一种超低温全热回收风冷热泵机组的制作方法

文档序号:14686305发布日期:2018-06-15 00:30

本发明涉及空调制冷技术领域,具体的说是一种超低温全热回收风冷热泵机组。



背景技术:

传统全热回收机组包括制冷模式、制热模式、热回收模式和热水器模式,其中,制冷模式、制热模式、热回收模式和热水器模式采用一个三通阀切换,热水器除霜则有一个四通阀切换运行制冷模式进行。上述全热回收机组中,在模式切换过程中需要停机,频繁的切换工作模式,导致了机组频繁的开关机对于压缩机、机组阀件、水泵等其他相关部件的使用寿命有很大影响。而压缩机一般都有最短停机时间限制,即停机之后的一定时间内是不允许再次启动压缩机的,因此模式转换停机后需要等待一定时间才能再次开机。这样会导致用户在需要使用空调时,机组却不能马上开机,因此在一定时间内会很难满足用户的负荷需求。

目前全热回收分为两种,一种为串联式全热回收,一种为并联式全热回收。串联式全热回收在制冷与制热时,高压侧始终串联一个热回收器,压降损失较大,做不到设计的最佳能效。在并联式全热回收机组中,例如,中国专利文献公开了一种全热回收机组[申请号:CN201320863387],其设计的两个四通阀,解决了停机切换的问题,可以实现不停机热回收模式和热水器模式切换。但是该发明专利存在一个明显的缺陷,即不可能在不停压机的情况下通过切换4WV2完成热水器模式与热回收模式的相互转换,主要原因为四通阀4WV2没有做相应改造,当切换时,四通阀4WV2的先导管处于低压状态,无法提供推动滑块的压力。

传统并联或串联全热回收机组在热回收或制热水时由于出水温度较高,压差较大,排气温度较高,为了保证压缩机正常运行一般配喷液装置,强制给压缩机供液降低排气温度,使用两个节流机构,系统复杂,故障率相对较高,机组使用的环境温度为-10℃~43℃,已经不能适应北方地区使用。

因此,为克服上述技术的不足而设计出一款结构简单,能实现各个模式下的不停机切换,避免因系统的频繁启停带来的一系列问题,扩大机组使用范围,提高整机性能、降低故障率的一种超低温全热回收风冷热泵机组,正是发明人所要解决的问题。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种超低温全热回收风冷热泵机组,其结构简单,能实现各个模式下的不停机切换,避免因系统的频繁启停带来的一系列问题,扩大机组使用范围,可提高整机性能、降低故障率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种超低温全热回收风冷热泵机组,其包括补气増焓压缩机、电磁三通阀、电磁四通阀、全热回收器、翅片换热器、单向阀、储液器、过滤器、经济器、补气电子膨胀阀、主路电子膨胀阀、制热常闭电磁阀、制冷常闭电磁阀、壳管换热器、气液分离器,所述储液器的进口分别与全热回收器、翅片换热器、壳管换热器相连通,所述储液器的出口与过滤器相连通,所述过滤器分别与经济器主路进口H1、补气电子膨胀阀相连通,所述经济器主路出口H2与主路电子膨胀阀相连通,所述补气电子膨胀阀与经济器补气进口G1相连通,所述经济器补气出口G2与补气増焓压缩机中压口F1相连通,所述主路电子膨胀阀与制冷常闭电磁阀、制热常闭电磁阀相连通,所述制冷常闭电磁阀与壳管换热器、单向阀相连通,所述制热常闭电磁阀与翅片换热器、单向阀相连通;

所述电磁三通阀的D1口与补气増焓压缩机的排气口A1相连通,所述电磁三通阀的C1口与全热回收器相连通,所述电磁三通阀的E1口与电磁四通阀的D2口相连,所述电磁四通阀的E2口与壳管换热器相连通,所述电磁四通阀的C2口与翅片换热器相连通,所述电磁四通阀的S2口与气液分离器的进口相连,所述气液分离器出口与补气増焓压缩机的吸气口B1相连通。

