一種利用大氣自然冷源增大工質(zhì)液體過冷度的供暖用熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及樓宇集中供暖熱栗技術(shù)領(lǐng)域，特別是利用大氣自然冷源增大工質(zhì)液體過冷度的供暖用熱栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動熱栗系統(tǒng)是建筑物供暖、供熱水的高效清潔技術(shù)裝備，特別是氣候寒冷地區(qū)的中心城市，使用電動熱栗帶來的節(jié)能減排效果尤其明顯。為了使電動熱栗系統(tǒng)能在寒冷氣候條件下穩(wěn)定高效運行，中國實用新型專利2005 1 0063463.3提出了一種帶噴射器和貯液過冷器的熱栗或制冷系統(tǒng)，該熱栗系統(tǒng)采用帶補氣功能的壓縮機和貯液過冷器，用噴射器將它們之間連接起來，構(gòu)成熱栗系統(tǒng)的補氣回路。增加補氣回路后，可使該熱栗系統(tǒng)在低溫環(huán)境中按照準二級壓縮-噴射復合循環(huán)工作，能有效增大熱栗的低溫工況制熱量和能效比，成功地解決了熱栗系統(tǒng)在寒冷地區(qū)高效、穩(wěn)定地全年運行的技術(shù)難題。
[0003]為了更好地使專利2005 1 0063463.3在實際工程中推廣應用、發(fā)揮效益，專利201520217534.X提出了一種替代小型鍋爐的樓宇式集中供暖熱栗系統(tǒng)，進一步解決了該熱栗系統(tǒng)在實際運行中的能量調(diào)節(jié)、高效除霜、制熱和制冷工作模式轉(zhuǎn)換的等技術(shù)問題，使其實際運行的能效水平和可靠性均得到顯著提高，可以替代小微型鍋爐作為樓宇集中供暖的高效、清潔的技術(shù)方案。
[0004]上述熱栗系統(tǒng)在實際應用時，對于風機盤管作為末端散熱設(shè)備的供暖系統(tǒng)，供熱水的溫度為45°C?50°C，而對于暖氣片作為末端散熱設(shè)備的供暖系統(tǒng)，供熱水的溫度為60 V?65°C，所以工質(zhì)液體流出冷凝器時的溫度較高，按照在冷凝器中產(chǎn)生約5°C的過冷度，則液體流出冷凝器的溫度分別約為40°C和60°C。另一方面，室外氣溫在供暖期內(nèi)一直比較低，例如，北京地區(qū)最低氣溫可低至-15°C，蘊藏著豐富且可免費利用的自然冷源。因此，高壓工質(zhì)液體與室外空氣之間存在巨大的溫差。如果合理利用這一溫差，使工質(zhì)液體進入膨脹閥前產(chǎn)生較大的過冷，可以有效地增加工質(zhì)在蒸發(fā)器中的制冷量，即吸收大氣低品位熱能的能力。例如，對于工質(zhì)R134a，分析計算出的其單位質(zhì)量隨過冷度的變化中，當過冷度從5°C變?yōu)?0°C時，其單位制冷量增加了約60%。所以，如何充分地利用自然冷源服務于熱栗系統(tǒng)，有效地提高熱栗系統(tǒng)運行的能效水平和可靠性，在實際工程應用中就顯得十分迫切。另一方面，蒸發(fā)器融霜也需要熱量，將工質(zhì)液體的過冷與蒸發(fā)器融霜結(jié)合起來，能進一步提高熱栗系統(tǒng)得能效水平和可靠性，還可以簡化熱栗系統(tǒng)的構(gòu)成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的，是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中仍然存在的性能改進潛力，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)運行能效水平和可靠性顯著改善，無需專門設(shè)置除霜系統(tǒng)，充分利用大氣自然冷源來增大進入節(jié)流元件工質(zhì)液體過冷度的供暖用熱栗系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述的實用新型目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:一種利用大氣自然冷源增大工質(zhì)液體過冷度的供暖用熱栗系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括壓縮機(1)、排氣管路(2)、吸氣管路(3)、補氣管路(4)、供油管路(5)、油分離器￠)、水冷冷凝器(7)、經(jīng)濟器(8)、電磁閥A (9)、電磁閥B (10)、二級節(jié)流元件(11)、風冷蒸發(fā)器(12)、電磁閥C(13)、電磁閥D(14)、氣液分離器(15)、一級節(jié)流元件(16)、貯油器(17)、換熱器(18)、旁通閥(19)。壓縮機⑴的排氣口與排氣管路⑵相連接，壓縮機⑴的吸氣口與吸氣管路⑶相連接，壓縮機(1)的補氣口與補氣管路(4)相連接，壓縮機(1)的供油口與供油管路(5)相連接；排氣管路(2)與油分離器(6)的進口相接，油分離器(6)的出口與水冷冷凝器(7)的工質(zhì)進口相接，冷凝器(7)的工質(zhì)出口與經(jīng)濟器(8)的進口相接；經(jīng)濟器(8)上部的出氣口通過一級節(jié)流元件(16)與補氣管路(4)相接；油分離器(6)底部的出油口與貯油器(17)進口相接，貯油器(17)出口與供油管路(5)相接；風冷蒸發(fā)器(12)為多臺并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，每臺風冷蒸發(fā)器(12)均配置相應的電磁閥A(9)、電磁閥B(10)、二級節(jié)流元件(11)、電磁閥C(13)、和電磁閥D (14)。其特征是:經(jīng)濟器⑶的出液口僅與電磁閥A(9)的進口相接，不與電磁閥B(10)的進口相接；電磁閥B(10)后接有二級節(jié)流元件(11)，二級節(jié)流元件(11)和電磁閥A(9)的出口與風冷蒸發(fā)器(12)的進口相接，風冷蒸發(fā)器(12)的出口與電磁閥C(13)和電磁閥D(14)的進口相接；電磁閥C(13)的出口通過換熱器(18)后和氣液分離器(15)的進口相接，氣液分離器(15)的出口與吸氣管路(3)相接；電磁閥D(14)的出口通過換熱器
(18)與電磁閥B(10)的進口相接。換熱器(18)的高壓工質(zhì)液體進、出管和低壓工質(zhì)氣體進、出管均通過旁通閥(19)連通。
[0007]所述的一種利用大氣自然冷源增大工質(zhì)液體過冷度的供暖用熱栗系統(tǒng)，其特征在于，換熱器(18)在整個系統(tǒng)中能夠完全省去或通過旁通閥(19)使其在部分工況下處于非工作狀態(tài)。
[0008]所述的一種利用大氣自然冷源增大工質(zhì)液體過冷度的供暖用熱栗系統(tǒng)，其特征在于，該熱栗系統(tǒng)是單級壓縮的熱栗系統(tǒng)、帶經(jīng)濟器的熱栗系統(tǒng)或者雙級壓縮的熱栗系統(tǒng)；也或者是單獨供暖的熱栗系統(tǒng)或者既供暖又供冷的熱栗系統(tǒng)。
[0009]所述的一種利用大氣自然冷源增大工質(zhì)液體過冷度的供暖用熱栗系統(tǒng)，其特征在于，電磁閥D(14)的出口與電磁閥B(10)的進口之間能夠串聯(lián)接入儲液桶(28)和工質(zhì)栗
(27)，儲液桶(28)的出口接工質(zhì)栗(27)的吸液口 ；也能夠省去儲液桶(28)。
[0010]所述的一種利用大氣自然冷源增大工質(zhì)液體過冷度的供暖用熱栗系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)能夠用一個三通閥E(21)替代二個相鄰且開關(guān)次序相反的電磁閥或二通閥。
[0011]所述的壓縮機，其特征在于，壓縮機(1)為單臺或多臺，各壓縮機(1)的連接形式為并聯(lián)或者串并混聯(lián)。
