一种空气源热泵机组及空调系统

技术领域

本发明属于空气源热泵技术领域，具体涉及一种空气源热泵机组及空调系统。

背景技术

随着经济和社会的发展，以及人们生活水平的提高，人们对建筑内舒适性要求越来越高，空调也得到越来越广泛的应用。同时，关于空调系统的运行费用也成为了用户关心的重点和行业研究的热点。目前空调系统，尤其是以空气源热泵为主机的空调系统，其能耗主要由三大部分组成：空调主机的能耗、水泵的能耗、末端设备的能耗。其中在空调系统中，空气源热泵主机的能耗占比最大，因此提升空气源热泵主机的运行效率具有重要的节能意义。另一方面，在很多场合，如孵化场、苗木基地等工业、农业领域，需要空气源热泵主机在全年内均制热运行，以维持室内空间的温度要求。但是由于夏季室外空气温度较高，使得压缩机的排气温度过高，导致空气源热泵机组高压报警保护，使得空气源热泵在夏季的应用受到很大的限制。

发明内容

本发明提供一种空气源热泵机组及空调系统，目的是解决现有技术中所存在的由于夏季室外空气温度较高，使得压缩机的排气温度过高，导致空气源热泵机组高压报警保护，使得空气源热泵在夏季的应用受到很大的限制的问题，实现兼顾空气源热泵主机的节能性，且保证空气源热泵主机在高环境温度下的制热能力。

本发明具体包括如下方案：

本发明的空气源热泵机组，包括压缩机，压缩机的高温高压口通过管路与水侧换热器的入口连通连接，水侧换热器的出口通过管路经主节流装置与风侧换热器的入口连通连接；风侧换热器的与气液分离器的入口通过管路连通连接；气液分离器的出口与通过管路与压缩机的低温低压入口连通连接。

在以上方案中优选的是，水侧换热器的出口通过管路分别与经济器一侧入口连通连接，经济器另一侧入口通过管路经补气节流装置与其另一侧出口连通连接，经济器一侧出口通过管路经单向阀与压缩机连通连接。

还可以优选的是，当环境温度高于切换温度时，补气节流装置呈关闭状态，主节流装置、喷液节流装置呈打开状态。

还可以优选的是，水侧换热器的出口通过管路经喷液节流装置与压缩机的中温中压入口连通连接。

还可以优选的是，当环境温度低于切换温度时，喷液节流装置呈关闭状态，主节流装置、补气节流装置呈打开状态。

还可以优选的是，所述切换温度为℃。

还可以优选的是，压缩机的高温高压口通过管路经四通阀与水侧换热器的入口连通连接。

还可以优选的是，主节流装置、补气节流装置和喷液节流装置为电控式电子膨胀阀。

还可以优选的是，主节流装置、补气节流装置和喷液节流装置为自发式热力膨胀阀。

本发明的空调系统，包括水泵，所述水泵通过管路与上述任一项所述的空气源热泵机组连通连接，所述空气源热泵机组通过管路与末端空调设备连通连接。

本发明的有益效果是：

本发明的空气源热泵机组及空调系统，其在较低环境温度工况下，才有补气增焓技术提升制热循环的性能系数，提高空气源热泵机组的节能性；在较高环境温度工况下采用喷液增焓技术，提升空气源热泵机组的制热能力；其在一套系统中同时实现了补气增焓技术与喷液增焓技术的结合，并充分发挥两种技术的优势；能够实现兼顾空气源热泵主机的节能性，且保证空气源热泵主机在高环境温度下的制热能力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的空气源热泵机组的结构示意图。

图2为本发明的空气源热泵机组的补气增焓型和喷液冷却型机组制热量对比曲线图。

图3为本发明的空气源热泵机组的补气增焓型和喷液冷却型机组制热COP对比曲线图。

其中，COP(热泵的循环性能系数，coefficient of performance，W/W)为制热量与压机输入功的比值，即制热量(W)与输入功率(W)的比率。图1中箭头所示方向为气流方向。

图中，1为压缩机，2为四通阀，3为水侧换热器，4为经济器，5为主节流装置，6为风侧换热器，7为气液分离器，8为补气节流装置，9为喷液节流装置，10为单向阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

