本实用新型专利技术公开了一种采用变频变内容积比压缩机的蒸发冷空气源热泵，包括连接在制冷循环管路中的变频压缩机、蒸发式冷凝器、空调水侧换热器、翅片式换热器、第一节流阀、第二节流阀、储液器、电磁阀、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第一单向阀、第二单向阀、四通阀、吸气压力(Ps)传感器、排气压力(Pd)传感器、出水温度(Two)传感器、进水温度(Twi)传感器、干燥过滤器、控制器、变频器等部件；本实用新型专利技术通过变频变内容积比压缩机的设置，提高了蒸发冷空气源热泵在部分负荷下压缩机的运行效率，同时通过采用蒸发式冷凝技术，有效将冷凝温度降低，与常规空调主机相比，节能优势明显，且系统流程简单，可靠性高。
【技术实现步骤摘要】
一种采用变频变内容积比压缩机的蒸发冷空气源热泵
本技术涉及空调及工业冷却
，尤其是一种采用变频变内容积比压缩机的蒸发冷空气源热泵。
技术介绍
随着城镇化进程加速和居民生活水平的提高，空调系统的能源消耗占我国总能耗的比重也日益增加，提高空调系统的能效水平对于国家节能减排和实现社会的可持续发展具有重要意义。目前市场上的蒸发冷空气源热泵机组普遍采用定频螺杆压缩机，但空调系统99％时间是在部分负荷状态下运行的。蒸发冷空气源热泵机组处于部分负荷状态时，定频螺杆压缩机通常通过改变容调滑阀的位置来进行有限的输气量调节，螺杆转子与容调滑阀的间隙较大；同时，在低负荷下运行时螺杆压缩机有效密封齿数减少，无效压缩的功耗增加，从而导致压缩机的等熵效率和容积效率降低，运行效率较低。常规定频压缩机启动电流大，故对电网的冲击较大，尤其在负荷70％以下运行时变频电机效率较低，故综合部分负荷制冷能效较低。常规螺杆压缩机的内容积比是不可调整的，假设忽略螺杆压缩机内部低压侧和高压侧的气流阻力，压缩过程的内容积比(Vi)与压缩机的压缩比(Pr)之间则存在以下理论计算模型：Pr＝VinPr＝Pdp/PsVi＝Vs/VdpPdp:压缩结束开始排气时压缩腔压力Ps:压缩机吸气压力(即系统低压)Vs:吸气结束开始压缩时压缩腔容积Vdp:压缩结束开始排气时压缩腔容积n:多变指数，与制冷剂有关，为常数由上述公式可知，在吸气压力(Ps)和内容积比(Vi)固定情况下，当压缩机完成压缩过程，压缩腔与排气口连通而开始排气时：1.若压缩腔压力Pdp大于排气压力(即系统高压，Pd)，压缩腔内高压气体将突然膨胀至Pd，产生过压缩现象，浪费了多余压缩功，2.若压缩腔压力Pdp小于排气压力Pd，压缩腔内气体瞬间被强制等容压缩至Pd后排至排气口，将产生欠压缩现象，与从Ps正常压缩至Pd的气体压缩过程相比，压缩功耗同样也需增加。由上述分析可知，压缩结束开始排气时若压缩腔压力Pdp与排气压力Pd完全相同，则既无过压缩现象也无欠压缩现象，压缩效率最高，此时压缩机的压缩比(Pdp/Ps)与系统高低压比(Pd/Ps)相等。蒸发冷空气源热泵运行时夏季制冷模式时采用蒸发冷凝方式对冷媒蒸气进行冷却，冷凝效果好，冷凝温度低，一般冷凝温度为36～38℃；冬季制热模式时利用空调水对冷媒蒸气进行冷却，同时把热量传递给空调水，由于空调水水温为45℃左右，因此蒸发冷空气源热泵制热冷凝温度为50-52℃左右，二种模式对应的压缩比差异较大：同时受冷凝侧的室外气温或空调水温、蒸发侧的冷冻水温与空气温度、空调负荷、压缩机容量等运行条件的影响，蒸发冷空气源热泵运行时蒸发压力、冷凝压力变化很大，系统高低比(Pd//Ps)实际上是在很大范围内变化的，故所需的最佳压缩比及对应的目标内容积比也需同步进行调整。