CN112728810B - 一种空气源热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明属于热泵技术领域，提供了一种空气源热泵机组，具有燃气发动机、传动装置、压缩机、第一节流阀、第二节流阀、第一换热器、第二换热器和烟气换热器，第一切换阀设置在第二换热器和吸气口间，第二切换阀设置在第二换热器和排气口间，第三切换阀设置在第二换热器与烟气换热器间，第一切换阀开，第二切换阀和第三切换阀关，机组为制热模式；第一切换阀关，第二切换阀和第三切换阀开，机组为除霜模式，通过第一切换阀和第二切换阀控制模式切换，避免制冷剂内泄露，使设备管路更加简单，减小制冷剂气体阻力，提高机组的工作效率。本发明的空气源热泵机组设备管路简单，供热稳定，在供热的同时能进行除霜，节约能耗，延长设备使用寿命。

Description

一种空气源热泵机组

技术领域

本发明属于热泵技术领域，具体涉及一种空气源热泵机组。

背景技术

目前广泛采用的热水锅炉一次能源消耗多、运行费用高、并产生大量的碳排放。燃气发动机机驱动的空气源热泵具有效率高、运行费用低、碳排放水平低的特点，因此，采用高效率的燃气发动机机驱动的空气源热泵替换燃气热水锅炉是必然的选择，发展以燃气发动机驱动的空气源热泵具有显著的经济效益和环保效益。但空气源热泵也有一定不足之处，空气源热泵在室外低温高湿区段运行时，低于露点温度的空气中水分会凝聚在蒸发器外表面，若蒸发器外表面温度低于零度则会结霜。蒸发器表面结霜影响空气源热泵的供热能力甚至影响空气源热泵的正常运行，需要及时去除蒸发器上的霜层。

空气源热泵多采用四通换向阀切换的传统方式除霜，该方法的管路复杂，除霜时不能产热或产热量大幅降低。目前，采用旁通节流或带制冷剂补偿的逆向除霜方式等对传统除霜方式的改良取得了较好的效果，但仍存在除霜时不能制热甚至反而制冷的问题。而蓄热除霜、热气旁通除霜以及回气加热除霜这几种除霜方式，虽然能解决除霜运行时不能产热的问题，但仍存在一些问题，比如蓄热除霜所使用的相变材料需要与除霜所需的热量进行较好地匹配，热气旁通除霜以及回气加热除霜需要在***中设置容量较大的气液分离器，成倍地增加了除霜成本。而且这几种方式并不能保证除霜时机组的制热效果，还带来了除霜时能耗过高的问题。

专利CN107120831B公开了一种连续制热空气源热泵热水机组，包括水冷冷凝器和二个压缩机、二个风冷式蒸发器、二节流阀组件，还包括三个单向阀、二个四通换向阀，一压缩机、一蒸发器、一节流阀组件连锁控制成一蒸发压缩组，二蒸发压缩组通过四通换向阀的有机切换实现交替除霜，使制热过程连续平稳、运行可靠、除霜能耗低。该专利实现了除霜时可以部分供热，但其采用2个四通换向阀切换除霜，结构复杂。

专利CN107763772A公开了一种燃气热泵余热自动除霜***，包括第一四通阀和第二四通阀；缸套余热回收器通过管路与缸套冷却水循环泵、分层集热水箱相接；燃气发动机的排烟口通过管路与分层集热水箱的发动机尾气换热入口相接；压缩机的出口通过管路顺次与油分离器、膨胀阀、蒸发器的进口相接。除霜过程中，供热过程不中断，余热浪费量少，实现发动机缸套余热以及废气余热的高效利用，提供稳定的生活热水。带2个四通阀切换的***管路复杂，分层集热水箱使用的是高品位热能，未充分利用烟气低品位余热。

专利CN105318601B公开了一种空气源柔性燃气热泵机组及其运行方法。包括至少两组风冷换热器、余热换热器、发动机、烟气热回收换热器，热泵部分包括第一换热器、压缩机、第二换热器、四通阀和节流阀。冬季除霜时需要多个阀门切换，***管路复杂，未充分利用烟气低品位余热。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种空气源热泵机组。

