CN111435045A - 一种空调热泵*** - Google Patents

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赵雷
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Abstract

本发明属于空调技术领域，公开一种空调热泵***，包括压缩机、室内换热器、室外换热器、四通阀和气液分离器，还包括第一节流装置、储液器、第一电磁阀、第一过滤器、膨胀阀和第二过滤器，其中所述的压缩机为大涡旋式压缩机。本发明提供的空调热泵***中的压缩机控制简单，占地面积小，噪音低，且，采用旁路除霜方法，提高了除霜速度。

Description

一种空调热泵***
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种空调热泵***。
背景技术
现有的空调热泵***的种类很多，例如风冷模块热泵***，风冷螺杆热泵***等。其中，风冷模块热泵***多采用小涡旋式压缩机，而单个小涡旋式压缩机的压缩能力较小，仅可满足负荷需求较小的用户，对于负荷需求较大的用户，通常需要将多级小涡旋式压缩机组合使用，以得到更高能力的组合***。然而，多级小涡旋式压缩机组合使用时，存在着控制过程繁琐，占地面积大，且管路连接复杂等缺点；风冷螺杆热泵***中，单个螺旋式压缩机即可满足能力的需求，但是，螺杆式压缩机对运行环境的要求较高，压缩机运转时噪音偏大，因此无法在人群密集的场所使用，需要安装在离人群较远的地方，或者，如果不想让噪音影响人们的正常听觉时，需要搭建隔音效果较好的隔音房以降低螺旋机组的噪音，成本较高。且，螺杆式压缩机使用时最低环境温度不得低于-10摄氏度，环境温度低于-10摄氏度时，机组运行效率、运行可靠性差。
发明内容
本发明实施例提供了一种空调热泵***，以解决多级小涡旋式压缩机控制过程繁琐，占地面积大，且管路连接复杂的技术问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种空调热泵***，包括压缩机、室内换热器、室外换热器、四通阀和气液分离器，还包括：第一节流装置、储液器、第一电磁阀、第一过滤器、膨胀阀和第二过滤器，其中所述的压缩机为大涡旋式压缩机。
在一些可选实施例中，所述空调热泵***，还包括第二电磁阀，其中，所述储液器和第一节流装置设于所述空调热泵***的第一流路，所述第一过滤器、膨胀阀和第二过滤器设于所述空调热泵***的第二流路，所述第二电磁阀设于所述空调热泵***的第三流路，所述第一流路通过所述第一电磁阀与所述第二流路串联，所述第一流路与所述第三流路串联，所述第三流路与所述第二流路并联。
在一些可选实施例中，所述空调热泵***，还包括第二节流装置和压差旁通电磁阀，所述第二节流装置和压差旁通电磁阀与所述四通阀形成回路。
在一些可选实施例中，所述空调热泵***，还包括单向阀，所述单向阀用于控制所述储液器。
在一些可选实施例中，所述空调热泵***中，所述室外换热器为翅片式换热器。
在一些可选实施例中，所述空调热泵***中，所述水侧换热器为壳管式换热器。
在一些可选实施例中，所述空调热泵***中，所述压缩机的数量为一个或多个。
在一些可选实施例中，所述空调热泵***中，所述空调热泵***包括一个室内换热器，和，两个或两个以上的第一单元，其中，所述第一单元包括压缩机、四通阀、室外换热器、储液器、气液分离器、第一节流装置、第一电磁阀、第一过滤器、膨胀阀和第二过滤器。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提供的空调热泵***中的压缩机为大涡旋式压缩机，可满足用户对高调温效果的需求，控制过程简单，占地面积小，容易进行管路连接，可替代多级小涡旋式压缩机。同时，与螺杆式压缩机相比，本发明大涡旋式压缩机在运行时噪音小，可在人群密集的场所使用，扩大了使用范围。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种空调热泵***的结构示意图，
图2是根据另一示例性实施例示出的一种空调热泵***的结构示意图，
图3是根据另一示例性实施例示出的一种空调热泵***的结构示意图。
1压缩机，2四通阀，3室外换热器，4风机，51第一过滤器，52第二过滤器，6膨胀阀，7第二电磁阀，8第一电磁阀(储液器电磁阀)，9单向阀，10储液器，11水侧换热器，12气液分离器，13压差旁通电磁阀，141第一节流装置，142第二节流装置。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中的术语“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为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本文中，除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
