁閥4 一空氣側換熱器10 —單向 閥15 —儲液器17 —節流閥14 一蓄能器9 _吸氣電磁閥6 —制 冷壓縮機l。在此製冷迴路中蓄能器9作為蒸發器。
附圖2所示，本實用新型也可以設置成單製冷型，此時其主體結 構包括製冷壓縮機l，製冷壓縮機1的出口通過排氣電磁3、 4分別連 接蓄能器9和空氣側換熱器10的一端，蓄能器9的另一端通過並接的 單向閥13和節流閥14與儲液器17相連，空氣側換熱器10的另一端 直接與儲液器17對應接口相連，儲液器17的一個出口通過節流閥12 與需求側換熱器8的一端相連，需求側換熱器8另一端則通過吸氣電 磁閥5與製冷壓縮機1的入口相連，製冷壓縮機1的入口還通過吸氣 電磁閥6與蓄能器9對應連接排氣電磁閥3的一端相連，在空氣側換 熱器10的附近還設有風機18，用於加強換熱。
該單製冷型拓展工況熱泵機組以空氣作為高溫熱匯製冷的工作過 程如下
當製冷蒸發溫度一定(如-20°C)，空氣溫度較低時(如≤+20℃) 採用為普通製冷流程，製冷劑運行迴路如下
製冷壓縮機1 一排氣電磁閥4 一空氣側換熱器10 —儲液器17 一節流閥12 —需求側換熱器8 —吸氣電磁閥5 —製冷壓縮機1
當製冷蒸發溫度仍為-20℃，空氣溫度較高時(如>35℃)，由於 工況超出規定範圍，普通製冷流程無法工作，啟動製冷拓展工況流程。 根據空氣溫度和蓄能器溫度使拓展工況熱泵機組在工作流程⑤和⑥中 分時工作，工作流程⑤、⑥均設定在普通單級壓縮拓展工況熱泵機組 允許的工況範圍內，因而本單製冷拓展工況熱泵機組可比普通單級壓 縮制冷機組在更寬的工況範圍內安全可靠地製冷。
工作流程⑤蓄能器9作為蒸發器降溫蓄冷流程，製冷劑運行回
路如下
製冷壓縮機l一排氣電磁閥4一空氣側換熱器IO—儲液器17 — 節流閥14 一蓄能器9 一吸氣電磁閥6 —製冷壓縮機1。
工作流程⑥蓄能器9作為冷凝器製冷流程，製冷劑運行迴路如下
製冷壓縮機1 一排氣電磁閥3 _蓄能器9 一單向閥13 —儲 液器17 —節流閥12 —需求側換熱器8 —吸氣電磁閥5 —製冷 壓縮機1。
附圖3所示，本實用新型還可以設置成單制熱型，其結構包括有 製冷壓縮機1，製冷壓縮機1的出口通過排氣電磁閥2、 3、 4分別連 接需求側換熱器8、蓄能器9和空氣側換熱器10的一端，需求側換熱 器8的另一端直接與儲液器17相連，蓄能器9和空氣側換熱器10的 另一端則通過單向閥13、 15與儲液器17上的對應接口相連，蓄能器 9和空氣側換熱器IO與儲液器17之間還設有分別與單向閥13、 15呈 並聯的節流閥14、 16，在空氣側換熱器10的附近還設有風機18，用 於加強換熱。
該單制熱型拓展工況熱泵機組以空氣作為低溫熱源供熱的工作過 程如下
供熱冷凝溫度一定(如+60℃.當空氣溫度較高時(如》+ 15℃) 為普通制熱流程，製冷劑運行迴路如下
製冷壓縮機1 一排氣電磁閥2 —需求側換熱器8 —儲液器17 一節流閥16—空氣側換熱器10 —吸氣電磁閥7 —製冷壓縮機1。
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當供熱冷凝溫度不變(如+60℃)，空氣溫度較低時(如<0℃， 由於工況超出規定範圍，普通制熱無法工作，啟動制熱拓展工況流。 此時使系統在工作流程⑦和⑧中分時工作。工作流程⑦、⑧均設定在 單級壓縮熱泵機組允許的工況範圍內，因而本單熱拓展工況熱泵機組 可比普通單級壓縮熱泵機組在更寬的工況範圍內安全可靠地供熱。
工作流程⑦蓄能器9作為冷凝器升溫蓄熱，製冷劑運行迴路-
製冷壓縮機1 —排氣電磁閥3 —蓄能器9 一單向閥13 —儲 液器17 —節流閥16 —空氣側換熱器10 —吸氣電磁閥7 一製冷 壓縮機1。
工作流程⑧蓄能器9作為蒸發器制熱流程，製冷劑運行迴路
製冷壓縮機1 _排氣電磁閥2 —需求側換熱器8 —儲液器 17 —節流閥14 一蓄能器9 —吸氣電磁閥6 —製冷壓縮機1。 當空氣側換熱器IO表面結霜需清除時，啟動除霜流程。
除霜流程製冷迴路
製冷壓縮機1 一排氣電磁闊4 一空氣側換熱器10 —單向閥 15 —儲液器17 —節流閥14 一蓄能器9 —吸氣電磁閥6 —制 冷壓縮機1。在上述除霜流程製冷迴路中蓄能器9作為蒸發器。