本发明提供了一种空气源热泵机组，具有这样的特征，包括：燃气发动机、传动装置、压缩机、烟气换热器、第一节流阀、第二节流阀、第一换热器以及第二换热器，燃气发动机的输出端通过传动装置与压缩机连接，用于驱动压缩机；压缩机具有排气口与吸气口，用于将从吸气口进入的制冷剂气体压缩后，从排气口排出；第一换热器用于供热，具有第一制冷剂入口和第一制冷剂出口，第一制冷剂入口与排气口连通；烟气换热器用于与燃气发动机的排烟管道内的烟气换热，具有烟气制冷剂入口和烟气制冷剂出口，烟气制冷剂入口与与第一制冷剂出口连接，烟气制冷剂出口与吸气口连通；第二换热器具有第一流通口和第二流通口，第一流通口与第一制冷剂出口连接，还通过第三切换阀与烟气制冷剂入口连接，第二流通口通过三通阀分别与排气口与吸气口连接，或者第二流通口通过第一切换阀与吸气口连接，还通过第二切换阀与排气口连接，第一节流阀设置在第一制冷剂出口与烟气制冷剂入口之间，第二节流阀设置在第一制冷剂出口与第一流通口之间。

在本发明提供的空气源热泵机组中，还可以具有这样的特征：其中，空气源热泵机组的运行模式包括制热模式和除霜模式：制热模式时，来自排气口的制冷剂在第一换热器放热后，一部分制冷剂进入烟气换热器吸热，另一部分制冷剂进入第二换热器吸热，两部分制冷剂汇聚后从吸气口回到压缩机中，除霜模式时，来自排气口的制冷剂分为两路，一路送至第一换热器放热，另一路流入第二换热器放热，两路汇聚后再进入烟气换热器吸热后通过吸气口回到压缩机。

在本发明提供的空气源热泵机组中，具有这样的特征，还包括：干燥过滤器，其中，第一制冷剂出口通过第一管路与烟气制冷剂入口连接，第一管路上具有第一连接点和第二连接点，第二连接点比第一连接点更靠近烟气换热器，第三切换阀通过第一连接点与第一管路连通，第一制冷剂出口通过第二连接点与第一管路连通，干燥过滤器设置在第一连接点与第二连接点之间。

在本发明提供的空气源热泵机组中，具有这样的特征，还包括：油分离器和润滑油回路，其中，第一换热器不包含油分离器，油分离器设置在排气口与第一制冷剂入口之间，用于分离从排气口排出的制冷剂气体中的润滑油，润滑油回路连通油分离器与压缩机，用于将分离出的润滑油输送回压缩机。

在本发明提供的空气源热泵机组中，具有这样的特征，还包括：油分离器和润滑油回路，其中，第一换热器包含油分离器，油分离器设置在第一换热器内，用于分离从第一制冷剂入口进入第一换热器的制冷剂气体中的润滑油，润滑油回路连通油分离器与压缩机，用于将分离出的润滑油输送回压缩机。

在本发明提供的空气源热泵机组中，具有这样的特征，还包括：经济器，其中，经济器具有第一分路和第二分路，第一分路具有第一入口和第一出口，第一入口与干燥过滤器连通，第一出口分别与烟气制冷剂入口和第一流通口连接，第二分路具有第二入口和第二出口，第二入口与干燥过滤器连接，第二出口与压缩机连通。

在本发明提供的空气源热泵机组中，还可以具有这样的特征：其中，空气源热泵机组的运行模式包括制热模式和除霜模式，制热模式时，压缩机的排气口排出的制冷剂流至第一换热器放热，通过干燥过滤器后一部分制冷剂进入经济器的第二分路吸热后回到压缩机，另一部分制冷剂进入经济器的第一分路放热后分为两路，一路通过烟气换热器吸热，另一路通过第二换热器吸热，两路汇聚后回到压缩机，除霜模式时，压缩机的排气口排出的制冷剂分为两路，一路进入第一换热器放热后，另一路进入第二换热器放热，两路汇聚通过干燥过滤器后分为两部分，一部分通过经济器的第二分路吸热后回到压缩机，另一部分通过经济器的第一分路放热后，再进入烟气换热器吸热后回到压缩机。