进一步,所述储液器与全热回收器、翅片换热器、壳管换热器之间都设置有单向阀,所述单向阀包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀;所述第一单向阀的进口端与所述翅片换热器相连,所述第一单向阀的出口端与所述储液器的进口端相连;所述第二单向阀的进口端与所述壳管换热器相连,所述第二单向阀的出口端与所述储液器的进口端相连;所述第三单向阀的进口端与所述全热回收器相连,所述第三单向阀的出口端与所述储液器的进口端相连。

进一步,所述壳管换热器为干式蒸发器。

进一步,所述翅片换热器为风冷式冷凝器。

进一步,所述电磁三通阀的先导管b与所述补气増焓压缩机的B1吸气口相连通。

进一步,所述电磁四通阀的先导管d1与所述补气増焓压缩机的A1排气口相连通。

本发明的有益效果是:

1、本发明结构简单,能实现各个模式下的不停机切换,避免因系统的频繁启停带来的一系列问题,扩大机组使用范围。通过补气増焓压缩机与经济器的应用,提高了排气量,增大了制热侧能力,经济器过冷提高了制冷剂液体的过冷度,增大了制冷侧的换热能力。将传统的制冷、制热两个节流阀简化到一个主路电子膨胀阀,优化了系统设计,降低了系统潜在故障率。装置设置的补气电子膨胀阀,通过其控制逻辑,可提高系统性能,改善压机运行工况,延长机组使用寿命。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明三通阀结构示意图。

图3为本发明四通阀结构示意图。

附图标记说明:1-补气増焓压缩机;2-电磁三通阀;3-电磁四通阀;4-全热回收器;5-翅片换热器;6-单向阀;7-储液器;8-过滤器;9-经济器;10-补气电子膨胀阀;11-主路电子膨胀阀;12-制热常闭电磁阀;13-制冷常闭电磁阀;14-壳管换热器;15-气液分离器;21、31-小滑碗;22、32-滑块。

具体实施方式

下面结合具体实施例,进一步阐述本发明,应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1为本发明整体结构示意图,该结构一种超低温全热回收风冷热泵机组,包括补气増焓压缩机1、电磁三通阀2、电磁四通阀3、全热回收器4、翅片换热器5、单向阀6、储液器7、过滤器8、经济器9、补气电子膨胀阀10、主路电子膨胀阀11、制热常闭电磁阀12、制冷常闭电磁阀13、壳管换热器14、气液分离器15,储液器7的进口分别与全热回收器4、翅片换热器5、壳管换热器14相连通,储液器7的出口与过滤器8相连通,过滤器8分别与经济器9主路进口H1、补气电子膨胀阀10相连通,经济器9主路出口H2与主路电子膨胀阀11相连通,补气电子膨胀阀10与经济器9补气进口G1相连通,经济器9补气出口G2与补气増焓压缩机1中压口F1相连通,主路电子膨胀阀11与制冷常闭电磁阀13、制热常闭电磁阀12相连通,制冷常闭电磁阀13与壳管换热器14、单向阀6相连通,制热常闭电磁阀12与翅片换热器5、单向阀6相连通。

电磁三通阀2的D1口与补气増焓压缩机1的排气口A1相连通,电磁三通阀2的C1口与全热回收器4相连通,电磁三通阀2的E1口与电磁四通阀3的D2口相连,电磁四通阀3的E2口与壳管换热器14相连通,电磁四通阀3的C2口与翅片换热器5相连通,电磁四通阀3的S2口与气液分离器15的进口相连,气液分离器15出口与补气増焓压缩机1的吸气口B1相连通。

储液器7与全热回收器4、翅片换热器5、壳管换热器14之间都设置有单向阀6,单向阀6包括第一单向阀6、第二单向阀6、第三单向阀6;第一单向阀6的进口端与翅片换热器5相连,第一单向阀6的出口端与储液器7的进口端相连;第二单向阀6的进口端与壳管换热器14相连,第二单向阀6的出口端与储液器7的进口端相连;第三单向阀6的进口端与全热回收器4相连,第三单向阀6的出口端与储液器7的进口端相连。壳管换热器14为干式蒸发器;翅片换热器5为风冷式冷凝器。