本文中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
本文中，术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
本发明实施例提供了一种空调热泵***，如图1所示，包括压缩机1、室内换热器11、室外换热器3、四通阀2和气液分离器12，还包括第一节流装置141、储液器10、第一电磁阀8，第一过滤器51、膨胀阀6和第二过滤器52，其中所述压缩机为大涡旋式压缩机。
本发明实施例提供的空调热泵***，由压缩机1、室内换热器11、室外换热器3和四通阀2通过管路连通形成冷媒循环回路，同时包括避免液态冷媒流至压缩机1内影响压缩机1正常工作的气液分离器12，其中，本发明实施例所述的压缩机为大涡旋式压缩机，可替代多级小涡旋式压缩机，使用控制简单、占地面积小、容易进行管路连接。同时，运行噪音小，可在人群密集的地方使用。优选的，所述的大涡旋式压缩机可以是25P、30P或40P。
本发明实施例提供的空调热泵***还包括第一电磁阀8，其中，所述储液器10和第一节流装置141设于所述空调热泵***的第一流路，所述第一过滤器51、膨胀阀6和第二过滤器52设于所述空调热泵***的第二流路，所述第二电磁阀7设于所述空调热泵***的第三流路，所述第一流路通过所述第一电磁阀8与所述第二流路串联，所述第一流路与所述第三流路串联，所述第三流路与所述第二流路并联。
本发明实施例提供的空调热泵***的前述部件的连通方式可以是：所述第一节流装置141、储液器10、第一电磁阀8、第一过滤器51、膨胀阀6和第二过滤器52依次连通，且，所述的第一节流装置141与所述水侧换热器11直接连通，所述第二过滤装置52与所述室外换热器3直接连通。所述第二电磁阀7与前述部件的连通方式可以是：所述第一节流装置141、储液器10和所述第二电磁阀7依次连通，且，所述第二电磁阀7与所述室外换热器3直接连通。所述第一过滤器51还可通过一段管道与所述水侧换热器11直接连通。
本发明实施例提供的空调热泵***包括与第一流路串联的第二电磁阀7，可通过控制第二电磁阀7的开启或关闭改变冷媒的流路，尤其是改变储液器10内冷媒的流路，进而通过控制第一电磁阀8和第二电磁阀7的开启或关闭，控制空调热泵***进行制冷、制热或除霜等不同工作状态。例如，可通过控制第一电磁阀8和第二电磁阀7的开启或关闭来进行旁路除霜，具体的，除霜方法包括：关闭第一电磁阀8，开启第二电磁阀7，使所述储液器10中的冷媒流出，进入由第二电磁阀7、储液器10和第一节流装置141组成的除霜旁路，冷媒通过所述室内换热器11吸收热量后，经过除霜旁路，将热量传递给所述室外换热器3，完成除霜。旁路除霜过程中，通过开启第二电磁阀7，关闭第一电磁阀8，将储液器10中储存的冷媒流出，避免四通阀2换向时高低压压差小低压冷媒不足的问题，同时增加了除霜过程中冷媒循环量，加快了热交换效率，进而加快了室外换热器3的容霜速度，减少除霜时间。
本发明实施例提供的空调热泵***还包括化霜传感器，根据化霜传感器的信号对前述的旁路除霜流路进行自动控制。
本发明实施例提供的空调热泵***还包括第二节流装置142和压差旁通电磁阀13。所述第二节流装置142和压差旁通电磁阀13与所述四通阀2形成回路，且设于所述四通阀2与所述气液分离器12之间。
当空调热泵***在低环温、高水温、或高压比工况下运行时，排气温度高于设定值或吸气压力低于设定值时，开启所述第二节流装置142和压差旁通电磁阀13，高压侧冷媒通过第二节流装置142节流之后回到四通阀2，经过气液分离器12直接回到压缩机1。由第二节流装置142、压差旁通电磁阀13组成的流路可降低排气温度或者提高低压侧冷媒补气量，提升低压压力，在排气温度低于设定值或吸气压力高于设定值时，关闭高低压旁通电磁阀13。降低排气温度保护和低压保护的风险，进一步提升了热泵***的可靠性。
具体的，采用本发明实施例提供的第二节流装置142和压差旁通电磁阀13进行高低压旁路调节的方法包括：检测压缩机1的排气温度T1；将检测得到的压缩机1的排气温度T1与预设的排气温度的最大值Tmax进行比较，若压缩机1的排气温度T1大于预设的排气温度的最大值Tmax，则打开前述的压差旁通电磁阀13和第二节流装置142，高压侧冷媒通过节流之后直接经过气液分离器12直接回到压缩机1，用于压缩机的降低排气温度。
采用本发明实施例提供的第二节流装置142和压差旁通电磁阀13进行高低压旁路调节的方法还可以是，检测压缩机1的吸气压力P1；将检测得到的压缩机1的吸气压力P1与预设的吸气压力的最大值Pmax进行比较，若压缩机1的吸气压力P1小于预设的吸气压力的最大值Pmax，则打开前述的压差旁通电磁阀13和第二节流装置142，高压侧冷媒通过节流之后直接经过气液分离器12直接回到压缩机1，用于提高低压侧冷媒补气量，提升低压压力。