[0012]本實用新型采用換熱器和多臺風冷蒸發(fā)器，以及相應的工質(zhì)流動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，各部件按照上述連接次序構(gòu)成封閉的工作循環(huán)回路，該熱栗系統(tǒng)在冬季制熱時，工質(zhì)液體進入節(jié)流元件前需先經(jīng)過風冷蒸發(fā)器中的至少一臺，與溫度較低的大氣和去壓縮機的低壓工質(zhì)氣體產(chǎn)生熱交換，使工質(zhì)液體的過冷度顯著增大后才能進入風冷蒸發(fā)器中其余臺的節(jié)流元件，節(jié)流降壓后進入風冷蒸發(fā)器，吸收大氣中的低品位熱能，提升溫度后在水冷冷凝器中釋放給供暖熱水；該熱栗系統(tǒng)可以充分利用大氣自然冷源來增大進入節(jié)流元件工質(zhì)液體的過冷度，有效地提高其運行的能效水平和可靠性；利用大氣自然冷源產(chǎn)生過冷的風冷蒸發(fā)器和吸收大氣熱能的風冷蒸發(fā)器依次有序地交替輪換，顯著增大節(jié)流前工質(zhì)液體的過冷度， 同時又可以實現(xiàn)蒸發(fā)器的除霜作業(yè)，省去了為此設(shè)置的除霜系統(tǒng)，使系統(tǒng)得到了簡化。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖及具體的實施方式對本實用新型作進一步說明。
[0014]圖1是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)連接圖。
[0015]圖2是本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)連接圖。
[0016]圖3是本實用新型實施例三的結(jié)構(gòu)連接圖。
[0017]圖中標號說明:
[0018]1—壓縮機，2—排氣管路，3—吸氣管路，4一補氣管路，5—供油管路，6—油分離器，7—水冷冷凝器，8—經(jīng)濟器，9一電磁閥A，10一電磁閥B，11 一二級節(jié)流兀件，12一風冷蒸發(fā)器，13 —電磁閥C，14一電磁閥D，15—氣液分離器，16—一級節(jié)流元件，17—貯油器，18—換熱器，19一旁通閥，20 —四通換向閥，21—三通閥E，22—三級節(jié)流元件，23—三通閥F，24—三通閥G，25—三通閥H，26—三通閥I，27—工質(zhì)栗，28—儲液桶。
【具體實施方式】
[0019]實施例一
[0020]該實施例的集中供暖熱栗系統(tǒng)主要用于建筑面積在500M2?50，000M2之間一棟樓宇或若干棟緊鄰樓宇的供暖或熱水，主要由三臺帶有補氣口和供油口的螺桿壓縮機(1)、排氣管路(2)、吸氣管路(3)、補氣管路(4)、供油管路(5)、油分離器￠)、水冷冷凝器(7)、經(jīng)濟器(8)、電磁閥A(9)、電磁閥B(10)、二級節(jié)流元件(11)、四臺風冷蒸發(fā)器(12)、電磁閥C(13)、電磁閥D(14)、氣液分離器(15)、一級節(jié)流元件(16)、貯油器(17)和換熱器(18)組成。三臺壓縮機(1)的排氣口、吸氣口、補氣口、供油口分別與排氣管路(2)、吸氣管路(3)、補氣管路(4)、與供油管路(5)相連接。風冷蒸發(fā)器(12)為四臺并聯(lián)連接，每臺風冷蒸發(fā)器
(12)均配置相應的電磁閥A(9)、電磁閥B(10)、二級節(jié)流元件(11)、電磁閥C(13)、電磁閥D(14)。該系統(tǒng)的連接方式如下:排氣管路(2)與油分離器(6)的進口相接，油分離器(6)的出口與水冷冷凝器(7)的工質(zhì)進口相接，冷凝器(7)的工質(zhì)出口與經(jīng)濟器(8)的進液口相接，經(jīng)濟器⑶的出液口與電磁閥A(9)的進口相接，而不與電磁閥B(10)的進口相接，電磁閥B(10)后接二級節(jié)流元件(11)，二級節(jié)流元件(11)和電磁閥A(9)的出口與風冷蒸發(fā)器(12)的進口相接，風冷蒸發(fā)器(12)的出口與電磁閥C(13)和