[发明专利]一种耦合喷气增焓空气源热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵系统。

背景技术

空气源热泵是通过消耗一部分高品位能源从而利用环境空气中低品位能源的一种供热设备，它属于新能源技术，具有节能和环保的双重优势，是目前可再生能源建筑热水供应的主要形式，应用前景广阔。但空气源热泵受气象条件影响较大，特别是冬季空气湿度比较大的湿冷地区，热泵系统易发生室外换热器结霜、压缩机吸气比容增大、输气系数降低、排气温度过高等问题，这都会严重影响热泵系统的性能。现有研究的补气增焓空气源热泵系统，在一定程度上改善了热泵系统在低温工况下的运行性能，有效地扩大了空气源热泵系统的气候适应范围，但在低温高湿工况下，补气增焓空气源热泵系统仍然未能解决除霜时连续供暖的问题和换热器采用热气旁通除霜引起的一系列问题。

空气源热泵常用的除霜方式有电加热除霜、逆循环除霜和热气旁通除霜三种：电加热除霜耗能大，在环境温度较低时易出现化霜困难的现象，空气源热泵很少采用该除霜方式。逆循环除霜因其除霜速度较快等特点在早期的热泵系统中应用比较普遍，但该除霜方式有以下缺点：1、压缩机吸、排气压力变化剧烈，对其性能影响较大，系统制冷工质回流量大；2、两换热器功能频繁转换，热损失较大，导致建筑供水温度波动较大；3、四通换向阀频繁动作，可靠性较低。热气旁通除霜因克服了逆循环除霜的很多缺点在现今的热泵系统中应用较为广泛。

采用热气旁通除霜方式的喷气增焓空气源热泵系统结构如图1所示，该系统包括压缩机1、室内换热器4和制冷回路、补气回路及旁通除霜支路，压缩机1出口与室内换热器4入口连通，所述制冷回路从室内换热器4出口开始，经流量调节阀8，通过经济器19、第一节流阀6、室外换热器12、第一气液分离器18进入压缩机1吸气口；所述补气回路从室内换热器4出口处分支，通过第二节流阀7和经济器19，进入压缩机1补气口，补气回路经节流的低温工质在经济器19内与制冷回路中高温工质进行热交换，使补气回路的低温工质产生蒸汽，并使制冷回路中的高温液体工质过冷；在压缩机1出口与室内换热器4入口之间还设置有旁通除霜支路，该旁通除霜支路通过旁通电磁阀2直接进入室外换热器12的入口，旁通电磁阀2打开时，压缩机1产生的大部分高温热工质蒸汽直接进入室外换热器12内实现除霜。

这种空气源热泵系统的明显缺点是：在除霜方式时，制热停止，不能连续供暖；同时由于除霜时室外换热器产生的液态工质汽化所需热量较大，除霜时系统的热量不足，导致除霜时间长。

如图1所示，由于现有热气旁通除霜过程中，压缩机1出口的高温工质蒸汽，经过旁通电磁阀2进入室外换热器12除霜，在室外换热器12的出口将产生大量的液体工质，这样在第一气液分离器18中积液量增多，导致工质流量减小，系统制热能力降低；当室外换热器液态制冷工质流量较大时，使压缩机易产生液击现象。所以，传统的热气旁通除霜方式的空气源热泵系统很难在大型风冷热泵机组上得到广泛的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种耦合喷气增焓空气源热泵系统，它在低温高湿环境下能够连续供暖，除霜时间短，且能提供汽化除霜过程中液态工质所需的热能，合理利用能量，能够增加除霜所需的热能。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有喷气增焓空气源热泵系统，该喷气增焓空气源热泵系统具有压缩机、室内换热器和制冷回路、补气回路及旁通除霜支路，压缩机出口与室内换热器入口连通，在压缩机出口与室内换热器入口之间还设置有旁通除霜支路，该旁通除霜支路通过旁通电磁阀直接进入室外换热器的入口，其特征在于：它具有两个喷气增焓空气源热泵的子系统和两个三套管换热器，所述制冷回路从本子系统室内换热器出口开始，经流量调节阀，通过本子系统三套管换热器、第一节流阀、室外换热器、第一气液分离器进入压缩机吸气口；所述补气回路从本子系统室内换热器出口处分支，通过本子系统第二节流阀、三套管换热器、耦合子系统三套管换热器，进入本子系统压缩机补气口。

在上述技术方案中，所述三套管换热器设有内层管、中层管和外层管，每一层管对应设有联接管。

由于本发明具有两个喷气增焓空气源热泵的子系统，利用两个三套管换热器将两个喷气增焓空气源热泵的子系统耦合成一个整体，当一个子系统在除霜时，另一个子系统制热，保证了除霜时能够连续供暖；除霜子系统利用制热子系统的三套管换热器进行热交换，一方面除霜子系统可获得汽化液态工质所需的热量，另一方面使制热子系统的高温液体工质过冷，有利于两个子系统的能量互补，从而实现合理利用能量，增加了除霜所需的热能，减少除霜时间。

附图说明