本實用新型涉及的其它未說明部分與現有技術相同或採用現有技 術加以實現。
權利要求1、一種製冷制熱拓展工況熱泵機組，其特徵是它包括有製冷壓縮機(1)，製冷壓縮機(1)的出口通過排氣電磁閥(2，3，4)分別連接需求側換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側換熱器(10)的一端，需求側換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側換熱器(10)的另一端分別通過單向閥(11)、單向閥(13)和單向閥(15)與儲液器(17)連接，排氣電磁閥(2，3，4)分別與需求側換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側換熱器(10)連接的那一端還分別通過吸氣電磁閥(5，6，7)和壓縮機(1)的入口相連接，在需求側換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側換熱器(10)與儲液器(17)之間還設有分別與單向閥(11)、單向閥(13)和單向閥(15)呈並聯的節流閥(12)、節流閥(14)、節流閥(16)，需求側換熱器(8)用於加熱或冷卻用戶端的工作介質。
2、 根據權利要求1所述的製冷制熱拓展工況熱泵機組，其特徵是 所述的空氣側換熱器(10)附近設有風機(18)。
3、 一種單製冷拓展工況熱泵機組，其特徵是它包括有製冷壓縮機 (1)，製冷壓縮機(1)的出口通過排氣電磁(3， 4)分別連接蓄能器(9) 和空氣側換熱器(10)的一端，蓄能器(9)的另一端通過並接 的單向閥(13)和節流閥(14)與儲液器(17)相連，空氣側換熱器(10) 的另一端直接與儲液器(17)對應接口相連，儲液器(17)的 一個出口通過節流閥(12)與需求側換熱器(8)的一端相連，需求側 換熱器(8)另一端則通過吸氣電磁閥(5)與製冷壓縮機(1)的入口 相連，製冷壓縮機(1)的入口還通過吸氣電磁閥(6)與蓄能器(9) 對應連接排氣電磁閥(3)的一端相連，需求側換熱器(8)用於冷卻 用戶端的工作介質。
4、 根據權利要求3所述的單製冷拓展工況熱泵機組，其特徵是所 述的空氣側換熱器(10)附近設有風機(18)。
5、 一種單制熱拓展工況熱泵機組，其特徵是它包括有製冷壓縮機(1)，製冷壓縮機(1)的出口通過排氣電磁閥(2， 3， 4)分別連接 需求側換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側換熱器(10)的一端，需求側換熱器(8)的另一端直接與儲液器(17)相連，蓄能器(9)和空 氣側換熱器(10)的另一端則通過單向閥(13， 15)與儲液器(17) 上的對應接口相連，蓄能器(9)和空氣側換熱器(10)與儲液器(17) 之間還設有分別與單向閥(13， 15)呈並聯的節流閥(14， 16)，需求側換熱器(8)用於加熱用戶端的工作介質。
6、根據權利要求5所述的單制熱拓展工況熱泵機組，其特徵是所 述的空氣側換熱器(10)附近設有風機(18)。
專利摘要本實用新型涉及一種製冷制熱拓展工況熱泵機組，其特徵是它包括有製冷壓縮機(1)，其出口通過排氣電磁閥(2，3，4)分別連接需求側換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側換熱器(10)後再通過單向閥(11，13，15)與儲液器(17)連接，排氣電磁閥(2，3，4)分別與需求側換熱器(8)、蓄能器(9)和空氣側換熱器(10)連接的那一端還分別通過吸氣電磁閥(5，6，7)和壓縮機(1)的入口連接。本實用新型還可以根據需要設置成單冷或單熱型，大大拓寬了其使用範圍，比普通單級壓縮熱泵機組適用大氣溫度範圍拓寬10℃～25℃。且系統運行工況始終比較平和，不必接近嚴劣工況，從而提高了系統的安全性和可靠性及使用壽命。
文檔編號F25B30/00GK201181131SQ20082003276
公開日2009年1月14日 申請日期2008年3月3日 優先權日2008年3月3日
發明者周平中, 梁明坤 申請人:南京五洲製冷集團中天空調有限公司