空氣源熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種空氣源熱泵系統(tǒng)。該空氣源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機、第一換熱器、第二換熱器以及主節(jié)流裝置，該空氣源熱泵系統(tǒng)還包括中壓罐，該中壓罐具有進液口，該進液口與第一換熱器的第一液體出口連接以使中壓罐和第一換熱器組成同壓連通器，并使第一換熱器內(nèi)的制冷劑液體在重力作用下流入中壓罐。根據(jù)本發(fā)明的空氣源熱泵系統(tǒng)，因?qū)⒌谝粨Q熱器的液體出口與中壓罐的進液口連通，使第一換熱器中的制冷劑液體得以在重力的作用下順利地流入中壓罐中，當?shù)谝粨Q熱器作為蒸發(fā)器使用時，壓縮機在起動時不會從第一換熱器中吸入制冷劑液體，保證了壓縮機的安全。同時，還可以通過將中壓罐封閉使中壓罐成為存液罐，方便售后服務(wù)工作的進行。
【專利說明】空氣源熱泵系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣源熱泵系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種應(yīng)用中壓罐的空氣源熱泵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣源熱泵系統(tǒng)中的壓縮機在起動時存在從換熱器中吸入制冷劑液體的風(fēng)險，為防止壓縮機起動時吸氣帶液，現(xiàn)有的空氣源熱泵系統(tǒng)通常會在壓縮機的吸氣口前設(shè)置氣液分離器。但是氣液分離器并不能徹底地消除制冷劑液體進入壓縮機的隱患，而且氣液分離器還會對空氣源熱泵系統(tǒng)的性能產(chǎn)生負面的影響。
[0003]因此，需要優(yōu)化現(xiàn)有的空氣源熱泵系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種空氣源熱泵系統(tǒng)，包括壓縮機、第一換熱器、第二換熱器以及主節(jié)流裝置，該空氣源熱泵系統(tǒng)還包括中壓罐，所述中壓罐具有進液口，所述進液口與所述第一換熱器的第一液體出口連接以使所述中壓罐和所述第一換熱器組成同壓連通器，并使所述第一換熱器內(nèi)的制冷劑液體在重力作用下流入所述中壓罐。
[0005]優(yōu)選地，所述第一液體出口包括制冷劑側(cè)液體出口和液體口。
[0006]優(yōu)選地，所述進液口包括制冷劑側(cè)進液口和混合進液口，所述制冷劑側(cè)進液口與所述制冷劑側(cè)液體出口連接，所述混合進液口與所述液體口連接。
[0007]優(yōu)選地，在所述制冷劑側(cè)液體出口與所述制冷劑側(cè)進液口之間設(shè)置有用于控制所述第一換熱器排液的無壓差關(guān)閉閥。
[0008]優(yōu)選地，所述無壓差關(guān)閉閥為無壓差電子膨脹閥。
[0009]優(yōu)選地，在所述液體口與所述混合進液口之間依次設(shè)置有第一單向閥和第一電磁閥。
[0010]優(yōu)選地，所述中壓罐的所述混合進液口還與所述第二換熱器的第二液體出口連接，以使所述第二換熱器內(nèi)的制冷劑液體流入所述中壓罐。
[0011 ] 優(yōu)選地，在所述第二液體出口與所述混合進液口之間依次設(shè)置有第二單向閥和所述第一電磁閥。
[0012]優(yōu)選地，所述中壓罐的內(nèi)部腔體低于或部分低于所述第一換熱器的制冷劑側(cè)的最低點。
[0013]優(yōu)選地，在所述中壓罐的底部設(shè)置有排液口，所述排液口與所述主節(jié)流裝置的下游出口連接，所述排液口與所述主節(jié)流裝置的所述下游出口之間設(shè)置有第二電磁閥、第三單向閥。
[0014]優(yōu)選地，該空氣源熱泵系統(tǒng)還包括經(jīng)濟器，所述經(jīng)濟器具有補氣管，所述壓縮機為螺桿式壓縮機，所述螺桿式壓縮機具有補氣口，所述中壓罐還包括第一進氣口，所述補氣管通過所述第一進氣口伸入所述中壓罐的內(nèi)部，所述補氣管位于所述中壓罐內(nèi)部的部分設(shè)置有連通孔，所述補氣管通過所述連通孔與所述中壓罐連通，并且所述第一進氣口與所述補氣口連接。