在本发明提供的空气源热泵机组中，还可以具有这样的特征：其中，第一切换阀为单阀或阀组，第二切换阀为单阀或阀组，第一切换阀和第二切换阀均为电磁阀、电动蝶阀、电动球阀或电动截止阀中的任意一种，第三切换阀为单向阀、电磁阀、电动球阀或电动截止阀中的任意一种，第一节流阀和第二节流阀均为电子膨胀阀。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的空气源热泵机组(以下简称机组)，因为具有燃气发动机、压缩机、第一换热器、第二换热器以及烟气换热器，第一切换阀设置在第二换热器和压缩机的吸气口之间，第二切换阀设置在第二换热器和压缩机的排气口之间，第三切换阀设置在第二换热器与烟气换热器之间，当第一切换阀打开，第二切换阀和第三切换阀关闭时，机组处于制热模式，压缩机中排出的制冷剂气体到第一换热器放热后，其中一部分制冷剂进入烟气换热器吸热，另一部分制冷剂进入第二换热器吸热，两部分汇聚后回到压缩机中；当第一切换阀关闭，第二切换阀和第三切换阀开启时，机组处于除霜模式，压缩机中排出的制冷剂气体分为两路，一路流至第一换热器放热，另一路流到第二换热器放热，两路汇聚进入烟气换热器吸热后回到压缩机中。第一换热器在制冷和除霜模式下始终作为冷凝器正常供热，避免了除霜模式时机组供热不稳定或不能供热的问题。同时，机组在切换制热和除霜模式时***不停机，通过发动机增速实现制热时同步除霜，进一步保证了机组供热的稳定性。

此外，第一切换阀设置在第二换热器和压缩机的吸气口之间，第二切换阀设置在第二换热器和压缩机的排气口之间，第三切换阀设置在第二换热器与烟气换热器之间，机组通过第一切换阀和第二切换阀分别控制模式切换，也使设备管路更加简单，从而减小制冷剂气体阻力，降低机组成本，提高机组的工作效率。

另外，烟气换热器能够充分回收烟气中的低品位余热，降低能耗，且烟气换热器在制热模式时作为蒸发器，分担了第二换热器的负担，缓和、甚至避免了机组结霜的问题。

此外，对于大型机组，采用三通阀代替第一切换阀和第二切换阀能有效降低机组成本。

综上，本发明的空气源热泵机组设备管路简单，工作效率高，供热稳定，且能在供热的同时对自身进行除霜，节约能耗，降低成本，延长设备使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例一中的空气源热泵机组的连接及流程示意图；

图2是本发明实施例二中的空气源热泵机组的连接及流程示意图；

图3是本发明实施例三中的空气源热泵机组的连接及流程示意图；

图4是本发明实施例四中的空气源热泵机组的连接及流程示意图，

图5是本发明实施例五中的空气源热泵机组的连接及流程示意图。

附图编号说明：燃气发动机10、传动装置11、压缩机12、吸气口13、排气口14、第一换热器15、第一节流阀16、烟气换热器17、第一管路18、第一连接点19、第二连接点20、第二节流阀21、第二换热器22、第一流通口23、第二流通口24、第一切换阀25、第二切换阀26、第三切换阀27、排烟管道28、油分离器30、润滑油回路31、干燥过滤器32、经济器33、第一分路34、第二分路35、第三节流阀36、三通阀37。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明一种空气源热泵机组作具体阐述。

<实施例一>

本实施例提供了一种空气源热泵机组。

图1是本实施例中的空气源热泵机组的连接及流程示意图。

如图1所示，空气源热泵机组100包括燃气发动机10、传动装置11、压缩机12、第一换热器15、第一节流阀16、烟气换热器17、第一管路18、第二节流阀21、第二换热器22、第一切换阀25、第二切换阀26以及第三切换阀27。

燃气发动机10的输出端通过传动装置11与压缩机12连接在一起，驱动压缩机12对其内部的制冷剂气体进行压缩。燃气发动机10的转速连续可调，通过调整燃气发动机10的转速从而根据不同运行工况下的需要调整压缩机12的转速。燃气发动机10还具有排烟管道28，能够排出燃气发动机10在工作过程中产生的烟气。

燃气发动机10是自然吸气或涡轮增压的形式的一种，传动装置11是联轴器、电磁离合器、变速齿轮箱或带皮带轮的皮带中的任意一种。

压缩机12具有吸气口13与排气口14，制冷剂气体从吸气口13进入，经压缩后由排气口14排出。压缩机12为开启式螺杆压缩机、开启式磁悬浮螺杆压缩机、开启式磁悬浮离心压缩机或开启式涡旋压缩机中的任意一种，压缩机12中的制冷剂为NH3、R718、HCFC22、HFC32、HFC134a、HFC407C、HFC410a、HFC245fa、HFC507A、HFO 1234ze、HFO1234yf或HFO1234zf中的任意一种。

