一种补气增焓双源热泵热水器系统技术方案

本发明专利技术公布一种补气增焓双源热泵热水器系统，解决了普通串联双源热泵不能合理分配制冷剂流量的问题，实现了供热工况低压端制冷剂流量的自动分配。同时在系统中增设了一个经济器实现了热端的过冷，同时提取出了低压段一级蒸发器中制冷剂流中的气相，从而增强了二级蒸发器中的换热效果，同时发挥了补气增焓系统的优越性，增强了该系统的低温适应性，扩大了其使用范围，并且节能高效。系统添加了一个回热器，又一步增加了换热，性能系数更高。

A dual-source heat pump water heater system with supplementary gas and enthalpy

【技术实现步骤摘要】
一种补气增焓双源热泵热水器系统
本专利技术涉及一种新型补气增焓双源热泵热水器系统，属于太阳能、空气源、补气增焓热泵领域。
技术介绍
目前，太阳能、空气源双源热泵热水器系统存在并联与串联两种连接方式，并联的系统已多见于相关文献，系统较为成熟，然而串联系统的搭建则存在较多的问题，流量分配的不均匀便是影响其换热性能的一大原因，且传统蒸发器的两相换热中气相的存在严重抑制了系统的换热系数，而且常规空气源热泵在低温工况存在制热性能下降，压比升高，效能恶化的问题，而补气增焓技术则可解决这种问题。因而将补气增焓技术与双源热泵热水器系统结合起来则可解决上述问题。补气增焓补气增焓压缩机是采用两级节流中间喷气技术，采用闪蒸器进行气液分离，实现增焓效果。它通过中低压时边压缩边喷气混合冷却，然后高压时正常压缩，提高补气增焓压缩机排气量，达到低温环境下提升制热能力的目的。在一般家用空气源热泵空调器使用过程中，冬季供暖时随着室外环境温度的降低，空调器的供热量有明显的衰减，并且空调补气增焓压缩机在超低温运行下压缩比将变大，导致排气温度不断升高，长期运行将对机组构成安全隐患。热泵低温高湿环境运行结霜快，正常工作时间短，除霜会向室内空调房间吹冷风，舒适性变差。因此提出了补气增焓技术来改善系统在低温下的运行情况。补气增焓是由补气增焓补气增焓压缩机、补气增焓技术、高效过冷却器组成的新型系统，这三个技术的组合可提供高效的性能。这是一个有机的整体，即高效的补气增焓补气增焓压缩机、高效过冷却器及电子膨胀阀形成的经济器、高效换热器共同构成了高效节能的补气系统。补气增焓技术能够有效地提高系统低温工况下的制热量,防止补气增焓压缩机排气温度过高,保证机组低温工况的运行稳定性。太阳能作为一种清洁有效的能源是国家倡导的新能源利用的重要手段之一，而热泵冬季效率低且需要额外的除霜功耗。所以如果可以把太阳能集热与发电技术与热泵技术结合，提高热泵冬季效率并使系统稳定，那么既符合现代社会对室内热环境的要求，也是一种开源节流手段。现有的空调系统对象多集中在封闭式空间，且利用太阳能的空调系统只利用了其光热部分，利用效率低，系统电耗大。因此，将太阳能光伏光热与补气增焓技术引入热泵系统实现恶劣工况下的稳定高效运行，设计出一种新型的补气增焓双源热泵热水器系统成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种补气增焓双源热泵热水器系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种补气增焓双源热泵热水器系统，包括补气增焓压缩机、四通换向阀、气液分离器、第一氟水板式换热器、回热器、第二氟水板式换热器、经济器、风冷翅片盘管换热器、轴流风机、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第五管路、第六管路、第七管路、第八管路，所述经济器包括进口b、进口c、进口d、出口a、出口e、出口f；所述四通换向阀、第一氟水板式换热器、回热器依次设置在第一管路上，第一管路的一端连接气液分离器，所述第二管路和第三管路的一端分别连接第一管路的