带经济器的二级压缩热泵系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种带经济器的二级压缩热泵系统，主要是解决传统空气源热泵系统在低温环境下使用所存在的制热量不能满足用户采暖要求，以及随着压缩机压缩比的增加，排气温度迅速升高，导致压缩机不能正常运行，甚至损坏压缩机的问题。系统由低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、膨胀阀Ａ、经济器、膨胀阀Ｂ、蒸发器等器件组成，各器件之间由制冷剂管道连接，其主要特征是：制冷剂的压缩采用二级压缩，压缩机配置低压级压缩机及高压级压缩机，系统的制冷剂循环分为主回路循环和补气回路循环。系统通过对补气回路循环的投停，既能在常温工况下高效可靠运行，又能在低温工况下安全正常运行。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于热泵
，涉及一种带经济器的热泵系统，特别是一种带经 济器的二级压缩热泵系统。
技术介绍
当今世界，节能与环保问题被广泛关注。现时，燃煤供暖模式所带来的负面影响越 来越不能适应社会可持续发展的要求。热泵技术作为一种节能、环保技术受到了世界各国 的重视，其中空气源热泵以其独特优点成为热泵诸多形式中应用最为广泛的一种，然而它 的应用受到气候条件的约束，主要是应用在我国寒冷的北方地区时，随着室外温度的降低， 用户的需热量不断增加，特别是在室外气温很低时，空气源热泵的制热量不能满足用户采 暖要求。同时，随着压缩机压缩比的增加，排气温度迅速升高，致使压缩机不能正常运行，甚 至使压缩机损坏。传统空气源热泵在低温环境下应用的主要问题在于一是随着室外气温 的降低，制冷剂吸气比容增大，机组吸气量迅速下降，从而减少热泵系统的制热量，不能满 足室内最大采暖热负荷；二是由于压缩机压缩比的不断增加，压缩机的排气温度迅速升高， 在很低的室外温度下，压缩机会因防止过热而自动停机保护，就使得热泵只能在不太低的 室外气温下运行；三是由于压缩机压缩比的增大，系统的性能系数(COP)急剧下降。
技术实现思路
本技术的目的就是针对传统空气源热泵系统在低温环境下使用所存在的制 热量不能满足用户采暖要求，以及随着压缩机压缩比的增加，排气温度迅速升高，导致压缩 机不能正常运行，甚至损坏压缩机的问题，而提供一种带经济器的热泵系统，特别是一种带 经济器的二级压缩热泵系统。本技术的技术解决方案是一种带经济器的二级压缩热泵系统，主要由低压 级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、膨胀阀A、经济器、膨胀阀B、蒸发器等器件组成，各器件 之间由制冷剂管道连接，其主要特征是制冷剂的压缩采用二级压缩，压缩机配置低压级压 缩机及高压级压缩机，系统的制冷剂循环分为主回路循环和补气回路循环。本技术技术解决方案中所述的压缩机，系统配置了低压级压缩机及高压级压 缩机，所配置的低压级压缩机和高压级压缩机均设有一个吸气口和一个出气口，低压级压 缩机吸气口与蒸发器出口相连，低压级压缩机出口与高压级压缩机吸气口相连，高压级压 缩机出口与冷凝器进口相连，制冷剂经低压级压缩机压缩后与来自补气回路的制冷剂混 合，经高压级压缩机压缩后进入冷凝器冷却。本技术技术解决方案中所述的制冷剂循环，可分为主回路循环和补气回路循 环。主回路循环为普通热泵制冷剂循环，其流程是低压级压缩机进口一低压级压缩机出口 —高压级压缩机进口一高压级压缩机出口 一冷凝器进口 一冷凝器出口一经济器液态制冷 剂进口一经济器液态制冷剂出口一膨胀阀B进口一膨胀阀B出口一蒸发器进口一蒸发器出 口一低压级压缩机进口。本技术技术解决方案中所述的制冷剂循环，可分为主回路循环和补气回路循 环。补气回路循环为辅助回路循环，其流程是高压级压缩机进口一高压级压缩机出口一冷 凝器进口 一冷凝器出口 一膨胀阀A进口 一膨胀阀A出口一经济器气态制冷剂进口一经济器 气态制冷剂出口一高压级压缩机进口。本技术技术解决方案中所述的制冷剂循环，虽然分为主回路循环和补气回路 循环，但通过膨胀阀A的开启控制，可实现主回路循环和补气回路循环同时运行，也可通过 关闭膨胀阀A，仅使主回路循环运行。