一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵，所述冷媒循环回路设有调压储气罐；调压储气罐的进口端通过分流支管连通压缩机和冷凝器之间的冷媒管，分流支管上设有压力开关和第一电磁阀，所述分流支管内孔的截面面积是压缩机排气口的截面面积的0.035～0.18倍；调压储气罐的出口端通过溢流支管连接冷凝器与节流装置之间的冷媒管，溢流支管上设有溢流孔。该系统可以在使用能效比较高的冷媒和/或提高冷媒的加注量的前提下，能够保证夏季高温工况下的系统平稳高效运行；而且保证了系统在冬季低温工况下的加热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵
本技术涉及一种空气源热泵，尤其是作为烘干热源的空气源热泵。
技术介绍
利用空气源热泵加热作为烘干热源是最近几年发展起来的新设备，由压缩机、冷凝器、储液罐、节流装置、蒸发器、气液分离器依序用冷媒管道连接构成的冷媒循环回路系统。蒸发器风机将空气送入蒸发器，在蒸发器中吸收空气中热量的冷媒经过气液分离器进入压缩机吸气口，电能驱动压缩机做功，将低温低压的冷媒气体压缩成高温高压气体从排气口进入冷凝器，空气由冷凝器风机送入冷凝器加热变成热风用于干燥物料，换热后冷媒变成高温高压的液体经储液罐进入节流装置，节流后的冷媒恢复低温低压气体状态进入蒸发器，如此循环工作。在烘干应用中，要求在保障压缩机平稳运行和使用寿命的前提下获得较高的排气压力，排气温度也相应提高，以获得较高的物料烘干温度。由于热泵的工作环境温度跨度较大，夏天环境温度40℃以上，冬天在0℃以下，热泵系统运行要涵盖45℃的环境温度变化范围。现有技术中难以兼顾冬季低温和夏季高温的性能要求。为了保证高温工况(如夏季或30℃以上环境温度)下系统的平稳运行，加注的冷媒只能选择低能效比的134a冷媒,尽管它的制热效果比r22和417冷媒要低很多；或者选用冷媒r22和142b的组合，142b的加注量在20％以上。其目的就是避免在高温工况下冷媒压力过高导致高压保护停机。因为在很多应用场合中，如包装印刷加热中，采用直流风机组要求风温稳定(要求温度变化在±1℃的范围内)，由于高压保护停机导致的热量输出瞬间损失几十个千瓦时热量，无法由电热管加热装置无法瞬间弥补其热量损失，导致产生印刷质量问题。而且，在冷媒加注量上也是优选考虑夏季高温工况的平稳运行，比如：72KC谷轮压缩机系统中，储液罐容积2.8升左右，冷媒配比为：r22占80％，142b占20％。该系统中冷媒加注量仅为3.8千克左右。导致系统在环境温度20℃以下不能有较好的制热能力，系统冬季制热能力非常低。现有技术中也有通过毛细管泄压分流的方式对冷媒压力进行调节，如文献公开号为CN101566426A的中国技术专利公开了了“一种用于干燥的高温空气源热泵热风机”。所述热风机设有泄压分流阀和副节流装置，当工质压力达到设定值时，泄压分流阀开启，分流部分工质经副节流装置冷却，绕过蒸发器返回压缩机输入端的工质循环管道，以减少流入蒸发器工质量，降低压缩机的进气压力，从而平稳减小工质循环系统的压力；同理，当工质压力回落到设定值时，泄压分流阀关闭，维持工质压力在正常范围内。但是，由于副节流装置(如毛细管)的冷媒通过能力有限。导致这种分流结构的压力调节能力非常有限，难以满足兼顾冬夏环境温度差异，保持系统平稳高效运行的要求。
技术实现思路
为了解决上述弊端，本技术所要解决的技术问题是，提供一种作为烘干热源的空气源热泵，能够兼顾冬夏环境温度差异，保持系统平稳高效运行。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是，一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵，压缩机、冷凝器、储液罐、节流装置、蒸发器、气液分离器通过冷媒管依序连接构成冷媒循环回路，其特征在于，所述冷媒循环回路设有调压储气罐；调压储气罐的进口端通过分流支管连通压缩机和冷凝器之间的冷媒管，分流支管上设有压力开关和第一电磁阀，所述分流支管内孔的截面面积是压缩机排气口的截面面积的0.035～0.18倍，较优的范围是0.05～0.1倍；调压储气罐的出口端通过溢流支管连接冷凝器与节流装置之间的冷媒管，溢流支管上设有溢流孔。上述技术方案中，当系统进入高温工况达到设定的排气分流压力(即压力开关上限值)时，第一电磁阀打开，大量的高温高压冷媒气体经分流支管流入调压储气罐，罐内压力快速升高，冷凝器进气端压力有一定幅度降低，使得进入冷凝器的冷媒量减少5～25％，经冷凝器回液管、节流装置回流到蒸发器的冷媒量也逐步减少，系统从蒸发器吸收的的热量也逐步减少，排气压力、温度也逐步降低。当排气压力下降至压力开关的下限值时，第一电磁阀关闭。调压储气罐在高温高压工况时，储气压力到达2MPa以上，能储存的冷媒量是第一电磁阀未开启时的两倍以上，故此具有很强的冷媒“蓄洪”能力，调节冷媒供应量使得高温工况下多余的冷媒不产生负面影响，解决了高温工况的技术难题。优选地，调压储气罐的容量是储液罐的1.5～3倍。