专利名称：空气能热泵喷气增焓装置、控制方法及空气能热泵热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气能热泵技术领域，尤其涉及一种空气能热泵喷气增焓装置、控制方法及空气能热泵热水器。
背景技术：
目前的空气能热泵系统在进行制热运行时，室外温度越低，压缩机吸入的制冷剂越少，使得空气能热泵系统的制热能力及效能下降，当室外温度低达零下十五度以下时，空气能热泵系统的制热性能已经恶化到非常严重的程度，甚至还会因吸排气压力差过大而导致压缩机烧坏。现有技术中一般采用喷气增焓压缩机代替普通压缩机。例如，中国CN201488273U号实用新型专利公开的空气源热泵热水器，包括喷气增焓压缩机、闪蒸器、节流装置。该专利公开的技术方案零部件多、管道连接复杂，且喷气增焓压缩机价格较高，导致空气能热泵系统的成本较高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种在使用普通压缩机的空气能热泵系统上实现喷气增焓效果、提高系统能效及实现普通压缩机超低温运行的空气能热泵喷气增焓装置、控制方法及空气能热泵热水器。本发明的目的由以下技术方案实现一种空气能热泵喷气增焓装置，其特征在于包括普通非喷气增焓压缩机、进气管道、第一旁通阀、储液器、回气管道；其中，进气管道的前端与压缩机的排气口相连，末端与储液器的入口相连；回气管道前端与储液器的出口相连，末端与压缩机的吸气口相连；第一旁通阀设置于进气管道前端。作为具体的技术方案，所述的进气管道与回气管道均为导热的金属管道，且进气管道与回气管道至少部分并排靠近安装。作为具体的技术方案，还包括第二旁通阀，设置在所述进气管道的末端。作为具体的技术方案，还包括减压阀，设置在所述进气管道的末端。作为具体的技术方案，还包括喷气增焓预热器，所述的喷气增焓预热器串接于进气管道及回气管道的中部，将进气管道分为第一进气管道和第二进气管道，将回气管道分为第一回气管道和第二回气管道；所述的喷气增焓预热器为双层的层套式管道结构，内管穿设于外管之中，内管与外管不互通；所述的外管的进气口与第一进气管道的出气口连接，所述的外管的出气口与第二进气管道的进气口连接，使所述的外管成为进气管道的一部分；所述的内管的进气口与第一回气管道的出气口连接，所述的内管的出气口与第二回气管道的进气口连接，使所述的内管成为回气管道的一部分；所述喷气增焓预热器的内管为导热性材料制成。作为具体的技术方案，还包括第二旁通阀，设置在所述第二进气管道的末端。作为具体的技术方案，还包括减压阀，设置在所述第二进气管道的末端。
一种所述的空气能热泵喷气增焓装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤(a)在低温制热时，检测压缩机的排气温度和吸气温度，通过这两个温度计算出压缩机的排气压力、吸气压力及吸排气压力差；(b)将计算得到的实际吸排气压力差与预先设定的一压缩机安全工作吸排气压力差进行比较，当实际吸排气压力差超过预先设定的吸排气压力差时，执行(i )操作；当实际吸排气压力差低于预先设定的吸排气压力差时，执行(ii)操作；其中( i )打开第一旁通阀，使压缩机排气口排出的一部分高温制冷剂蒸汽进入储液器
(4)；(ii)关闭第一旁通阀。作为具体的技术方案，在操作(i )后还包括以下步骤关闭第二旁通阀，使高温制冷剂蒸汽在进气管道中停留并将热量交换给回气管道中的低温制冷剂；在操作( )后还包括以下步骤打开第二旁通阀，将进气管道中的高温制冷剂蒸汽排入储液器中。一种空气能热泵热水器，包括压缩机、四通阀、冷凝器、分液头、水热交换器及储液器连接构成的热交换循环回路；其特征在于还包括所述的空气能热泵喷气增焓装置。本发明的空气能热泵喷气增焓装置通过将空气能热泵系统的普通压缩机排气口的一部分高温制冷剂蒸汽分流至储液器或直接将热量交换给回气管道中的低温制冷剂，从而实现对回气管道中的低温制冷剂增焓，提高压缩机的吸气压力，减小压缩机的吸排气压力差，保障压缩机在极度低温条件下始终安全运转，实现了利用普通压缩机对空气能热泵系统的喷气增焓，提升了空气能热泵系统在极度低温条件下的能效，降低了空气能热泵热水器的成本。