第一换热器15用于供热，具有第一制冷剂入口和第一制冷剂出口，第一制冷剂入口与排气口14连通。第一换热器15的供热方式为热水供热或热风供热。

烟气换热器17设置在排烟管道28上，具有烟气制冷剂入口和烟气制冷剂出口，烟气制冷剂入口通过第一节流阀16与第一制冷剂出口连接，烟气制冷剂出口与吸气口13连通。第一节流阀16是电子膨胀阀。

第一制冷剂出口与烟气制冷剂入口通过第一管路18连接。第一管路18上具有第一连接点19和第二连接点20，第二连接点20比第一连接点19更靠近烟气换热器17。

第二换热器22具有第一流通口23和第二流通口24。第一流通口23通过第二节流阀21与第二连接点20连接，还通过第三切换阀27与第一连接点19连接，第二流通口24通过第一切换阀25与吸气口13连接，还通过第二切换阀26与排气口14连接。第二节流阀21是电子膨胀阀。

第一切换阀25和第二切换阀26是电磁阀、电动蝶阀、电动球阀或电动截止阀中的任意一种，第二切换阀26是开关型或调节性切换阀，第一切换阀25和第二切换阀26既可以使用单阀，也可以使用阀组。第三切换阀27是单向阀、电磁阀、电动球阀或电动截止阀中的任意一种。

本实施例提供的空气源热泵机组100具有制热模式与除霜模式，其具体工作过程如下：

如图1所示，当第一切换阀25开启，第二切换阀26及第三切换阀27关闭，第一节流阀16和第二节流阀21正常调节时，空气源热泵100处于制热模式。燃气发动机10通过传动装置11驱动压缩机12将制冷剂气体压缩后排至第一制冷剂入口，进入第一换热器15，制冷剂气体在第一换热器15内冷凝放热，成为制冷剂液体。从第一换热器15的第一制冷剂出口排出的制冷剂液体分为两路，一路通过第一节流阀16转化为气液两相制冷剂后，再进入烟气换热器17吸热，气化为制冷剂气体，另一路制冷剂液体通过第二节流阀21转化为气液两相制冷剂后，再通过第一流通口23进入第二换热器22吸热转化为制冷剂气体，然后通过第一切换阀25，两路汇聚后通过吸气口13回到压缩机12中。

当第一切换阀25关闭，第二切换阀26及第三切换阀27打开，第一节流阀16正常调节，第二节流阀21关闭时，空气源热泵100处于除霜模式。燃气发动机10通过传动装置11驱动压缩机12将制冷剂气体压缩后分为两路，一路通过第一制冷剂入口进入第一换热器15，制冷剂气体在第一换热器15内放热，冷凝为制冷剂液体，制冷剂液体从第一制冷剂出口排出；另一路制冷剂气体通过第二切换阀26通过第二流通口24流入第二换热器22后，制冷剂气体冷凝为制冷剂液体，从而放热至第二换热器22表面霜层，从而进行除霜，然后制冷剂液体从第一流通口23流出，通过第三切换阀27后，两路制冷剂液体汇聚，汇聚后的制冷剂液体通过第一节流阀16转化为气液两相制冷剂后，再进入烟气换热器17吸热后转化为制冷剂气体，通过吸气口13回到压缩机12。

实施例一的作用与效果

根据本实施例所涉及的空气源热泵机组(以下简称机组)，因为具有燃气发动机、压缩机、第一换热器、第二换热器以及烟气换热器，第一切换阀设置在第二换热器和压缩机的吸气口之间，第二切换阀设置在第二换热器和压缩机的排气口之间，第三切换阀设置在第二换热器与烟气换热器之间，当第一切换阀打开，第二切换阀和第三切换阀关闭时，机组处于制热模式，压缩机中排出的制冷剂气体到第一换热器放热后，其中一部分制冷剂进入烟气换热器吸热，另一部分制冷剂进入第二换热器吸热，两部分汇聚后回到压缩机中；当第一切换阀关闭，第二切换阀和第三切换阀开启时，机组处于除霜模式，压缩机中排出的制冷剂气体分为两路，一路流至第一换热器放热，另一路流到第二换热器放热，两路汇聚进入烟气换热器吸热后回到压缩机中。第一换热器在制冷和除霜模式下始终作为冷凝器正常供热，避免了除霜模式时机组供热不稳定或不能供热的问题。同时，机组在切换制热和除霜模式时***不停机，通过发动机增速实现制热时同步除霜，进一步保证了机组供热的稳定性。