本发明的工作原理是这样的:

当处于制冷模式时,所述电磁三通阀2的D1口与所述电磁三通阀2的E1口导通,所述电磁四通阀3的D2口与所述电磁四通阀3的C2口导通,所述电磁四通阀3的S2口与所述电磁四通阀3的E2口导通,所述制冷常闭电磁阀13导通。补气増焓压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电磁三通阀2、电磁四通阀3进入翅片换热器5,冷凝后成为制冷剂液体,再经过第一单向阀6进入储液器7,经过过滤器8后分为两路,主路的制冷剂液体直接进入经济器9的H1口,辅路的制冷剂液体先经过补气电子膨胀阀10节流降压后变为气液混合物后也进入经济器9内,二者在经济器9中产生热交换,辅路的制冷剂液体吸热后变为气体从经济器9的G1口出来,被补气増焓压缩机1的F1口吸入,主路的制冷剂放热变为过冷液体从经济器9的H2口出来,经主路电子膨胀阀11节流降压后,经过制冷常闭电磁阀13进入壳管换热器14。在壳管换热器14内,主路的制冷剂吸收水的热量而变为低压气体,经过电磁四通阀3进入气液分离器15,最后被补气増焓压缩机1的吸气口B1吸入。主路和辅路的制冷剂在压缩机工作腔内混合,再进一步压缩后排出,构成封闭的工作循环回路。

当处于制热模式时,所述电磁三通阀2的D1口与所述电磁三通阀2的E1口导通,所述电磁四通阀3的D2口与所述电磁四通阀3的E2口导通,所述电磁四通阀3的S2口与所述电磁四通阀3的C2口导通,所述制热常闭电磁阀12导通。补气増焓压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电磁三通阀2、电磁四通阀3进入壳管换热器14,冷凝后成为制冷剂液体,再经过第二单向阀6进入储液器7,经过过滤器8后分为两路,主路的制冷剂液体直接进入经济器9的H1口,辅路的制冷剂液体先经过补气电子膨胀阀10节流降压后变为气液混合物后也进入经济器9内,二者在经济器9中产生热交换,辅路的制冷剂液体吸热后变为气体从经济器9的G1口出来,被补气増焓压缩机1的F1口吸入,主路的制冷剂放热变为过冷液体从经济器9的H2口出来,经主路电子膨胀阀11节流降压后,经过制热常闭电磁阀12进入翅片换热器5。在翅片换热器5内,主路的制冷剂吸收环境的热量而变为低压气体,经过电磁四通阀3进入气液分离器15,最后被补气増焓压缩机1的吸气口B1吸入。主路和辅路的制冷剂在压缩机工作腔内混合,再进一步压缩后排出,构成封闭的工作循环回路。

当处于热水器模式时,所述电磁三通阀2的D1口与所述电磁三通阀2的C1口导通,所述电磁四通阀3的D2口与所述电磁四通阀3的E2口导通,所述电磁四通阀3的S2口与所述电磁四通阀3的C2口导通,所述制热常闭电磁阀12导通。补气増焓压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电磁三通阀2进入全热回收器4,冷凝后成为制冷剂液体,再经过第三单向阀6进入储液器7,经过过滤器8后分为两路,主路的制冷剂液体直接进入经济器9的H1口,辅路的制冷剂液体先经过补气电子膨胀阀10节流降压后变为气液混合物后也进入经济器9内,二者在经济器9中产生热交换,辅路的制冷剂液体吸热后变为气体从经济器9的G1口出来,被补气増焓压缩机1的F1口吸入,主路的制冷剂放热变为过冷液体从经济器9的H2口出来,经主路电子膨胀阀11节流降压后,经过制热常闭电磁阀12进入翅片换热器5。在翅片换热器5内,主路的制冷剂吸收环境的热量而变为低压气体,经过电磁四通阀3进入气液分离器15,最后被补气増焓压缩机1的吸气口B1吸入。主路和辅路的制冷剂在压缩机工作腔内混合,再进一步压缩后排出,构成封闭的工作循环回路。

