空气源热泵采暖系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种空气源热泵采暖系统及其控制方法，属于热泵技术领域，为解决现有的空气源热泵采暖系统冷凝器出口冷媒温度过高-蒸发温度过低的问题而设计。本发明专利技术空气源热泵采暖系统在冷凝器的冷媒出口和节流元件的冷媒进口之间连通有回热器第一支路；在压缩机的进口和第一蒸发器的冷媒出口之间连通有回热器第二支路；在冷凝器的冷媒出口和回热器第一支路的冷媒入口之间连通有第二蒸发器，第二蒸发器用于为从冷凝器流出的冷媒换热。本发明专利技术空气源热泵采暖系统的控制方法是流出冷凝器的冷媒在依次流经第二蒸发器和回热器第一支路换热后再流入节流元件。本发明专利技术的空气源热泵采暖系统能够保证合适的节流前冷媒温度和提高蒸发器制热能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热泵领域，具体涉及一种空气源热泵采暖系统以及基于该空气源热泵采暖系统的控制方法。
技术介绍
近年来，热泵技术作为一种新能源技术备受关注，其应用领域也十分广泛。空气源热泵采暖系统主要包括压缩机、冷凝器、节流元件以及蒸发器。现有一种二氧化碳热泵系统，该系统除了包括压缩机、冷凝器、节流元件以及蒸发器以外还包括回热器，通过回热器控制冷媒进入节流元件的温度和压缩机吸气温度；还有一种制热空调系统，该系统中设置有双流路蒸发器，即蒸发器底部部分管路连接冷凝器出口，冷凝器流入蒸发器的较高温度冷媒可以防止蒸发器底部结冰。上述两种系统均存在一定的弊端，二氧化碳热泵系统在采暖回水温度过高时流出冷凝器的冷媒温度较高，仅经过回热器降温时仍然会导致压缩机吸气温度过高而无法正常工作；制热空调系统仅靠双流路蒸发器也无法保证合适压缩机吸气温度和节流前冷媒温度。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出一种能够降低节流前冷媒温度、提高循环系统效率的空气源热泵采暖系统。本专利技术的另一个目的是提出一种能够提高整机的制热能力、提高系统可靠性的的空气源热泵采暖系统。本专利技术的再一个目的是提出一种控制更精确、压缩机工作效率更高的空气源热泵采暖系统的控制方法。为达此目的，一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种空气源热泵采暖系统，包括依次串接形成循环回路的压缩机、冷凝器、节流元件和第一蒸发器，在所述冷凝器的冷媒出口和所述节流元件的冷媒进口之间连通有回热器第一支路；在所述压缩机的进口和所述第一蒸发器的冷媒出口之间连通有回热器第二支路；在所述冷凝器的冷媒出口和所述回热器第一支路的冷媒入口之间连通有第二蒸发器，所述第二蒸发器用于为从所述冷凝器流出的冷媒换热。作为本专利技术的一个优选方案，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器集成为一体式换热器。作为本专利技术的一个优选方案，所述一体式换热器包括两条支路，其中一条支路为所述第一蒸发器，另一条支路为所述第二蒸发器。作为本专利技术的一个优选方案，所述回热器第一支路和所述回热器第二支路集成为一体式回热器，所述一体式回热器为管式回热器。作为本专利技术的一个优选方案，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器均为管式换热器。另一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种基于上述空气源热泵采暖系统的控制方法，所述控制方法是在制热过程中流出冷凝器的冷媒在依次流经第二蒸发器和回热器第一支路换热后再流入节流元件。进一步的，所述空气源热泵采暖系统处于制热过程中时，冷媒从所述冷凝器流出后依次流经所述第二蒸发器和所述回热器第一支路换热后再流入所述节流元件，从所述节流元件流出的冷媒经第一蒸发器汽化后流经回热器第二支路换热再进入压缩机。本专利技术的有益效果为：(1)、本专利技术的空气源热泵采暖系统在冷凝器和节流元件之间具有一支换热回路，尚未节流的冷媒先经过该换热回路和热源发生交换后再进入节流元件，在第一蒸发器和压缩机进口之间具有另一支换热回路，节流后的冷媒经过该换热回路换热后再进入压缩机，这种双换热回路的设计能够保证合适的节流前冷媒温度和压缩机吸气温度，尤其是针对将CO2作为冷媒的情况时，通过换热回路能够降低节流前温度，减少节流元件节流过程中的损失，提高循环系统的效率。(2)、本专利技术的空气源热泵采暖系统冷媒在节流元件之前依次经过冷凝器、第二蒸发器、回热器第一支路进行三次换热降温，再经过第一蒸发器后回热进入压缩机，三次冷媒的降温相比现有的一次或两次冷媒的降温而言，整机的制热能力得到显著提高，系统可靠性更强。(3)、本专利技术的空气源热泵采暖系统可以通过第二蒸发器回收从冷凝器流出的温度较高的冷媒的热量，同时能够提高低温环境蒸发温度和吸热量，提高蒸发器压力，提高压缩机吸气效率和吸气过热度，降低压缩机液击风险。(4)、本专利技术的空气源热泵采暖系统的控制方法是节流前先在换热回路中进行换热，节流后在第一蒸发器汽化的冷媒再经换热回路换热后进入压缩机，该控制方法流程简单、控制更精确、压缩机工作效率更高。