图I是实施例一提供的空气能热泵喷气增焓装置、空气能热泵热水器的示意图。图2是实施例二提供的空气能热泵喷气增焓装置、空气能热泵热水器的示意图。 图3是实施例三提供的空气能热泵喷气增焓装置、空气能热泵热水器的示意图。图4是实施例三提供的喷气增焓预热器的结构示意图。
具体实施例方式下面以空气能热泵热水器的空气能热泵喷气增焓装置为例，对本发明进行说明，但是该说明并不得理解为对本发明技术方案的用途的限定。实施例一如图I所示，空气能热泵喷气增焓装置包括压缩机I、进气管道2、第一旁通阀3、储液器4、回气管道5 ;其中，进气管道2的前端与压缩机I的排气口相连，末端与储液器4的入口相连；回气管道5前端与储液器4的出口相连，末端与压缩机I的吸气口相连；第一旁通阀3设置于进气管道2前端。上述各部分构成喷气增焓循环回路。继续参见图1，空气能热泵热水器的热交换循环回路包括压缩机I、四通阀6、冷凝器7、分液头8、水热交换器9、储液器4，上述各部分通过铜管依次连接。继续参见图1，压缩机I的排气口连接三通管12，三通管12的一出口端连接空气能热泵热水器的热交换循环回路，实现正常的制冷、制热功能。三通管12的另一出口端连接进气管道2的前端，进气管道2的前端串接有第一旁通阀3，第一旁通阀3为电动旁通阀。进气管道2的末端通过另一三通管13连通储液器4的入口。回气管道5连接储液器4的出口和压缩机I的吸气口。喷气增焓循环回路与热交换循环回路共用压缩机I、储液器4及回气管道5。进气管道2与回气管道5均为铜管。压缩机I为普通非喷气增焓压缩机。本实施例中的喷气增焓原理为低温制热时，通过进气管道2将压缩机I排气口的一部分高温制冷剂蒸汽直接分流至储液器4，从而实现对回气管道5中的低温制冷剂增焓。空气能热泵喷气增焓装置的控制方法包括以下步骤(a)在低温制热时，检测压缩机I的排气温度和吸气温度，通过这两个温度计算出压缩机I的排气压力、吸气压力及吸排气压力差；(b)将计算得到的实际吸排气压力差与预先设定的一压缩机安全工作吸排气压力差进行比较，当实际吸排气压力差超过预先设定的吸排气压力差时，执行(i )操作；当实际 吸排气压力差低于预先设定的吸排气压力差时，执行(ii)操作；其中( i )打开第一旁通阀3，使压缩机I排气口排出的一部分高温制冷剂蒸汽进入储液器4 ；(ii)关闭第一旁通阀3。继续参见图1，空气能热泵热水器包括空气能热泵喷气增焓装置和热交换系统。空气能热泵喷气增焓装置包括由压缩机I、进气管道2、第一旁通阀3、储液器4、回气管道5依次连接构成的喷气增焓循环回路。热交换系统包括由压缩机I、四通阀6、冷凝器7、分液头
8、水热交换器9、储液器4通过铜管依次连接构成的热交换循环回路。空气能热泵喷气增焓装置和热交换系统共用压缩机I、储液器4和回气管道5。在热交换循环回路中，压缩机I的排气口连接三通管12，三通管12的一出口端连接喷气增焓循环回路，另一出口端连接四通阀6的D 口。四通阀6的E 口与冷凝器7连接，四通阀6的C 口与水热交换器9连接，四通阀6的S 口与储液器4的入口连接。实施例二如图2所示，空气能热泵喷气增焓装置包括压缩机I、进气管道2、第一旁通阀3、第二旁通阀10和减压阀(图中未示出)、储液器4、回气管道5 ;其中，进气管道2的前端与压缩机I的排气口相连，末端与储液器4的入口相连；回气管道5前端与储液器4的出口相连，末端与压缩机I的吸气口相连；第一旁通阀3设置于进气管道2前端，第二旁通阀10和减压阀设置于回气管道5末端。上述各部分构成喷气增焓循环回路。