本发明专利技术提供一种具有双级过冷和液体脉冲融霜功能的空气源热泵机组，包括由制冷压缩机、四通换向阀、室外侧换热器、冷凝器用气液分离器、过冷盘管、回热器、电子膨胀阀、室内侧换热器、蒸发器用气液分离器、吸气压力调节阀、过冷型气液分离器、单向阀、脉冲融霜调节阀、PLC控制器、温度传感器、压力传感器、以及连接管道、导线组成。本发明专利技术通过带气液分离器的室外侧换热器和室内侧换热器的巧妙结构设计、过冷型气液分离器的一级过冷和回热器的二级过冷、以及脉冲融霜调节阀的智能化控制，提高了热泵机组高温制冷和低温制热时的制冷量/制热量及能效比，在完全不影响室内的制热效果的情况下，实现了冬季室外侧换热器表面霜层的快速融解，保证了热泵机组在宽温区工况下高效可靠运行。
【技术实现步骤摘要】
一种具有双级过冷和液体脉冲融霜功能的空气源热泵机组
本专利技术涉及空调热泵
，特别是指一种具有双级过冷和液体脉冲融霜功能的空气源热泵机组。
技术介绍
面对能源短缺和环境污染问题的日益突出，开发高效节能、舒适性好、安全可靠的空调热泵装置已成为空调行业可持续快速发展的关键。常规空气源热泵装置以空气作为冷热源，结构简单，安装使用方便，是一种高效、节能的空调设备。但在夏季室外气温过高时，空气源热泵装置的冷凝压力过高、压缩机压缩比过大、排气温度过高，其制冷能力和能效比急剧下降，甚至可能导致压缩机经常保护性停机；同样在冬季室外气温过低时，空气源热泵装置的蒸发温度过低、蒸发器表面结霜严重、压缩机压缩比过大、排气温度过高，其制热能力和能效比急剧下降，若采用传统的反向融霜方式时，具有融霜时间较长、效果较差、影响室内持续供热量等缺点。总之，当室外温度过高或过低时，常规空气源热泵存在的上述突出问题，严重影响了空气源热泵的推广及应用。针对常规空气源热泵装置存在的不足，目前常用的解决方案有三种：中压补气的“准双级压缩”制冷/制热循环、双级压缩式制冷/制热循环和复叠式制冷/制热循环，这三种方案一定程度解决了空气源热泵高温工况制冷或低温工况制热时压缩机压缩比过大、排气温度过高的问题，提高了机组制冷/制热能力以及能效比，但也存在如下问题：中压补气的“准双级压缩”制冷/制热循环必需采用具有补气功能的制冷压缩机，且补气量的最优控制有待研究。而双级压缩式制冷/制热循环和复叠式制冷/制热循环采用两个制冷压缩机、两个节流膨胀阀，因此系统循环耗功量较大、效率低、成本大、控制过于复杂，一般用于冷冻冷藏机组。另外，当冬季室外换热器结霜时，中压补气的“准双级压缩”制冷/制热循环和双级压缩式制冷/制热循环常采用逆循环融霜方式，会影响到室内用户侧的持续供热，而复叠式制冷/制热循环常采用热气旁通除霜方式，但融霜速度不够快时，会使压缩机进入保护性停机状态或产生液击现象，同时，在除霜过程中，因冷凝器进气量减少，会影响到室内用户侧的供热量。
技术实现思路
本专利技术的目的正是为了提供一种具有双级过冷和液体脉冲融霜功能的空气源热泵机组，以解决现有空气源热泵在高温工况制冷和低温工况制热时压缩机压缩比过大、排气温度过高、蒸发器表面容易结霜且融霜效率低、系统制冷量/制热量和能效比急剧下降等突出技术问题。本专利技术的空气源热泵机组可以广泛应用于民用建筑、公共建筑、别墅建筑等所有可以采用空气源热泵的场所。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种具有双级过冷和液体脉冲融霜功能的空气源热泵机组，包括空气源热泵子系统和自动控制子系统，所述空气源热泵子系统包括制冷压缩机、四通换向阀、室外侧换热器、冷凝器用气液分离器、室外侧风机、高压旁通电磁阀、储液器、过冷盘管、回热器、干燥过滤器、电子膨胀阀、室内侧换热器、蒸发器用气液分离器、室内侧风机、低压旁通电磁阀、吸气压力调节阀、过冷型气液分离器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、脉冲融霜调节阀以及连接管道；空气源热泵子系统的具体连接关系为：所述制冷压缩机的排气口通过四通换向阀以及相应连接管路分别与室外侧换热器、室内侧换热器、低压旁通电磁阀、吸气压力调节阀相应接口相连接，室外侧换热器的其他接口分别与冷凝器用气液分离器的气液进口和气体出口、第一单向阀的