此外，第一切换阀设置在第二换热器和压缩机的吸气口之间，第二切换阀设置在第二换热器和压缩机的排气口之间，第三切换阀设置在第二换热器与烟气换热器之间，机组通过第一切换阀和第二切换阀分别控制模式切换，也使设备管路更加简单，从而减小制冷剂气体阻力，降低机组成本，提高机组的工作效率。

另外，烟气换热器能够充分回收烟气中的低品位余热，降低能耗，且烟气换热器在制热模式时作为蒸发器，分担了第二换热器的负担，缓和、甚至避免了机组结霜的问题。

综上，本发明的空气源热泵机组设备管路简单，工作效率高，供热稳定，且能在供热的同时对自身进行除霜，节约能耗，降低成本，延长设备使用寿命。

<实施例二>

本实施例提供了一种空气源热泵机组，该空气源热泵机组与实施例一中的空气源热泵机组100的区别在于，本实施例中的空气源热泵机组200(见图2)还包括油分离器30、润滑油回路31和干燥过滤器32。本实施例的第一换热器15不包含油分离器30。

本实施例中的其他结构与实施例一相同，对于相同的结构给予相同的编号。

图2是本实施例中的空气源热泵机组200的连接及流程示意图。

如图2所示，油分离器30具有油分制冷剂入口、油分制冷剂出口以及润滑油排出口，油分制冷剂入口与排气口14连通，油分制冷剂出口与第一制冷剂入口连通，润滑油回路31连通润滑油排出口与压缩机12。

含有润滑油的制冷剂气体通过油分制冷剂入口进入油分离器30，分离润滑油后的制冷剂气体从油分制冷剂出口排出，分离出的润滑油通过润滑油回路31回到压缩机12。

干燥过滤器32设置在第一连接点19与第二连接点20之间，对于流经其的制冷剂干燥过滤。

本实施例提供的空气源热泵机组200的工作过程与实施例一的空气源热泵机组100的工作过程基本相同，不同之处在于：

如图2所示，无论是制热模式还是除霜模式，压缩机12的排气口14排出的制冷剂气体均需通过油分制冷剂入口进入油分离器30，油分离器30将制冷剂气体中的润滑油分离后，分离出的润滑油通过润滑油回路31回到压缩机12中。

无论是制热模式还是除霜模式，通过第一管路18流向烟气换热器17的制冷剂一定经过干燥过滤器32干燥后，再通过第一节流阀16进入烟气换热器17。

实施例二的作用与效果

本实施例提供的空气源热泵机组(以下简称机组)与实施例一提供的机组的相同结构也具有同样的作用与效果，在此不再赘述。

本实施例提供的机组具有油分离器和润滑油回路，能够分离制冷剂气体中的润滑油，并将润滑油回输至压缩机，供压缩机循环使用，降低成本，且延长压缩机使用寿命；本实施例提供的机组还具有干燥过滤器，能够除去制冷剂中多余的水分及杂质，提高机组整体工作效率和可靠性。

<实施例三>

本实施例提供了一种空气源热泵机组，该空气源热泵机组与实施例二中的空气源热泵机组200的区别在于，本实施例中的空气源热泵机组300的第一换热器15包含油分离器30。本实施例中的其他结构与实施例一相同，对于相同的结构给予相同的编号。

图3是本实施例三中的空气源热泵机组的连接及流程示意图。

如图3所示，油分离器30设置在第一换热器15内，具有油分制冷剂入口、油分制冷剂出口以及润滑油排出口。含有润滑油的制冷剂气体从压缩机12的排气口14排出，进入第一制冷剂入口后，再通过油分制冷剂入口进入油分离器30，分离润滑油后的制冷剂气体从油分制冷剂出口排出，在第一换热器15内换热，分离出的润滑油通过润滑油回路31回到压缩机12。

本实施例提供的空气源热泵机组300的工作过程与实施例二的空气源热泵机组200的工作过程基本相同，不同之处在于：

无论是制热模式还是除霜模式，压缩机12的排气口14排出的制冷剂气体进入第一换热器15后均需通过油分制冷剂入口进入油分离器30，油分离器30将制冷剂气体中的润滑油分离后，分离出的润滑油通过润滑油回路31回到压缩机12中。