[0015]優(yōu)選地，所述中壓罐還包括第二進氣口，所述第二進氣口通過第三電磁閥與所述壓縮機的排氣口連接。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的空氣源熱泵系統(tǒng)，因?qū)⒌谝粨Q熱器的液體出口與中壓罐的進液口連通，使第一換熱器中的制冷劑液體得以在重力的作用下順利地流入中壓罐中，當?shù)谝粨Q熱器作為蒸發(fā)器使用時，壓縮機在起動時不會從第一換熱器中吸入制冷劑液體，保證了壓縮機的安全。同時，還可以通過將中壓罐封閉使中壓罐成為存液罐，方便售后服務(wù)工作的進行。
[0017]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。
[0018]以下結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)點和特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的具有雙回路的空氣源熱泵系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。
[0022]為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0023]本發(fā)明公開了一種空氣源熱泵系統(tǒng)，如圖1所示，該空氣源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機
10、第一換熱器30、第二換熱器50以及主節(jié)流裝置70，這些部件之間的管路連接屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的內(nèi)容，本文對此不再贅述。為了避免空氣源熱泵系統(tǒng)中的壓縮機10在起動時將第一換熱器30中的制冷劑液體吸入而造成吸氣帶液，該空氣源熱泵系統(tǒng)中還包括中壓罐90。將中壓罐90的進液口與第一換熱器30的液體出口連接，使二者組成同壓連通器，這樣，第一換熱器30內(nèi)的制冷劑液體就可以在重力的作用下流入中壓罐90。
[0024]優(yōu)選地，為了使制冷劑液體在重力的作用下順暢地流入中壓罐90，可以在布置中壓罐90時將中壓罐90設(shè)置得低于第一換熱器30的制冷劑側(cè)的最低點。具體地，是使中壓罐90的內(nèi)部腔體整體低于或者部分低于第一換熱器30的制冷劑側(cè)的最低點。這里提到的制冷劑側(cè)是指第一換熱器30上靠近第一換熱器30中容納制冷劑的內(nèi)部管路或腔體的一側(cè)。
[0025]作為第一換熱器30的液體出口使用的可以是第一換熱器30的液體口 33，也可以是獨立設(shè)置在第一換熱器30的制冷劑側(cè)的制冷劑側(cè)液體出口 31。而中壓罐90的進液口可以只使用一個接口。此時，可以使用三通接頭同時連接液體口 33、制冷劑側(cè)液體出口 31以及進液口，使從液體口 33和制冷劑側(cè)液體出口 31流出的制冷劑液體在三通接頭處匯合后一同經(jīng)進液口流入中壓罐90。
[0026]在本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式中，中壓罐90的進液口也可以包括兩個，其中一個為用于與第一換熱器30的制冷劑側(cè)液體出口 31連接的制冷劑側(cè)進液口 91，另一個為用于與第一換熱器30的液體口 33連接的混合進液口 93。這樣的設(shè)置使從制冷劑側(cè)液體出口31和液體口 33流出的制冷劑液體具有專屬于自己的流通路徑，只要其中一條路徑能夠正常流通，就能夠保證制冷劑液體正常流入中壓罐90。
