热泵系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热泵系统领域，具体是一种CO2热泵系统。
【背景技术】
[0002]当今社会，随着对各种能源的使用越来越多，给环境造成了很大的压力，环境和能源问题备受重视。如何节能减排，成为一个热点问题。对于传统的热泵系统，其所采用的工质通常是为氟利昂，是对大气环境造成主要威胁的元凶。因此长期以来存在取代氟利昂的呼声。
[0003]近些年，随着科技的发展，天然工质CO2以其优良的热学物理性质成为热泵系统中最有潜力的替代物之一，美国、日本、欧洲等发达国家和地区对0)2热泵系统进行了大量研宄，用CO2作为制冷剂的技术在国内也已经起步，各大科研院所和部分企业对其进行系统热力测试和性能分析已经有所研宄。从总体上看，迄今为止，CO2热泵集中应用于低温家用机领域。对于实现CO2热泵系统在工业领域的实际应用还目前还只是处于试验阶段，如何降低成本达到高效、可靠运行更是难题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种工作效率高、化霜时间短、成本低廉、运行可靠的CO2热泵制热供暖系统。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0006]一种0)2热泵系统，包括由压缩机，油分离器，蒸发器，膨胀罐，节流机构，电磁阀及管路构成的两套或多套能够独立运行但又能够彼此融霜的0)2热泵系统，其特征在于:
[0007]所述每套系统的压缩机排气出口与油分离器入口相连，油分离器出口与盘管换热器相连后与节流机构入口相连，节流机构出口与蒸发器主回路相连后与压缩机吸气入口相连；
[0008]所述节流机构由电子膨胀阀并联毛细管构成；
[0009]所述油分离器的回油管路通过毛细管与蒸发器的底部部分回路连通后与压缩机吸气腔相连；在盘管换热器出口和压缩机吸气入口之间的管路上通过前后两个电磁阀与装有安全阀的膨胀罐相连；油分离器出口管路分流一支路，通过电磁阀与另一套系统的融霜回路相连，融霜后回路与节流机构入口相连；
[0010]所述蒸发器回路设计集蒸发、融霜、抑冰、油冷等功能于一体。
[0011 ] 所述一种0)2热泵系统还包括其控制方法，其特征在于:
[0012]当某一系统需要融霜时，本系统停止工作，给其融霜系统的对应融霜电磁阀开启，融霜完毕后电磁阀关闭。
[0013]当某一系统停止后，对应系统中膨胀罐前后的电磁阀全部开启；压缩机开机后对应系统中膨胀罐前后的电磁阀全部关闭。
[0014]当系统排气压力高于设定值上限时，膨胀罐前面与高压相连的电磁阀开启，直到达到设定值下限时再关闭。
[0015]当吸气压力低于蒸发压力设定值时，膨胀罐后面与低压相连的电磁阀开启，直到吸气压力达到设定的蒸发压力时再关闭。
[0016]本发明可实现缩短融霜时间，防止融霜结冰，节省能源，保证系统稳定可靠运行，降低成本等多种目的。具体优点如下:
[0017]1、两套系统均能够独立运行且具有彼此融霜功能，采用热气融霜，速度快，节能，且在融霜过程中不影响制热。
[0018]2、通过控制膨胀罐前后的电磁阀开启状态，能够很好地维持系统在理想的排气压力下运行，且能保证系统停机后的安全。
[0019]3、多功能集于一体的蒸发器设计，除了具有蒸发换热功能外还兼有融霜功能，部分回路作为油冷器用同时可有效防止融霜水结冰。
[0020]4、系统匹配较小容量的电子膨胀阀同时并联毛细管作为节流机构，通过调整电子膨胀阀的开度来实现大容量电子膨胀阀的功能且成本低廉。
【附图说明】
[0021]附图1为传统的热泵系统回路图。
[0022]附图2为本发明的一种具有两套能彼此除霜的0)2热泵系统及其控制方法的系统回路图实施例。
[0023]附图3为本发明的一种具有三套能彼此除霜的0)2热泵系统及其控制方法的系统回路图实施例。
[0024]附图4为本发明的一种具有四套能彼此除霜的0)2热泵系统及其控制方法的系统回路图实施例。
[0025]附图中，1、压缩机，2、油分离器，3、盘管换热器，4、过滤器，5、电磁膨胀阀，6、毛细管，7、蒸发器，8、电磁阀，9、膨胀罐，10、安全阀，11、电磁阀，12、毛细管，13、融霜电磁阀，14、充注阀，15、排气压力传感器，16、吸气压力传感器，17、排气温度传感器，18、吸气温度传感器。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图1现有技术的热泵系统回路图和本发明的实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0027]如图2所示，一种0)2热泵系统，包括由压缩机I，油分离器2，蒸发器7，膨胀罐9，节流机构，电磁阀11，及管路构成的两套或多套能够独立运行但又能够彼此融霜的0)2热泵系统，其特征在于:
