採用平行流換熱器的空氣源熱泵系統的製作方法

2023-05-17 03:31:16 1

採用平行流換熱器的空氣源熱泵系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種採用平行流換熱器為蒸發器的空氣源熱泵系統，屬空調系統領域。包括：壓縮機依次與四通換向閥、室外平行流換熱器、第一單向閥、熱力膨脹閥和第一氣液分離器連接，第一氣液分離器的液相出口經管路依次與第二單向閥和室內平行流換熱器連接，室內平行流換熱器經四通換向閥、第二氣液分離器回連至壓縮機；氣液分離器氣相出口經管路回連至第二氣液分離器入口；氣液分離器液相出口經第四單向閥連接至室外平行流換熱器與第一單向閥間；室內平行流換熱器與第二單向閥間的管路經第三單向閥連接至冷回收器的換熱通路入口。通過設置分離氣液製冷劑的第一氣液分離器，避免室外平行流換熱器內製冷劑分布不均，提高室外平行流換熱器的換熱性能。
【專利說明】採用平行流換熱器的空氣源熱泵系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及空調系統領域，特別是涉及一種採用平行流換熱器的空氣源熱泵系統。

【背景技術】
[0002]平行流換熱器換熱性能高於傳統翅片管式換熱器20%?50%，可使熱泵空調器的製冷劑的充注量減少30%以上。此外，平行流換熱器具有採用全鋁材料、材料成本低、耐電化學腐蝕等優點。但是平行流換熱器作為蒸發器時，由於經熱力膨脹閥後的製冷劑為氣液兩相，氣液兩相密度差別很大導致蒸發器內製冷劑分布不均，導致其換熱性能差，結霜惡化，嚴重製約了平行流換熱器在其在空氣源熱泵領域的應用。
[0003]目前，針對平行流換熱器的分液不均勻問題的解決措施重點在改變平行流換熱器的結構，包括流體的入口位置、支管的數量、位置、幾何尺寸及插入深度以及在蒸發器集流管內布置不同結構的分流板。
[0004]現有技術的缺點:現有平行流換熱器作為蒸發器時的均液技術方案雖然通過改善平行流換熱器的結構，雖提高了分液效果，但是製冷劑經節流後的氣液兩相狀態並沒有發生實質變化，因此導致換熱器其均液性能的可靠性不能得到保障，仍會經常出現分液不均現象。


【發明內容】

[0005]基於上述現有技術所存在的問題，本發明提供一種採用平行流換熱器為蒸發器的空氣源熱泵系統，通過氣液分離後再供給平行流換熱器的方式，能很好解決作為空氣源熱泵蒸發器的平行流換熱器內製冷劑分布不均的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種採用平行流換熱器為蒸發器的空氣源熱泵系統，包括:
[0007]壓縮機，經管路依次與四通換向閥、室外平行流換熱器、第一單向閥、熱力膨脹閥和第一氣液分離器連接，所述第一氣液分離器的液相出口經管路依次與第二單向閥和室內平行流換熱器連接，所述室內平行流換熱器經所述四通換向閥、第二氣液分離器回連至所述壓縮機；
[0008]所述第一氣液分離器的氣相出口經管路回連至所述第二氣液分離器的入口 ；
[0009]所述第一氣液分離器的液相出口經管路、第四單向閥連接至所述室外平行流換熱器與第一單向閥之間；
[0010]所述室內平行流換熱器與第二單向閥之間的管路經第三單向閥連接至所述冷回收器的換熱通路的入口。
[0011]本發明的有益效果為:通過在熱力膨脹閥後設置第一氣液分離器，可將氣液混合的製冷劑氣液分離後使液相製冷劑進入室外平行流換熱器，從而避免氣液相製冷劑同時進入室外平行流換熱器內造成的製冷劑分布不均，保證了室外平行流換熱器作為空氣源熱泵蒸發器時的分液均勻性，提高了平行流換熱器的換熱性能，實現了提高平行流換熱器空氣源熱泵系統效率的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0013]圖1為本發明實施例提供的空氣源熱泵系統示意圖。
[0014]圖中各標號對應的部件名稱為:1、壓縮機；2、；四通換向閥；3、室外平行流換熱器；4、第一單向閥；5、冷回收器；6、熱力膨脹閥；7、第一氣液分離器；8、第二單向閥；9、室內平行流換熱器；10、第二氣液分離器；11、第三單向閥；12、第四單向閥。