而常规蒸发冷空气源热泵使用的压缩机内容积比是固定的，因此蒸发冷空气源热泵在实际运行中，处于不同的运行模式及不同的工况时，压缩机绝大部分时间都处于过压缩或欠压缩状态，导致压缩机实际运行能耗较大，能效较低。综上所述，采用变频技术提高蒸发冷空气源热泵在部分负荷下压缩机的运行效率和整机制冷、制热能效，同时，采用可变内容积比技术，解决不同模式、不同室外气温及空调水温工况条件下，压缩机在较大压缩比范围、变工况运行时的过压缩或欠压缩缺陷，提高蒸发冷空气源热泵机组制冷及制热能效，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术的不足，提供一种的采用变频变内容积比压缩机的蒸发冷空气源热泵。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种采用变频变内容积比压缩机的蒸发冷空气源热泵，包括连接在制冷循环管路中的变频压缩机、蒸发式冷凝器、空调水侧换热器、翅片式换热器、第一节流阀、第二节流阀、储液器、电磁阀、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第一单向阀、第二单向阀、四通阀、吸气压力(Ps)传感器、排气压力(Pd)传感器、出水温度(Two)传感器、进水温度(Twi)传感器、干燥过滤器、控制器、变频器等部件；进一步的，变频压缩机高压排气口通过第二电动阀、四通阀的高压接口d、接口a连接翅片换热器,同时压缩机高压排气口又通过第二电动阀、四通阀的高压接口d、接口c连接空调水侧换热器的气侧接口，通过第一电动阀连接蒸发式冷凝器的气侧接口。机组通过对第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀及电磁阀的通断电状态控制，可实现制冷、制热两种功能及运行模式之间的切换；通过电动阀及电磁阀的设置，使得制冷、制热两种功能之间的切换更加方便，切换过程更加迅速，减少了内部器械的工作负担，延长了使用寿命，减少了维护成本。进一步的，蒸发式冷凝器出口连接第三电动阀的进口，空调水侧换热器制热模式液侧出口连接了第二单向阀,第二单向阀和第三电动阀的出口并接后再与储液器相连接，储液器的出口连接了干燥过滤器，再分别与第二节流阀及电磁阀的进口相连接。进一步的，第二节流阀的出口分别与第二单向阀的进口及空调水侧换热器制热模式液侧出口相连接，空调水侧换热器气侧接口则与四通阀的接口c相连接，四通阀的低压接口b再与压缩机的低压吸气口相连接。进一步的，电磁阀出口与节流阀的进口相连接，进而再连接翅片换热器的液侧接口，第一单向阀的进口则与节流阀出口相连接，第一单向阀出口再与储液器的进口相连接。本技术通过对电动阀及电磁阀的开关状态控制，可实现制冷、制热两种运行模式之间的切换；通过压缩机变频控制技术提高了蒸发冷空气源热泵在部分负荷下压缩机的运行效率，同时，采用可变内容积比技术，解决不同模式、不同室外气温及空调水温工况条件下，压缩机在较大压缩比范围、变工况运行时的过压缩或欠压缩缺陷，提高蒸发冷空气源热泵的运行能效。因此该机组可全年高效制取空调冷热水，解决常规楼宇建筑或工业行业项目全年冷暖需求，达到一机多用、环保节能的目的，有效节省运行费用并降低设备投资费用；与常规空调主机相比，节能优势明显，且系统流程简单，可靠性高。附图说明图1为本技术的蒸发冷空气源热泵系统原理图。图2为本技术的蒸发冷空气源热泵及控制技术控制原理图。图3为蒸发冷空气源热泵冷凝/蒸发压力及压缩比的实验结果表。