以得到适宜的冷媒“蓄洪”能力。同时，技术考虑到系统要24小时连续工作，晚上环境温度低，故设置了溢流孔使少量的冷媒能够从调压储气罐中回到系统中去，使得系统在24小时运行中都能在较高压力下平稳运行。优选地，所述压力开关上限值与下限值的差为0.2～0.4MPa。该差值有利于确保排气压力满足烘干要求，系统平稳运行。所述分流支管的内径截面面积能够恰当地满足排气分流量的要求。技术人通过多次实验，分流支管的内径截面面积过大会导致如下弊端：1.以压力开关上限值2.9Mpa，下限值2.55Mpa为例，当该压力开关检测到第一电磁阀打开信号时过量的高温冷媒高速通过，压力开关还来不及反应，排气压力已降至2.2Mpa左右，制热能力降低，温度明显波动。2.使用大截面分流支管增加了生产成本造成浪费。优选地，所述溢流孔的内径为0.1～1.5毫米。以确保其大小适宜，过大的溢流孔会使得第一电磁阀开启次数增多，降低寿命。当调压储气罐内压力升高时，罐内下部的液态冷媒通过溢流孔和溢流支管返回循环系统流向节流装置。优选地，在溢流孔后端的溢流支管上设置了第二电磁阀，第二电磁阀在环境温度到达设定温度时打开/关闭。所述设定温度是：大于或等于16℃时打开，当环境温度低于16℃时阀门关闭。由于分流支管的分流量大于溢流支管的返回量，故而系统的排气压力逐步降低，当排气压力降至压力开关的下限值时，第一电磁阀关闭。本技术克服了现有技术在冷媒加注上优先考虑夏季工况的问题，能以环境温度12℃左右的工况为参照标准确定冷媒加注量，加注量增加25％左右。由于在冷媒加注时，冷媒从溢流孔反向进入调压储气罐贮存，故而，剔除调压储气罐内的冷媒贮存量，系统中冷媒增加量在9％左右，制热能力明显增高。优选地，所述分流支管的长度为1～3米。其目的是使得分流的冷媒得到一定的冷却后体积减小，再流入调压储气罐。当环境温度低于20℃时，空气源热泵系统制热效率降低，因为在一定程度上制热量取决于冷媒循环量，本技术的技术方案的冷媒加注量是以环境温度12℃时工况为依据的，故此，在上述环境温度仍能获得很好的制热能力。优选地，所述调压储气罐与节流装置之间还通过增流支管连通，增流支管上设有第三电磁阀和单向阀，单向阀使冷媒只能向节流装置方向流动；所述调压储气罐内设置加热装置。一般而言所述加热装置可以是任何使得调压储气罐内冷媒升温的元件或机构，如电热元件等。为了系统的协调性，作为进一步地优选，所述加热装置采用加热支管，所述加热支管包括位于调压储气罐内的盘管，盘管的进口和出口都连通于冷凝器内的冷媒管，加热支管设有第四电磁阀。一般而言，当环境温度低于14℃时加热装置启动。加热装置启动后使得储气罐中压力增大，第三电磁阀打开，调压储气罐贮存的冷媒经单向阀流向节流装置，使得系统中的冷媒量增加。当罐中的冷媒流入系统的量较多时(如70～80％)，加热装置的加热终止，终止的控制信号可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵，压缩机、冷凝器、储液罐、节流装置、蒸发器、气液分离器通过冷媒管依序连接构成冷媒循环回路，其特征在于，所述冷媒循环回路设有调压储气罐；调压储气罐的进口端通过分流支管连通压缩机和冷凝器之间的冷媒管，分流支管上设有压力开关和第一电磁阀，所述分流支管内孔的截面面积是压缩机排气口的截面面积的0.035～0.18倍；调压储气罐的出口端通过溢流支管连接冷凝器与节流装置之间的冷媒管，溢流支管上设有溢流孔。

【技术特征摘要】
1.一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵，压缩机、冷凝器、储液罐、节流装置、蒸发器、气液分离器通过冷媒管依序连接构成冷媒循环回路，其特征在于，所述冷媒循环回路设有调压储气罐；调压储气罐的进口端通过分流支管连通压缩机和冷凝器之间的冷媒管，分流支管上设有压力开关和第一电磁阀，所述分流支管内孔的截面面积是压缩机排气口的截面面积的0.035～0.18倍；调压储气罐的出口端通过溢流支管连接冷凝器与节流装置之间的冷媒管，溢流支管上设有溢流孔。2.如权利要求1所述的一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵，其特征在于，在溢流孔后端的溢流支管上设置了第二电磁阀，第二电磁阀在环境温度到达设定温度时打开/关闭。3.如权利要求2所述的一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵，其特征在于，所述设定温度是：大于或等于16℃时打开，当环境温度低于16℃时阀门关闭。4.如权利要求1-3任一项所述的一种具有夏冬季双向调节功能的空气源热泵，其特征在于，调压储气罐的容量是储液罐的1.5～3倍。5.如权利要求1-3任一项所述的一种具有夏冬季双向...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤慧鑫，汤世国，
申请(专利权)人：湖南省浏阳市择明热工器材有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43