[实用新型]带经济器的二级压缩热泵系统

说明书

所属技术领域

本实用新型属于热泵技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本实用新型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。

本实用新型的技术解决方案是：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。

本实用新型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。

本实用新型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→低压级压缩机出口→高压级压缩机进口→高压级压缩机出口→冷凝器进口→冷凝器出口→经济器液态制冷剂进口→经济器液态制冷剂出口→膨胀阀B进口→膨胀阀B出口→蒸发器进口→蒸发器出口→低压级压缩机进口。

本实用新型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→高压级压缩机出口→冷凝器进口→冷凝器出口→膨胀阀A进口→膨胀阀A出口→经济器气态制冷剂进口→经济器气态制冷剂出口→高压级压缩机进口。

本实用新型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。

本实用新型的有益效果是：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，本实用新型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。

下面结合附图对本实用新型进一步说明。