一种利用大气自然冷源增大工质液体过冷度的供暖用热泵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及楼宇集中供暖热栗技术领域，特别是利用大气自然冷源增大工质液体过冷度的供暖用热栗系统。
【背景技术】
[0002]电动热栗系统是建筑物供暖、供热水的高效清洁技术装备，特别是气候寒冷地区的中心城市，使用电动热栗带来的节能减排效果尤其明显。为了使电动热栗系统能在寒冷气候条件下稳定高效运行，中国发明专利2005 I 0063463.3提出了一种带喷射器和贮液过冷器的热栗或制冷系统，该热栗系统采用带补气功能的压缩机和贮液过冷器，用喷射器将它们之间连接起来，构成热栗系统的补气回路。增加补气回路后，可使该热栗系统在低温环境中按照准二级压缩-喷射复合循环工作，能有效增大热栗的低温工况制热量和能效比，成功地解决了热栗系统在寒冷地区高效、稳定地全年运行的技术难题。
[0003]为了更好地使专利2005 I 0063463.3在实际工程中推广应用、发挥效益，专利201520217534.X提出了一种替代小型锅炉的楼宇式集中供暖热栗系统，进一步解决了该热栗系统在实际运行中的能量调节、高效除霜、制热和制冷工作模式转换的等技术问题，使其实际运行的能效水平和可靠性均得到显著提高，可以替代小微型锅炉作为楼宇集中供暖的高效、清洁的技术方案。
[0004]上述热栗系统在实际应用时，对于风机盘管作为末端散热设备的供暖系统，供热水的温度为45°C?50°C，而对于暖气片作为末端散热设备的供暖系统，供热水的温度为600C?65°C，所以工质液体流出冷凝器时的温度较高，按照在冷凝器中产生约5°C的过冷度，则液体流出冷凝器的温度分别约为40°C和60°C。另一方面，室外气温在供暖期内一直比较低，例如，北京地区最低气温可低至-15°C，蕴藏着丰富且可免费利用的自然冷源。因此，高压工质液体与室外空气之间存在巨大的温差。如果合理利用这一温差，使工质液体进入膨胀阀前产生较大的过冷，可以有效地增加工质在蒸发器中的制冷量，即吸收大气低品位热能的能力。例如，对于工质R134a，分析计算出的其单位质量随过冷度的变化中，当过冷度从5°C变为60°C时，其单位制冷量增加了约60%。所以，如何充分地利用自然冷源服务于热栗系统，有效地提高热栗系统运行的能效水平和可靠性，在实际工程应用中就显得十分迫切。另一方面，蒸发器融霜也需要热量，将工质液体的过冷与蒸发器融霜结合起来，能进一步提高热栗系统得能效水平和可靠性，还可以简化热栗系统的构成。
【发明内容】
[0005]本发明的目的，是针对上述现有技术中仍然存在的性能改进潜力，提供一种结构简单，系统运行能效水平和可靠性显著改善，无需专门设置除霜系统，充分利用大气自然冷源来增大进入节流元件工质液体过冷度的供暖用热栗系统。
[0006]为了实现上述的发明目的，本发明采用的技术方案如下:一种利用大气自然冷源增大工质液体过冷度的供暖用热栗系统，该系统包括压缩机(1)、排气管路(2)、吸气管路
(3)、补气管路(4)、供油管路(5)、油分离器(6)、水冷冷凝器(7)、经济器(8)、电磁阀A(9)、电磁阀B(1)、二级节流元件(11)、风冷蒸发器(12)、电磁阀C(13)、电磁阀D(14)、气液分离器(15)、一级节流元件(16)、贮油器(17)、换热器(18)、旁通阀(19)。压缩机(I)的排气口与排气管路(2)相连接，压缩机(I)的吸气口与吸气管路(3)相连接，压缩机(I)的补气口与补气管路(4)相连接，压缩机(I)的供油口与供油管路(5)相连接；排气管路(2)与油分离器(6)的进口相接，油分离器(6)的出口与水冷冷凝器(7)的工质进口相接，冷凝器(7)的工质出口与经济器(8)的进口相接；经济器(8)上部的出气口通过一级节流元件(16)与补气管路(4)相接；油分离器(6)底部的出油口与贮油器(17)进口相接，贮油器(17)出口与供油管路(5)相接；风冷蒸发器(12)为多台并联连接结构，每台风冷蒸发器(12)均配置相应的电磁阀A(9)、电磁阀B(1)、二级节流元件(11)、电磁阀C(13)、和电磁阀D(14)。其特征是:经济器⑶的出液口仅与电磁阀A (9)的进口相接，不与电磁阀B (10)的进口相接；电磁阀B(1)后接有二级节流元件(11)，二级节流元件(11)和电磁阀A(9)的出口与风冷蒸发器(12)的进口相接，风冷蒸发器(12)的出口与电磁阀C(13)和电磁阀D(14)的进口相接；电磁阀C(13)的出口通过换热器(18)后和气液分离器(15)的进口相接，气液分离器
