一种满液蒸发式空气源热泵系统的制作方法

本发明属于供热空调领域，具体涉及一种满液蒸发式空气源热泵系统。

背景技术：

1、授权公告号为cn210399568u、授权公告日为2020年04月24日的实用新型专利公开了一种“基于低温环境下的大型分体式空气源热泵多联系统”，该系统将多个并联的蒸发器串联在冷媒循环管路上，通过多个节流阀同时控制系统内冷媒流量和压缩机吸气过热度，该技术方案存在以下问题：

2、(1)压缩机负载变化时，该系统多个节流阀同时动作，以达到降低冷媒流量和调节冷媒过热度的目的，由于单个蒸发器内流量变化同时受到压缩机排气量和其他蒸发器流量的共同影响，想要达到新的平衡难度较大且需要较长的时间，无法满足大型机组快速加减载的需要；

3、(2)冷媒与空气的换热主要集中在相变换热部分，该系统通过干式蒸发保证压缩机进气过热度，蒸发器数量增多并未有效提高蒸发器内冷媒相变换热的面积，反而提高了成本；该方案解决了水作为介质时管道易结冰的问题，但未考虑到室外蒸发器的结霜问题。

4、授权公告号为cn215570756u、授权公告日为2022年01月18的实用新型专利公开了“一种-25℃低温大温差储能除霜螺杆式空气源热泵机组”，该方案在机组蒸发器内增加了部分除霜铜管，当监测到蒸发器需要除霜时，除霜泵将蓄热装置内的高温流体导入除霜铜管，融化翅片表面霜层，达到除霜目的，该方案存在以下问题：

5、(1)蓄热除霜虽然可以加快除霜速度，降低除霜对末端供热的直接影响，但大型空气源热泵系统的全年除霜时间在500-1000h，该方案需要储存大量的热能用于除霜，初投资高且占地面积大；

6、(2)除霜铜管只在除霜阶段参与系统循环，其他时间段闲置，大量的除霜铜管降低了翅片换热器风侧流通面积和冷媒有效换热面积，不利于蒸发器的高效换热。

技术实现思路

1、本发明的目的是为解决背景技术中存在的问题，提供一种满液蒸发式空气源热泵系统。

2、本发明提出一种蒸发器放置在室外，压缩机和冷凝器等放置在室内，通过工质管路(即：连接室内和室外系统的制冷剂流动管路，包括旁通管路、冷凝管路二及吸气管路二)连接，冷媒远距离输送的热泵系统，蒸发器和压缩机之间设有气液分离器、工质泵(冷媒泵)，用以实现工质在蒸发器内均匀分配和湿蒸发换热，同时设置热气旁路(旁通管路)，用以将压缩机的部分排气旁通到室外蒸发器一侧，蒸发器分组布置分组除霜。本发明解决了现有空气源热泵机组单机制热量小和干蒸发换热效率低的问题。

3、实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

4、方案一：一种满液蒸发式空气源热泵系统，包括压缩机、冷凝器、主节流阀、气液分离器、多个蒸发器、冷媒泵、多个单向阀、多个主路电磁阀、多个旁通进口电磁阀、多个旁通出口电磁阀、排气管路、冷凝管路一、冷凝管路二、多个分液管路、多个集液管路、吸气管路一、吸气管路二、旁通管路、多个分气管路、多个分集气管路、总集气管路、末端供水管路、末端回水管路；