即如果切断补气回路循环上的膨胀阀A，则该机组按 照普通热泵系统工作，和常规的二级压缩热泵系统没有区别；考虑到系统在低温环境下运 行时，压缩机由于压缩比增大，必然会产生很高的排气温度，为此，系统采取了补气回路循 环，即补气回路循环的措施在低温工况运行时，投用补气回路循环，在高压级压缩机的进 口吸入混合制冷剂气体(系来自低压级压缩机出口及经济器气体制冷剂出口的气态混合 制冷剂)，解决空气源热泵的低温工况运行可行性问题，此时，如果开启补气回路循环的膨 胀阀A，该回路投入运行，那么该机组按照带经济器的二级压缩热泵系统进行工作。本技术的有益效果是由于系统设置了补气回路循环，经济器出口的气态制 冷剂与低压级压缩机出来的气态制冷剂混合后，进入高压级压缩机吸气口进行二级压缩， 可降低高压级压缩机排气比焓，从而可降低高压级压缩机的排气温度，可避免机组应用于 低温工况下由于压缩比增大而使高压级压缩机不能正常工作的问题；补气回路循环中的高 压液态制冷剂在经济器内蒸发，使得主回路循环中从低压级压缩机出来的的制冷剂进一步 过冷，因此，补气回路的气态制冷剂进入高压级压缩机进口，除了可提高热泵系统的变工况 低温制热性能外，对于变工况高温制冷同样适用。总之，本技术通过对补气回路循环的 投停，热泵系统既能在常温工况下高效可靠运行，又能在低温工况下安全正常运行。以下结合附图对本技术进一步说明。附图说明图1是本技术的工艺流程示意图。图中1、低压级压缩机；2、高压级压缩机；3冷凝器；4、膨胀阀A ;5、经济器；6、膨 胀阀B ;7、蒸发器。具体实施方式本技术实施例如图1所示。系统主要由低压级压缩机(1)、高压级压缩机(2)、 冷凝器(3)、膨胀阀A 0)、经济器(5)、膨胀阀B (6)、蒸发器(7)组成，各器件之间由制冷剂管道连接。制冷剂的压缩采用二级压缩，压缩机配置低压级压缩机(1)及高压级压缩机 ⑵。系统所配置的压缩机分为低压级压缩机(1)及高压级压缩机O)，两种压缩机均 设有一个吸气口和一个出气口，低压级压缩机(1)的吸气口与蒸发器(7)出口相连，低压级 压缩机(1)的出口与高压级压缩机O)的吸气口相连，高压级压缩机O)的出口与冷凝器 (3)的进口相连，制冷剂经低压级压缩机(1)压缩后与来自补气回路的制冷剂混合，经高压 级压缩机压缩( 压缩后进入冷凝器( 冷却。系统的制冷剂循环分为主回路循环和补气回路循环。主回路循环的流程是低压级压缩机(1)进口一低压级压缩机(1)出口一高压级压缩机( 进口一高压级压缩机(2) 出口一冷凝器⑶进口一冷凝器⑶出口一经济器(5)液态制冷剂进口一经济器(5)液态 制冷剂出口一膨胀阀B(6)进口一膨胀阀B(6)出口一蒸发器(7)进口一蒸发器(7)出口一 低压级压缩机(1)进口。补气回路循环的流程是高压级压缩机( 进口一高压级压缩机 (2)出口一冷凝器(3)进口一冷凝器(3)出口一膨胀阀A(4)进口一膨胀阀A(4)出口一经 济器( 气态制冷剂进口一经济器(5)气态制冷剂出口一高压级压缩机( 进口。 如图1所示，若关闭补气回路循环上的热力膨胀阀AG)，则该机组按照普通热 泵系统工作，和常规的二级压缩热泵系统没有区别；如果开启补气回路循环上的膨胀阀 A(4)，该补气回路投入运行，那么该机组按照带经济器(5)的二级压缩热泵系统进行工作。权利要求1.一种带经济器的二级压缩热泵系统，主要由低压级压缩机(1)、高压级压缩机O)、 冷凝器(3)、膨胀阀AG)、经济器(5)、膨胀阀B(6)、蒸发器(7)等器件组成，各器件之间由 制冷剂管道连接，其主要特征是制冷剂的压缩采用二级压缩，压缩机配置低压级压缩机 (1)及高压级压缩机O)，系统的制冷剂循环分为主回路循环和补气回路循环。2.根据权利要求1所述的一种带经济器的二级压缩热泵系统，其特征在于所述的压 缩机配置了低压级压缩机(1)及高压级压缩机O)，低压级压缩机(1)和高压级压缩机(2) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带经济器的二级压缩热泵系统，主要由低压级压缩机（１）、高压级压缩机（２）、冷凝器（３）、膨胀阀Ａ（４）、经济器（５）、膨胀阀Ｂ（６）、蒸发器（７）等器件组成，各器件之间由制冷剂管道连接，其主要特征是：制冷剂的压缩采用二级压缩，压缩机配置低压级压缩机（１）及高压级压缩机（２），系统的制冷剂循环分为主回路循环和补气回路循环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王华文，尹洪礼，敖君山，胡玲，王文慧，
申请(专利权)人：湖北东橙新能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：42[中国|湖北]