油分离，分离出的润滑油收集到贮油器19备用，工质气体进入水冷冷凝器7并释热给供暖热水，工质冷凝变为液体后进入贮液过冷器8，工质在贮液过冷器8中产生气、液分相，即气相存在贮液过冷器8的上部空间、而其下部空间积存液相工质。贮液过冷器8顶部的工质气体经一级节流元件18节流降压后流入补气管路4，之后被压缩机的补气口吸入。本系统的四台风冷蒸发器12并联配置，传感器监测蒸发器的结霜状况，并判定蒸发器是否需要进入除霜模式。当蒸发器进行除霜时，该蒸发器的电磁阀A9和电磁阀D14开启、而电磁阀B10和电磁阀Cl3断开；从贮液过冷器8来的较高温度工质液体经电磁阀A9进入蒸发器融霜，从蒸发器出来的工质液体汇集到排液桶16，由工质泵17输送到二级节流元件11的进口，节流后进入处于正常工作状态的蒸发器；处于除霜模式的蒸发器，其二级节流元件11后是高压工质液体，因此工质泵17输送过来的液体无法通过二级节流元件11向后继续流动。这样，一台或若干台蒸发器用二级节流前的工质液体进行除霜时，而其余蒸发器还能照常工作，这种蒸发器轮流交替的除霜方式对系统的冲击和造成的供暖水温度波动都很小。每台压缩机均配置油位控制器，当油位高于上限值时，供油管路被切断，停止供油；当油位低于下限值时，供油管路被打开，向压缩机供油。这样，根据每台压缩机的油量需求，贮油器19可以通过供油管路5及时向每台压缩机补油。本热泵系统的调节方式如下:用温度传感器分别实时监测当前大气温度t和吸气管路中气体工质温度te，并传送到机组的控制器，假设tl，t2, t3分别表示不同的气温值，例如tl为10°C，t2为0°C，t3为_10°C，但不局限于此设置。且tl>t2>t3。当t>tl时，通过控制器仅开启一台压缩机；当tl>t>t2时，通过控制器仅开启二台压缩机；当t〈t3时，通过控制器仅开启三台压缩机。假设al, a2, a3, a4分别表示不同的数值，且al〈a2〈a3〈a4，例如tl为10°C，t2为0°C，t3为-10°C，但不局限于此设置。例如al为2°C，a2为3°C，a3为4°C，a4为5°C但不局限于此设置。Dt = t_te。当a2>Dt>al时，通过控制器开启一台蒸发器；当a3>Dt>a2时，通过控制器开启二台蒸发器；当a4>Dt>a3时，通过控制器开启三台蒸发器；当Dt>a4时，通过控制器开启四台压缩机；除霜期间，所有的蒸发器均应处于工作状态。通过上述控制方案，本系统可以根据供暖的实际需求，实时调整实际运行的压缩机和蒸发器的台数，使系统的制热量和供暖需热量匹配，保证其运行经济性和节能效果最佳化。
[0023]实施例二
[0024]参考图2，实施例二的热泵系统，与实施例一的热泵系统类似，所不同的是增添了四通换向阀20和相应的三通阀E21、三级节流元件22、三通阀F23和三通阀G24 级节流元件18，从贮液过冷器8出气管移至其进液管上；工质泵17出口直接与电磁阀A9和电磁阀BlO的进口相接。四通换向阀连接方式:进口 201与油分离器6出口相接，出口 203与气液分离器15入口相接，接口 202与风冷蒸发器12出口相接，接口 204与水冷冷凝器7入口相接。这样，该热泵系统可以实现工质流向的改变，不仅能向建筑物提供供暖热水，也可以提供空调冷水。制热运行时，四通换向阀的201 口与204 口相通，203 口与202 口相通，同时，三通阀E的212 口通、213 口断，三通阀F的232 口通、233 口断，三通阀G的242 口通、243口断，这时水冷冷凝器提供热水；制冷运行时，四通换向阀的201 口与202 口相通，203 口与204 口相通，同时，三通阀E的212 口断、213 口通，三通阀F的232 口断、233 口通，三通阀G的242 口断、243 口通，这时水冷冷凝器提供冷水。这样，该热泵系统就可以实现冬季供暖、夏季供冷的目的，扩展了其功用。
[0025]参考图3，实施例三的热泵系统，与实施例二的热泵系统类似，所不同的是用三通阀H25替代电磁阀A9和电磁阀B10，用三通阀126替代电磁阀C13和电磁阀D14，增添截止阀27 ;用三通阀J29、三通阀K30、三通阀L31和三通阀M31替代四通换向阀20 ;增添换热器28，冷凝后的工质液体在进入换热器28前分为主、辅二路，一级节流元件18移至换热器28的辅路进口，主、辅路工质在换热器中的间壁换热，替代贮液过冷器8内气液分相换热，其工作过程为:辅路液体经一级节流元件18节流降压后，进入换热器28，吸收主路液体的热量后变为气体，并流入补气管路4，而主流液体经换热器过冷后进入贮液过冷器8。其它部分与实施例二的相同。这样，补气回路的工质与进入蒸发器的工质在换热器中间壁换热，有利于提1?该系统运彳T的稳定性。
【主权项】
