冰源热泵系统技术方案

本发明专利技术提供了一种冰源热泵系统，包括压缩机、冷凝器、回热器、储液器、过滤器、节流装置、蒸发器和气液分离器，所述冷凝器和蒸发器通过制冷制热转换装置连接有冰源空气交换器，所述回热器的第一进口与冷凝器的出口相连，第一出口与储液器的进口相连；回热器的第二进口与气液分离器的出口相连，第二出口与压缩机的进口相连，所述冷凝器的出口与压缩机的进口之间设置有增焓膨胀阀。由于冰源空气交换器中添加有﹣30℃不冻结的冰源水溶液，在制热工况下进行热交换时可以防止系统结霜，使系统的制热效率稳定；同时，本系统节能幅度大，应用范围广，不受地理位置和气候条件的限制，节能改造通用性好，可适用于﹣30℃～50℃环境的各种场所。

Ice source heat pump system

The present invention provides an ice source heat pump system, including compressor, condenser, heat exchanger, reservoir, filter, a throttling device, an evaporator and a gas-liquid separator, the condenser and the evaporator is connected with the air source ice refrigeration and heat exchanger through the conversion device, the first inlet and the condenser heat exchanger outlet is the first export and import of the liquid storage device is connected; the regenerator second inlet and gas-liquid separator outlet is connected with the compressor second, import export is increasing enthalpy expansion valve is arranged between the inlet and the outlet of the compressor and the condenser. As the ice source air exchanger are added in ice water solution 30 degrees not frozen, can prevent the system from frosting of heat exchange in the heating mode, the thermal efficiency of the system stability; at the same time, the system energy saving rate, a wide range of applications, from the geographical location and climatic conditions, the transformation of general good energy-saving, can be applied to 30 to 50 DEG C environment in various places.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热泵系统
，特别是涉及一种冰源热泵系统。
技术介绍