5、排气管路两端分别与压缩机出口及冷凝器进口连通，冷凝管路一两端分别与冷凝器出口及气液分离器第一进口连通，吸气管路一两端分别与压缩机进口及气液分离器第一出口连通，主节流阀安装在冷凝管路一上，气液分离器第二出口通过冷凝管路二与多个分液管路连通，每个分液管路与对应的蒸发器进口连通，冷媒泵安装在冷凝管路二上，多个蒸发器出口通过各自对应的集液管路与吸气管路二连通，每个分液管路上安装有单向阀，每个集液管路上安装有主路电磁阀，旁通管路一端与排气管路连通，旁通管路另一端与多个分气管路一端连通，每个分气管路另一端与对应的蒸发器进口连通，每个分气管路上安装有旁通进口电磁阀，每个分集气管路一端与对应的蒸发器出口连通，每个分集气管路另一端与总集气管路连通，总集气管路与吸气管路二连通，吸气管路二与气液分离器第二进口连通，每个分集气管路上安装有旁通出口电磁阀，末端回水管路与末端供水管路均与冷凝器连通。

6、进一步的是，所述空气源热泵系统还包括一个或多个旁通节流阀；当旁通节流阀数量为一个时，旁通节流阀安装在总集气管路上；当旁通节流阀数量为多个时，多个旁通节流阀分别安装在各自对应的分集气管路上，且位于蒸发器出口与旁通出口电磁阀之间。

7、进一步的是，所述空气源热泵系统还包括回油组件；回油组件由回油分离器、引射器、引射高压管路、低压管路和回油管路组成；回油分离器安装在排气管路上，引射高压管路两端分别与回油分离器和引射器连通，低压管路两端分别与引射器及气液分离器第三出口连通，回油管路两端分别与引射器及吸气管路一连通。

8、方案二：一种满液蒸发式空气源热泵系统，包括压缩机、冷凝器、主节流阀、气液分离器、多个蒸发器、冷媒泵、多个单向阀、多个主路电磁阀、多个旁通进口电磁阀、多个旁通出口电磁阀、旁通节流阀、排气管路、冷凝管路一、冷凝管路二、冷凝管路三、多个分液管路、多个集液管路、吸气管路一、吸气管路二、旁通管路、多个分气管路、多个分集气管路、总集气管路、末端供水管路、末端回水管路、过热器；

9、排气管路两端分别与压缩机出口及冷凝器进口连通，冷凝管路一两端分别与压缩机进口及冷凝器出口连通，气液分离器第一出口通过吸气管路一及冷凝管路三与气液分离器第一进口连通，主节流阀安装在冷凝管路三上；压缩机进气前增设过热器，过热器一侧进口和出口分别与冷凝管路一连通，过热器另一侧进口和出口分别与吸气管路一连通；气液分离器第二出口通过冷凝管路二与多个分液管路连通，冷媒泵安装在冷凝管路二上，多个分液管路与各自对应的蒸发器进口连通，多个蒸发器出口通过各自对应的集液管路与吸气管路二连通，吸气管路二与气液分离器第二进口连通，每个分液管路上安装有单向阀，每个集液管路上安装有主路电磁阀，旁通管路一端与排气管路连通，旁通管路另一端与多个分气管路一端连通，每个分气管路另一端与对应的蒸发器进口连通；

10、每个分气管路上均安装有旁通进口电磁阀，每个分集气管路一端与对应的蒸发器出口连通，每个分集气管路另一端与总集气管路连通，每个分集气管路上安装有旁通出口电磁阀，总集气管路与吸气管路二连通，旁通节流阀安装在总集气管路上，末端回水管路与末端供水管路均与冷凝器连通。

11、进一步的是，所述空气源热泵系统还包括回油组件；回油组件由回油分离器、引射器、引射高压管路、低压管路和回油管路组成；回油分离器安装在排气管路上，引射高压管路两端分别与回油分离器和引射器连通，低压管路两端分别与引射器及气液分离器第三出口连通，回油管路两端分别与引射器及冷凝管路一连通。且回油管路与冷凝管路一连通点位于压缩机进口与过热器之间，旁通管路与排气管路连通点位于冷凝器与回油分离器之间。