(15)的出口与吸气管路(3)相接；电磁阀D(14)的出口通过换热器(18)与电磁阀B(1)的进口相接。换热器(18)的高压工质液体进、出管和低压工质气体进、出管均通过旁通阀
(19)连通。
[0007]所述的一种利用大气自然冷源增大工质液体过冷度的供暖用热栗系统，其特征在于，换热器(18)在整个系统中能够完全省去或通过旁通阀(19)使其在部分工况下处于非工作状态。
[0008]所述的一种利用大气自然冷源增大工质液体过冷度的供暖用热栗系统，其特征在于，该热栗系统是单级压缩的热栗系统、带经济器的热栗系统或者双级压缩的热栗系统；也或者是单独供暖的热栗系统或者既供暖又供冷的热栗系统。
[0009]所述的一种利用大气自然冷源增大工质液体过冷度的供暖用热栗系统，其特征在于，电磁阀D(14)的出口与电磁阀B(1)的进口之间能够串联接入储液桶(28)和工质栗
(27)，储液桶(28)的出口接工质栗(27)的吸液口 ；也能够省去储液桶(28)。
[0010]所述的一种利用大气自然冷源增大工质液体过冷度的供暖用热栗系统，其特征在于，该系统能够用一个三通阀E(21)替代二个相邻且开关次序相反的电磁阀或二通阀。
[0011]所述的压缩机，其特征在于，压缩机(I)为单台或多台，各压缩机(I)的连接形式为并联或者串并混联。
[0012]本发明采用换热器和多台风冷蒸发器，以及相应的工质流动转换系统，各部件按照上述连接次序构成封闭的工作循环回路，该热栗系统在冬季制热时，工质液体进入节流元件前需先经过风冷蒸发器中的至少一台，与温度较低的大气和去压缩机的低压工质气体产生热交换，使工质液体的过冷度显著增大后才能进入风冷蒸发器中其余台的节流元件，节流降压后进入风冷蒸发器，吸收大气中的低品位热能，提升温度后在水冷冷凝器中释放给供暖热水；该热栗系统可以充分利用大气自然冷源来增大进入节流元件工质液体的过冷度，有效地提高其运行的能效水平和可靠性；利用大气自然冷源产生过冷的风冷蒸发器和吸收大气热能的风冷蒸发器依次有序地交替轮换，显著增大节流前工质液体的过冷度，同时又可以实现蒸发器的除霜作业，省去了为此设置的除霜系统，使系统得到了简化。
【附图说明】
[0013]下面结合附图及具体的实施方式对本发明作进一步说明。
[0014]图1是本发明实施例一的结构连接图。
[0015]图2是本发明实施例二的结构连接图。
[0016]图3是本发明实施例三的结构连接图。
[0017]图中标号说明:
[0018]I—压缩机，2—排气管路，3—吸气管路，4一补气管路，5—供油管路，6—油分离器，7—水冷冷凝器，8—经济器，9一电磁阀A，10一电磁阀B，11 一二级节流兀件，12一风冷蒸发器，13 —电磁阀C，14一电磁阀D，15—气液分离器，16—一级节流元件，17—贮油器，18—换热器，19一旁通阀，20 —四通换向阀，21—三通阀E，22—三级节流元件，23—三通阀F，24—三通阀G，25—三通阀H，26—三通阀I，27—工质栗，28—储液桶。
【具体实施方式】
[0019]实施例一
[0020]该实施例的集中供暖热栗系统主要用于建筑面积在500M2?50，000M 2之间一栋楼宇或若干栋紧邻楼宇的供暖或热水，主要由三台带有补气口和供油口的螺杆压缩机(I)、排气管路(2)、吸气管路(3)、补气管路(4)、供油管路(5)、油分离器￠)、水冷冷凝器(7)、经济器(8)、电磁阀A(9)、电磁阀B(1)、二级节流元件(11)、四台风冷蒸发器(12)、电磁阀C(13)、电磁阀D(14)、气液分离器(15)、一级节流元件(16)、贮油器(17)和换热器(18)组成。三台压缩机(I)的排气口、吸气口、补气口、供油口分别与排气管路(2)、吸气管路(3)、补气管路(4)、与供油管路(5)相连接。风冷蒸发器(12)为四台并联连接，每台风冷蒸发器
(12)均配置相应的电磁阀A(9)、电磁阀B(1)、二级节流元件(11)、电磁阀C(13)、电磁阀D(14)。该系统的连接方式如下:排气管路(2)与油分离器(6)的进口相接，油分离器(6)的出口与水冷冷凝器(7)的工质进口相接，冷凝器(7)的工质出口与经济器(8)的进液口相接，经济器⑶的出液口与电磁阀A(9)的进口相接，而不与电磁阀B(1)的进口相接，电磁阀B(1)后接二级节流元件(11)，二级节流元件(11)和电磁阀A(9)的出口与风冷蒸发器(12)的进口相接，风冷蒸发器(12)的出口与电磁阀C(13)和电磁阀D(14)的进口相接；电磁阀C(13)的出口通过换热器(18)后和气液分离器(15)的进口相接，气液分离器(15)的出口与吸气管路(3)相接；电磁阀D(14)的出口通过换热