CN207081247U - 热泵*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热泵***。所述热泵***包括压缩机、冷凝器和蒸发器,其中,在所述冷凝器和所述蒸发器之间的流路上设置有节流单元,所述节流单元包括并联的至少两条节流支路,每条节流支路中均设置有节流部件,所述热泵***通过选择导通的节流支路的数量来使得压缩机的蒸发温度范围得到充分利用。本实用新型的热泵***中配置有并联的至少两个节流部件,从而可根据具体工况,分别使其中的一个节流部件或者同时使两个或更多的节流部件进行节流,以实现压缩机运行范围的充分利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及热泵技术领域,具体涉及一种热泵***。
背景技术
常规的制冷***主要是由压缩机、冷凝器、节流部件以及蒸发器四大部分构成的,在制冷***的整个运行过程中,压缩机吸入从蒸发器中产生的制冷剂蒸气,并将其压缩至冷凝压力后,由排气口排出高温高压的制冷剂气体,然后进入冷凝器,在冷凝压力下等压冷却并冷凝成制冷剂液体,冷凝后的制冷剂液体通过节流部件进入蒸发器,制冷剂通过节流部件后变成气液两相的混合态,然后进入蒸发器与相关介质进行热交换,实现制冷的目的,之后再进入压缩机的吸气口中,如此往复循环。在整个制冷***中,往往会因为节流部件选用的大小规格不一,造成压缩机无法完全实现其蒸发温度范围值,进而造成压缩机可用范围的浪费。
实用新型内容
基于上述现状,本实用新型的主要目的在于提供一种热泵***,能够保证压缩机的运行范围得到充分利用。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种热泵***,包括压缩机、冷凝器和蒸发器,其中,在所述冷凝器和所述蒸发器之间的流路上设置有节流单元,所述节流单元包括并联的至少两条节流支路,每条节流支路中均设置有节流部件,所述热泵***通过选择导通的节流支路的数量来使得压缩机的蒸发温度范围得到充分利用。
优选地,每条节流支路中还设置有开关部件,用于开通或切断相应的节流支路与所述蒸发器之间的连通。
优选地,所述开关部件设置在节流部件的下游侧;
和/或,所述开关部件为电磁阀;
和/或,所述节流部件为膨胀阀。
优选地,还包括第一旁通支路,所述第一旁通支路的一端连接于所述节流单元的上游侧,另一端连接至压缩机的吸气口。
优选地,所述第一旁通支路中设有第一旁通开关部件,用于开通或切断所述第一旁通支路与压缩机吸气口之间的连通;
和/或,所述第一旁通支路中还设有第一旁通过滤器。
和/或,所述第一旁通支路中还设有节流元件。
优选地,至少一条节流支路与压缩机的吸气口之间连接有第二旁通支路,使得相应的节流支路中的制冷剂能够择一地流到蒸发器中或流到压缩机的吸气口。
优选地,所述第二旁通支路中设有第二旁通开关部件,用于开通或切断所述第二旁通支路与压缩机吸气口之间的连通;
和/或,所述第二旁通支路中还设有第二旁通过滤器;
和/或,所述第二旁通支路与相应的节流支路的连接点位于节流部件的下游侧。
优选地,所述第一旁通开关部件为电磁阀,或者,所述第二旁通开关部件为电磁阀。
优选地,所述节流单元包括第一节流支路和第二节流支路,其中,所述第一节流支路包括串联的第一膨胀阀和第一电磁阀,所述第二节流支路包括串联的第二膨胀阀和第二电磁阀,所述第二节流支路上连接有第二旁通支路,所述第二旁通支路的一端连接于所述第二膨胀阀的下游侧,另一端连接至压缩机的吸气口。
本实用新型的热泵***中配置有并联的至少两个节流部件,从而可根据具体工况,分别使其中的一个节流部件或者同时使两个或更多的节流部件进行节流,以实现压缩机运行范围的充分利用。具体地,在低蒸发温度的情况下,可单独控制一个节流部件进行节流实现制冷效果,保证蒸发温度可以达到压缩机运行范围的最低值;而在高蒸发温度的情况下,可通过控制两个或更多的节流部件进行节流,保证蒸发温度可以达到压缩机运行范围的最高值,这样便可以使压缩机的运行范围得到充分利用。