进口、第二单向阀的出口和脉冲融霜调节阀的出口相连接，室内侧换热器其他接口分别与蒸发器用气液分离器的气液进口和液体出口、第三单向阀的进口、第四单向阀的出口、脉冲融霜调节阀的进口相连接，冷凝器用气液分离器的液体出口通过高压旁通电磁阀与储液器的进口相连接，储液器的其他接口分别与第一单向阀和第三单向阀的出口、过冷盘管的进口相连接，过冷盘管安装于过冷型气液分离器内部下侧，其出口与回热器的主路进口相连接，回热器的主路出口、回路进口和回路出口分别与干燥过滤器的进口、蒸发器用气液分离器的气体出口和低压旁通电磁阀的进口相连接，干燥过滤器的出口通过电子膨胀阀分别与第二单向阀的进口、第四单向阀的进口相连接，低压旁通电磁阀的出口分别与四通换向阀其中一出口、吸气压力调节阀的进口相连接，吸气压力调节阀的出口通过过冷型气液分离器与制冷压缩机的吸气口相连接。所述自动控制子系统包括PLC控制器、温度传感器、压力传感器、阀件和设备的执行器及连接导线。自动控制子系统具体安装连接关系为：所述PLC控制器通过导线分别温度传感器、压力传感器、阀件和设备的执行器相连接；所述温度传感器、压力传感器安装于过冷型气液分离器出口的管路上。本专利技术所述的制冷压缩机优选为定频涡旋式压缩机、定频滚动转子式压缩机、变频涡旋式压缩机、变频滚动转子式压缩机中的任意一种形式。优选的，所述室外侧换热器和室内侧换热器为翅片管式换热器、层叠式换热器、平行流式换热器中的任意一种结构形式。优选的，所述室外侧换热器的中部设置有气液出口和气体进口，分别与冷凝器用气液分离器的气液进口、气体出口相连接。优选的，所述的室内侧换热器的中部设置有气液出口和液体进口，分别与蒸发器用气液分离器的气液进口、液体出口相连接。优选的，所述的室外侧风机和室内侧风机为变频风机、定频风机、调挡风机中的任意一种形式。优选的，所述的回热器为板式换热器、套管换热器、管壳式换热器中的任意一种结构形式。本专利技术提供一种具有双级过冷和液体脉冲融霜功能的空气源热泵机组，其构思新颖，机组设计优化巧妙，与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：（1）通过带气液分离器的室外侧换热器和室内侧换热器的巧妙结构设计，制冷工况运行时，保证了室外侧换热器内不积存高压过冷液体，以及室内侧换热器不积存低压过热气体，提高了室外侧换热器和室内侧换热器的换热效率，降低了换热器的压降损耗，同时提高了机组的蒸发温度，降低了机组的冷凝温度，增加了系统的制冷量及能效比。（2）通过过冷型气液分离器的一级过冷和回热器的二级过冷，降低了制冷剂经过电子膨胀阀的不可逆损失及蒸发器的入口干度，提高了热泵机组高温工况的制冷量和低温工况的制热量，保证了热泵机组在宽温区工况下高效可靠运行。（3）冬季融霜模式运行时，通过脉冲融霜调节阀的智能化控制，保证来自于室内侧换热器的高温高压液态制冷剂间隔性进入室外侧换热器，短时间内释放大量热量而产生热冲力，实现了室外侧换热器表面霜层的快速融解，同时又完全不影响室内的制热效果。（4）通过吸气压力调节阀的智能化节流调节，解决了热泵机组采用液体脉冲除霜时导致的压缩机吸气压力过高或产生液击的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的结构原理图。图2为制冷工作模式流程图。图3为制热工作模式流程图。图4为液体脉冲融霜工作模式流程图。图中各部件的序号和名称如下：1-制冷压缩机、2-四通换向阀、3-室外侧换热器、4-冷凝器用气液分离器、5-室外侧风机、6-高压旁通电磁阀、7-储液器、8-过冷盘管、9-回热器、10-干燥过滤器、11-电子膨胀阀、12-室内侧换热器、13-蒸发器用气液分离器、14-室内侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有双级过冷和液体脉冲融霜功能的空气源热泵机组，其特征在于：包括空气源热泵子系统和自动控制子系统，所述空气源热泵子系统包括制冷压缩机（1）、四通换向阀（2）、室外侧换热器（3）、冷凝器用气液分离器（4）、室外侧风机（5）、高压旁通电磁阀（6）、储液器（7）、过冷盘管（8）、回热器（9）、干燥过滤器（10）、电子膨胀阀（11）