继续参见图2，空气能热泵热水器的热交换循环回路包括压缩机I、四通阀6、冷凝器7、分液头8、水热交换器9、储液器4，上述各部分通过铜管依次连接。继续参见图2，压缩机I的排气口连接三通管12，三通管12的一出口端连接空气能热泵热水器的热交换循环回路，实现正常的制冷、制热功能。三通管12的另一出口端连接进气管道2的前端，进气管道2的前端串接有第一旁通阀3，第一旁通阀3为电动旁通阀。进气管道2的末端通过另一三通管13连通储液器4的入口，进气管道2的末端串接有第二旁通阀10和减压阀(图中未示出)，第二旁通阀10为电动旁通阀。回气管道5连接储液器4的出口和压缩机I的吸气口。喷气增焓循环回路与热交换循环回路共用压缩机I、储液器4及回气管道5。进气管道2与回气管道5中间部分并排靠近安装，进气管道2与回气管道5均为铜管。压缩机I为普通非喷气增焓压缩机。
本实施例中的喷气增焓原理为将用铜材料制成的进气管道2与回气管道5中间部分并排靠近安装，低温制热时，通过压缩机I排气口分流一部分高温制冷剂蒸汽停留在进气管道2，从而使热量通过铜管的管壁直接交换给回气管道5中的低温制冷剂，实现对回气管道5中的低温制冷剂增焓。 空气能热泵喷气增焓装置的控制方法包括以下步骤(a)在低温制热时，检测压缩机I的排气温度和吸气温度，通过这两个温度计算出压缩机I的排气压力、吸气压力及吸排气压力差；(b)将计算得到的实际吸排气压力差与预先设定的一压缩机安全工作吸排气压力差进行比较，当实际吸排气压力差超过预先设定的吸排气压力差时，执行(i )及操作；当实际吸排气压力差低于预先设定的吸排气压力差时，执行(ii)操作；其中( i )打开第一旁通阀3，使压缩机I排气口排出的一部分高温制冷剂蒸汽进入储液器4;关闭第二旁通阀10，使高温制冷剂蒸汽在进气管道2中停留并将热量交换给回气管道5中的低温制冷剂；(ii)关闭第一旁通阀3 ;打开第二旁通阀10，将进气管道2中的高温制冷剂蒸汽排入储液器4中。继续参见图2，空气能热泵热水器包括空气能热泵喷气增焓装置和热交换系统。空气能热泵喷气增焓装置包括由压缩机I、进气管道2、第一旁通阀3、第二旁通阀10和减压阀(图中未示出)、储液器4、回气管道5依次连接构成的喷气增焓循环回路。热交换系统包括由压缩机I、四通阀6、冷凝器7、分液头8、水热交换器9、储液器4通过铜管依次连接构成的热交换循环回路。空气能热泵喷气增焓装置和热交换系统共用压缩机I、储液器4和回气管道5。在热交换循环回路中，压缩机I的排气口连接三通管12，三通管12的一出口端连接喷气增焓循环回路，另一出口端连接四通阀6的D 口。四通阀6的E 口与冷凝器7连接，四通阀6的C 口与水热交换器9连接，四通阀6的S 口与储液器4的入口连接。实施例三如图3所示，空气能热泵喷气增焓装置包括压缩机I、进气管道2、第一旁通阀3、喷气增焓预热器11、第二旁通阀10和减压阀(图中未示出)、储液器4、回气管道5 ;其中，进气管道2的前端与压缩机I的排气口相连，末端与储液器4的入口相连；回气管道5前端与储液器4的出口相连，末端与压缩机I的吸气口相连；第一旁通阀3设置于进气管道2前端，第二旁通阀10和减压阀设置于回气管道5末端，喷气增焓预热器11串接于进气管道2及回气管道5中部。上述各部分构成喷气增焓循环回路。继续参见图3，空气能热泵热水器的热交换循环回路包括压缩机I、四通阀6、冷凝器7、分液头8、水热交换器9、储液器4，上述各部分通过铜管依次连接。继续参见图3，压缩机I的排气口连接三通管12，三通管12的一出口端连接空气能热泵热水器的热交换循环回路，实现正常的制冷、制热功能。三通管12的另一出口端连接进气管道2的前端，进气管道2的前端串接有第一旁通阀3，第一旁通阀3为电动旁通阀。喷气增焓预热器11串接于进气管道2及回气管道5的中部，将进气管道2分为第一进气管道21和第二进气管道22，将回气管道5分为第一回气管道51和第二回气管道52。