[0027]制冷劑液體從第一換熱器30流入中壓罐90所帶來的好處是，首先，空氣源熱泵系統(tǒng)中的四通閥切換時，高壓側(cè)會變成低壓側(cè)，高壓側(cè)中的制冷劑液體一部分由于壓力的突然降低會閃發(fā)成氣體，另一部分如果不做處理就會被完全吸入壓縮機10從而引起液壓縮。因此，如果空氣源熱泵系統(tǒng)要進行模式切換，比如從制冷模式(或化霜模式)切換成制熱模式，高壓側(cè)的第二換熱器50中的制冷劑液體就會排放到中壓罐90中，然后控制四通閥進行模式切換。又如從制熱模式切換成制冷模式(或化霜模式)，第一換熱器30中的制冷劑液體會排放到中壓罐90中，然后控制四通閥進行模式切換。通過這種方式防止高壓側(cè)中的制冷劑液體在四通閥切換后大量涌入壓縮機10中，從而避免壓縮機10的液壓縮風(fēng)險。
[0028]其次，由于環(huán)境溫度和水溫的變化，空氣源熱泵系統(tǒng)中的制冷劑液體會進行遷移，并且制冷劑液體總是傾向于遷移到溫度比較低的換熱器中。比如在夏天，環(huán)境溫度比較高，則第二換熱器50中的制冷劑液體就可能遷移到水溫比較低的第一換熱器30中，時間長了，第一換熱器30中就會存儲大量的制冷劑液體。但是在將遷移到第一換熱器30中的制冷劑液體排放到中壓罐90后，壓縮機10仍能正常起動。又如在冬天，由于環(huán)境溫度比較低，第一換熱器30中的熱水溫度比較高，制冷劑液體有向第二換熱器50遷移的傾向，但是這種遷移其實是不存在的，因為第一換熱器30中的液體已經(jīng)流到中壓罐90中，第一換熱器30中已無制冷劑液體可遷移，或者即便遷移，由于壓縮機10是以制冷模式起動，第二換熱器50是高壓側(cè)，壓縮機10也能避免帶液起動。
[0029]進一步優(yōu)選地，可以在第一換熱器30的制冷劑側(cè)液體出口 31與中壓罐90的制冷劑側(cè)進液口 91之間設(shè)置無壓差關(guān)閉閥40，以實現(xiàn)對第一換熱器30的排液控制。該無壓差關(guān)閉閥40可以優(yōu)選采用無壓差電子膨脹閥。
[0030]當壓縮機10停機后，無壓差關(guān)閉閥40就會自動打開，使第一換熱器30中的制冷劑液體源源不斷地排到中壓罐90中。而在壓縮機10起動前，將無壓差關(guān)閉閥40關(guān)閉使中壓罐90與主回路隔離，由于第一換熱器30中的制冷劑液體已經(jīng)在壓縮機10停機后排入中壓罐90中，所以壓縮機10再次起動時就不會有大量的制冷劑液體涌入壓縮機10，從而避免了對壓縮機10的損害。此外，如果壓縮機10在運行過程中機組失電，且此時大量制冷劑液體就會流入第一換熱器30中，如果機組恢復(fù)供電后，立即起動壓縮機10，還是可能出現(xiàn)制冷劑液體流入壓縮機10的風(fēng)險。為了避免這種風(fēng)險，空氣源熱泵系統(tǒng)一旦得電，無壓差關(guān)閉閥40就會被打開，在第一換熱器30中的制冷劑液體經(jīng)過足夠長的時間排放到中壓罐90中后才會容許起動壓縮機10，從而避免壓縮機10帶液起動的風(fēng)險。
[0031]同樣優(yōu)選地，可以在第一換熱器30的液體口 33與中壓罐90的混合進液口 93之間依次設(shè)置第一單向閥66-1和第一電磁閥61。其中，第一單向閥66-1用來保證制冷劑液體不會回流，第一電磁閥61的作用則在于控制第一換熱器30的排液。
[0032]由于第一換熱器30會將制冷劑液體排入中壓罐90中，這就有可能造成空氣源熱泵系統(tǒng)出現(xiàn)制冷劑不足的情況，為了保證空氣源熱泵系統(tǒng)具有足夠的制冷劑以供使用，優(yōu)選地，可以在中壓罐90的底部設(shè)置用于排放制冷劑液體的排液口 95，通過該排液口 95使中壓罐90中的制冷劑液體參與到空氣源熱泵系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)中。進一步優(yōu)選地，可以將中壓罐90的排液口 95與空氣源熱泵系統(tǒng)的主節(jié)流裝置70 (參見圖1)的下游出口連通，以使中壓罐90中的制冷劑液體得以排入主節(jié)流裝置70的下游處。并且在排液口 95與主節(jié)流裝置70的下游出口之間設(shè)置第二電磁閥63和第三單向閥66-3。
[0033]至于中壓罐90中的制冷劑液體如何排放，可以有以下兩種方式。