进一步地,由于热泵***中设置有第一旁通支路和第二旁通支路,在通过第一旁通支路持续喷液却未能奏效的情况下,可通过控制一组节流部件进行短时间的喷液,达到使排气温度完全将降下来的效果,保证机组能效。
附图说明
以下将参照附图对根据本实用新型的热泵***的优选实施方式进行描述。图中:
图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的热泵***的原理图。
具体实施方式
本实用新型的第一方面提供了一种热泵***,如图1所示,其包括压缩机1、冷凝器2和蒸发器3,其中,在所述冷凝器2和所述蒸发器3之间的流路上设置有节流单元7,所述节流单元7包括并联的至少两条节流支路,例如图示的第一节流支路70和第二节流支路71,其中每条节流支路中均设置有节流部件,例如第一节流支路70中设置有第一节流部件701、第二节流支路71中设置有第二节流部件711。其中,所述热泵***通过选择导通的节流支路的数量来使得压缩机1的蒸发温度范围得到充分利用,也即,通过使单条节流支路导通进行节流或者使两条以上节流支路同时导通进行节流,从而使压缩机1的蒸发温度范围得到充分利用。
也即,本实用新型的热泵***中,由于配置有并联的至少两个节流部件,从而可根据具体工况,分别使其中的一个节流部件或者同时使两个或更多的节流部件进行节流,以实现压缩机运行范围的充分利用。具体例如,在低蒸发温度的情况下,可单独控制一个节流部件进行节流实现制冷效果,保证蒸发温度可以达到压缩机运行范围的最低值;而在高蒸发温度的情况下,可通过控制两个或更多的节流部件进行节流,保证蒸发温度可以达到压缩机运行范围的最高值,这样便可以使压缩机的运行范围得到充分利用。
本实用新型的热泵***优选为制冷***。当然,其也可以是冷暖***(需要增加四通阀等部件)、热泵热水器***等等。
示例性地,如图1所示,本实用新型的热泵***中,压缩机1的排气口连接冷凝器2,冷凝器2的下游设置有储液器4,储液器4的下游设置有干燥过滤器5,所述节流单元7位于所述干燥过滤器5的下游,蒸发器3则位于所述节流单元7的下游,蒸发器3的下游设置有吸气过滤器6,吸气过滤器6的出口连接压缩机1的吸气口。
优选地,如图1所示,每条节流支路中还设置有开关部件,用于开通或切断相应的节流支路与所述蒸发器3之间的连通。这些开关部件优选为电磁阀,例如第一节流支路70中设置有第一电磁阀702,第二节流支路71中设置有第二电磁阀712,从而可分别用于切断或开通第一节流支路70、第二节流支路71与蒸发器3之间的连通,使得可以方便地实现仅单条节流支路导通进行节流或者两条以上节流支路同时导通进行节流的控制操作。
优选地,各节流支路中,开关部件设置在该支路中的节流部件的下游侧,从而当相应的开关部件处于关闭状态时,对应的节流部件的入口端仍可与上游侧保持连通,从而便于在节流支路上设置旁通支路(例如后述的第二旁通支路9),以便使节流部件参与旁通支路的功能。
优选地,各个节流部件优选为膨胀阀,更优选为电子膨胀阀,从而便于实现对阀口开度的自动调节。
优选地,如图1所示,本实用新型的热泵***还包括第一旁通支路8,所述第一旁通支路8的一端连接于所述节流单元7的上游侧,另一端连接至压缩机1的吸气口。第一旁通支路8可用于喷液以降低从蒸发器流回的制冷剂的温度,例如在机组检测到压缩机排气温度达到喷液点的情况下,即可开通第一旁通支路8进行喷液。
优选地,所述第一旁通支路8中设有第一旁通开关部件81,可用于开通或切断所述第一旁通支路8与压缩机1吸气口之间的连通,也即,用于开启或关闭第一旁通支路8的喷液功能。第一旁通开关部件81优选为电磁阀,便于快速切换状态以及实现自动控制。
