直流变频补气增焓二氧化碳热泵机组的制作方法

本发明属于二氧化碳热泵技术领域，特别涉及一种直流变频补气增焓二氧化碳热泵机组。

背景技术：

二氧化碳热泵机组采用二氧化碳作为制冷剂，二氧化碳的放热为超临界循环，利用二氧化碳的热物理性质,压缩机的排气温度高，能效比较高，广泛应用于各种采暖系统和热水工程上。二氧化碳热泵机组通常包括通过制冷剂管路依次连接的压缩机、气冷器、膨胀阀和蒸发器，在气冷器侧，制冷剂管路和用户端的水路进行换热，从而给用户供应热水，单级二氧化碳热泵机组能够在-25℃左右正常工作,且具有一次出水温度高的特点,单次出水温度高达90℃。单级二氧化碳热泵机组在极寒地区应用时，尤其是在室外环境温度低于-30℃的情况下，单级二氧化碳热泵机组则易出现制热量下降、制热性能减小的缺陷，在一些采暖设备中，用户端都有回水温度的要求，由于单级二氧化碳热泵机组压缩比较大、制热性能相对不高，导致供热量不足，甚至会出现二氧化碳热泵机组无法正常运行的情况。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种压缩比更小、制热性能更好的直流变频补气增焓二氧化碳热泵机组。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种直流变频补气增焓二氧化碳热泵机组，包括：

压缩机；

气冷器，内部具有相互换热的第一换热管道和换热水路；

回热器，内部具有相互换热的第二换热管道和第三换热管道；

第一膨胀阀；

蒸发器；

所述的压缩机为直流变频压缩机，所述的直流变频补气增焓二氧化碳热泵机组还包括补气增焓热交换器，所述的补气增焓热交换器内部具有相互换热的第四换热管道和第五换热管道；

所述的压缩机、第一换热管道、第二换热管道、第四换热管道、第一膨胀阀、蒸发器、第三换热管道通过制冷剂管路依次相连通构成供二氧化碳制冷剂循环的制热回路，所述的第五换热管道一端部与所述的第四换热管道相连通、另一端部与所述的压缩机的进口相连通，有部分所述的二氧化碳制冷剂依次从所述的第四换热管道、第五换热管道返回至所述的压缩机内形成补气回路。

上述技术方案中，优选的，还包括油分离器，所述的油分离器位于所述的制热回路中且连接在所述的压缩机和所述的气冷器之间。

上述技术方案中，优选的，还包括气液分离器，所述的气液分离器位于所述的制热回路中且连接在所述的第三换热管道和所述的压缩机之间。

上述技术方案中，优选的，所述的第四换热管道和所述的第五换热管道之间设置有第二膨胀阀。

上述技术方案中，优选的，所述的第一膨胀阀和所述的第二膨胀阀均为电子膨胀阀。

本发明通过直流变频压缩机取代传统的定频压缩机，可调整压缩机的工作频率，降低压缩机的输入功率，更加节能；另外，在回路中设置补气增焓热交换器，使得制冷剂通过第四换热通道和第五换热通道自行换热，并将换热后的制冷剂返回至压缩机内，增加了压缩机的进气量，从而从整体上降低热泵机组的压缩比，能够获得更多的制热量，制热性能更好，非常适用于极寒地区或需要高温出水的环境下应用。

附图说明

图1是本发明直流变频补气增焓二氧化碳热泵机组的结构原理图；

其中：11、压缩机；12、气冷器；121、第一换热管道；122、换热水路；13、回热器；131、第二换热管道；132、第三换热管道；14、第一膨胀阀；15、蒸发器；16、补气增焓热交换器；161、第四换热管道；162、第五换热管道；17、油分离器；18、气液分离器；19、第二膨胀阀。

具体实施方式

为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

如图1所示，直流变频补气增焓二氧化碳热泵机组包括压缩机11、油分离器17、气冷器12、回热器13、补气增焓热交换器、第一膨胀阀14、第二膨胀阀19、蒸发器15、以及气液分离器18。

其中，压缩机11为直流变频压缩机。气冷器12内部具有相互换热的第一换热管道121和换热水路122。回热器13内部具有相互换热的第二换热管道131和第三换热管道132。补气增焓热交换器16内部具有相互换热的第四换热管道161和第五换热管道162。压缩机11、油分离器17、第一换热管道121、第二换热管道131、第四换热管道161、第一膨胀阀14、蒸发器15、第三换热管道132、气液分离器18通过制冷剂管路依次相连通构成供二氧化碳制冷剂循环的制热回路。另外，第五换热管道162的一端部与第四换热管道161相连通、另一端部与压缩机11的进口相连通，且在第四换热管道161和第五换热管道162之间设置有第二膨胀阀19。从而有部分的二氧化碳制冷剂依次从第四换热管道161、第五换热管道162返回至压缩机11内形成补气回路。

该热泵机组具体的工作原理为，二氧化碳制冷剂从压缩机11的出口出来，进入油分离器17内，在油分离器17分离二氧化碳制冷剂和润滑油，分离后的润滑油通过压缩机11上的回油口返回至压缩机11内部并参与压缩机11内部组件的润滑工作，分离后的二氧化碳制冷剂进入气冷器12的第一换热管道121内，并通过第一换热管道121和换热水路122进行热交换，将其携带的大部分热量传递给换热水路122，从而给用户侧供应所需热水。接着，从第一换热管道121出来的二氧化碳制冷剂经过回热器13的第二换热管道131后进入补气增焓热交换器16的第四换热管道161内，从第四换热管道161出来的一部分二氧化碳制冷剂经第一膨胀阀14进入蒸发器15内，并通过蒸发器15与外界环境进行热交换，从蒸发器15出来的二氧化碳制冷剂进入回热器13的第三换热管路中，其与第二换热管道131中的二氧化碳制冷剂进行热交换，并再次升温，最后经过气液分离器18后返回至压缩机11内，至此完成二氧化碳制冷剂的循环并构成制热回路。而从第四换热管道161出来的另一部分二氧化碳制冷剂经第二膨胀阀19后进入第五换热管道162内，并与第四换热管道161内的二氧化碳制冷剂进行热交换后，再次返回至压缩机11内，形成补气回路。

此过程中，由于从第四换热管道161中出来的二氧化碳制冷剂一部分通过第五换热管道162和第四换热管道161换热后返回至压缩机11内，增加了补气回路，相当于增加了压缩机11的进气量，从而能够从整体上降低热泵机组的压缩比，获得更多的制热量，提高机组的制热性能，非常适用于极寒地区或需要高温出水的环境下应用。另外，该机组采用直流变频压缩机替代传统的定频压缩机，从而控制压缩机11的工作频率，使其输入功率得以降低，能耗更小。

上述二氧化碳热泵机组的相关参数如下：直流变频压缩机型号为c-cv753l0v，第一膨胀阀14和第二膨胀阀19均为电子膨胀阀，第一膨胀阀14的型号为jkv-24d38，第二膨胀阀19的型号为ukv-j14d。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。