1.一种替代小型锅炉的楼宇式集中供暖热泵系统，包括压缩机(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)、贮液过冷器(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)、排液桶(16)、工质泵(17)、一级节流元件(18)和贮油器(19); 其特征是:每台压缩机(I)均带有补气口和供油口，多台压缩机(I)排气口与排气管路(2)相连接、吸气口与吸气管路(3)相连接、补气口与补气管路(4)相连接、供油口与供油管路(5)相连接；风冷蒸发器(12)为多台并联连接，每台风冷蒸发器(12)均配置电磁阀A (9)、电磁阀B (10)、二级节流元件(11)、电磁阀C (13)、和电磁阀D (14);排气管路(2)与油分离器(6)进口相接，油分离器(6)出口与水冷冷凝器(7)工质进口相接，冷凝器(7)工质出口与贮液过冷器⑶进口相接，贮液过冷器⑶出液口与电磁阀A (9)和电磁阀B(1)的进口相接，电磁阀B (10)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)进口相接，风冷蒸发器(12)出口与电磁阀C(13)和电磁阀D(14)的进口相接；电磁阀C(13)的出口通过气液分离器(15)与吸气管路(3)相接；电磁阀D(14)的出口通过排液桶(16)与工质泵(17)进口相接，工质泵(17)出口接到电磁阀B(1)和二级节流元件(11)之间的管路上；|￡液过冷器(8)顶部的出气口通过一级节流元件(18)与补气管路⑷相接；油分离器(6)底部的出油口与贮油器(19)进口相接，贮油器(19)出口与供油管路(5)相接；各部件按照上述连接次序构成封闭的工作循环回路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，通过增添四通换向阀(20)和三通阀E(21)、三级节流元件(22)、三通阀F(23)和三通阀G(24)，实现工质流向改变；四通换向阀连接方式如下:进口(201)与油分呙器(6)出口相接，出口(203)与气液分呙器(15)入口相接，第一接口(202)与风冷蒸发器(12)出口相接，第二接口(204)与水冷冷凝器(7)入口相接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征是，用若干个三通阀或二通阀，来替代四通换向阀，实现工质流向改变。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，一级节流元件(18)的安装位置从贮液过冷器(8)的出气管移至其进液管上。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征是，增添换热器(28)，用工质在换热器中的间壁换热来替代贮液过冷器(8)内气液分相换热；换热器(28)的连接方式如下:冷凝后的工质液体分为主、辅二路分别进入换热器(28)，一级节流元件(18)接到进入换热器(28)前的辅路上，换热器主、辅路出口分别与贮液过冷器(8)补气管路(4)相接。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征是，工质泵(17)出口变为与电磁阀A(9)和电磁阀B (10)的进口相接。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征是，用一个三通阀替代二个相邻且开关次序相反的电磁阀或二通阀。
8.根据权利要求1所述的系统，压缩机为螺杆式、离心式、活塞式或涡旋式。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征是，一级节流元件，二级节流元件和三级节流元件，是节流管、节流孔或节流阀。
【专利摘要】一种替代小型锅炉的楼宇式集中供暖热泵系统，包括压缩机、排气管路、吸气管路、补气管路、供油管路、油分离器、水冷冷凝器、贮液过冷器、二级节流元件、风冷蒸发器、气液分离器、排液桶、工质泵、一级节流元件和贮油器等。每台压缩机均带有补气口和供油口，压缩机和风冷蒸发器均为多台并联连接，每台风冷蒸发器均配置相应的电磁阀和节流元件；风冷蒸发器出口经电磁阀、排液桶、工质泵和节流元件与风冷蒸发器进口相连接；贮液过冷器顶部的出气口通过节流元件与补气管路相接；油分离器底部的出油口通过贮油器与供油管路相接。投入工作的压缩机和蒸发器台数根据大气温度的变化实时调整，同时可用工质液体来实现蒸发器轮流交替的除霜作业。
【IPC分类】F24D19-10, F24D3-18
【公开号】CN204593528
【申请号】CN201520217534
【发明人】马国远, 许树学, 李富平
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月12日