12、方案三：一种满液蒸发式空气源热泵系统，包括压缩机、冷凝器、主节流阀、气液分离器、多个蒸发器、冷媒泵、多个单向阀、多个主路电磁阀、多个旁通进口电磁阀、多个旁通出口电磁阀、旁通节流阀、排气管路、冷凝管路一、冷凝管路二、多个分液管路、多个集液管路、吸气管路一、吸气管路二、旁通管路、多个分气管路、多个分集气管路、总集气管路、末端供水管路、末端回水管路、补气组件；补气组件包括经济器、冷凝支路和补气支路；

13、排气管路两端分别与压缩机出口及冷凝器进口连通，冷凝管路一两端分别与压缩机进口及冷凝器出口连通，气液分离器第一出口通过吸气管路一及冷凝管路三与冷凝支路一端连通，冷凝支路另一端与冷凝管路三连通，补气支路两端分别与冷凝管路一及气液分离器第一进口连通，经济器一侧进口和出口分别与冷凝支路连通，经济器另一侧进口和出口分别与补气支路连通，主节流阀安装在补气支路上，并位于经济器与气液分离器之间，气液分离器第二出口通过冷凝管路二与多个分液管路连通，多个分液管路与各自对应的蒸发器进口连通，冷媒泵安装在冷凝管路二上，多个蒸发器出口通过各自对应的集液管路与吸气管路二连通，吸气管路二与气液分离器第二进口连通，每个分液管路上安装有单向阀，每个集液管路上安装有主路电磁阀，旁通管路一端与排气管路连通，旁通管路另一端与多个分气管路一端连通，每个分气管路另一端与对应的蒸发器进口连通；每个分气管路上安装有旁通进口电磁阀，每个分集气管路一端与对应的蒸发器出口连通，每个分集气管路另一端与总集气管路连通，每个分集气管路上安装有旁通出口电磁阀，总集气管路与吸气管路二连通，旁通节流阀安装在总集气管路上，末端回水管路与末端供水管路均与冷凝器连通。

14、进一步的是，补气组件还包括补气节流阀；补气节流阀安装在冷凝支路上，位于经济器之前。

15、进一步的是，所述空气源热泵系统还包括过热器；压缩机进气前增设过热器，过热器一侧进口和出口分别与冷凝管路一连通，过热器另一侧进口和出口分别与吸气管路一连通。

16、进一步的是，所述空气源热泵系统还包括回油组件；回油组件由回油分离器、引射器、引射高压管路、低压管路和回油管路组成；回油分离器安装在排气管路上，引射高压管路两端分别与回油分离器和引射器连通，低压管路两端分别与引射器及气液分离器第三出口连通，回油管路两端分别与引射器及冷凝管路一连通，且回油管路与冷凝管路一连通点位于压缩机进口与过热器之间；旁通管路与排气管路连通点位于冷凝器与回油分离器之间。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、通过将蒸发器放置在室外，将压缩机、冷凝器放置在室内，利用制冷剂循环，将常用的涡旋式热泵机组改为螺杆式机组(压缩机采用的是螺杆式压缩机)，实现了空气源热泵系统机组的大型化，大幅提高了单台机组的制热量，显著降低了同功率下机组的占地面积，解决常规空气源热泵单机制热量不足的问题。

19、2、通过在系统中增加气液分离器和冷媒泵实现了多个并联蒸发器中冷媒的均匀分配，冷媒在蒸发器内湿蒸发，解决了现有干式蒸发机组存在的换热器利用率不高的问题，提高蒸发器的换热效率和机组的运行效率。

20、3、通过增加气液分离器减缓了压缩机负载变化时系统内冷媒流量、压力的波动性，使得系统可以采用单一节流阀实时响应压缩机排气量的变化，解决大型空气源热泵机组调控复杂、响应迟缓的问题；

21、4、通过增加除霜旁路(包括旁通管路、多个分气管路、多个旁通进口电磁阀、多个旁通出口电磁阀、多个分集气管路、旁通节流阀、总集气管路)、蒸发器分组布置的方式，实现了蒸发器分组除霜，除霜过程不停机，降低除霜对末端供热的影响。