[0034]首先，可以利用空氣源熱泵系統(tǒng)中的經(jīng)濟器20(參見圖1)，將該經(jīng)濟器20的補氣管21通過中壓罐90的第一進氣口 97伸入中壓罐90的內(nèi)部，并在補氣管21位于中壓罐90內(nèi)部的部分設(shè)置連通孔(圖中未示出)。于是，補氣管21就通過該連通孔與中壓罐90的內(nèi)部連通。通過這樣的設(shè)置，一方面可以防止補氣管21中的油進入中壓罐90中，造成可能的低油位。另一方面，由于連通孔的存在，使中壓罐90中的壓力與補氣壓力(壓力值介于壓縮機的吸氣壓力與排氣壓力之間的中間壓力)接近，由于中壓灌90與主節(jié)流裝置70下游存在壓差，中壓罐90中的制冷劑液體會順利地引回到空氣源熱泵系統(tǒng)中。
[0035]在該種方式中，進入第一進氣口 97的氣體的壓力為介于壓縮機10的吸氣壓力和排氣壓力之間的中間壓力。為了獲得具有中間壓力的氣體，需要將第一進氣口 97與壓縮機10的補氣口 IOa連接，這里提到的壓縮機10可以是螺桿式壓縮機，也可以是渦旋式壓縮機或離心式壓縮機。
[0036]另一種方式是利用空氣源熱泵系統(tǒng)中的壓縮機10(參見圖1)的排氣壓力，在中壓罐90上設(shè)置第二進氣口 99，將中壓罐90的第二進氣口 99與壓縮機10的排氣口 IOb連通，并在二者之間的管路上設(shè)置第三電磁閥65。之所以這樣設(shè)置，是因為要想將中壓罐90中的制冷劑液體順利的引回到空氣源熱泵系統(tǒng)中，必須保證在需要引制冷劑液體回空氣源熱泵系統(tǒng)的時候，將中壓罐90中的壓力提高到一定的水平。當空氣源熱泵系統(tǒng)運行時，在需要把中壓罐90中的制冷劑液體引回到空氣源熱泵系統(tǒng)中的時候，需要開啟第三電磁閥65，以使中壓罐90中的壓力升高，從而保證中壓罐90中的制冷劑液體順利地引回到空氣源熱泵系統(tǒng)中。
[0037]在本發(fā)明另一種優(yōu)選的實施方式中，中壓罐90的混合進液口 93還與第二換熱器50的第二液體出口 51連接，使第二換熱器50內(nèi)的制冷劑液體流入中壓罐90，并且在第二液體出口 51與混合進液口 93之間依次設(shè)置有第二單向閥66-2和第一電磁閥61。在這里，從第二換熱器50的第二液體出口 51流出的制冷劑液體經(jīng)過第二單向閥66-2后與從第一換熱器30的液體口 33流出的制冷劑液體匯合，兩股制冷劑液體一同流向第一電磁閥61，隨后再一同經(jīng)混合進液口 93流入中壓罐90。這樣，在制熱模式或制冷模式(化霜模式)切換前，先將第一換熱器30和第二換熱器50中的制冷劑液體排放到中壓罐90中，然后再控制四通閥進行模式切換，從而避免壓縮機10的液壓縮風(fēng)險。[0038]此外，關(guān)于熱泵機組中中壓罐90的結(jié)構(gòu)及安裝方式，優(yōu)選采用臥式中壓罐水平方式安裝，有利于機組管路的優(yōu)化布置，并且節(jié)省空間，方便安裝和售后維修等。
[0039]上述內(nèi)容是對應(yīng)圖1所示的雙回路的空氣源熱泵系統(tǒng)，這些內(nèi)容對于未在圖中示出的單回路的空氣源熱泵系統(tǒng)也同樣適用。
[0040]綜上所述，本發(fā)明提供的空氣源熱泵系統(tǒng)，因?qū)⒌谝粨Q熱器的液體出口與中壓罐的進液口連通，使第一換熱器中的制冷劑液體得以在重力的作用下順利地流入中壓罐中，當?shù)谝粨Q熱器作為蒸發(fā)器使用時，壓縮機在起動時不會從第一換熱器中吸入制冷劑液體，保證了壓縮機的安全。同時，還可以通過將中壓罐封閉使中壓罐成為存液罐，方便售后服務(wù)工作的進行。
[0041]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣源熱泵系統(tǒng)，包括壓縮機(10)、第一換熱器(30)、第二換熱器(50)以及主節(jié)流裝置(70)，其特征在于，還包括中壓罐(90)，所述中壓罐(90)具有進液口，所述進液口與所述第一換熱器(30)的第一液體出口連接以使所述中壓罐(90)和所述第一換熱器(30)組成同壓連通器，并使所述第一換熱器(30)內(nèi)的制冷劑液體在重力作用下流入所述中壓iip (90)。
