具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組的製作方法

2023-06-06 07:33:31

專利名稱：具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超低溫空氣源熱泵熱水機組技術領域，更具體地說，是涉及一種能提高低溫環境下補氣的穩定性，降低熱量損失的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組。
背景技術：
現有的低溫空氣源熱泵熱水機組在低溫環境下工作時，一般是使用單獨的氟氟熱交換器用於補氣，然而，這種沒有經過過熱處理的補氣，在進入壓縮機補氣管道時常伴隨著製冷劑的閃蒸，從而導致補氣壓力波動大，補氣系統的穩定性非常差。最終導致低溫空氣源熱泵熱水機組在低溫環境下的COP(Coefficient Of Performance,即能量與熱量之間的轉換比率，簡稱制熱能效比)低，熱量的損失較大。另外，現有的低溫空氣源熱泵熱水機組所用的水氟熱交換器和氟氟熱交換器分別為單獨成型的兩個熱交換器，其中間通過管道相連接，這不僅導致連接結構十分複雜，組裝繁瑣，增大了熱量損失，還進一步增加了氟路主流道的壓力損失，提高了壓縮機的功耗，降低了 C0P。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的上述缺陷，提供一種利用水氟熱交換器本體下部的「動態恆溫區」來汽化補氣換熱盤管內的製冷劑，以實現壓縮機補氣管道內製冷劑過熱，能有效的提聞在超低溫環境下補氣系統的穩定性，從而提聞整個熱水機組的C0P,與熱水循環系統配合使用時，能有效提高整個系統的制熱能效的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組。為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下:提供一種具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，包括壓縮機，依次連接在壓縮機的循環管路上的換熱器和蒸發器，以及用於給壓縮機補氣的補氣循環管路，所述換熱器包括水氟熱交換器，以及與水氟熱交換器相連接的氟氟熱交換器；所述水氟熱交換器包括水氟熱交換器本體和裝設在該水氟熱交換器本體內部的第一換熱盤管，該第一換熱盤管一端設有進水口，另一端設有出水口，而所述的水氟熱交換器本體上端設有與壓縮機相連通的第一工質進口，其下端設有與氟氟熱交換器連通的第一工質出口，且所述第一換熱盤管下端與水氟熱交換器本體底部之間設有一近似無熱交換的動態恆溫區，所述補氣循環管路中的補氣換熱盤管裝設在該動態恆溫區內。所述補氣循環管路是由補氣循環管道，裝設在該補氣循環管道上的補氣節流閥，裝設在所述動態恆溫區內的補氣換熱盤管，以及一端與該補氣換熱盤管連通，另一端與壓縮機連接的壓縮機補氣管道構成，所述補氣換熱盤管與氟氟熱交換器連通，所述補氣循環管道一端與第一工質出口相連通，另一端與氟氟熱交換器相連通；因此，所述的壓縮機、水氟熱交換器本體、補氣循環管道、補氣節流閥、氟氟熱交換器、補氣換熱盤管和壓縮機補氣管道依次構成補氣迴路。所述的水氟熱交換器與氟氟熱交換器為一體成型，水氟熱交換器與氟氟熱交換器之間設有一中隔板，所述補氣換熱盤管通過中隔板與第二工質出口相連通，所述第二換熱盤管通過中隔板與第一工質出口相連通。本發明所述的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組的有益效果是:由於所述第一換熱盤管下端與中隔板之間的區域為近似無熱交換區域，從而形成一動態恆溫區，所述補氣循環管路的補氣換熱盤管裝設在該動態恆溫區內，使得在低溫狀態下，該「動態恆溫區」能有效的對補氣換熱盤管內的製冷劑充分過熱，避免壓縮機補氣管道內出現閃蒸而引起壓力巨大波動，有利於增強機組運行的可靠性，與熱水循環系統配合使用時，能有效提聞機組的制熱能效的優點。與現有技術相比，本發明還具有以下優點:1、利用水氟熱交換器下部的「動態恆溫區」充分過熱設置在動態恆溫區內的補氣換熱盤管內的製冷劑，實現壓縮機補氣管道內不出現製冷劑閃蒸現象，從而實現壓縮機補氣管道內的壓力的相對穩定，補氣壓力的相對穩定能提高壓縮機排氣溫度的穩定性，排氣溫度穩定可控，有利於提聞換熱效果，提聞整個熱水機組的C0P。2、所述水氟熱交換器與氟氟熱交換器為一體化成型的結構，有效的簡化了連接結構，簡化了管道的連接，使得組裝更簡便。3、通過所述水氟熱交換器與氟氟熱交換器熱器為一體化成型的結構，有利於降低熱量損失，有效的降低了氟路主流道的壓力損失，從而降低了壓縮機功耗，提高了氟路主流道的制熱效率。下面結合附圖和實施例對本發明所述的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組作進一步說明。