、室内侧换热器（12）、蒸发器用气液分离器（13）、室内侧风机（14）、低压旁通电磁阀（15）、吸气压力调节阀（16）、过冷型气液分离器（17）、第一单向阀（18）、第二单向阀（19）、第三单向阀（20）、第四单向阀（21）、脉冲融霜调节阀（22）以及连接管道，制冷压缩机（1）的排气口通过四通换向阀（2）以及相应连接管路分别与室外侧换热器（3）、室内侧换热器（12）、低压旁通电磁阀（15）、吸气压力调节阀（16）相应接口相连接，室外侧换热器（3）的其他接口分别与冷凝器用气液分离器（4）的气液进口和气体出口、第一单向阀（18）的进口、第二单向阀（19）的出口和脉冲融霜调节阀（22）的出口相连接，室内侧换热器（12）其他接口分别与蒸发器用气液分离器（13）的气液进口和液体出口、第三单向阀（20）的进口、第四单向阀（21）的出口、脉冲融霜调节阀（22）的进口相连接，冷凝器用气液分离器（4）的液体出口通过高压旁通电磁阀（6）与储液器（7）的进口相连接，储液器（7）的其他接口分别与第一单向阀（18）和第三单向阀（20）的出口、过冷盘管（8）的进口相连接，过冷盘管（8）安装于过冷型气液分离器（17）内部下侧，其出口与回热器（9）的主路进口相连接，回热器（9）的主路出口、回路进口和回路出口分别与干燥过滤器（10）的进口、蒸发器用气液分离器（13）的气体出口和低压旁通电磁阀（15）的进口相连接，干燥过滤器（10）的出口通过电子膨胀阀（11）分别与第二单向阀（19）的进口、第四单向阀（21）的进口相连接，低压旁通电磁阀（15）的出口分别与四通换向阀（2）其中一出口、吸气压力调节阀（16）的进口相连接，吸气压力调节阀（16）的出口通过过冷型气液分离器（17）与制冷压缩机（1）的吸气口相连接。...
【技术特征摘要】
1.一种具有双级过冷和液体脉冲融霜功能的空气源热泵机组，其特征在于：包括空气源热泵子系统和自动控制子系统，所述空气源热泵子系统包括制冷压缩机（1）、四通换向阀（2）、室外侧换热器（3）、冷凝器用气液分离器（4）、室外侧风机（5）、高压旁通电磁阀（6）、储液器（7）、过冷盘管（8）、回热器（9）、干燥过滤器（10）、电子膨胀阀（11）、室内侧换热器（12）、蒸发器用气液分离器（13）、室内侧风机（14）、低压旁通电磁阀（15）、吸气压力调节阀（16）、过冷型气液分离器（17）、第一单向阀（18）、第二单向阀（19）、第三单向阀（20）、第四单向阀（21）、脉冲融霜调节阀（22）以及连接管道，制冷压缩机（1）的排气口通过四通换向阀（2）以及相应连接管路分别与室外侧换热器（3）、室内侧换热器（12）、低压旁通电磁阀（15）、吸气压力调节阀（16）相应接口相连接，室外侧换热器（3）的其他接口分别与冷凝器用气液分离器（4）的气液进口和气体出口、第一单向阀（18）的进口、第二单向阀（19）的出口和脉冲融霜调节阀（22）的出口相连接，室内侧换热器（12）其他接口分别与蒸发器用气液分离器（13）的气液进口和液体出口、第三单向阀（20）的进口、第四单向阀（21）的出口、脉冲融霜调节阀（22）的进口相连接，冷凝器用气液分离器（4）的液体出口通过高压旁通电磁阀（6）与储液器（7）的进口相连接，储液器（7）的其他接口分别与第一单向阀（18）和第三单向阀（20）的出口、过冷盘管（8）的进口相连接，过冷盘管（8）安装于过冷型气液分离器（17）内部下侧，其出口与回热器（9）的主路进口相连接，回热器（9）的主路出口、回路进口和回路出口分别与干燥过滤器（10）的进口、蒸发器用气液分离器（13）的气体出口和低压旁通电磁阀（15）的进口相连接，干燥过滤器（10）的出口通过电子膨胀阀（11）分别与第二单向阀（19）的进口、第四单向阀（21）的进口相连接，低压旁通电磁阀（15）的...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔四齐，王聪民，裴华强，徐铚成，桑翎，张俊山，李旭阁，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41
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