一种单压缩机准复叠式空气源热泵系统技术方案
A single compressor quasi cascade air source heat pump system
The invention relates to a quasi cascade air source heat pump system of a single-stage compressor. Under the low temperature environment, the conventional air source heat pump system has too high pressure ratio due to the increase of refrigerant volume, and COP is too low to work at all. On the basis of the self cascade heat pump system, an ejector (5), (8) is installed on the refrigerant circulation line, and the cryogenic steam steam is pumped and compressed (13), and the ejector (5) is also used as a separator to divide the self cascade cycle into a compressor (1) to compress the high temperature refrigerant steam and the ejector (5) and (8). The two quasi independent refrigerant cycles of the cryogenic refrigerant are compressed to form a single compressor quasi cascade heat pump system, which can operate at a low temperature of 30 C. In the non winter condition, the circulation path of refrigerant is changed by solenoid valve, so that the heat pump system can be converted to the conventional heat pump system that the high temperature refrigerant works alone.
【技术实现步骤摘要】
一种单压缩机准复叠式空气源热泵系统
本专利技术涉及一种空气源热泵系统，尤其是能工作于—30℃以下低温环境的单级压缩机准复叠式空气源热泵系统。
技术介绍
在目前，单冷媒单压缩机的常规空气源热泵，因其与燃煤、燃油及直接电加热等热源相比，具有清洁环保、高效节能的明显优势，得到越来越广泛的应用。但因为普通的空气源热泵系统采用中高温冷媒，如R22等，受其热力学特性及压缩机机械结构的制约，使用环境受到较大限制，一般建议用于0℃以上的环境中，即使是有些厂家采用专门为改善压缩机低温环境运行技术——如压缩机喷汽增焓技术的低温型热泵，但只要是单压缩机的热泵，标称使用温度也只能用于环境温度高于—15℃以上的地方。为了从空气中获得能量,空气源热泵冷媒工作循环需要工作在比环境温度更低的温度下，在低温环境工况下,常规空气源热泵工作时冷媒比容积增大，比体积制冷能力下降，导致压缩机压比过高，性能系数COP过低，甚至根本不能工作，使得热泵的使用范围受到限制，冬季严寒地区无法使用。如果采用单冷媒二级压缩系统，或采用非共沸混合冷媒的自复叠系统，亦或采用双冷媒的复叠系统，可以解决严寒地区冬季使用单压缩机热泵的原理性限制问题。但二级压缩系统和复叠系统都需要二台压缩机，自复叠系统虽然是一台压缩机系统，但因一台压缩机需要同时压缩非共沸冷媒中的高、低温冷媒，而实际产生制冷效应的则是由低温冷媒完成的，因此上述三种热泵系统方案虽可设计为在严寒环境下工作，但却都存在COP低的问题，使得不能得到推广应用。本专利技术采用一种单压缩机准复叠式热泵系统方案解决上述问题。。
技术实现思路
在为了克服现有各类空气源热泵在低温...
【技术保护点】
1.一种单压缩机准复叠式空气源热泵系统，其特征是：热泵系统工质采用非共沸混合冷媒（优选非共沸冷媒组成R134a/R32），在自复叠式热泵冷媒循环回路中增加喷射器（5）和喷射器（8），喷射器(5)将非共沸混合冷媒自复叠循环过程，分割成近似独立的两种冷媒各自压缩循环系统，其中，压缩机（1）对高温冷媒进行压缩循环，喷射器（5）以冷凝器（3）来的液态高温冷媒为工作流体、喷射器（8）以气液分离器(6)来的低温冷媒蒸汽为工作流体,共同抽吸蒸发器(13)来的低温冷媒蒸汽并对其进行压缩循环,构成可在‑30℃环境下工作的准复叠式空气源热泵系统,在非冬季工况下,通过控制系统控制热泵冷媒循环管路的电磁阀,改变冷媒工作通路，将低温冷媒回收封存于蒸发/冷凝器（11）、回热器(9)、（12）及部分管道内，热泵系统只采用高温冷媒作单冷媒（近似）工作循环，进行常规制热及制冷工作，控制系统监测到工作环境温度达到冬季工作方式切换设定值时，通过电磁阀改变冷媒工作通路，恢复至单压缩机准复叠式工作循环状态。
【技术特征摘要】
1.一种单压缩机准复叠式空气源热泵系统，其特征是：热泵系统工质采用非共沸混合冷媒（优选非共沸冷媒组成R134a/R32），在自复叠式热泵冷媒循环回路中增加喷射器（5）和喷射器（8），喷射器(5)将非共沸混合冷媒自复叠循环过程，分割成近似独立的两种冷媒各自压缩循环系统，其中，压缩机（1）对高温冷媒进行压缩循环，喷射器（5）以冷凝器（3）来的液态高温冷媒为工作流体、喷射器（8）以气液分离器(6)来的低温冷媒蒸汽为工作流体,共同抽吸蒸发器(13)来的低温冷媒蒸汽并对其进行压缩循环,构成可在-30℃环境下工作的准复叠式空气源热泵系统,在非冬季工况下,通过控制系统控制热泵冷媒循环管路的电磁阀,改变冷媒工作通路，将低温冷媒回收封存于蒸发/冷凝器（11）、回热器(9)、（12）及部分管道内，热泵系统只采用高温冷媒作单冷媒（近似）工作循环，进行常规制热及制冷工作，控制系统监测到工作环境温度达到冬季工作方式切换设定值时，通过电磁阀改变冷媒工作通路，恢复至单压缩机准复叠式工作循环状态。2.根据权利要求1,所述的压缩机（1）出口与四通阀（2）支管（2.1）连接，四通阀（2）支管(2.2)与电磁阀(15)进口连接,电磁阀(15)出口管与冷凝器（3）冷媒进口连接，冷凝器（3）冷媒出口管与电磁阀（16）进口连接，电磁阀（16）出口管与喷射器（5）工作流体接口相接，喷射器（5）引射流体接口管与电磁阀（20）出口管连接，电磁阀（20）进口与回热器（9）壳程侧出口管连接，喷射器（5）混合出口管与气液分离器（6）进口管连接，四通阀（2）支管（2.3）与压缩机（1）吸气口连接。3.根据权利要求1,所述的气液分离器（6）气相冷媒出口管与电磁阀（17）进口连接，电磁阀（17）出口管与喷射器（8）工作流体接口连接，喷射器（8）引射流体接口与电磁阀（21）出口管连接，电磁阀（21）进口管与回热器（9）壳程侧出口管连接，喷射器（8...
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