圖1是本發明所述的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組的組裝結構示意圖。
具體實施例方式以下是本發明所述具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組的最佳實例，並不因此限定本發明的保護範圍。參照圖1，提供一種具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，包括壓縮機1，依次連接在壓縮機I的循環管路上的換熱器2和蒸發器3，以及用於對壓縮機I進行補氣的補氣循環管路6，所述換熱器2包括水氟熱交換器4，以及與水氟熱交換器4相連接的氟氟熱交換器5 ;所述水氟熱交換器4包括水氟熱交換器本體401和裝設在該水氟熱交換器本體401內部的第一換熱盤管402，該第一換熱盤管402 —端設有可與外部水箱的冷水管道相連接的進水口 403，另一端設有可與外部水箱的熱水管道相連接的出水口 404，而所述的水氟熱交換器本體401上端設有與壓縮機I相連通的第一工質進口 406，其下端設有與氟氟熱交換器5連通的第一工質出口，且所述第一換熱盤管402下端與水氟熱交換器本體401底部之間為一近似無熱交換區域，因此形成一動態恆溫區405，所述補氣循環管路6的補氣換熱盤管604裝設在該動態恆溫區405內，使得該動態恆溫區405能有效的汽化該補氣換熱盤管604中的製冷劑。所述補氣循環管路6是由補氣循環管道601，裝設在該補氣循環管道601上的補氣節流閥602，裝設在所述動態恆溫區405內的補氣換熱盤管604，以及一端與該補氣換熱盤管604連接，另一端與壓縮機I連接的壓縮機補氣管道603構成，所述補氣換熱盤管604與氟氟熱交換器5連通,所述補氣循環管道601 —端與第一工質出口相連通，另一端與氟氟熱交換器5相連通；因此，所述的壓縮機1、水氟熱交換器本體401、補氣循環管道601、補氣節流閥602、氟氟熱交換器5、補氣換熱盤管604和壓縮機補氣管道603依次構成補氣迴路。所述動態恆溫區405能充分汽化設置其內部的補氣換熱盤管604中的製冷劑，從而避免置於水氟熱交換器4外部的壓縮機補氣管道603內製冷劑的閃蒸，提高壓縮機補氣管道603壓力的穩定性，補氣壓力的穩定性能提高壓縮機排氣溫度的穩定性。所述氟氟熱交換器5包括氟氟熱交換器本體501和裝設在該氟氟熱交換器本體501內部的第二換熱盤管502，該第二換熱盤管502上端與第一工質出口連通，下端與蒸發器3連通，而所述的氟氟熱交換器本體501上端設有與補氣換熱盤管604連通的第二工質出口，其下端設有與補氣循環管道601連通的第二工質進口 503。還包括裝設氟氟熱交換器5與蒸發器3之間的主節流閥8。在常溫下，所述的壓縮機I無需補氣，在低溫下，水氟熱交換器下部的「動態恆溫區」對設置在其內部的補氣換熱盤管604內製冷劑充分過熱，保證壓縮機補氣管道603內不會出現製冷劑閃蒸現象，從而實現壓縮機補氣管道603內壓力的相對穩定，補氣壓力的穩定有利於壓縮機排氣溫度的穩定，將該具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組與熱水循環系統配合使用時，能有效提高機組的制熱能效，從而提高該超低溫空氣源熱泵熱水機低溫環境下的COP (Coefficient Of Performance,即能量與熱量之間的轉換比率，簡稱制熱能效比)。作為本申請的進一步改進，所述的水氟熱交換器4與氟氟熱交換器5為一體成型，水氟熱交換器4與氟氟熱交換器5之間設有一中隔板7，所述壓縮機補氣管道604 —端通過中隔板7與第二工質出口相連通，所述第二換熱盤管502通過中隔板7與第一工質出口相連通。由於所述第一換熱盤管402下端與中隔板7之間為一近似無熱交換區域的動態恆溫區405，該動態恆溫區405能保證壓縮機補氣管道603內不出現閃蒸造成的大壓力波動，補氣壓力的穩定能有效提高機組的制熱能效；另外，採用一體化成型的結構，可降低熱量損失，有效的簡化了管道的連接，使得組裝簡便，並同時有效的降低了氟路主流道的壓力損失，降低壓縮機的功耗，進一步提高了氟路主流道的制熱效率。可知，所述的換熱器2是三路流道的連接中心，其中包括:水路流道:冷水經由進水口 403進入第一換熱盤管402內與水氟熱交換器本體401內的工質進行熱交換，然後再通過出水口 404流出；氟路主流道:製冷劑由壓縮機I排出，從第一工質進入流經水氟熱交換器本體401並與第一換熱盤管402熱交換後，再經中隔板7流入第二換熱盤管502內、然後依次流經主節流閥8、蒸發器3後，再回到壓縮機I完成制熱迴路一個循環；氟路補氣流道:製冷劑由壓縮機I排出，流經水氟熱交換器本體401後從第一工質出口流出，並經補氣循環管道601和補氣節流閥602後，從第二工質進口 503流入氟氟熱交換器本體501，再依次經中隔板7、補氣換熱盤管604、壓縮機補氣管道603，再回到壓縮機I完成一個補氣迴路循環。