实施例1

如图1所示，一种空气源热泵机组，包括压缩机1，压缩机1的高温高压口通过管路与水侧换热器3的入口连通连接，水侧换热器3的出口通过管路经主节流装置5与风侧换热器6的入口连通连接；风侧换热器6的与气液分离器7的入口通过管路连通连接；气液分离器7的出口与通过管路与压缩机1的低温低压入口连通连接。

本实施例的空气源热泵机组，当环境温度高于切换温度时，补气节流装置8呈关闭状态，主节流装置5、喷液节流装置9呈打开状态；且水侧换热器3的出口通过管路分别与经济器4一侧入口连通连接，经济器4另一侧入口通过管路经补气节流装置8与其另一侧出口连通连接，经济器4一侧出口通过管路经单向阀10与压缩机1连通连接。

本实施例的空气源热泵机组，当环境温度低于切换温度时，喷液节流装置9呈关闭状态，主节流装置5、补气节流装置8呈打开状态；且水侧换热器3的出口通过管路经喷液节流装置9与压缩机1的中温中压入口连通连接。

还可以具体的，所述切换温度为7℃。

还可以进一步的，压缩机1的高温高压口通过管路经四通阀2与水侧换热器3的入口连通连接。

还可以具体的，主节流装置5、补气节流装置8和喷液节流装置9为电控式电子膨胀阀。

还可以具体的，主节流装置5、补气节流装置8和喷液节流装置9为自发式热力膨胀阀。

以切换温度为7℃、各节流装置采用电子膨胀阀为例；上述空气源热泵机组，其主要分析制热工况的工作原理：当环境温度低于7℃时，作为喷液节流装置9的喷液电子膨胀阀呈关闭状态，作为主节流装置5的主电子膨胀阀、作为补气节流装置8的补气电子膨胀阀呈打开状态。具体工作流程为：压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经四通阀2后进入水侧换热器3冷凝放热后变为低温高压的制冷剂液体，之后进入经济器4，并在经济器4中被过冷却为具有一定过冷度的制冷剂液体，从经济器4中流出后分为两路，一路经主电子膨胀阀节流变成低温低压的制冷剂液体后流入风侧换热器6进行蒸发吸热，继而经气液分离器7后重新回到压缩机1。另外一路制冷剂经补气电子膨胀阀节流后流入经济器4的另一侧，吸收热量后变为中温中压的制冷剂气体流入压缩机1的中压腔。由于补气流路的制冷剂降低了压缩机的排气压力和温度，改善了压缩过程，使得压缩机1耗功得到节省，提升了制热循环的效率。

当环境温度高于7℃时，补气电子膨胀阀呈关闭状态，主电子膨胀阀、喷液电子膨胀阀呈打开状态。具体工作流程为：压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经四通阀2后进入水侧换热器3冷凝放热后变为低温高压的制冷剂液体，之后分为两路：一路经主电子膨胀阀节流变成低温低压的制冷剂液体后流入风侧换热器6进行蒸发吸热，继而经气液分离器7后重新回到压缩机1。另外一路制冷剂经喷液电子膨胀阀节流后，制冷剂状态为中温中压的液体流入压缩机1的中压腔。由于喷液流路的制冷剂降低了压缩机1的排气压力和温度，改善了压缩过程，使得制热循环在较高的环境温度工况下仍具有较强的制热能力。

即上述空气源热泵机组，其气流必须经过主要循环，该主要循环经过的主要连接关系为：压缩机1-水侧换热器3-主节流装置5-风侧换热器6-气液分离器7-压缩机1。其次要连接关系需要结合室外空气温度情况做判断，假如室外空气温度低，则气流在经过主要循环的同时，经过第一个次要循环，该第一个次要循环的次要连接关系为：压缩机1-水侧换热器3-经济器4-补气节流装置8-经济器4-单向阀10-压缩机1；假如室外空气温度高，则气流在经过主要循环的同时，经过第二个次要循环，该第二个次要循环的次要连接关系为：压缩机1-水侧换热器3-喷液节流装置9-压缩机1。

其补气增焓与喷液增焓技术性能对比如图2和图3所示；各分段的温度和压力为根据制冷剂种类确定的相对数值范围。其中，水侧换热器3为冷凝器，风侧换热器6为蒸发器。

实施例2

一种空调系统，包括水泵，所述水泵通过管路与实施例1中任一项所述的空气源热泵机组连通连接，所述空气源热泵机组通过管路与末端空调设备连通连接。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。