[发明专利]超高温热泵及其控制方法

说明书

本发明公开了一种超高温热泵及其控制方法。所述超高温热泵设有冷媒提纯装置，包括预冷器、提纯器和为提纯器提供冷量的冷却机，压缩机的部分排气经预冷器冷却为饱和气态状态后进入提纯器，提纯后的液体与蒸发器中的冷媒汇合后进入压缩机吸气口循环，不凝性气体从提纯器上方出气口排入大气。所述提纯器的液体出口管道上设有第三电子膨胀阀，提纯后的冷媒经第三电子膨胀阀节流降压后对压缩机的电机进行冷却，之后与蒸发器中的冷媒汇合进入压缩机吸气口。本发明可以同时满足冷媒的提纯和压缩机电机的冷却要求，并提高机组的能效比。

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种可同时提纯冷媒及冷却压缩机电机的超高温热泵及其控制方法。

背景技术

在常规的离心式冷水机组中常采用R134a作为制冷剂，但对于出水温度达100℃以上的超高温热泵系统，由于其出水温度较高，已超过R134a的临界温度，而且常用制冷剂R134a的GWP（全球增温潜势）更是高达1300，不满足使用和环保要求。采用绿色环保型冷媒已成为制冷行业中的关键。一种新冷媒R1233zd(E)由于其具有臭氧层破坏潜能ODP=0，全球增温潜势GWP=1的优良环保特性脱颖而出，且R1233zd(E)的临界温度较高，可满足出水温度达100℃以上的超高温热泵系统。然而制冷剂R1233zd(E)的压力较低，在系统中的部分压力甚至会低于大气压，导致在运行过程中有可能会泄露进一些空气，而对于冷水机组而言，空气便相当于不凝性气体，在系统中运行便会增加压缩机的无用功，排气温度也会随之增加，而压缩机总功耗的增加更是会降低系统能效。因此对于采用R1233zd(E)作为制冷剂的超高温热泵系统而言，需在系统中设置提纯冷媒的装置将空气与冷媒分离开来，进而避免机组能效的降低。

另外，对于大温升、出水温度较高的超高温热泵系统而言，其蒸发温度与冷凝温度均较高，即便是使用系统中最低温度状态的冷媒，处于蒸发温度的冷媒也不能满足对压缩机电机等一些发热元器件的冷却，如大温升高达50℃，出水温度为100℃以上时，系统中最低的蒸发温度也在50℃左右，采用传统的方式在冷凝器底部取液态冷媒经管过滤器过滤、经节流装置节流降压，降压降到最低也不过是蒸发压力，而以蒸发压力所对应的50℃左右蒸发温度的冷媒对电机进行冷却，则不能达到冷却电机的目的，有可能会因电机绕阻温度过高而烧毁电机造成机组停机，因此需提出一种新的冷却方式完成电机的冷却。

综上所述，对于采用负压环保冷媒的超高温热泵系统，需对冷媒进行提纯，并满足电机冷却的要求是业内亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提出一种可同时提纯冷媒及冷却压缩机电机的超高温热泵及其控制方法，以解决现有技术中冷媒中混有不凝气体导致机组能效低，以及无法满足压缩机电机冷却要求的技术问题。

本发明提出一种超高温热泵，其设有冷媒提纯装置，包括预冷器、提纯器和为提纯器提供冷量的冷却机，压缩机的部分排气经预冷器冷却为饱和气态状态后进入提纯器，提纯后的液体与蒸发器中的冷媒汇合后进入压缩机吸气口循环，不凝性气体从提纯器上方出气口排入大气，所述出气口设有电动开关。

所述超高温热泵的冷凝器和蒸发器之间设有第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀，所述预冷器设置在第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀之间，所述预冷器内吸热汽化的气态冷媒从预冷器导出进入压缩机的补气口。

所述提纯器的液体出口管道上设有第三电子膨胀阀，提纯后的冷媒经第三电子膨胀阀节流降压后对压缩机的电机进行冷却，之后与蒸发器中的冷媒汇合。

优选地，所述预冷器和所述提纯器之间的管道上设有第一温度传感器，用于监测预冷器出气口的冷媒温度。

优选地，所述提纯器设有第一压力传感器，用于检测提纯器内的压力。

优选地，还包括第二温度传感器，用于检测压缩机的电机绕组温度。

优选地，所述冷凝器设有第二压力传感器，用于检测热泵系统的冷凝压力。