目前，随着世界人口经济的迅速增长，能源消耗急剧增加。在环境污染日趋严重、生存环境遭受破坏的今天，人们渴望绿色、保护环境的愿望也日趋强烈。如今空调基本上已经在各家各户普遍使用，随着空调的使用，电能消耗急剧增加，因此就出现了各种新型的空调系统来解决电能消耗增加的问题。现在使用最多的是空气源热泵空调系统和水源热泵空调系统，但是这两种空调系统技术上都存在缺陷，空气源热泵空调系统如果外界温度小于5℃时，传热管表面温度低于0℃，空气中的水分就会在传热管表面结霜，随着结霜的加厚，会阻塞空气流道，明显降低热泵工质通过蒸发器从空气中的吸热量，致使空气源热泵的制热系数和运行可靠性降低。空气源热泵需要定期除霜，这不仅消耗大量的能量，而且还影响空调系统的正常运行；同时，空气源热泵空调在夏季制冷时，随室外环境温度的升高，冷凝温度高于50℃，制冷系数随之降低，能效降低，比水冷冷水机组制冷系数降低50％；而水源热泵空调系统由于水的凝固点为0℃，为了保证交换器不会冻坏，为确保设备安全，冬季水源进水温度必须在8℃以上才能使用，而且水源热泵空调系统在安装时需要在地下铺设大量管道，这样造价还相当高，同时大多数地区的冬季所需的热负荷与所需的冷负荷不平衡，南方的冷负荷远超过热负荷，北方的热负荷又远大于冷负荷，冷暖负荷不平衡，年复一年，地埋管水源热泵最终使南方地区项目的地下温度会越来越高，散热变差，造成该地区的水源热泵最需要夏季制冷时的能效逐渐降低，北方地区项目的地下温度会越来越低，吸热变差，造成该地区的水源热泵最需要冬季制热时的能效逐渐降低，随着年限的推移，最终这套耗资巨大的节能系统可能会瘫痪，还会存在地质变异的危险。为了解决现有热泵系统蒸发器容易结霜、制冷和制热效率低等问题，本申请人于2015年12月15日提交了一种冰源空气交换器，它包括散热填料、风机及冰源溶液积液池，所述散热填料填充在填充室内，风机固定在壳体的空气出口处，冰源溶液积液池通过支撑架安装在壳体内并位于填充室正下方，冰源溶液积液池通过管道连接有循环水泵，循环水泵的出水端连接有喷淋管，喷淋管安装在填充室的顶端，喷淋管将冰源溶液向填充室内喷淋，填充室的下端设有与冰源溶液积液池相通的溶液出口。在冰源溶液积液池内添加﹣30℃不冻结的冰源溶液，通过循环水泵将冰源溶液积液池内的冰源溶液输送到喷淋管上，由喷淋管向填充室喷淋，同时，风机将外界空气从空气进口吸入，使外界空气与填充室内的水溶液进行热交换，外界空气经过填充室后由空气出口排出，经过热交换的冰源溶液由散热填料又导入冰源溶液积液池内作为载冷剂或载热剂。由于积液池内的冰源溶液在﹣30℃不会冻结，因此蒸发器内不会结霜，冬季不需要定期除霜，持续高效稳定制热，制热效率高。有鉴于此，本申请人设计了一种冰源热泵系统，它应用了上述冰源空气交换器，保证蒸发器冬季不结霜，制热效率稳定，制热效率高，节能幅度大。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种冰源热泵系统，该系统不会出现结霜的情况，制热效率稳定，制热效率高，节能幅度大。为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种冰源热泵系统，包括压缩机、冷凝器、储液器、过滤器、节流装置、蒸发器和气液分离器，所述压缩机用于将制冷剂变成高温高压制冷剂蒸汽，并将高温高压制冷剂蒸汽输送到冷凝器，经冷凝器冷凝后先后经过储液器、过滤器和节流装置进入蒸发器，经蒸发器蒸发后由气液分离器回流到压缩机；所述冷凝器在制冷时和蒸发器在制热时分别要转换连接到冰源空气交换器。本专利技术在冷凝器和蒸发器上连接有冰源空气交换器，工作时，制冷剂经压缩机变成高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器冷凝变成液体，同时释放出热量，释放的热量在制热工况下用于给用户采暖，在制冷工况下经冰源空气交换器进行热交换；经冷凝器冷凝变成的制冷剂液体经储液器、过滤器和节流装置后进入蒸发器，经蒸发器蒸发后变成气体，同时吸收热量，在制冷工况下用于给用户制冷，在制热工况下经冰源空气交换器进行热交换；经蒸发器蒸发形成的气体经气液分离器进行分离后回流到压缩机，进行下一次循环。本系统的冰源空气交换器采用申请人于2015年12月15日提交的申请号为201521044482.7的冰源空气交换器，蒸发器与冰源空气交换器进行热交换，由于冰源空气交换器中添加有﹣30℃不冻结的水溶液，因此在制热工况下可以防止蒸发器结霜，使系统的制热效率稳定，制热效率高，同时制热不需要配套电辅助电加热等高耗能配件，降低用户装机配电容量。优选地，还包括回热器，所述回热器上具有第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，回热器的第一进口与冷凝器的出口相连，回热器的第二进口与气液分离器的出口相连，回热器的第一出口与储液器的进口相连，回热器的第二出口与压缩机的进口相连。