另一端，第二管路的另一端连接经济器的进口b，第三管路的另一端连接经济器的进口c，所述第四管路的一端连接经济器的进口d，另一端连接经济器的出口f，第二氟水板式换热器设置在第四管路上，第五管路一端连接补气增焓压缩机，另一端连接经济器的出口a，补气增焓压缩机位于第六管路上，第六管路一端连接气液分离器，另一端连接四通换向阀，所述四通换向阀管路连接回热器，所述风冷翅片盘管换热器位于第七管路上，第七管路一端连接回热器，另一端连接经济器的出口e，所述第八管路一端连接于第四管路，另一端连接于风冷翅片盘管换热器与经济器之间的第七管路上；轴流风机位于风冷翅片盘管换热器外侧。作为进一步的优选方案，所述第一管路上设置有储液罐和干燥器，储液罐和干燥器位于第一氟水板式换热器和回热器之间。作为进一步的优选方案，所述第二管路上设置有节流阀。作为进一步的优选方案，所述第四管路上设置有第一电子膨胀阀。作为进一步的优选方案，所述第五管路上设置有第一旁通阀。作为进一步的优选方案，所述第七管路上设置有第二旁通阀，第三电子膨胀阀。作为进一步的优选方案，所述第八管路上设置有第二电子膨胀阀。作为进一步的优选方案，所述第一氟水板式换热器上设置有第一回路管道，第一回路管道上依次设置有第一水泵和蓄热水箱。作为进一步的优选方案，所述第二氟水板式换热器上设置有第二回路管道，第一回路管道上依次设置有第二水泵和光伏光热板。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.利用光伏光热板，联网解决了系统中动力部件的耗能问题。2.利用经济器，实现了系统的补气增焓，提高了系统的低温适用性。3.利用经济器，提纯了制冷剂中的气相，提高了换热器的换热性能。4.利用补气增焓技术，降低了补气增焓压缩机的功耗。5.利用经济器，使制冷剂过冷，提高了系统的性能系数。6.利用了电子膨胀阀，合理分配了换热器中的制冷剂流量，提高了换热器的换热性能。7.利用回热气，回收了余热同时也提高了系统的性能。附图说明图1为本专利技术的系统示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术原理在于，系统使用了双蒸发器结构，光伏光热板连接的第二氟水板式换热器8与风冷翅片盘管换热器11，且在两个蒸发器间加入了相当于气液分离器的经济器10，同时在高压段添加了一个回热器7，使高低压气体相互换热进行热回收，同时使回热器7出口的制冷剂分为两路，一路经过节流阀18进入经济器，另一路直接进入经济器10冷却后分为两路分别连接两个换热器，即与光伏光热板9相连的第二氟水板式换热器8与风冷翅片盘管换热器11。而且第二氟水板式换热器8的出口也与经济器10相连，经节流后的气体与其混合后气液分离，气相进入补气增焓补气增焓压缩机，液相与经过电子膨胀阀的两相气体混合后经电子膨胀阀20进入风冷翅片盘管换热器。第一回路管道上，第一氟水板式换热器4，回水侧与第一水泵14相连，然后接入蓄热水箱13的入水口，入水侧接蓄热水箱13的出水口。氟侧一端接四通换向阀2，另一端接储液罐5。第二回路管道上，第二氟水板式换热器8，入水侧接第二水泵15，然后接光伏光热板9，出水侧接光伏光热板9另一侧。回热器7的高温侧一端接储液器5，一端接节流阀18，低温侧一端接四通换向阀2，另一端接风冷翅片盘管换热器11；制冷剂管路上设有节流阀18用于与经济器d端入口低压两相气体混合共同提取气相进入补气增焓补气增焓压缩机1中承担中压气体角色；制冷剂管路上设有回热器7进行高低压气体间换热，提高系统性能系数。经济器10有述经济器的进口有3个分别为b，c，d，出口有3个分别为a，e，f。进口b端接节流阀接回热器7，进口d端接第二氟水板式换热器8，进口c端也接回热器7。出口a端接补气增焓压缩机补气增焓口1，出口e端接节流阀20接风冷翅片盘管换热器11，出口f端接第一电子膨胀阀16。第一水泵14、第二水泵15和轴流风机12所需电能由光伏并网中和。