因此所述的換熱器2同時實現了制熱和補氣兩種功能，能提高低溫環境下補氣的穩定性，提高整個熱水機組的COP，降低熱量損失。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，包括壓縮機(1)，依次連接在壓縮機(I)的循環管路上的換熱器(2 )和蒸發器(3 )，以及用於對壓縮機(I)進行補氣的補氣循環管路(6)，其特徵在於，所述換熱器(2)包括水氟熱交換器(4)，以及與水氟熱交換器(4 )相連接的氟氟熱交換器(5 );所述水氟熱交換器(4 )包括水氟熱交換器本體(401)和裝設在該水氟熱交換器本體(401)內部的第一換熱盤管(402 )，該第一換熱盤管(402 ) 一端設有進水口( 403 )，另一端設有出水口( 404)，而所述的水氟熱交換器本體(401)上端設有與壓縮機(I)相連通的第一工質進口(406)，其下端設有與氟氟熱交換器(5)連通的第一工質出口，且所述第一換熱盤管(402)下端與水氟熱交換器本體(401)底部之間設有一近似無熱交換的動態恆溫區(405 )，所述補氣循環管路(6 )中的補氣換熱盤管(604 )裝設在該動態恆溫區(405)內。
2.根據權利要求1所述的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，其特徵在於，所述補氣循環管路(6)是由補氣循環管道(601)，裝設在該補氣循環管道(601)上的補氣節流閥(602)，裝設在所述動態恆溫區(405)內的補氣換熱盤管(604)，以及一端與該補氣換熱盤管(604)連接，另一端與壓縮機(I)連接的壓縮機補氣管道(603)構成，所述補氣換熱盤管(604)與氟氟熱交換器(5)連通，所述補氣循環管道(601) —端與第一工質出口相連通，另一端與氟氟熱交換器(5)相連通；因此，所述的壓縮機(I )、水氟熱交換器本體(401)、補氣循環管道(601)、補氣節流閥(602)、氟氟熱交換器(5)、補氣換熱盤管(604)和壓縮機補氣管道(603)依次構成補氣迴路。
3.根據權利要求2所述的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，其特徵在於，所述氟氟熱交換器(5 )包括氟氟熱交換器本體(501)和裝設在該氟氟熱交換器本體(501)內部的第二換熱盤管(502)，該第二換熱盤管(502)上端與第一工質出口連通，下端與蒸發器(3 )連通，而所述的氟氟熱交換器本體(501)上端設有與補氣換熱盤管(604)連通的第二工質出口，其下端設有與補氣循環管道(601)連通的第二工質進口(503)。
4.根據權利要求1至3任一項所述的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，其特徵在於，所述的水氟熱交換器(4)與氟氟熱交換器(5)為一體成型，水氟熱交換器(4)與氟氟熱交換器(5)之間設有一中隔板(7)，所述補氣換熱盤管(604)通過中隔板(7)與第二工質出口相連通，所述第二換熱盤管(502)通過中隔板(7)與第一工質出口相連通。
5.根據權利要求4所述的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，其特徵在於，還包括裝設氟氟熱交換器(5 )與蒸發器(3 )之間的主節流閥(8 )。
6.根據權利要求1所述的具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，其特徵在於，所述壓縮機(I)為補氣型低溫熱泵壓縮機，該補氣型低溫熱泵壓縮機具有排氣口、吸氣口和補氣口。
全文摘要
本發明公開了一種具有補氣過熱功能的超低溫空氣源熱泵熱水機組，包括壓縮機，依次連接在壓縮機的循環管路上的換熱器和蒸發器，以及用於對壓縮機進行補氣的補氣循環管路，所述換熱器包括水氟熱交換器和氟氟熱交換器；所述水氟熱交換器是由水氟熱交換器本體和裝設在該水氟熱交換器本體內部的第一換熱盤管構成，該第一換熱盤管下端與水氟熱交換器本體底部之間設有一近似無熱交換的「動態恆溫區」，所述補氣循環管路的補氣換熱盤管裝設在該動態恆溫區內，使該動態恆溫區能充分汽化補氣換熱盤管中的製冷劑，以實現壓縮機補氣管道內製冷劑處於過熱狀態，有效地提高補氣的穩定性，從而提高整個熱水機組低溫環境下的COP，降低熱量損失。
文檔編號F25B31/00GK103148586SQ201310075328
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月8日 優先權日2013年3月8日
發明者吳友朋, 周才歡, 楊模林 申請人:廣東五星太陽能股份有限公司