系统工作时，经冷凝器冷凝形成的中温液体经回热器进入储液器，经蒸发器蒸发后的气体经回热器回流到压缩机，充分利用冷凝后的制冷剂余热来提高压缩机的吸气温度，增大节流装置(如膨胀阀)的供液能力，降低压缩机的压缩比，达到节能效果。优选地，所述压缩机上设置有旁通回流口，所述冷凝器的出口通过旁通管道与压缩机的旁通回流口连通，并且旁通管道上设置有增焓膨胀阀。系统工作时，压缩机产生的高温高压气体经冷凝器冷凝后由增焓膨胀阀旁通定量流回压缩机，对压缩机进行降温，降低压缩机的排气温度，减少冷凝器的气相换热区长度，提高冷凝器的换热效率。优选地，还包括热水回收交换器和生活热水系统，所述热水回收交换器上制冷剂进口、制冷剂出口、热水进口和热水出口，所述制冷剂进口与压缩机的出口相连，所述制冷剂出口与冷凝器的进口相连，所述热水进口与生活热水系统的出口相连，所述热水出口与生活热水系统的进口相连。压缩机产生的高温高压气体可用于加热生活用水，使热泵系统的用途更加广泛，既可作空调，又可作热水，还可在使用空调时回收热水。优选地，本专利技术的冷凝器和蒸发器除通过载冷剂循环到冰源空气交换器或用户末端设备外，也可以不通过载冷剂，直接将制冷剂交换器置于冰源空气交换器中或用户房间内。优选地，所述压缩机采用工况温度为﹣30℃～50℃的低温压缩机。普通空调压缩机只适用于0℃以上的环境温度，环境温度过低会影响压缩机的工作效率，使热泵系统受到地理位置和气候条件的限制，而本专利技术采用低温压缩机，可适用于﹣30℃～50℃的环境温度。综上所述，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的节能幅度大，制冷和制热效率高，比传统空气源热泵提高1倍，并且传统设备均可实现节能改造。2、制热性能稳定，系统不结霜，制热效率高，同时制热不需配套电辅助加热设备等高耗能配件，降低了用户装机配电容量。3、系统结构优良，部件配置精良，运行可靠，故障率低。4、应用范围广，不受地理位置和气候条件的限制，可适用于﹣30℃～50℃环境的各种场所。5、技术用途广，可适用于空调、热水、烘干、冻库等领域。附图说明图1为本专利技术冰源热泵系统的系统流程图。具体实施方式如图1所示，本系统包括压缩机1、冷凝器4、储液器6、过滤器8、节流装置9、蒸发器10和气液分离器11，本实施例的节流装置采用膨胀阀9，压缩机1的作用是将制冷剂变成高温高压制冷剂蒸汽，并将高温高压气体输送到冷凝器4，经冷凝器4冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冰源热泵系统，包括压缩机、冷凝器、储液器、过滤器、节流装置、蒸发器和气液分离器，所述压缩机用于将制冷剂变成高温高压制冷剂蒸汽，并将高温高压制冷剂蒸汽输送到冷凝器，经冷凝器冷凝后先后经过储液器、过滤器和节流装置进入蒸发器，经蒸发器蒸发后由气液分离器回流到压缩机；其特征在于：所述冷凝器和蒸发器上连接有冰源空气交换器。

【技术特征摘要】
1.一种冰源热泵系统，包括压缩机、冷凝器、储液器、过滤器、节流装置、蒸发器和气液分离器，所述压缩机用于将制冷剂变成高温高压制冷剂蒸汽，并将高温高压制冷剂蒸汽输送到冷凝器，经冷凝器冷凝后先后经过储液器、过滤器和节流装置进入蒸发器，经蒸发器蒸发后由气液分离器回流到压缩机；其特征在于：所述冷凝器和蒸发器上连接有冰源空气交换器。2.根据权利要求1所述的冰源热泵系统，其特征在于，还包括回热器，所述回热器上具有第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，回热器的第一进口与冷凝器的出口相连，回热器的第二进口与气液分离器的出口相连，回热器的第一出口与储液器的进口相连，回热器的第二出口与压缩机的进口相连。3.根据权利要求1所述的冰源热泵系统，其特征在于，所述压缩机上设置有旁通回流口，所述冷凝器的出口通过旁通管道与压缩机的旁通回流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李开年，曾斌，
申请(专利权)人：重庆鸿佳新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50