[发明专利]一种带闪发蒸气分离器的可变压比热泵机组及其运行控制方法

说明书

本发明公开了一种带闪发蒸气分离器的可变压比热泵机组及其运行控制方法，所述热泵机组包括室内换热器、室外换热器、闪发蒸气分离器以及至少两个压缩机，所述室内换热器、室外换热器、闪发蒸气分离器以及至少两个压缩机通过管路相互连接形成循环回路，在连接至少两个压缩机的管路上设置有控制阀组，通过控制阀组使至少两个压缩机在不同工况下串联运行或并联运行或单独切换运行。本发明通过多个压缩机的设置，能够根据不同季节、不同需求，通过改变控制思路，使冬夏季以及夏季不同制冷量需求工况下，通过切换压缩机台数及多台压缩机的不同运行方式，保持压缩机的压比一直处于合理工况下，从而提高机组的运行效率，减小压缩机功耗。

技术领域

本发明属于夏天制冷冬天制热的热泵机组技术领域，特别涉及一种带闪发蒸气分离器的可变压比的热泵机组及其运行控制方法。

背景技术

热泵是我国清洁供暖与制冷的重要设备，是电转化为热(冷)最高效的设备，在碳达峰、碳中和及建筑电气化的大背景下，热泵市场前景巨大。

传统热泵技术，在冬季制热工况运行时，由于室外环境温度很低(-25℃左右)，因此为了满足制热效果和机组正常运行，常需要采用大压比工况运行(压比在10.0左右)；在夏季工况时，由于室外环境温度在35℃左右，所需要的压比较小(通常压比在4.0左右)。而传统技术常通过单个压缩机变容积等技术，调节制冷系统的压比，来适应热泵机组不同工况需求，满足建筑动态负荷波动，实现设备高季节能效比。但是，由于常需要同时兼顾制冷、制热的能效问题，导致压比调节范围有限，降低了设备的能效。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种通过系统循环工艺原理变革，有效扩大热泵循环系统的压比变化范围，从而同时兼顾制冷、制热能效提升的带闪发蒸气分离器的可变压比热泵机组及其运行控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种带闪发蒸气分离器的可变压比热泵机组，其特征在于：包括室内换热器、室外换热器、闪发蒸气分离器以及至少两个压缩机，所述室内换热器、室外换热器、闪发蒸气分离器以及至少两个压缩机通过管路相互连接形成循环回路，在连接至少两个压缩机的管路上设置有控制阀组，通过控制阀组使至少两个压缩机在不同工况下串联运行或并联运行或单独切换运行，所述室内换热器通过设置有第一电子膨胀阀和第一电磁阀的管道与闪发蒸气分离器相连，所述闪发蒸气分离器的顶部气相出口通过管路与串联运行状态下的多个压缩机中的首台压缩机出口端相连，所述闪发蒸气分离器的底部液相出口通过设置有第二电子膨胀阀的管道与室外换热器相连。

本发明所述的带闪发蒸气分离器的可变压比热泵机组，其所述第一电子膨胀阀和第一电磁阀之间的管路通过设置有第四电磁阀的管道与室外换热器相连。

本发明所述的带闪发蒸气分离器的可变压比热泵机组，其所述第一电磁阀的进口端通过设置有单向阀的管道与室外换热器相连，所述设置有第二电子膨胀阀的管道与设置有单向阀的管道通过第一三通阀与室外换热器相连。

本发明所述的带闪发蒸气分离器的可变压比热泵机组，其所述室内换热器和室外换热器分别通过四通阀与压缩机相连。

本发明所述的一种带闪发蒸气分离器的可变压比热泵机组的运行控制方法，其所述热泵机组包括第一压缩机和第二压缩机，所述控制阀组包括设置在与第一压缩机和第二压缩机连接管道上的第二电磁阀和第三电磁阀，在室外温度极低工况供热时，打开第二电磁阀且关闭第三电磁阀，此时第一压缩机和第二压缩机串联运行，室外换热器内产生的低压低温制冷剂蒸汽由第一压缩机吸入，经绝热压缩后与闪发蒸气分离器分离出来的气态制冷剂混合，再经第二压缩机压缩成高温高压制冷剂，进入室内换热器，制冷剂在室内换热器中冷却，此时室内换热器为冷凝器，向室内放热，放热后的制冷剂经第一电子膨胀阀节流后，流经打开的第一电磁阀，进入闪发蒸气分离器，所述闪发蒸气分离器中的制冷剂分成两部分，一部分呈气态制冷剂进入第二压缩机压缩，一部分呈饱和液进入第二电子膨胀阀节流降压后，低温低压的制冷剂进入室外换热器从室外空气中吸热后，再进入第一压缩机，如此不断循环。