[0028]所述每套系统的压缩机I排气出口与油分尚器2入口相连，油分尚器2出口与盘管换热器3相连后与节流机构入口相连，节流机构出口与蒸发器7主回路相连后与压缩机I吸气入口相连；
[0029]所述电子膨胀阀5并联毛细管6作为节流机构；
[0030]所述蒸发器7回路设计集蒸发、融霜、抑冰、油冷等功能于一体。
[0031]油分离器2的回油管路通过毛细管12与蒸发器7的底部部分回路连通后与压缩机I吸气腔相连；在盘管换热器3出口和压缩机I吸气入口之间的管路上通过前电磁阀8、后电磁阀11与装有安全阀10的膨胀罐9相连；油分离器2出口管路分流一支路，通过融霜电磁阀13与另一套系统的融霜回路相连，融霜后回路与节流机构入口相连；当某一系统需要除霜时，本系统中的压缩机I关闭，膨胀罐9前电磁阀8和膨胀罐9后的电磁阀11全部开启。给其除霜系统的对应融霜电磁阀13开启，机组在制热同时完成对其它系统的除霜，融霜完毕后融霜电磁阀13关闭。
[0032]所述能够独立运行又能够彼此融霜的0)2热泵系统可以设置多套:
[0033]附图3为本发明的一种具有三套能彼此除霜的0)2热泵系统及其控制方法的系统回路图实施例。
[0034]附图4为本发明的一种具有四套能彼此除霜的0)2热泵系统及其控制方法的系统回路图实施例。
[0035]所述一种0)2热泵系统还包括其控制方法，其特征在于:
[0036]当某一系统需要融霜时，本系统停止工作，给其融霜系统的对应融霜电磁阀开启，融霜完毕后电磁阀关闭。
[0037]当某一系统停止后，对应系统中膨胀罐前后的电磁阀全部开启；压缩机开机后对应系统中膨胀罐前后的电磁阀全部关闭。
[0038]当系统排气压力高于设定值上限时，膨胀罐前面与高压相连的电磁阀开启，直到达到设定值下限时再关闭。
[0039]当吸气压力低于蒸发压力设定值时，膨胀罐后面与低压相连的电磁阀开启，直到吸气压力达到设定的蒸发压力时再关闭。
[0040]虽然参照实施例说明了本发明，但上述说明并非是对本发明的限制，本领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种0)2热泵系统，包括由压缩机，油分离器，蒸发器，膨胀罐，节流机构，电磁阀及管路构成的两套或多套能够独立运行但又能够彼此融霜的0)2热泵系统，其特征在于: 所述每套系统的压缩机排气出口与油分离器入口相连，油分离器出口与盘管换热器相连后与节流机构入口相连，节流机构出口与蒸发器主回路相连后与压缩机吸气入口相连； 所述油分离器的回油管路通过毛细管与蒸发器的底部部分回路连通后与压缩机吸气腔相连，在盘管换热器出口和压缩机吸气入口之间的管路上通过前后两个电磁阀与装有安全阀的膨胀罐相连，油分离器出口管路分流一支路，通过电磁阀与另一套系统的融霜回路相连，融霜后回路与节流机构入口相连。
2.根据权利要求1所述的一种0)2热泵系统，其特征在于，所述节流机构由电子膨胀阀并联毛细管构成。
3.根据权利要求1所述的一种CO2热泵系统，其特征在于，所述蒸发器回路设计集蒸发、融霜、抑冰、油冷等功能于一体。
4.根据权利要求1所述的一种CO2热泵系统还包括其控制方法，其特征在于: 当某一系统需要融霜时，本系统停止工作，给其融霜系统的对应融霜电磁阀开启，融霜完毕后电磁阀关闭； 当某一系统停止后，对应系统中膨胀罐前后的电磁阀全部开启；压缩机开机后对应系统中膨胀罐前后的电磁阀全部关闭； 当系统排气压力高于设定值上限时，膨胀罐前面与高压相连的电磁阀开启，直到达到设定值下限时再关闭； 当吸气压力低于蒸发压力设定值时，膨胀罐后面与低压相连的电磁阀开启，直到吸气压力达到设定的蒸发压力时再关闭。
【专利摘要】一种CO2热泵系统及其控制方法，涉及热泵系统领域，包括由压缩机，油分离器，蒸发器，膨胀罐，节流机构，电磁阀及管路构成的两套或多套能够独立运行但又能够彼此融霜的CO2热泵系统，该CO2热泵系统采用热气融霜、可有效防止融霜水结冰，速度快，节能，且在融霜过程中不影响制热，能够很好地维持系统在理想的排气压力下运行，且能保证系统停机后的安全，该系统节能环保，造价低廉，解决了现有技术的CO2热泵系统造价昂贵、运行不可靠的问题，降低了生产成本，提高了工作效率，大大增加了企业经济增长。
【IPC分类】F25B9-00, F25B47-02, F25B41-06
【公开号】CN104534714
【申请号】CN201410686665
【发明人】杜希刚
【申请人】合肥圣三松冷热技术有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月24日