[发明专利]一种采用涡轮增压器的空气循环热泵系统

说明书

本发明公开了一种采用涡轮增压器的空气循环热泵系统，包括涡轮增压器‑压气机、换热器、鼓风机、回热器、涡轮增压器‑涡轮机、风机盘管、循环水泵、阀门和连接管道。回热器的吸热侧进口与环境大气相连；回热器的吸热侧出口与两台鼓风机的入口相连；一台鼓风机的出口与涡轮增压器‑压气机入口相连；涡轮增压器‑压气机出口与另一台鼓风机出口相连；两台鼓风机出口与换热器入口相连；换热器出口与回热器放热侧入口相连；回热器放热侧出口与涡轮增压器‑涡轮机进口相连；涡轮增压器‑涡轮机出口与环境相连。本发明采用涡轮增压器实现膨胀机和压缩机一体化，并采用鼓风机作为驱动装置，通过对鼓风机进行热回收，提高整系统的制热性能。

技术领域

本发明涉及一种采用涡轮增压器的空气循环热泵系统，属于节能设备技术领域。

背景技术

现阶段，全球越来越关注全球气候变暖以及环境保护的问题。热泵是一种冷热复用设备，可满足制冷、采暖以及生活热水多样化需求。但在制冷剂的选择问题上需要既要考虑其环保性，又必须考虑它对效率的影响，否则过大的能耗会导致全球温室气体排放量的增加，所以HCFC(氟氯烃)类的制冷剂也随之受到了越来越严格的管制。

对于传统的蒸汽压缩式热泵，存在着热负荷与制热量不符合的问题，但空气循环热泵可以解决这种问题，且带有回热器的空气循环热泵的制热性能更好。例如专利CN107763891A公开了一种空气循环压缩式空气源热泵机组可有效解决这类机组在室外环境温度降低时制热量衰减大，能效低等问题。但这种循环仍然存在着许多实际应用问题，如膨胀机难以小型化、压缩机散热回收困难等问题，因此不利于产品市场化。

发明内容

针对现阶段小型膨胀机制造困难，难以实际应用，本发明公开了一种采用涡轮增压器替代压缩机和膨胀机的回热式空气循环热泵系统，扩展了空气循环热泵的实际应用范围。

本发明的技术方案：

一种采用涡轮增压器的空气循环热泵系统，包括空气循环热泵子系统和供热子系统；采用鼓风机作为驱动设备，涡轮增压器替代压缩机和膨胀机的空气循环热泵系统；空气循环热泵子系统主要由轮增压器-压气机1、第一鼓风机2、第二鼓风机3、换热器4、回热器5、涡轮增压器-涡轮机6、若干阀门及连接管路组成；供热子系统主要由风机盘管7和循环水泵8组成；

回热器5的吸热侧进口与环境大气相连通，回热器5的吸热侧出口与两台鼓风机的入口相连；第一鼓风机2的出口与涡轮增压器-压气机1入口相连，涡轮增压器-压气机1出口与第二鼓风机出口3合并，与换热器4空气侧入口相连，第一鼓风机2和第二鼓风机3实现热回收，即风机散出的热量通过热回收箱被回收到风机入口处，增加了风机效率从而使得整个系统的制热性能得到提高；换热器4空气侧出口与回热器5放热侧入口相连；回热器5放热侧出口与涡轮增压器-涡轮机6进口相连；涡轮增压器-涡轮机6出口与环境相连；换热器4水侧出口与风机盘管7入口相连；风机盘管7的出口与循环水泵8入口相连，循环水泵8出口与换热器4水侧入口相连；

室外空气经过回热器5被预热后，通过第一鼓风机2和涡轮增压器-压气机1串联后与第二鼓风机3并联管路，混合后的高温空气被送入换热器4，与流经风机盘管7的水进行换热，换热后的热水用于供热；换热降温后的空气进入回热器5预热从室外来的冷空气后，再进入涡轮增压器-涡轮机6，通过涡轮增压器-涡轮机6回收一部分能量传递给涡轮增压器-压气机1，最后空气被排到室外。

所述的第一鼓风机2和第二鼓风机3采用变频或定频风机，组成两台鼓风机同变频、同定频或一台定频一台变频的多种形式。

所述的第一鼓风机2和第二鼓风机3采用高温风机并对这两台风机进行热回收，热回收形式包括利用用于冷却电机的冷却水余热或冷却电机的空气余热；(一)供热热水通过电机冷却水入口进入水冷式电机冷却器10，冷却鼓风机电机9后接入风机盘管7入口；(二)风机散出的热量通过热回收箱将空气介质升温后流到风机入口处。