附图说明图1是本专利技术优选实施例一提供的空气源热泵采暖系统的结构示意图。图2是本专利技术优选实施例一提供的一体式换热器的结构示意图。图3是本专利技术优选实施例一提供的一体式换热器的侧视图。图中标记为：1、压缩机；2、冷凝器；3、节流元件；41、第一蒸发器；411、第一蒸发器进口；412、第一蒸发器出口；42、第二蒸发器；421、第二蒸发器进口；422、第二蒸发器出口；51、回热器第一支路；52、回热器第二支路。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。优选实施例一：本优选实施例公开一种空气源热泵采暖系统。如图1所示，空气源热泵采暖系统包括依次串接形成循环回路的压缩机1、冷凝器2、节流元件3和第一蒸发器41，其中，节流元件3优选为膨胀阀。在冷凝器2的冷媒出口和节流元件3的冷媒进口之间连通有回热器第一支路51；在压缩机1的进口和第一蒸发器41的冷媒出口之间连通有回热器第二支路52；在冷凝器2的冷媒出口和回热器第一支路51的冷媒入口之间连通有第二蒸发器42，第二蒸发器42用于为从冷凝器2流出的冷媒换热。空气源热泵采暖系统的具体连接关系为：压缩机1出口连通冷凝器2的一端，冷凝器2的另一端连通第二蒸发器进口421，第二蒸发器出口422连通回热器第一支路51一端，另一端连接膨胀阀，膨胀阀再与第一蒸发器进口411连通，第一蒸发器出口412经回热器第二支路52后连接至压缩机1入口。本实施例中，如图2和图3所示，优选将第一蒸发器41和第二蒸发器42集成为一体式换热器，即该一体式换热器包括两条支路，其中一条支路为第一蒸发器41，另一条支路为第二蒸发器42，流经第二蒸发器42的冷媒会流经第一蒸发器41，该一体式换热器优选为管式换热器，也可以是翅片式换热器或管板式换热器，其中，图3中箭头方向为空气流向。工作时，冷媒在节流元件之前依次经过冷凝器2、第二蒸发器42、回热器第一支路51进行三次换热降温，再经过第一蒸发器41后回热进入压缩机1，三次冷媒的降温相比现有的一次或两次冷媒的降温而言，蒸发器的制热能力、整机的制热能力均得到显著提高，系统可靠性也更强本实施例中，系统冷媒优选采用CO2，，即，提供一种CO2空气源热泵采暖系统。该系统在节流前设置的一支换热回路能够降低进入膨胀阀前的CO2温度，减少膨胀阀的节流损失，提高循环系统的效率；能够增加低温环境时第一蒸发器41的吸热量并减缓其结霜速度，提高第一蒸发器41的压力和压缩机1的吸气效率，降低压缩机液击风险；此外，压缩机1运行更加可靠、使用寿命更长。回热器第一支路51和回热器第二支路52集成为一体式回热器，一体式回热器优选为管式回热器。本实施例中的空气源热泵采暖系统是将回热器和蒸发器的双流路组合在一起形成节流前的一支换热回路和节流后的一支换热回路，解决了现有的系统仅设置回热器时压缩机由于吸气温度过高经常会出现无法正常工作的问题，或仅设置双流路蒸发器时无法保证合适的压缩机吸气温度和节流前冷媒温度的问题。上述系统主要用于采暖系统中，该系统可以实现节流前的三次换热，因而整机制热能力得到了显著提高，系统的COP(制热能效比)极大地提高，工作可靠稳定，与现有的节流前只进行一次或两次换热的系统相比，制热能力具有明显的优势，适于大范围推广应用。基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气源热泵采暖系统，包括依次串接形成循环回路的压缩机(1)、冷凝器(2)、节流元件(3)和第一蒸发器(41)，其特征在于，在所述冷凝器(2)的冷媒出口和所述节流元件(3)的冷媒进口之间连通有回热器第一支路(51)；在所述压缩机(1)的进口和所述第一蒸发器(41)的冷媒出口之间连通有回热器第二支路(52)；在所述冷凝器(2)的冷媒出口和所述回热器第一支路(51)的冷媒入口之间连通有第二蒸发器(42)，所述第二蒸发器(42)用于为从所述冷凝器(2)流出的冷媒换热。

【技术特征摘要】
1.一种空气源热泵采暖系统，包括依次串接形成循环回路的压缩机(1)、冷凝器(2)、节流元件(3)和第一蒸发器(41)，其特征在于，在所述冷凝器(2)的冷媒出口和所述节流元件(3)的冷媒进口之间连通有回热器第一支路(51)；在所述压缩机(1)的进口和所述第一蒸发器(41)的冷媒出口之间连通有回热器第二支路(52)；在所述冷凝器(2)的冷媒出口和所述回热器第一支路(51)的冷媒入口之间连通有第二蒸发器(42)，所述第二蒸发器(42)用于为从所述冷凝器(2)流出的冷媒换热。2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵采暖系统，其特征在于，所述第一蒸发器(41)和所述第二蒸发器(42)集成为一体式换热器。3.根据权利要求2所述的一种空气源热泵采暖系统，其特征在于，所述一体式换热器包括两条支路，其中一条支路为所述第一蒸发器(41)，另一条支路为所述第二蒸发器(42)。4.根据权利要求1所述的一种空气源热泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，王建良，白龙亮，陈康，
申请(专利权)人：青岛海尔新能源电器有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37