[發明專利]一種帶閃發蒸氣分離器的可變壓比熱泵機組及其運行控制方法

在審

• 申請號: 202110816902.2
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113405281A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 李秀珍
• 申請（專利權）人: 成都綠建工程技術有限公司
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02;F25B41/40;F25B41/34;F25B41/20;F25B43/00;F25B13/00;F25B49/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

本發明公開了一種帶閃發蒸氣分離器的可變壓比熱泵機組及其運行控制方法，所述熱泵機組包括室內換熱器、室外換熱器、閃發蒸氣分離器以及至少兩個壓縮機，所述室內換熱器、室外換熱器、閃發蒸氣分離器以及至少兩個壓縮機通過管路相互連接形成循環回路，在連接至少兩個壓縮機的管路上設置有控制閥組，通過控制閥組使至少兩個壓縮機在不同工況下串聯運行或并聯運行或單獨切換運行。本發明通過多個壓縮機的設置，能夠根據不同季節、不同需求，通過改變控制思路，使冬夏季以及夏季不同制冷量需求工況下，通過切換壓縮機臺數及多臺壓縮機的不同運行方式，保持壓縮機的壓比一直處于合理工況下，從而提高機組的運行效率，減小壓縮機功耗。

技術領域

本發明屬于夏天制冷冬天制熱的熱泵機組技術領域，特別涉及一種帶閃發蒸氣分離器的可變壓比的熱泵機組及其運行控制方法。

背景技術

熱泵是我國清潔供暖與制冷的重要設備，是電轉化為熱(冷)最高效的設備，在碳達峰、碳中和及建筑電氣化的大背景下，熱泵市場前景巨大。

傳統熱泵技術，在冬季制熱工況運行時，由于室外環境溫度很低(-25℃左右)，因此為了滿足制熱效果和機組正常運行，常需要采用大壓比工況運行(壓比在10.0左右)；在夏季工況時，由于室外環境溫度在35℃左右，所需要的壓比較小(通常壓比在4.0左右)。而傳統技術常通過單個壓縮機變容積等技術，調節制冷系統的壓比，來適應熱泵機組不同工況需求，滿足建筑動態負荷波動，實現設備高季節能效比。但是，由于常需要同時兼顧制冷、制熱的能效問題，導致壓比調節范圍有限，降低了設備的能效。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種通過系統循環工藝原理變革，有效擴大熱泵循環系統的壓比變化范圍，從而同時兼顧制冷、制熱能效提升的帶閃發蒸氣分離器的可變壓比熱泵機組及其運行控制方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種帶閃發蒸氣分離器的可變壓比熱泵機組，其特征在于：包括室內換熱器、室外換熱器、閃發蒸氣分離器以及至少兩個壓縮機，所述室內換熱器、室外換熱器、閃發蒸氣分離器以及至少兩個壓縮機通過管路相互連接形成循環回路，在連接至少兩個壓縮機的管路上設置有控制閥組，通過控制閥組使至少兩個壓縮機在不同工況下串聯運行或并聯運行或單獨切換運行，所述室內換熱器通過設置有第一電子膨脹閥和第一電磁閥的管道與閃發蒸氣分離器相連，所述閃發蒸氣分離器的頂部氣相出口通過管路與串聯運行狀態下的多個壓縮機中的首臺壓縮機出口端相連，所述閃發蒸氣分離器的底部液相出口通過設置有第二電子膨脹閥的管道與室外換熱器相連。

本發明所述的帶閃發蒸氣分離器的可變壓比熱泵機組，其所述第一電子膨脹閥和第一電磁閥之間的管路通過設置有第四電磁閥的管道與室外換熱器相連。

本發明所述的帶閃發蒸氣分離器的可變壓比熱泵機組，其所述第一電磁閥的進口端通過設置有單向閥的管道與室外換熱器相連，所述設置有第二電子膨脹閥的管道與設置有單向閥的管道通過第一三通閥與室外換熱器相連。

本發明所述的帶閃發蒸氣分離器的可變壓比熱泵機組，其所述室內換熱器和室外換熱器分別通過四通閥與壓縮機相連。

本發明所述的一種帶閃發蒸氣分離器的可變壓比熱泵機組的運行控制方法，其所述熱泵機組包括第一壓縮機和第二壓縮機，所述控制閥組包括設置在與第一壓縮機和第二壓縮機連接管道上的第二電磁閥和第三電磁閥，在室外溫度極低工況供熱時，打開第二電磁閥且關閉第三電磁閥，此時第一壓縮機和第二壓縮機串聯運行，室外換熱器內產生的低壓低溫制冷劑蒸汽由第一壓縮機吸入，經絕熱壓縮后與閃發蒸氣分離器分離出來的氣態制冷劑混合，再經第二壓縮機壓縮成高溫高壓制冷劑，進入室內換熱器，制冷劑在室內換熱器中冷卻，此時室內換熱器為冷凝器，向室內放熱，放熱后的制冷劑經第一電子膨脹閥節流后，流經打開的第一電磁閥，進入閃發蒸氣分離器，所述閃發蒸氣分離器中的制冷劑分成兩部分，一部分呈氣態制冷劑進入第二壓縮機壓縮，一部分呈飽和液進入第二電子膨脹閥節流降壓后，低溫低壓的制冷劑進入室外換熱器從室外空氣中吸熱后，再進入第一壓縮機，如此不斷循環。