实施例三的作用与效果

本实施例提供的空气源热泵机组(以下简称机组)与实施例二提供的机组的相同结构也具有同样的作用与效果，在此不再赘述。

本实施例提供的机组具有油分离器和润滑油回路，能够分离制冷剂气体中的润滑油，并将润滑油回输至压缩机，供压缩机循环使用，降低成本，且延长压缩机使用寿命。同时，本实施例提供的油分离器设置在第一换热器内，能够简化管路、使得油分离器不必作为一个独立的压力容器，并且第一换热器中的制冷剂还能对分离出来的油进行冷却，省去额外的油冷却器。

<实施例四>

本实施例提供了一种空气源热泵机组，该空气源热泵机组与实施例二中的空气源热泵机组200的区别在于，本实施例中的空气源热泵机组400(见图4)还包括经济器33。本实施例中的其他结构与实施例二相同，对于相同的结构给予相同的编号。

图4是本实施例中的空气源热泵机组300的连接及流程示意图。

如图4所示，经济器33具有第一分路34和第二分路35。

第一分路34具有第一入口和第一出口，第一入口与干燥过滤器32连通，第一出口分别与烟气制冷剂入口和第一流通口23连接。

第二分路35具有第二入口和第二出口，第二入口通过第三节流阀36与干燥过滤器32连接，第二出口与压缩机12连通。

本实施例提供的空气源热泵机组400具有制热模式与除霜模式，其具体工作过程如下：

当第一切换阀25开启，第二切换阀26及第三切换阀27关闭，第一节流阀16、第二节流阀21以及第三节流阀36均正常调节时，空气源热泵400处于制热模式。燃气发动机10通过传动装置11驱动压缩机12将制冷剂气体压缩后排至油分制冷剂入口，在油分离器30中将制冷剂气体中的润滑油分离后，分离出的润滑油通过润滑油回路31回到压缩机12中，制冷剂气体通过第一制冷剂入口进入第一换热器15，制冷剂气体在第一换热器15内放热，冷凝为制冷剂液体。从第一换热器15的第一制冷剂出口排出的制冷剂液体通过干燥过滤器32后分为两路，一路通过第三节流阀36转化为气液两相制冷剂后，进入经济器33的第二分路35吸热后送回压缩机12，另一路制冷剂液体通过经济器33的第一分路34被进一步冷却后，一部分通过第二节流阀21转化为气液两相制冷剂后，再通过第一流通口23进入第二换热器22吸热转化为制冷剂气体，然后通过第一切换阀25排出，另一部分通过第一节流阀16转化为气液两相制冷剂后，再通过烟气换热器17转化为制冷剂气体排出，两部分制冷剂气体汇聚后通过吸气口13回到压缩机12。

当空气源热泵400处于除霜模式时，第一切换阀25关闭，第二切换阀26及第三切换阀27打开，第一节流阀16和第三节流阀36正常调节，第二节流阀21关闭，燃气发动机10通过传动装置11驱动压缩机12将制冷剂气体压缩后排至油分制冷剂入口，在油分离器30中将制冷剂气体中的润滑油分离后，分离出的润滑油通过润滑油回路31回到压缩机12中，制冷剂气体分为两路，一路通过第一制冷剂入口进入第一换热器15，制冷剂气体在第一换热器15内放热，冷凝为制冷剂液体，制冷剂液体从第一制冷剂出口排出，另一路制冷剂气体通过第二切换阀26从第二流通口24进入第二换热器22后，制冷剂气体冷凝为制冷剂液体，从而放热至第二换热器22表面的霜层进行除霜，然后制冷剂液体从第一流通口23流出，通过第三切换阀27后，两路制冷剂液体汇聚，汇聚后的制冷剂液体通过干燥过滤器32后，通过第三节流阀36转化为气液两相制冷剂，通过经济器33的第二分路35吸热后转化为制冷剂气体，回到压缩机12。

在本实施例中，空气源热泵机组400包含油分离器30，但是，在实际应用中，空气源热泵机组可以不含有油分离器，此时，第一换热器的第一制冷剂入口直接连接在压缩机的排气口上。

实施例四的作用与效果

本实施例提供的空气源热泵机组(以下简称机组)与实施例二提供的机组的相同结构也具有同样的作用与效果，在此不再赘述。

本实施例提供的机组具有经济器，能够通过对一部分制冷剂进行节流蒸发而对另一部分制冷剂进行二次降温，使能耗降低，节约能源，减少机组运行成本。

<实施例五>

本实施例提供了一种空气源热泵机组，该空气源热泵机组与实施例四的区别在于，本实施例中的空气源热泵机组500(见图5)使用三通阀37代替第一切换阀25和第二切换阀26。