优选地,所述第一旁通支路8中还设有第一旁通过滤器82,其优选设置在第一旁通开关部件81的上游,用于对制冷剂进行过滤,以保护压缩机1。
优选地,所述第一旁通支路8中还设有节流元件83,优选为毛细管。制冷剂经节流元件83节流后,可变成低温低压的液体,从而更好地对从蒸发器流回的制冷剂进行降温。
优选地,本实用新型的热泵***中,至少一条节流支路与压缩机1的吸气口之间还连接有第二旁通支路9,使得相应的节流支路中的制冷剂能够择一地流到蒸发器3中或流到压缩机1的吸气口。为了降低硬件成本和简化控制过程,优选地,在存在多条节流支路的情况下,可以在其中一条节流支路上设置第二旁通支路9,也可以留下其中一条节流支路不设置第二旁通支路。在图1所示的优选实施方式中,节流单元7包括两条节流支路,因此,其中一条节流支路(如第二节流支路71)上设置有第二旁通支路9,另一条节流支路(如第一节流支路70)上则不设置第二旁通支路。
与第一旁通支路8功能类似,第二旁通支路9也可用于喷液以降低从蒸发器流回的制冷剂的温度,特别是在第一旁通支路8连续喷液一段时间后仍未能有效降低压缩机排气温度的情况下,可以开启第二旁通支路9进行喷液,以保证***能效。
优选地,所述第二旁通支路9中设有第二旁通开关部件91,用于开通或切断所述第二旁通支路9与压缩机1吸气口之间的连通,也即,用于开启或关闭第二旁通支路9的喷液功能。第二旁通开关部件91优选为电磁阀,便于快速切换状态以及实现自动控制。
作为一种替代方案,第二旁通支路9中也可以不设置第二旁通开关部件9,这种情况下,可以在第二旁通支路9与相应的节流支路的连接点处设置例如三通阀,三通阀在两个位置之间切换时,可以分别导通第二旁通支路9或者节流支路的下游(即蒸发器3)。在这种情况下,省略相应的节流支路中的开关部件也是可行的。
优选地,所述第二旁通支路9中还设有第二旁通过滤器92,其优选设置在第二旁通开关部件91的上游,用于对制冷剂进行过滤,以保护压缩机1。
优选地,所述第二旁通支路9与相应的节流支路的连接点位于节流部件的下游侧,这样,当第二旁通支路9开启时,制冷剂首先经对应的节流部件节流后,变成低温低压的液体,然后再进入第二旁通支路9中,便可对从蒸发器流回的制冷剂进行降温。这种情况下,当机组在通过第一旁通支路8喷液过程中如出现持续喷液却喷不下来的情况时,可通过控制一组节流部件进行短时间的喷液,达到使排气温度完全将降下来的效果。
当然,所述第二旁通支路9与相应的节流支路的连接点也可以位于节流部件的上游侧,只是在这种情况下,第二旁通支路9中最好设置单独的节流元件,例如毛细管等,以便在喷液前对制冷剂进行节流。
在图1所示的优选实施方式中,所述节流单元7包括第一节流支路70和第二节流支路71,其中,所述第一节流支路70包括串联的第一膨胀阀(即第一节流部件701,优选电子膨胀阀)和第一电磁阀702,所述第二节流支路71包括串联的第二膨胀阀(即第二节流部件711,优选电子膨胀阀)和第二电磁阀712,所述第二节流支路71上连接有第二旁通支路9,并且,第二旁通支路9与第二节流支路71的连接点位于第二膨胀阀和第二电磁阀712之间。第二旁通支路9包括顺次串联的第二旁通过滤器92和第二旁通开关部件91。在节流单元7的上游侧、干燥过滤器5的下游侧还连接有第一旁通支路8,第一旁通支路8包括顺次串联的第一旁通过滤器82、第一旁通开关部件81和节流元件83。
该优选实施方式的热泵***构成一种双电子膨胀阀的热泵***,能够方便地实现压缩机运行范围的充分利用。在低蒸发温度的情况下,可单独控制一个电子膨胀阀进行节流实现制冷效果,保证蒸发温度可以达到压缩机运行范围的最低值,在高蒸发温度的情况下,通过控制两个电子膨胀阀进行节流,保证蒸发温度可以达到压缩机运行范围的最高值,使压缩机的运行范围得到充分利用;在机组喷液过程中如出现持续喷液并喷不下来的情况,可通过控制一组电子膨胀阀进行短时间的喷液,达到使排气温度实现完全降下来的效果。
