一种超低温双源洗浴热泵机组的制作方法

本发明涉及制冷技术领域，具体的说是一种超低温双源洗浴热泵机组。

背景技术：

目前，在洗浴热泵行业，洗浴废水利用是一种有效的节能模式。目前采用的都是污水源和空气源联合制取热水的方案,当然也有采用传统的超低温双源洗浴热泵机组，来替代污水源+空气源的联合方案,传统的超低温双源洗浴热泵机组包括制冷模式、制热模式、热回收模式和热水器模式。洗浴行业只使用其中的热回收模式和热水器模式,上述超低温双源洗浴热泵机组中，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。

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，由于翅片的容积较大，需要一个较大的储液器及充注量，不是一种高效的运行方案，做不到设计的最佳能效,采用并联式热回收器的方案，需要解决多个电磁阀的密闭性及内部泄露的问题。

并联式超低温双源洗浴热泵机组以麦克维尔的发明专利(《cn201320863387-一种超低温双源洗浴热泵机组-发明》)为例采用两个四通阀，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，不可能通过切换4wv2完成热水器模式与热回收模式的相互转换，传统超低温双源洗浴热泵机组使用的环境温度为-10℃～43℃，已经不能适应北方地区使用，传统并联或串联超低温双源洗浴热泵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。

并联式超低温双源洗浴热泵机组以现代莱恩的发明专利（《cn205580024u-一种超低温全热回收风冷热泵机组-发明》）为例，通过应用双转子补气喷液増焓压缩机，改造四通阀①和四通阀的，解决了压缩机不停机切换的问题。解决了低环温应用的问题，但是由于洗浴型污水回收机组的特点，污水回收温度较高，上述超低温全热回收型机组，在低环温工况下，冷媒迁移的问题限制了污水回收利用的高效性，很难发挥出污水的优势，上述的超低温方案，采用的经济器控制方案，由于有换热温差的存在，很难是过冷度达到最大，本发明引入闪蒸罐，消除了换热温差，使机组性能得到提高。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一种消除换热温差，提升换热性能，扩大机组使用范围，延长压机与机组使用寿命，稳定性高，污水工况更高效，实现双源运行的热泵机组，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双源洗浴热泵机组，能实现消除换热温差，提升换热性能，扩大机组使用范围，延长压机与机组使用寿命，稳定性高，污水工况更高效，实现双源运行的功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超低温双源洗浴热泵机组，其包括双转子补气喷液増焓压缩机、使用侧换热器、翅片换热器、污水蒸发器、电磁四通阀①、电磁四通阀②、常闭电磁阀、电子膨胀阀①、闪蒸罐、气液分离器、过滤器、电子膨胀阀②、电子膨胀阀③，所述的闪蒸罐的三个进口分别与电子膨胀阀①、电子膨胀阀②、电子膨胀阀③相连通，所述闪蒸罐的出口与补气口f1相连通，所述过滤器与电子膨胀阀①、电子膨胀阀②、电子膨胀阀③相连通，所述过滤器与使用侧换热器、翅片换热器、污水蒸发器相连通，所述常闭电磁阀与翅片换热器、电磁四通阀②的c2相连通，所述电磁四通阀①的d1口与双转子补气喷液増焓压缩机的排气口a1相连通，所述电磁四通阀①的c1口与使用侧换热器相连通，所述电磁四通阀①的e1口与电磁四通阀②的d2口相连，其中所述电磁四通阀①的s1口与气液分离器进口相连，所述电磁四通阀②的e2口与污水蒸发器相连通，所述电磁四通阀②额s2与气液分离器额进口相连通，所述气液分离器的出口与双转子补气喷液増焓压缩机的吸气口b1相连通；

所述热泵机组至少包括制冷模式、制热模式、污水热回收模式、热水器模式四种工作模式，当处于制冷模式时，所述电磁四通阀①的d1口与电磁四通阀①的e1口导通，所述电磁四通阀②额d2口与电磁四通阀②的c2口导通，所述电磁四通阀②的s2口与电磁四通阀②的e2口导通，所述常闭电磁阀导通，所述电子膨胀阀③关闭；

当处于制热模式时，所述电磁四通阀①的d1口与所述电磁四通阀①e1口导通，所述电磁四通阀②d2口与所述电磁四通阀②e2口导通，所述电磁四通阀②s2口与所述电磁四通阀②c2口导通，所述常闭电磁阀13导通，电子膨胀阀③关闭；