具体实施方式如图1-3所示，一种采用变频变内容积比压缩机的蒸发冷空气源热泵，蒸发冷空气源热泵包括连接在制冷循环管路中的变频压缩机1、蒸发式冷凝器2、空调水侧换热器3、翅片式换热器4、第一节流阀5、第二节流阀7、储液器6、电磁阀8、第一电动阀9、第二电动阀10、第三电动阀13、第一单向阀11、第二单向阀12、四通阀14、吸气压力Ps传感器15、排气压力Pd传感器16、出水温度(Two)传感器17、进水温度(Twi)传感器18、干燥过滤器19、控制器20、变频器21等部件；机组处于制冷模式时，所述变频压缩机1排出的高温高压气体进入蒸发式冷凝器2将热量排放给室外空气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用变频变内容积比压缩机的蒸发冷空气源热泵，其特征在于：包括连接在制冷循环管路中的变频压缩机(1)、蒸发式冷凝器(2)、空调水侧换热器(3)、翅片式换热器(4)、第一节流阀(5)、第二节流阀(7)、储液器(6)、电磁阀(8)、第一电动阀(9)、第二电动阀(10)、第三电动阀(13)、第一单向阀(11)、第二单向阀(12)、四通阀(14)、吸气压力(Ps)传感器(15)、排气压力(Pd)传感器(16)、出水温度(Two)传感器(17)、进水温度(Twi)传感器(18)、干燥过滤器(19)、控制器(20)、变频器(21)；/n变频压缩机(1)高压排气口通过第二电动阀(10)、四通阀(14)的高压接口d、接口a连接翅片换热器(4),同时压缩机(1)高压排气口又通过第二电动阀(10)、四通阀(14)的高压接口d、接口c连接空调水侧换热器(3)的气侧接口，通过第一电动阀(9)连接蒸发式冷凝器(2)的气侧接口；/n蒸发式冷凝器(2)出口连接第三电动阀(13)的进口，空调水侧换热器(3)制热模式液侧出口连接了第二单向阀(12),第二单向阀(12)和第三电动阀(13)的出口并接后再与储液器(6)相连接，储液器(6)的出口连接了干燥过滤器(19)，再分别与第二节流阀(7)及电磁阀(8)的进口相连接；/n第二节流阀(7)的出口分别与第二单向阀(12)的进口及空调水侧换热器(3)制热模式液侧出口相连接，空调水侧换热器(3)气侧接口则与四通阀的接口c相连接，四通阀的低压接口b再与压缩机(1)的低压吸气口相连接；/n电磁阀(8)出口与节流阀(5)的进口相连接，进而再连接翅片换热器(4)的液侧接口，第一单向阀(11)的进口则与节流阀(5)出口相连接，第一单向阀(11)出口再与储液器(6)的进口相连接。/n...
【技术特征摘要】
1.一种采用变频变内容积比压缩机的蒸发冷空气源热泵，其特征在于：包括连接在制冷循环管路中的变频压缩机(1)、蒸发式冷凝器(2)、空调水侧换热器(3)、翅片式换热器(4)、第一节流阀(5)、第二节流阀(7)、储液器(6)、电磁阀(8)、第一电动阀(9)、第二电动阀(10)、第三电动阀(13)、第一单向阀(11)、第二单向阀(12)、四通阀(14)、吸气压力(Ps)传感器(15)、排气压力(Pd)传感器(16)、出水温度(Two)传感器(17)、进水温度(Twi)传感器(18)、干燥过滤器(19)、控制器(20)、变频器(21)；
变频压缩机(1)高压排气口通过第二电动阀(10)、四通阀(14)的高压接口d、接口a连接翅片换热器(4),同时压缩机(1)高压排气口又通过第二电动阀(10)、四通阀(14)的高压接口d、接口c连接空调水侧换热器(3)的气...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩伟达，章立标，唐进军，金成召，孙春霞，梁书成，经武辉，严冬君，
申请(专利权)人：浙江国祥股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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