在上述工作的基础上,本实用新型的第二方面提供了一种用于控制前面所述的热泵***的控制方法,包括步骤:控制单条节流支路导通以进行节流,以保证蒸发温度达到压缩机运行范围的最低值;和/或,控制两条以上节流支路同时导通以进行节流,以保证蒸发温度达到压缩机运行范围的最高值。
优选地,在控制单条节流支路导通时,在正常运行过程中,如检测到当前进行节流的节流部件的开度小于最大允许开度,也即,在蒸发温度较低时,节流部件在正常调节过程中的开度不会达到最大值,此时,可控制其余的节流支路继续保持断开;如检测到当前进行节流的节流部件的开度大于或等于最大允许开度,也即,在蒸发温度较高时,***中若只开启一个节流部件,过热度维持较高温度时,该节流部件已经达到了最大允许开度,此时,则可以增加至少一条节流支路参与节流,实现两路以上同时调节,有效保证***的过热度维持在健康水平。
优选地,当所述热泵***包括第一旁通支路8时,所述方法还包括步骤:当检测到压缩机排气温度达到喷液点时,控制所述第一旁通支路8导通,使部分制冷剂流经所述第一旁通支路8进行喷液,以便对排气温度进行降温。
优选地,当所述热泵***包括第二旁通支路9时,所述方法还包括步骤:当通过第一旁通支路8进行喷液持续预定的时间仍无法将排气温度降下来(例如降到预定温度)时,控制所述第二旁通支路9导通,使部分制冷剂流经相应的节流支路节流后进行喷液,以降低压缩机排气温度。
本实用新型中,电子膨胀阀的大小及步数可以根据实际情况自行选择;第一旁通支路进行喷液仍不能将排气温度降下来的持续时间也可根据实际情况自行设定;目标吸气过热度也可根据实际情况自行设定。
以下再结合图1所示的优选实施方式说明的本实用新型的热泵***的优选控制方法。
在低蒸发温度的要求下,也即,当蒸发温度较低时,仅开启第一节流支路70进行调节,第一节流部件701(电子膨胀阀)在正常调节过程中,开度不会达到最大值。因此,在正常运行过程中,若检测到第一节流部件701的开度小于最大允许开度时,则进行以下步骤的控制:第二节流部件711(电子膨胀阀)、第二电磁阀712、第二旁通开关部件91、第一旁通开关部件81处于完全关闭状态,第一节流部件701(电子膨胀阀)及第一电磁阀702处于开启状态,制冷剂经压缩机1压缩进入冷凝器2冷凝后,进入储液器4及干燥过滤器5,随后通过第一节流部件701节流后(第一节流部件701通过检测吸气口温度及吸气压力换算的过热度进行控制开度),流进蒸发器3实现蒸发制冷,完全蒸发后进入压缩机1吸气口,完成整个制冷过程。当机组检测到排气温度达到喷液点时,控制第一旁通开关部件81开启,部分制冷剂流经第一旁通支路8进行喷液,经节流元件83节流后的低温低压液体对从蒸发器3流回的制冷剂实现降温,从而对排气温度进行降温;当机组喷液持续预定的时间(如5min)仍无法将排气温度降下来时(此时因持续喷液,整个***的供液量减少,***能效降低),则控制第二旁通开关部件91开启,部分制冷剂经第二节流部件711节流后流入压缩机1吸气口进行喷液,保证排气温度可以降到非喷液温度值,保证***能效,然后第二旁通开关部件91和第一旁通开关部件81同时关闭,机组正常进入制冷运行。
在高蒸发温度的要求下,也即,当蒸发温度较高时,***中若只开启第一节流部件701(电子膨胀阀),过热度维持较高温度时,第一节流部件701已经达到了最大允许开度,此时可打开第二节流部件711(电子膨胀阀)的回路,两路同时调节,有效保证***的过热度维持在健康水平。因此,在正常运行过程中,若检测到第一节流部件701的开度大于或等于最大允许开度时,则进行以下步骤的控制:第二旁通开关部件91、第一旁通开关部件81处于完全关闭状态,第一节流部件701及第一电磁阀702、第二节流部件711及第二电磁阀712处于开启状态,制冷剂经压缩机1压缩进入冷凝器2冷凝后,进入储液器4及干燥过滤器5,随后同时通过第一节流部件701和第二节流部件711节流后(第一节流部件701和第二节流部件711通过检测吸气口温度及吸气压力换算的过热度进行控制开度),流进蒸发器3实现蒸发制冷,完全蒸发后进入压缩机1吸气口,完成整个制冷过程。