当处于污水热回收模式时，所述电磁四通阀①的d1口与电磁四通阀①额c1口导通，所述电磁四通阀②额d2口与电磁四通阀②的c2口导通，所述电磁四通阀②的s2口与电磁四通阀②的e2口导通，所述常闭电磁阀断开，所述电子膨胀阀②关闭；

当处于热水器模式时，所述电磁四通阀①的d1口与电磁四通阀①的c1口导通，所述电磁四通阀②的d2口与电磁四通阀②的e2口导通，所述电磁四通阀②的s2口与电磁四通阀②的c2口导通，所述常闭电磁阀导通，所述电子膨胀阀③关闭；

当处于制热模式或热水器模式下的制冷除霜时，所述电磁四通阀①的d1口与电磁四通阀①的e1口导通，所述电磁四通阀②的d2口与电磁四通阀的c2口导通，所述电磁四通阀②的s2口与电磁四通阀②的e2口导通，所述常闭电磁阀导通，所述电子膨胀阀①关闭。

进一步，所述电子膨胀阀①、电子膨胀阀②、电子膨胀阀③与使用侧换热器、翅片换热器、污水蒸发器之间分别设置有三个过滤器，所述三个过滤器分别定义为第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器，所述第一过滤器的进口端与所述翅片换热器相连，所述第一过滤器的出口端与所述电子膨胀阀②相连，所述第二过滤器的进口端与所述污水蒸发器相连，所述第二过滤器的出口端与所述电子膨胀阀③相连，所述第三过滤器的进口端与所述使用侧换热器相连，所述第三过滤器的出口端与所述电子膨胀阀①相连。

进一步，所述污水蒸发器为干式蒸发器或高效罐，所述翅片换热器为风冷式冷凝器，所述超低温双源洗浴热泵机组使用的冷媒为r22或r410a或r404a或r32或r290。

本发明的有益效果是：

1.本发明在各个模式下，当出现高压缩比、高排温情况，可控制一次节流阀给压机冷却降温，并扩大了使用范围，可在-30～45℃环温正常运行，实现了延长压机与机组使用寿命，适用性广泛的功能。

2.本发明通过增加电磁阀，简化系统，增加一种额外的污水源热源利用运行方案，在有污水的时候，利用污水完成制冷、制热、制热水，在没有污水的时候利用空气能完成制冷、制热、制热水，实现了解决环温低于污水温度时候的污水利用效率，使机组污水工况更高效，降低故障率，实现双源运行的功能。

3.本发明通过引入闪蒸罐，同时采用高压腔的设计结构使得在各种工况下都很难出现排温过高的现象，实现了消除换热温差，提升换热性能，从源头避免排温过高，免除机油裂化风险，使机组更稳定的功能。

附图说明

图1是本发明系统结构图。

附图标记说明：1-双转子补气喷液増焓压缩机；2-电磁四通阀①；3-电磁四通阀②；4-使用侧换热器；5-翅片换热器；6-电子膨胀阀①；7-闪蒸罐；8-过滤器；9-电子膨胀阀②；10-电子膨胀阀③；11-污水蒸发器；12-气液分离器；13-常闭电磁阀。

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是本发明系统结构图，其包括双转子补气喷液増焓压缩机1、使用侧换热器4、翅片换热器5、污水蒸发器11、电磁四通阀①2、电磁四通阀②3、常闭电磁阀13、电子膨胀阀①6、闪蒸罐7、气液分离器12、过滤器8、电子膨胀阀②9、电子膨胀阀③10，所述的闪蒸罐7的三个进口分别与电子膨胀阀①6、电子膨胀阀②9、电子膨胀阀③10相连通，所述闪蒸罐7的出口与补气口f1相连通，所述过滤器8与电子膨胀阀①6、电子膨胀阀②9、电子膨胀阀③10相连通，所述过滤器8与使用侧换热器4、翅片换热器5、污水蒸发器11相连通，所述常闭电磁阀13与翅片换热器5、电磁四通阀②3的c2相连通，所述电磁四通阀①2的d1口与双转子补气喷液増焓压缩机1的排气口a1相连通，所述电磁四通阀①2的c1口与使用侧换热器4相连通，所述电磁四通阀①2的e1口与电磁四通阀②3的d2口相连，其中所述电磁四通阀①2的s1口与气液分离器12进口相连，所述电磁四通阀②3的e2口与污水蒸发器11相连通，所述电磁四通阀②3额s2与气液分离器12额进口相连通，所述气液分离器12的出口与双转子补气喷液増焓压缩机1的吸气口b1相连通；