当处于制冷热回收模式时,所述电磁三通阀2的D1口与所述电磁三通阀2的C1口导通,所述电磁四通阀3的D2口与所述电磁四通阀3的C2口导通,所述电磁四通阀3的S2口与所述电磁四通阀3的E2口导通,所述制冷常闭电磁阀13导通。补气増焓压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电磁三通阀2进入全热回收器4,冷凝后成为制冷剂液体,再经过第三单向阀6进入储液器7,经过过滤器8后分为两路,主路的制冷剂液体直接进入经济器9的H1口,辅路的制冷剂液体先经过补气电子膨胀阀10节流降压变为气液混合物后也进入经济器9内,二者在经济器9中产生热交换,辅路的制冷剂液体吸热后变为气体从经济器9的G1口出来,被补气増焓压缩机1的F1口吸入,主路的制冷剂放热变为过冷液体从经济器9的H2口出来,经主路电子膨胀阀11节流降压后,经过制冷常闭电磁阀13进入壳管换热器14。在壳管换热器14内,主路的制冷剂吸收水的热量而变为低压气体,经过电磁四通阀3进入气液分离器15,最后被补气増焓压缩机1的吸气口B1吸入。主路和辅路的制冷剂在压缩机工作腔内混合,再进一步压缩后排出,构成封闭的工作循环回路。

当处于制热模式或热水器模式下的制冷除霜时,所述电磁三通阀2的D1口与所述电磁三通阀2的E1口导通,所述电磁四通阀3的D2口与所述电磁四通阀3的C2口导通,所述电磁四通阀3的S2口与所述电磁四通阀3的E2口导通,所述制冷常闭电磁阀13导通。先按照制热模式运行,当完成满足条件后,切换到热水器模式,流程和热水器模式相同。

热水器模式、制热模式下的制冷除霜:补气増焓压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电磁三通阀2、电磁四通阀3进入翅片换热器5,冷凝后成为制冷剂液体,再经过第一单向阀6进入储液器7,经过过滤器8后分为两路,主路的制冷剂液体直接进入经济器9的H1口,辅路的制冷剂液体先经过补气电子膨胀阀10节流降压后变为气液混合物后也进入经济器9内,二者在经济器9中产生热交换,辅路的制冷剂液体吸热后变为气体从经济器9的G1口出来,被补气増焓压缩机1的F1口吸入,主路的制冷剂放热变为过冷液体从经济器9的H2口出来,经主路电子膨胀阀11节流降压后,经过制冷常闭电磁阀13进入壳管换热器14。在壳管换热器14内,主路的制冷剂吸收水的热量而变为低压气体,经过电磁四通阀3进入气液分离器15,最后被补气増焓压缩机1的吸气口B1吸入。主路和辅路的制冷剂在压缩机工作腔内混合,再进一步压缩后排出,完成除霜过程。

参见图2为本发明三通阀结构示意图,参见图3为本发明四通阀结构示意图,电磁三通阀上2设置有小滑碗21、滑块22,电磁四通阀3上设置有小滑碗31、滑块32,电磁三通阀2的先导管b与补气増焓压缩机1的B1口相连通,保证了先导管b在各个工况下的压力一直为低压,使小滑碗21切换时迅速完成,保证电磁三通阀2正常切换。电磁四通阀3的先导管d1与补气増焓压缩机1的A1口相连通,保证了先导管d1在各个工况下的压力一直为高压,给电磁四通阀3提供高压动力,使电磁四通阀3能正常切换。

本发明中通过补气増焓压缩机1与经济器9的应用,提高了排气量,增大了制热侧能力,经济器9过冷提高了制冷剂液体的过冷度,增大了制冷侧的换热能力,提高了机组性能。将传统的制冷、制热两个节流阀简化到一个主路电子膨胀阀11,优化了系统设计,降低了系统潜在故障率。装置设置的补气电子膨胀阀10,通过其控制逻辑,可提高系统性能,改善压机运行工况,延长机组使用寿命。

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