结合图4所示，喷气增焓预热器11为双层的层套式管道结构，内管112穿设于外管111之中，内管112与外管111不互通；外管111的进气口 113与第一进气管道21的出气口连接，外管111的出气口 114与第二进气管道22的进气口连接，使外管111成为进气管道2的一部分；内管112的进气口 115与第一回气管道51的出气口连接，内管112的出气口 116与第二回气管道52的进气口连接，使内管112成为回气管道5的一部分。第二进气管道22的末端通过另一三通管13连通储液器4的入口，第二进气管道22的末端串接有第二旁通阀10和减压阀(图中未示出)，第二旁通阀10为电动旁通阀。第一回气管道51连接储液器4的出口和内管112的进气口 115，第二回气管道52连接内管112的出气口 116和压缩机I的吸气口。喷气增焓循环回路与热交换循环回路共用压缩机I、储液器4及回气管道5。进气管道2与回气管道5均为铜管，喷气增焓预热器11的材料为铜。压缩机I为普通非喷气增焓压缩机。本实施例中的喷气增焓原理为将用铜材料制成的喷气增焓预热器11串接于进气管道2及回气管道5的中部，双层的层套式管道结构的喷气增焓预热器11的内管112成为回气管道5的一部分，外管111成为进气管道2的一部分，低温制热时，通过压缩机I排 气口分流一部分高温制冷剂蒸汽停留在进气管道2，从而使热量通过铜管的管壁直接交换给回气管道中5的低温制冷剂，实现对回气管道5中的低温制冷剂增焓。空气能热泵喷气增焓装置的控制方法包括以下步骤(a)在低温制热时，检测压缩机I的排气温度和吸气温度，通过这两个温度计算出压缩机I的排气压力、吸气压力及吸排气压力差；(b)将计算得到的实际吸排气压力差与预先设定的一压缩机安全工作吸排气压力差进行比较，当实际吸排气压力差超过预先设定的吸排气压力差时，执行(i )及操作；当实际吸排气压力差低于预先设定的吸排气压力差时，执行(ii)操作；其中( i )打开第一旁通阀3，使压缩机I排气口排出的一部分高温制冷剂蒸汽进入储液器4;关闭第二旁通阀10，使高温制冷剂蒸汽在进气管道2中停留并将热量交换给回气管道5中的低温制冷剂；(ii)关闭第一旁通阀3 ;打开第二旁通阀10，将进气管道2中的高温制冷剂蒸汽排入储液器4中。继续参见图3，空气能热泵热水器包括空气能热泵喷气增焓装置和热交换系统。空气能热泵喷气增焓装置包括由压缩机I、进气管道2、第一旁通阀3、喷气增焓预热器11、第二旁通阀10和减压阀(图中未示出)、储液器4、回气管道5依次连接构成的喷气增焓循环回路。热交换系统包括由压缩机I、四通阀6、冷凝器7、分液头8、水热交换器9、储液器4通过铜管依次连接构成的热交换循环回路。空气能热泵喷气增焓装置和热交换系统共用压缩机
I、储液器4和回气管道5。在热交换循环回路中，压缩机I的排气口连接三通管12，三通管12的一出口端连接喷气增焓循环回路，另一出口端连接四通阀6的D 口。四通阀6的E 口与冷凝器7连接，四通阀6的C 口与水热交换器9连接，四通阀6的S 口与储液器4的入口连接。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种空气能热泵喷气增焓装置，其特征在于包括普通非喷气增焓压缩机(I)、进气管道(2)、第一旁通阀(3)、储液器(4)、回气管道(5);其中，进气管道(2)的前端与压缩机(O的排气口相连，末端与储液器(4)的入口相连；回气管道(5)前端与储液器(4)的出口相连，末端与压缩机(I)的吸气口相连；第一旁通阀(3)设置于进气管道(2)前端。
2.如权利要求I所述的空气能热泵喷气增焓装置，其特征在于所述的进气管道(2)与回气管道(5)均为导热的金属管道，且进气管道(2)与回气管道(5)至少部分并排靠近安装。