2.按照權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一液體出口包括制冷劑側(cè)液體出口(31)和液體口(33)。
3.按照權(quán)利要求2所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述進液口包括制冷劑側(cè)進液口(91)和混合進液口(93)，所述制冷劑側(cè)進液口(91)與所述制冷劑側(cè)液體出口(31)連接，所述混合進液口(93)與所述液體口(33)連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，在所述制冷劑側(cè)液體出口(31)與所述制冷劑側(cè)進液口(91)之間設(shè)置有用于控制所述第一換熱器(30)排液的無壓差關(guān)閉閥(40)。
5.按照權(quán)利要求4所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述無壓差關(guān)閉閥(40)為無壓差電子膨脹閥。
6.按照權(quán)利要求3所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，在所述液體口(33)與所述混合進液口(93)之間依 次設(shè)置有第一單向閥(66-1)和第一電磁閥(61)。
7.按照權(quán)利要求6所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述中壓罐(90)的所述混合進液口(93)還與所述第二換熱器(50)的第二液體出口(51)連接，以使所述第二換熱器(50)內(nèi)的制冷劑液體流入所述中壓罐(90)。
8.按照權(quán)利要求7所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，在所述第二液體出口(51)與所述混合進液口(93)之間依次設(shè)置有第二單向閥(66-2)和所述第一電磁閥(61)。
9.按照權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述中壓罐(90)的內(nèi)部腔體低于或部分低于所述第一換熱器(30)的制冷劑側(cè)的最低點。
10.按照權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，在所述中壓罐(90)的底部設(shè)置有排液口(95)，所述排液口(95)與所述主節(jié)流裝置(70)的下游出口連接，所述排液口(95)與所述主節(jié)流裝置(70)的所述下游出口之間設(shè)置有第二電磁閥(63)、第三單向閥(66-3)。
11.按照權(quán)利要求10所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，還包括經(jīng)濟器(20)，所述經(jīng)濟器(20)具有補氣管(21)，所述壓縮機(10)為螺桿式壓縮機，所述螺桿式壓縮機具有補氣口(10a)，所述中壓罐(90)還包括第一進氣口(97)，所述補氣管(21)通過所述第一進氣口(97)伸入所述中壓罐(90)的內(nèi)部，所述補氣管(21)位于所述中壓罐(90)內(nèi)部的部分設(shè)置有連通孔，所述補氣管(21)通過所述連通孔與所述中壓罐(90)連通，并且所述第一進氣口 (97)與所述補氣口 (IOa)連接。
12.按照權(quán)利要求10所述的空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述中壓罐(90)還包括第二進氣口(99)，所述第二進氣口(99)通過第三電磁閥(65)與所述壓縮機(10)的排氣口(IOb)連接。
【文檔編號】F25B41/00GK103968602SQ201310034774
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】李靜 申請人:約克（無錫）空調(diào)冷凍設(shè)備有限公司, 江森自控科技公司