一种全年制冷的超低温冷热水热泵系统的制作方法

1.本实用新型涉及空气源热泵技术领域，更具体地说涉及一种全年制冷的超低温冷热水热泵系统。


背景技术：

2.空气源热泵由于其节能特性，其在各个制冷制热领域中应用得很广，应用的区域也很广，普通的热泵系统在一些低温特别是超低温区域应用存在困难和缺陷。现有的全年制冷的超低温冷热水热泵系统中，制热运行时环境温度范围为-25～43℃，制冷运行时环境温度范围为5～43℃，即冬天运行制热工况用来供暖，夏天运行制冷工况用来供冷，一机两用，具有温度舒适、节能高效的特点。但现有的全年制冷的超低温冷热水热泵系统有以下局限性：
3.1.制冷运行时环境温度范围为5～43℃，可运行范围较小，在我国北方只能在春夏秋季节运行制冷。
4.2.在我国北方，空气源热泵要实现冬天制冷，需要对系统进行大幅度的改造，增配价格昂贵的附件，且控制逻辑复杂。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是如何实现可满足一年四季全年制冷功能需求的热泵系统。
6.为了解决以上问题本实用新型提供了一种全年制冷的超低温冷热水热泵系统，包括压缩机、卧式壳管换热器、气液分离器、翅片换热器和四通阀，压缩机的制冷剂出口接四通阀的d口，四通阀的s口接气液分离器与压缩机的制冷剂入口相连接，四通阀的c口接卧式壳管换热器后依次串接毛细管、单向阀、第二过滤器和分液头，其特征在于制冷剂管道接分液头后与翅片换热器的多路子管道相连接，至少选择一子管道上增加设置第一电磁阀和第五温感，压缩机的制冷剂出口与四通阀的d口之间的制冷剂管道增加设置中压开关。
7.所述的全年制冷的超低温冷热水热泵系统，其特征在于增加设置板式换热器，制冷剂管道从卧式壳管换热器出来后分一支路接板式换热器的第一通道出口，主电子膨胀阀一端接在第二过滤器和单向阀之间，主电子膨胀阀另一端分两路，一路与板式换热器的第一通道入口相连接，另一路接辅电子膨胀阀后接板式换热器的第二通道入口，板式换热器的第二通道出口接压缩机的补液口。
8.所述的全年制冷的超低温冷热水热泵系统，其特征在于气液分离器与压缩机之间的制冷剂管道上设有低压开关和低压传感器，压缩机的制冷剂出口与四通阀的d口之间的制冷剂管道上还设有高压开关和高压表。
9.实施本实用新型带来的有益效果：通过在常规系统上增加电磁阀和中压开关等部件，实现全年制冷的超低温冷热水热泵系统在我国北方冬天制冷。系统根据室外环境温度情况和中压开关信号，控制电磁阀的开闭改变翅片换热器的容量和换热面积，间接建立起
系统启动运行时的高压，实现系统全年运行制冷的目的。该系统简单，控制简单，只需在常规热泵系统上增设1个电磁阀和1个中压开关，成本低，可靠性强，对空气源热泵在全国范围的普遍使用具有重要的意义，对实现碳达峰碳中和具有重要的意义。
附图说明
10.图1是全年制冷的超低温冷热水热泵系统组成图；
11.图2是全年制冷的超低温冷热水热泵系统在制热模式的控制流向图；
12.图3是全年制冷的超低温冷热水热泵系统在普通制冷模式的控制流向图；
13.图4是全年制冷的超低温冷热水热泵系统在冬天制冷模式的控制流向图。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.图1是全年制冷的超低温冷热水热泵系统组成图；主要包括压缩机5、卧式壳管换热器6、气液分离器4、翅片换热器1、四通阀2、分液头12、主电子膨胀阀m2、辅电子膨胀阀m1、单向阀10、毛细管11、板式换热器7、储液器9、第一电磁阀s1、第一过滤器8、第二过滤器3、中压开关p7、高压开关p4、低压开关p2、高压温感p3、低压传感器p1、高压表p5，充注阀p6、第一温感t1、第二温感t2、第三温感t3、第四温感t4和第五温感t5。