图5是本实施例中的空气源热泵机组的连接及流程示意图。

如图5所示，本实施例在实施例四的基础上，将第一切换阀25和第二切换阀26替换为三通阀37。

三通阀37具有E接口、D接口和S接口，E接口与第二换热器22的第二流通口24连通，D接口与压缩机12的排气口14连通，S接口与压缩机12的吸气口13连通。

本实施例提供的空气源热泵机组500具有制热模式与除霜模式，其具体工作过程如下：

空气源热泵500处于制热模式时，三通阀37的E接口和S接口连通，E接口、S接口不与D接口连通，第三切换阀27关闭，第一节流阀16、第二节流阀21以及第三节流阀36均正常调节。燃气发动机10通过传动装置11驱动压缩机12将制冷剂气体压缩后排至油分制冷剂入口，在油分离器30中将制冷剂气体中的润滑油分离后，分离出的润滑油通过润滑油回路31回到压缩机12中，制冷剂气体通过第一制冷剂入口进入第一换热器15，在第一换热器15内放热，冷凝为制冷剂液体。从第一换热器15的第一制冷剂出口排出的制冷剂液体通过干燥过滤器32后分为两路，一路通过第三节流阀36转化为气液两相制冷剂后，进入经济器33的第二分路35吸热后送回压缩机12，另一路制冷剂液体通过经济器33的第一分路34后，一部分通过第二节流阀21转化为气液两相制冷剂后，再通过第一流通口23进入第二换热器22吸热转化为制冷剂气体，然后通过三通阀37的E接口进入三通阀37，再通过S接口排出，另一部分通过第一节流阀16转化为气液两相制冷剂后，再通过烟气换热器17转化为制冷剂气体排出，两部分制冷剂气体汇聚后通过吸气口13回到压缩机12。

当空气源热泵500处于除霜模式时，三通阀37的D接口和E接口连通，D接口、E接口不与S接口连通，第三切换阀27打开，第一节流阀16和第三节流阀36正常调节，第二节流阀21关闭。燃气发动机10通过传动装置11驱动压缩机12将制冷剂气体压缩后排至油分制冷剂入口，在油分离器30中将制冷剂气体中的润滑油分离后，分离出的润滑油通过润滑油回路31回到压缩机12中，制冷剂气体分为两路，一路通过第一制冷剂入口进入第一换热器15，在第一换热器15内放热，冷凝为制冷剂液体，制冷剂液体从第一制冷剂出口排出；另一路制冷剂气体通过三通阀37的D接口流入三通阀37，从E接口排出后通过第二流通口24流入第二换热器22，制冷剂气体冷凝为制冷剂液体，从而放热至第二换热器22的表面霜层，进行除霜，然后制冷剂液体从第一流通口23流出，通过第三切换阀27后，两路制冷剂液体汇聚，汇聚后的制冷剂液体通过干燥过滤器32后，通过第三节流阀36转化为气液两相制冷剂，通过经济器33的第二分路35吸热后转化为制冷剂气体，回到压缩机12。

实施例五的作用与效果

本实施例提供的空气源热泵机组(以下简称机组)与实施例四提供的机组的相同结构也具有同样的作用与效果，在此不再赘述。

本实施例提供的机组使用三通阀，能够简化管路，方便管路的安装和维修，降低生产成本。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

本发明所涉及的空气源热泵机组利用第一换热器放热，实际上是第一换热器将热量交换给循环水或循环空气，并且，循环水或循环空气既可以单独供热，又可以与其他供热结构，例如发动机余热换热器等，共同供热。

Claims (8)

1.一种空气源热泵机组，其特征在于，包括：

燃气发动机、传动装置、压缩机、烟气换热器、第一节流阀、第二节流阀、第一换热器以及第二换热器，

所述燃气发动机的输出端通过所述传动装置与所述压缩机连接，用于驱动所述压缩机；

所述压缩机具有排气口与吸气口，用于将从所述吸气口进入的制冷剂气体压缩后，从所述排气口排出；

所述第一换热器用于供热，具有第一制冷剂入口和第一制冷剂出口，所述第一制冷剂入口与所述排气口连通；

所述烟气换热器用于与所述燃气发动机的排烟管道内的烟气换热，具有烟气制冷剂入口和烟气制冷剂出口，所述烟气制冷剂入口与与所述第一制冷剂出口连接，所述烟气制冷剂出口与所述吸气口连通；