当机组检测到排气温度达到喷液点时,控制第一旁通开关部件81开启,部分制冷剂流经第一旁通支路8进行喷液,经节流元件83节流后的低温低压液体对从蒸发器3流回的制冷剂实现降温,从而对排气温度进行降温;当机组喷液持续预定的时间(如5min)仍无法将排气温度降下来时(此时因持续喷液,整个***的供液量减少,***能效降低),可控制第二电磁阀712关闭,第二旁通开关部件91开启,部分制冷剂经第二节流部件711节流后流入压缩机1吸气口进行喷液,保证排气温度可以降到非喷液温度值,保证***能效,然后第二旁通开关部件91和第一旁通开关部件81同时关闭,第二电磁阀712开启,机组正常进入制冷运行。
本实用新型的控制方法能够方便地实现压缩机运行范围的充分利用,并且其优选方案能够对喷液效果实现优化,保证机组能效。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本实用新型的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本实用新型的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种热泵***,其特征在于,包括压缩机、冷凝器和蒸发器,其中,在所述冷凝器和所述蒸发器之间的流路上设置有节流单元,所述节流单元包括并联的至少两条节流支路,每条节流支路中均设置有节流部件,所述热泵***通过选择导通的节流支路的数量来使得压缩机的蒸发温度范围得到充分利用。
2.根据权利要求1所述的热泵***,其特征在于,每条节流支路中还设置有开关部件,用于开通或切断相应的节流支路与所述蒸发器之间的连通。
3.根据权利要求2所述的热泵***,其特征在于,所述开关部件设置在节流部件的下游侧;
和/或,所述开关部件为电磁阀;
和/或,所述节流部件为膨胀阀。
4.根据权利要求1所述的热泵***,其特征在于,还包括第一旁通支路,所述第一旁通支路的一端连接于所述节流单元的上游侧,另一端连接至压缩机的吸气口。
5.根据权利要求4所述的热泵***,其特征在于,所述第一旁通支路中设有第一旁通开关部件,用于开通或切断所述第一旁通支路与压缩机吸气口之间的连通;
和/或,所述第一旁通支路中还设有第一旁通过滤器;
和/或,所述第一旁通支路中还设有节流元件。
6.根据权利要求1所述的热泵***,其特征在于,至少一条节流支路与压缩机的吸气口之间连接有第二旁通支路,使得相应的节流支路中的制冷剂能够择一地流到蒸发器中或流到压缩机的吸气口。
7.根据权利要求6所述的热泵***,其特征在于,所述第二旁通支路中设有第二旁通开关部件,用于开通或切断所述第二旁通支路与压缩机吸气口之间的连通;
和/或,所述第二旁通支路中还设有第二旁通过滤器;
和/或,所述第二旁通支路与相应的节流支路的连接点位于节流部件的下游侧。
8.根据权利要求5所述的热泵***,其特征在于,所述第一旁通开关部件为电磁阀。
9.根据权利要求7所述的热泵***,其特征在于,所述第二旁通开关部件为电磁阀。
10.根据权利要求1-9之一所述的热泵***,其特征在于,所述节流单元包括第一节流支路和第二节流支路,其中,所述第一节流支路包括串联的第一膨胀阀和第一电磁阀,所述第二节流支路包括串联的第二膨胀阀和第二电磁阀,所述第二节流支路上连接有第二旁通支路,所述第二旁通支路的一端连接于所述第二膨胀阀的下游侧,另一端连接至压缩机的吸气口。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
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