所述热泵机组至少包括制冷模式、制热模式、污水热回收模式、热水器模式四种工作模式，当处于制冷模式时，所述电磁四通阀①2的d1口与电磁四通阀①2的e1口导通，所述电磁四通阀②3额d2口与电磁四通阀②3的c2口导通，所述电磁四通阀②3的s2口与电磁四通阀②3的e2口导通，所述常闭电磁阀13导通，所述电子膨胀阀③10关闭；

当处于制热模式时，所述电磁四通阀①2的d1口与所述电磁四通阀①2e1口导通，所述电磁四通阀②3d2口与所述电磁四通阀②3e2口导通，所述电磁四通阀②3s2口与所述电磁四通阀②3c2口导通，所述常闭电磁阀1313导通，电子膨胀阀③10关闭；

当处于污水热回收模式时，所述电磁四通阀①2的d1口与电磁四通阀①2额c1口导通，所述电磁四通阀②3额d2口与电磁四通阀②3的c2口导通，所述电磁四通阀②3的s2口与电磁四通阀②3的e2口导通，所述常闭电磁阀13断开，所述电子膨胀阀②9关闭；

当处于热水器模式时，所述电磁四通阀①2的d1口与电磁四通阀①2的c1口导通，所述电磁四通阀②3的d2口与电磁四通阀②3的e2口导通，所述电磁四通阀②3的s2口与电磁四通阀②3的c2口导通，所述常闭电磁阀13导通，所述电子膨胀阀③10关闭；

当处于制热模式或热水器模式下的制冷除霜时，所述电磁四通阀①2的d1口与电磁四通阀①2的e1口导通，所述电磁四通阀②3的d2口与电磁四通阀的c2口导通，所述电磁四通阀②3的s2口与电磁四通阀②3的e2口导通，所述常闭电磁阀13导通，所述电子膨胀阀①6关闭。

所述电子膨胀阀①6、电子膨胀阀②9、电子膨胀阀③10与使用侧换热器4、翅片换热器5、污水蒸发器11之间分别设置有三个过滤器8，所述三个过滤器8分别定义为第一过滤器8、第二过滤器8、第三过滤器8，所述第一过滤器8的进口端与所述翅片换热器5相连，所述第一过滤器8的出口端与所述电子膨胀阀②9相连，所述第二过滤器8的进口端与所述污水蒸发器11相连，所述第二过滤器8的出口端与所述电子膨胀阀③10相连，所述第三过滤器8的进口端与所述使用侧换热器4相连，所述第三过滤器8的出口端与所述电子膨胀阀①6相连，所述污水蒸发器11为干式蒸发器或高效罐，所述翅片换热器5为风冷式冷凝器，所述超低温双源洗浴热泵机组使用的冷媒为r22或r410a或r404a或r32或r290。

本发明的工作原理如下：

制冷模式：双转子补气喷液増焓压缩机11排出的高温高压制冷剂气体经过电磁四通阀①2、电磁四通阀②3、常闭电磁阀13，进入翅片换热器5，冷凝后成为制冷剂液体，再经过第一过滤器8进入电子膨胀阀②9，经过一次节流后，变成低温低压的液体进入闪蒸罐7，在闪蒸罐7内完成闪发，冷却罐内液体冷媒，制冷剂分为两路，闪发以后的冷媒直接进入双转子补气喷液増焓压缩机1的f1接口，过冷后制冷剂液体直接进入电子膨胀阀①6，完成二次节流后，进入使用侧换热器4。在使用侧换热器4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①2进入气液分离器12，最后被双转子补气喷液増焓压缩机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。

制热模式：双转子补气喷液増焓压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电磁四通阀①2，进入使用侧换热器4，冷凝后成为制冷剂液体，再经过第三过滤器8进入电子膨胀阀①6，经过一次节流后，变成低温低压的液体进入闪蒸罐7，在闪蒸罐7内完成闪发，冷却罐内液体冷媒，制冷剂分为两路，闪发以后的冷媒直接进入双转子补气喷液増焓压缩机1的f1接口，过冷后制冷剂液体直接进入电子膨胀阀②9，完成二次节流后，进入翅片换热器5，在翅片换热器5内，主路的制冷剂吸收空气的热量而变为低压气体，经过常闭电磁阀13，再经过电磁四通阀②3，进入气液分离器12，最后被双转子补气喷液増焓压缩机1额吸气口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。