压缩机5的制冷剂出口接四通阀2的d口，四通阀2的s口接气液分离器4后与压缩机5的制冷剂入口相连接，四通阀2的s口接气液分离器4之间设有第四温感t4和充注阀p6，液分离器4与压缩机5之间设有低压传感器p1和低压开关p2；四通阀的c口接卧式壳管换热器后依次串接第一温感t1、储液器9、第一过滤器8、毛细管11、单向阀10、第二过滤器3和分液头12，制冷剂管道接分液头后与翅片换热器的多路子管道相连接，至少选择一子管道上增加设置第一电磁阀s1和第五温感t5，压缩机的制冷剂出口与四通阀的d口之间的制冷剂管道增加设置中压开关p7。制冷剂管道从卧式壳管换热器出来后在第一过滤器8后分一支路接板式换热器7的第一通道出口，主电子膨胀阀m2一端接在第二过滤器和单向阀10之间，主电子膨胀阀另一端分两路，一路与板式换热器7的第一通道入口相连接，另一路接辅电子膨胀阀m1和第三温感t3后接板式换热器的第二通道入口，板式换热器的第二通道出口接压缩机的补液口,之间设有第二温感。
16.通过在系统上增加电磁阀和中压开关等部件，实现全年制冷的超低温冷热水热泵系统在我国北方冬天制冷；具体通过设置的制热模式、普通制冷模式和冬天制冷模式来分别实现不同的应用场景，特别是冬天制冷模式壳实现在超低温环境中正常工作。
17.具体工作原理说明如下：
18.一：制热模式，图2是全年制冷的超低温冷热水热泵系统在制热模式的控制流向图；压缩机将低温低压的气态制冷剂吸入，低温低压的气态制冷剂被压缩机压缩后状态变成高温高压的气态，经过四通阀的d口和c口后进入卧式壳管换热器将水加热，其被冷凝成高温高压的液态，经过储液器、第一过滤器，然后分2路，主路进入主电子膨胀阀后变成低温低压气液混合态制冷剂，经过第二过滤器，进入翅片换热器，吸收室外的空气热量，被蒸发
成低温低压的气态，其中1路经过第一电磁阀后与另一路汇合，经过四通阀的e口和s口后进入气液分离器，最后回到压缩机进入下一循环；辅路进入辅电子膨胀阀后变成中温中压气液混合态制冷剂，进入板式换热器，吸收板式换热器另一侧的液态制冷剂的热量，被蒸发成中温中压的气态，最后回到压缩机进入下一循环，循环实现制热。
19.二：普通制冷模式,图3是全年制冷的超低温冷热水热泵系统在普通制冷模式的控制流向图；压缩机将低温低压的气态制冷剂吸入，低温低压的气态制冷剂被压缩机压缩后状态变成高温高压的气态，经过四通阀的d口和e口后分2路，一路直接进入翅片换热器，另一路经过第一电磁阀后进入翅片换热器，共同将空气加热，其被冷凝成高温高压的液态，经过过滤器2后分2路，1路进入主电子膨胀阀后变成低温低压气液混合态制冷剂，经过板式换热器，另一路进入单向阀、毛细管后变成低温低压气液混合态制冷剂，与1路汇合后一起经过第一过滤器、储液器进入卧式壳管换热器，吸收水的热量，被蒸发成低温低压的气态，经过四通阀的c口和s口后进入气液分离器，最后回到压缩机进入下一循环。
20.三：冬天制冷模式,图4是全年制冷的超低温冷热水热泵系统在冬天制冷模式的控制流向图,压缩机将低温低压的气态制冷剂吸入，低温低压的气态制冷剂被压缩机压缩后状态变成高温高压的气态，经过四通阀的d口和e口后直接进入翅片换热器，将空气加热，其被冷凝成高温高压的液态，经过过滤器2后分2路，1路进入主电子膨胀阀后变成低温低压气液混合态制冷剂，经过板式换热器，另一路进入单向阀、毛细管后变成低温低压气液混合态制冷剂，与1路汇合一起经过第一过滤器、储液器进入卧式壳管换热器，吸收水的热量，被蒸发成低温低压的气态，经过四通阀的c口和s口后进入气液分离器，最后回到压缩机进入下一循环实现冬天超低温环境下制冷。
21.以上所揭露的仅为本实用新型一种实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。