3.如权利要求2所述的空气能热泵喷气增焓装置，其特征在于还包括第二旁通阀(10)，设置在所述进气管道(2)的末端。
4.如权利要求3所述的空气能热泵喷气增焓装置，其特征在于还包括减压阀，设置在所述进气管道(2)的末端。
5.如权利要求I所述的空气能热泵喷气增焓装置，其特征在于还包括喷气增焓预热器(11)，所述的喷气增焓预热器(11)串接于进气管道(2)及回气管道(5)的中部，将进气管道(2)分为第一进气管道(21)和第二进气管道(22)，将回气管道(5)分为第一回气管道(51)和第二回气管道(52);所述的喷气增焓预热器(11)为双层的层套式管道结构，内管(112)穿设于外管(111)之中，内管(112)与外管(111)不互通；所述的外管(111)的进气口(113)与第一进气管道(21)的出气口连接，所述的外管(111)的出气(114)与第二进气管道(22)的进气口连接，使所述的外管(111)成为进气管道(2)的一部分；所述的内管(112)的进气口(115)与第一回气管道(51)的出气口连接，所述的内管(112)的出气(116)与第二回气管道(52)的进气口连接，使所述的内管(112)成为回气管道(5)的一部分；所述喷气增焓预热器(11)的内管(I 12)为导热性材料制成。
6.如权利要求5所述的空气能热泵喷气增焓装置，其特征在于还包括第二旁通阀(10)，设置在所述第二进气管道(22)的末端。
7.如权利要求6所述的空气能热泵喷气增焓装置，其特征在于还包括减压阀，设置在所述第二进气管道(22)的末端。
8.—种如权利要求I至7任一项所述的空气能热泵喷气增焓装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤 Ca)在低温制热时，检测压缩机(I)的排气温度和吸气温度，通过这两个温度计算出压缩机(I)的排气压力、吸气压力及吸排气压力差； (b)将计算得到的实际吸排气压力差与预先设定的一压缩机安全工作吸排气压力差进行比较，当实际吸排气压力差超过预先设定的吸排气压力差时，执行(i )操作；当实际吸排气压力差低于预先设定的吸排气压力差时，执行(ii)操作；其中 (i )打开第一旁通阀(3)，使压缩机(I)排气口排出的一部分高温制冷剂蒸汽进入储液器⑷； (ii)关闭第一旁通阀(3)。
9.如权利要求8所述的空气能热泵喷气增焓装置的控制方法，其特征在于在操作(i )后还包括以下步骤关闭第二旁通阀(10)，使高温制冷剂蒸汽在进气管道(2)中停留并将热量交换给回气管道(5)中的低温制冷剂；在操作(ii)后还包括以下步骤打开第二旁通阀(10)，将进气管道(2)中的高温制冷剂蒸汽排入储液器(4)中。
10.一种空气能热泵热水器，包括压缩机(I)、四通阀(6)、冷凝器(7)、分液头(8)、水热交换器(9)及储液器(4)连接构成的热交换循环回路；其特征在于还包括权利要求I至7任一项所述的空气能热泵喷气增焓装置。
全文摘要
本发明涉及一种空气能热泵喷气增焓装置、控制方法及空气能热泵热水器。空气能热泵喷气增焓装置包括普通非喷气增焓压缩机(1)、进气管道(2)、第一旁通阀(3)、储液器(4)、回气管道(5)；其中，进气管道(2)的前端与压缩机(1)的排气口相连，末端与储液器(4)的入口相连；回气管道(5)前端与储液器(4)的出口相连，末端与压缩机(1)的吸气口相连；第一旁通阀(3)设置于进气管道(2)前端。本发明利用普通压缩机对空气能热泵系统实现喷气增焓，保障压缩机在极度低温条件下始终安全运转，提升了空气能热泵系统在极度低温条件下的能效，降低了空气能热泵热水器的成本。
文档编号F24H4/02GK102944082SQ20121050487
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者吴俊 申请人:珠海英伟特电子科技有限公司