热水器模式：双转子补气喷液増焓压缩机11排出的高温高压制冷剂气体经过电磁四通阀①2，进入使用侧换热器4，冷凝后成为制冷剂液体，再经过第三过滤器8进入电子膨胀阀①6，经过一次节流后，变成低温低压的液体进入闪蒸罐7，在闪蒸罐7内完成闪发，冷却罐内液体冷媒，制冷剂分为两路，闪发以后的冷媒直接进入双转子补气喷液増焓的压缩机f1接口，过冷后制冷剂液体直接进入电子膨胀阀②9，完成二次节流后，进入翅片换热器5，在翅片换热器5内，主路的制冷剂吸收空气的热量而变为低压气体，经过常闭电磁阀13，再经过电磁四通阀②3，进入气液分离器12，最后被双转子补气喷液増焓压缩机1额吸气口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。

污水热回收模式：双转子补气喷液増焓压缩机11排出的高温高压制冷剂气体经过电磁四通阀①2，进入使用侧换热器4，冷凝后成为制冷剂液体，再经过第三过滤器8进入电子膨胀阀①6，经过一次节流后，变成低温低压的液体进入闪蒸罐7，在闪蒸罐7内完成闪发，冷却罐内液体冷媒，制冷剂分为两路，闪发以后的冷媒直接进入双转子补气喷液増焓的压缩机f1接口，过冷后制冷剂液体直接进入电子膨胀阀③10，完成二次节流后，进入污水蒸发器11，在污水蒸发器11内，主路的制冷剂吸收污水的热量而变为低压气体，经过电磁四通阀②3，进入气液分离器12，最后被双转子补气喷液増焓压缩机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。

热水器制热+污水热回收模式：先按照污水热回收模式运行，当污水不足后，切换到制热热水器模式，流程按照以上过程，不再重复赘述。

热水器模式、制热模式下的制冷除霜：双转子补气喷液増焓压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过电磁四通阀①2、电磁四通阀②3、常闭电磁阀13进入翅片换热器5，冷凝后成为制冷剂液体，再经过第一过滤器8进入电子膨胀阀②9，经过一次节流后，变成低温低压的液体进入闪蒸罐7，在闪蒸罐7内完成闪发，冷却罐内液体冷媒，制冷剂分为两路，闪发以后的冷媒直接进入双转子补气喷液増焓压缩机1的f1接口，过冷后制冷剂液体直接进入电子膨胀阀③10，完成二次节流后，进入污水蒸发器11。在污水蒸发器11内，主路的制冷剂吸收污水的热量而变为低压气体，经过电磁四通阀②3，进入气液分离器12，最后被双转子补气喷液増焓压缩机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。

双转子补气喷液増焓压缩机1与闪蒸罐7的应用，提高了排气量，增大了制热侧的能力，闪蒸罐7闪发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，由传统的制冷、制热两个节流阀，多个电磁阀，经济器复杂管路配件，简化到独立的三个电子膨胀阀，优化了系统设计，降低了系统潜在故障率，双子补气喷液增焓压缩机内置了一个气液分离器12，进一步减少了带液风险，保证了系统稳定运行，常闭电磁阀13的应用，保证环温低于污水温度时，污水热回收工况高效运行，避免出现冷媒迁移现象，闪蒸罐7和三个电子膨胀阀的应用，使任何一个换热器都可以作为冷凝器和蒸发器，真正实现了双源运行，扩大了机组使用范围。提高了机组稳定性。

本发明采用三个电子膨胀阀控制节流，简化了系统设计，降低了潜在故障率，电子膨胀阀的低泄露性能，避免了冷媒迁移风险，采用双转子补气喷液増焓压缩机1，高压腔设计，从源头解决了高压比工况下引起的排温过高问题，保证了压机的稳定运行。自带气液分离器12降低了压缩机带液风险，引入闪蒸罐7，消除换热温差，提升低温换热性能，使用侧换热器4和污水换热器具有冷热功能，应用更灵活，提供一种一次节流电子膨胀阀的控制逻辑，可提高系统性能，改善压机运行工况，延长机组使用寿命，增加一个电磁阀，保证环温低于污水温度时，污水热回收工况高效运行，避免出现冷媒迁移现象，除霜时利用污水能量，降低了使用侧的能量损失，降低了室温变化温差，额外引入污水源为热源，在有污水的时候，利用污水完成制冷、制热、制热水，在没有污水的时候利用空气能完成制冷、制热、制热水，实现双源高效稳定运行。