【具體實施方式】
[0015]下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的保護範圍。
[0016]圖1所示為本發明實施例提供的一種採用平行流換熱器為蒸發器的空氣源熱泵系統，包括:壓縮機1，經管路依次與四通換向閥2、室外平行流換熱器3、第一單向閥4、熱力膨脹閥6和第一氣液分離器7連接，第一氣液分離器7的液相出口經管路依次與第二單向閥8和室內平行流換熱器9連接，室內平行流換熱器9經四通換向閥2、第二氣液分離器10回連至壓縮機I ;
[0017]氣液分離器7的氣相出口經管路回連至第二氣液分離器10的入口 ；
[0018]氣液分離器7的液相出口經管路、第四單向閥12連接至室外平行流換熱器3與第一單向閥4之間；
[0019]室內平行流換熱器9與第二單向閥8之間的管路經第三單向閥11連接至冷回收器5的換熱通路的入口。
[0020]上述系統還包括:冷回收器5，該冷回收器5的換熱通路串接在第一單向閥4和熱力膨脹閥6之間；該及冷回收器5的冷量通路串接在氣液分離器7的氣相出口與第二氣液分離器10的入口之間。通過設置冷回收器對經氣液分離器7所分離出的節流後的低溫氣相製冷劑的冷量進行回收，經冷量回收後的製冷劑再返回氣液分離器10入口，最終被吸入壓縮機，從而不降低系統的性能。
[0021]優選的，上述系統中的壓縮機可採用變頻壓縮機。
[0022]下面結合具體實施例對本發明的系統作進一步說明。
[0023]本發明實施例提出一種採用平行流換熱器為蒸發器的空氣源熱泵系統，可以解決作為蒸發器的平行流換熱器分液不均的問題，該空氣源熱泵系統如圖1所示由壓縮機1、四通換向閥2、室外平行流換熱器3、第一單向閥4、冷回收器5、熱力膨脹閥6、第一氣液分離器
7、第二單向閥8、室內平行流換熱器9、第二氣液分離器10、第三單向閥11和第四單向閥12連接而成。
[0024]上述系統中，通過設置氣液分離器7，並將其布置於熱力膨脹閥後，對節流後的兩相製冷劑進行氣液分離，保證進入作為蒸發器的室外平行流換熱器3的製冷劑為單一液相；為了不降低系統地性能，對經氣液分離器7所分離出的節流後的低溫氣相製冷劑的冷量進行回收，增設冷回收器5，經冷量回收後的製冷劑再返回氣液分離器10入口，最終被吸入壓縮機。
[0025]該系統的幾種運行模式如下:
[0026](I)製冷模式:
[0027](11)製冷劑環路:
[0028]來自氣液分離器10的製冷劑經壓縮機壓縮後經過四通換向閥2進入室外平行流換熱器3放熱冷凝後，流經第一單向閥4進入冷回收器5的換熱通路；在冷回收器5內，與來自第一氣液分離器7的低溫製冷劑氣體換熱過冷，然後經熱力膨脹閥6進行節流降壓；節流降壓後的製冷劑進入第一氣液分離器7 ;其中，分離出的低溫氣體製冷劑流經冷回收器5的冷量通路，與來自室外平行流換熱器3製冷劑進行熱交換後到達第二氣液分離器10的入口 ；從第一氣液分離器7分離出來的單相液體製冷劑經過第二單向閥8後進入室內平行流換熱器9向室內釋放冷量，然後再經過四通換向閥2，在第二氣液分離器10入口與來自冷回收器5的製冷劑混合，然後在進入壓縮機I被壓縮。
[0029](2)制熱模式
[0030]來自氣液分離器10的製冷劑經壓縮機壓縮後經過四通換向閥2進入室內平行流換熱器9放熱冷凝後，流經第三單向閥11進入冷回收器5的換熱通路；在冷回收器5內，與來自第一氣液分離器7的低溫製冷劑氣體換熱過冷，然後經熱力膨脹閥6進行節流降壓；節流降壓後的製冷劑進入氣液分離器7。其中，分離出低溫氣體製冷劑流經冷回收器5，與來自室內平行流換熱器9製冷劑進行熱交換後到達第二氣液分離器10的入口 ；從第一氣液分離器7分離出來的單相液體製冷劑經過第四單向閥12後進入室外平行流換熱器3從室外吸收熱量，然後再經過四通換向閥2，在第二氣液分離器10入口與來自冷回收器5的冷量通路的製冷劑混合，然後在進入壓縮機I被壓縮。
[0031]本發明的系統通過設置第一氣液分離器對氣液混合製冷劑進行氣液分離，使液相製冷劑進入平行流換熱器(如室外平行流換熱器及室內平行流換熱器)，保證了平行流換熱器作為空氣源熱泵蒸發器時的分液均勻性，提高平行流換熱器的換熱性能，實現了提高平行流換熱器空氣源熱泵系統效率的目的。
[0032]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種採用平行流換熱器為蒸發器的空氣源熱泵系統，其特徵在於，包括: 壓縮機(I)，經管路依次與四通換向閥(2)、室外平行流換熱器(3)、第一單向閥(4)、熱力膨脹閥(6)和第一氣液分離器(7)連接，所述第一氣液分離器(7)的液相出口經管路依次與第二單向閥(8)和室內平行流換熱器(9)連接，所述室內平行流換熱器(9)經所述四通換向閥(2)、第二氣液分離器(10)回連至所述壓縮機(I)； 所述氣液分離器(7)的氣相出口經管路回連至所述第二氣液分離器(10)的入口 ； 所述氣液分離器(7)的液相出口經管路、第四單向閥(12)連接至所述室外平行流換熱器⑶與第一單向閥⑷之間； 所述室內平行流換熱器(9)與第二單向閥(8)之間的管路經第三單向閥(11)連接至所述冷回收器(5)的換熱通路的入口。
2.根據權利要求1所述的採用平行流換熱器為蒸發器的空氣源熱泵系統，其特徵在於，還包括:冷回收器(5)，該冷回收器(5)的換熱通路串接在所述第一單向閥(4)和熱力膨脹閥(6)之間；該冷回收器(5)的冷量通路串接在所述氣液分離器(7)的氣相出口與所述第二氣液分離器(10)的入口之間。
3.根據權利要求1或2所述的採用平行流換熱器為蒸發器的空氣源熱泵系統，其特徵在於，所述壓縮機採用變頻壓縮機。
【文檔編號】F25B13/00GK104315744SQ201410653365
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】胡文舉, 王夢圓, 史永徵, 高巖, 那威, 李德英 申請人:北京建築大學