蓄热水箱13，制热工况内蓄热水，热水可用于生活亦可用于风机盘管及地暖末端。制冷剂管路上设有第一电子膨胀阀16与第二电子膨胀阀17，用于调节进入第二氟水板式换热器8与风冷翅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种补气增焓双源热泵热水器系统，其特征在于：包括补气增焓压缩机（1）、四通换向阀（2）、气液分离器（3）、第一氟水板式换热器（4）、回热器（7）、第二氟水板式换热器（8）、经济器（10）、风冷翅片盘管换热器（11）、轴流风机（12）、第一管路（22）、第二管路（23）、第三管路（24）、第四管路（25）、第五管路（26）、第六管路（27）、第七管路（28）、第八管路（29），所述经济器（10）包括进口b、进口c、进口d、出口a、出口e、出口f；所述四通换向阀（2）、第一氟水板式换热器（4）、回热器（7）依次设置在第一管路（22）上，第一管路（22）的一端连接气液分离器（3），所述第二管路（23）和第三管路（24）的一端分别连接第一管路（22）的另一端，第二管路（23）的另一端连接经济器（10）的进口b，第三管路（24）的另一端连接经济器（10）的进口c，所述第四管路（25）的一端连接经济器（10）的进口d，另一端连接经济器（10）的出口f，第二氟水板式换热器（8）设置在第四管路（25）上，第五管路（26）一端连接补气增焓压缩机（1），另一端连接经济器（10）的出口a，补气增焓压缩机（1）位于第六管路（27）上，第六管路（27）一端连接气液分离器（3），另一端连接四通换向阀（2），所述四通换向阀（2）管路连接回热器（7），所述风冷翅片盘管换热器（11）位于第七管路（28）上，第七管路（28）一端连接回热器（7），另一端连接经济器（10）的出口e，所述第八管路（29）一端连接于第四管路（25），另一端连接于风冷翅片盘管换热器（11）与经济器（10）之间的第七管路（28）上；轴流风机（12）位于风冷翅片盘管换热器（11）外侧。...

【技术特征摘要】
1.一种补气增焓双源热泵热水器系统，其特征在于：包括补气增焓压缩机（1）、四通换向阀（2）、气液分离器（3）、第一氟水板式换热器（4）、回热器（7）、第二氟水板式换热器（8）、经济器（10）、风冷翅片盘管换热器（11）、轴流风机（12）、第一管路（22）、第二管路（23）、第三管路（24）、第四管路（25）、第五管路（26）、第六管路（27）、第七管路（28）、第八管路（29），所述经济器（10）包括进口b、进口c、进口d、出口a、出口e、出口f；所述四通换向阀（2）、第一氟水板式换热器（4）、回热器（7）依次设置在第一管路（22）上，第一管路（22）的一端连接气液分离器（3），所述第二管路（23）和第三管路（24）的一端分别连接第一管路（22）的另一端，第二管路（23）的另一端连接经济器（10）的进口b，第三管路（24）的另一端连接经济器（10）的进口c，所述第四管路（25）的一端连接经济器（10）的进口d，另一端连接经济器（10）的出口f，第二氟水板式换热器（8）设置在第四管路（25）上，第五管路（26）一端连接补气增焓压缩机（1），另一端连接经济器（10）的出口a，补气增焓压缩机（1）位于第六管路（27）上，第六管路（27）一端连接气液分离器（3），另一端连接四通换向阀（2），所述四通换向阀（2）管路连接回热器（7），所述风冷翅片盘管换热器（11）位于第七管路（28）上，第七管路（28）一端连接回热器（7），另一端连接经济器（10）的出口e，所述第八管路（29）一端连接于第四管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小松，邱君君，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32