所述第二换热器具有第一流通口和第二流通口，

所述第一流通口与所述第一制冷剂出口连接，还通过第三切换阀与所述烟气制冷剂入口连接，

所述第二流通口通过三通阀分别与所述排气口与所述吸气口连接，或者所述第二流通口通过第一切换阀与所述吸气口连接，还通过第二切换阀与所述排气口连接，

所述第一节流阀设置在所述第一制冷剂出口与所述烟气制冷剂入口之间，所述第二节流阀设置在所述第一制冷剂出口与所述第一流通口之间。

2.根据权利要求1所述的空气源热泵机组，其特征在于：

其中，所述空气源热泵机组的运行模式包括制热模式和除霜模式：

制热模式时，来自所述排气口的制冷剂在所述第一换热器放热后，一部分所述制冷剂进入所述烟气换热器吸热，另一部分所述制冷剂进入所述第二换热器吸热，两部分所述制冷剂汇聚后从所述吸气口回到所述压缩机中，

除霜模式时，来自所述排气口的所述制冷剂分为两路，一路送至所述第一换热器放热，另一路流入所述第二换热器放热，两路汇聚后再进入所述烟气换热器吸热后通过所述吸气口回到压缩机。

3.根据权利要求1所述的空气源热泵机组，其特征在于，还包括：

干燥过滤器，

其中，所述第一制冷剂出口通过第一管路与所述烟气制冷剂入口连接，

所述第一管路上具有第一连接点和第二连接点，所述第二连接点比所述第一连接点更靠近所述烟气换热器，

所述第三切换阀通过所述第一连接点与所述第一管路连通，所述第一制冷剂出口通过所述第二连接点与所述第一管路连通，

所述干燥过滤器设置在所述第一连接点与所述第二连接点之间。

4.根据权利要求3所述的空气源热泵机组，其特征在于，还包括：

油分离器和润滑油回路，

其中，所述第一换热器不包含油分离器，

所述油分离器设置在所述排气口与所述第一制冷剂入口之间，用于分离从所述排气口排出的所述制冷剂气体中的润滑油，

所述润滑油回路连通所述油分离器与所述压缩机，用于将分离出的所述润滑油输送回所述压缩机。

5.根据权利要求3所述的空气源热泵机组，其特征在于，还包括：

油分离器和润滑油回路，

其中，所述第一换热器包含油分离器，

所述油分离器设置在所述第一换热器内，用于分离从第一制冷剂入口进入所述第一换热器的所述制冷剂气体中的润滑油，

所述润滑油回路连通所述油分离器与所述压缩机，用于将分离出的所述润滑油输送回所述压缩机。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的空气源热泵机组，其特征在于，还包括：

经济器，

其中，所述经济器具有第一分路和第二分路，

所述第一分路具有第一入口和第一出口，所述第一入口与所述干燥过滤器连通，所述第一出口分别与所述烟气制冷剂入口和所述第一流通口连接，

所述第二分路具有第二入口和第二出口，所述第二入口与所述干燥过滤器连接，所述第二出口与所述压缩机连通。

7.根据权利要求6所述的空气源热泵机组，其特征在于：

其中，所述空气源热泵机组的运行模式包括制热模式和除霜模式，

制热模式时，所述压缩机的排气口排出的所述制冷剂流至所述第一换热器放热，通过所述干燥过滤器后一部分所述制冷剂进入所述经济器的第二分路吸热后回到压缩机，另一部分所述制冷剂进入所述经济器的第一分路放热后分为两路，一路通过所述烟气换热器吸热，另一路通过所述第二换热器吸热，两路汇聚后回到所述压缩机，

除霜模式时，所述压缩机的所述排气口排出的所述制冷剂分为两路，一路进入所述第一换热器放热后，另一路进入所述第二换热器放热，两路汇聚通过所述干燥过滤器后分为两部分，一部分通过所述经济器的所述第二分路吸热后回到所述压缩机，另一部分通过所述经济器的所述第一分路放热后，再进入所述烟气换热器吸热后回到所述压缩机。

8.根据权利要求1所述的空气源热泵机组，其特征在于：

其中，所述第一切换阀为单阀或阀组，

所述第二切换阀为单阀或阀组，

所述第一切换阀和所述第二切换阀均为电磁阀、电动蝶阀、电动球阀或电动截止阀中的任意一种，

所述第三切换阀为单向阀、电磁阀、电动球阀或电动截止阀中的任意一种，

所述第一节流阀和第二节流阀均为电子膨胀阀。

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