本发明实施例提供的空调热泵***还包括用于控制所述储液罐10的单向阀9。
通过单向阀9与前述第一电磁阀8和第二电磁阀7，控制储液器10内冷媒的流向，例如，当需要进行除霜时，开启单向阀9和第二电磁阀7，关闭第一电磁阀8，使储液器10内的冷媒流出，进入除霜旁路流路进行旁路除霜；当需要制冷时，开启单向阀9和第一电磁阀8，关闭第二电磁阀7，使储液器10内的冷媒流出，进行制冷。
本发明实施例对水侧换热器11和室外换热器3的种类不做具体限定。优选的，所述水侧换热器11为壳管式换热器，例如，固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、涡流热模换热器等；优选的，所述室外换热器3为翅片式换热器。
本发明实施例对气液分离器12的种类不做具体限定，可用于避免液态冷媒流至压缩机1内影响压缩机1的正常工作即可。例如，前述的气液分离器可以是闪发器。
本发明实施例提供的空调热泵***的制冷方法包括：开启所述第一电磁阀8，开启所述的第二电磁阀7，使所述储液器10中的冷媒流出，增大制冷过程中冷媒的流量，此时，储液器10作为空罐，不储存冷媒，同时，大流量的冷媒流经时，储液器10可作为缓冲器保证制冷过程中冷媒的冲量最小。具体的，制冷过程中，冷媒依次经所述压缩机1、四通阀2、室外换热器3、第二过滤器52、膨胀阀6、第一过滤器51、室内换热器11、四通阀2和气液分离器12，返回所述压缩机1，完成一个制冷循环。
本发明实施例提供的空调热泵***的制热方法包括：关闭所述第一电磁阀8，同时关闭所述第二电磁阀7，防止所述储液器10中的冷媒流出，减少制热过程中冷媒的用量，避免制热运行时冷媒存在于室内换热器中，影响热泵***换热。具体的，制热过程中，冷媒依次经所述压缩机1、四通阀2、室内换热器11、第一过滤器51、膨胀阀6、第二过滤器52、室外换热器3、四通阀2和气液分离器12，返回所述压缩机1，完成一个制热循环。
需要说明的是，本发明实施例对压缩机1数量不做具体限定。具体的，可根据实际需求，压缩机的数量可以为一个或多个。例如，压缩机的数量可以为两个，如图2所示，包括第一大涡旋压缩机11和第二大涡旋压缩机12。
定义由压缩机1、四通阀2、室外换热器3、储液器10、气液分离器12、第一节流装置141、第一电磁阀8、第一过滤器51、膨胀阀6和第二过滤器52组成单元为第一单元。进一步的，为了提高单个水侧换热器11的换热效果，例如，在环境温度较高的条件下，提高水侧换热器的制冷效果，或者，在环境温度较低的条件下，提高水侧换热器的制热效果，本发明实施例提供的空调热泵***可以包括一个水侧换热器11，和，两个或两个以上的第一单元。多个第一单元，进一步保证了本发明实施例空调热泵***的热交换能力，进而提高了本发明实施例空调热泵***在低温环境下的制热效果或高温环境下的制冷效果。例如，第一单元的数量可以为两个，如图3所示，前述的第一单元还包括风机4、第二电磁阀7、储液器10的单向阀9、压差旁通电磁阀13、和/或第二节流装置142等部件。
本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种空调热泵***，包括压缩机、室内换热器、室外换热器、四通阀和气液分离器，其特征在于，还包括：
第一节流装置、储液器、第一电磁阀、第一过滤器、膨胀阀和第二过滤器，
其中所述的压缩机为大涡旋式压缩机。
2.如权利要求1所述的空调热泵***，其特征在于，还包括：第二电磁阀，
其中，所述储液器和第一节流装置设于所述空调热泵***的第一流路，
所述第一过滤器、膨胀阀和第二过滤器设于所述空调热泵***的第二流路，
所述第二电磁阀设于所述空调热泵***的第三流路，
所述第一流路通过所述第一电磁阀与所述第二流路串联，所述第一流路与所述第三流路串联，所述第三流路与所述第二流路并联。
3.如权利要求1所述的空调热泵***，其特征在于，还包括：
第二节流装置和压差旁通电磁阀，所述第二节流装置和压差旁通电磁阀与所述四通阀形成回路。
4.如权利要求1所述的空调热泵***，其特征在于，还包括：
单向阀，所述单向阀用于控制所述储液器。
5.如权利要求1所述的空调热泵***，其特征在于，所述室外换热器为翅片式换热器。
6.如权利要求1所述的空调热泵***，其特征在于，所述水侧换热器为壳管式换热器。
7.如权利要求1-6中任一项所述的空调热泵***，其特征在于，所述压缩机的数量为一个或多个。
8.如权利要求1-6中任一项所述的空调热泵***，其特征在于，所述空调热泵***包括：
一个水侧换热器，和，两个或两个以上的第一单元，
其中，所述第一单元包括压缩机、四通阀、室外换热器、储液器、气液分离器、第一节流装置、第一电磁阀、第一过滤器、膨胀阀和第二过滤器。
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