[实用新型]双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组

说明书

本实用新型属于热泵机组技术领域，具体涉及双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组。其技术方案为：双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组，包括双级压缩单元，双级压缩单元的高压端通过管线连接有室内换热器，室内换热器的另一端通过管线依次连接有制冷剂气液分离器单元，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与双级压缩单元的中间端连接，制冷剂气液分离单元的液相接口与双级压缩单元的低压端之间并联有若干室外换热器单元，室外换热器单元的管线上连接有三通阀，双级压缩单元与室内换热器之间的管线和三通阀通过管线连接。本实用新型提供了一种双级压缩多蒸发器交替化霜空气源热泵机组。

技术领域

本实用新型属于热泵机组技术领域，具体涉及双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组。

背景技术

我国的“碳达峰”与“碳中和”政策，使得未来建筑用热和冷将全面电气化。相比于地源热泵，空气源热泵具有安装灵活、初投资较低等优点，将是我国清洁供热的重要设备。但是，在冬季制热工况运行时，空气源热泵的蒸发器表面温度低于空气露点温度时，肋片表面会逐渐结霜。霜层增加了空气与制冷剂之间的换热热阻，降低了总传热系数；同时霜层阻塞了翅片间隙，增大了空气的流动阻力，减少了风机风量；结霜严重时，机组可能出现停机保护。布瑞恩等人的实验结果表明，换热器表面结霜可导致换热量减少约40％。根据桑德斯的研究结果，空气源热泵在结霜工况下机组性能会下降35％。北京工业大学研究中发现，当室外换热器结霜时机组的供热量将减少29％。可见，如何高效除霜是热泵技术应用中亟待解决的关键问题。

空气源热泵传统常用的除霜方式主要有电加热除霜、逆向除霜、热气旁通除霜、蓄热除霜。①电加热除霜：稳定有效，不影响室内供暖，但是其耗电量大，转换效率低。②逆循环除霜：化霜时停止不仅供热，同时从室内或供热热媒中吸热，导致室内温度明显下降严重影响供热品质(逆向除霜时室内温度降低2～7℃)，同时存在冷热抵消。③热气旁通除霜：利用高温制冷机蒸汽送入室外换热器进行除霜，其除霜能量来自压缩机做功，除霜可提供热量较小，除霜时间长、能耗高。④蓄热除霜：设置独立的蓄能器，热泵正常供热时，将部分热量保存到蓄热器中，化霜时，依靠蓄热器提供热量进行化霜，可避免室内温度下降，但是本质上是逆循环除霜，仍然存在冷热抵消。若采用水蓄热，机组体积较大；若采用相变蓄热，相变材料稳定性差、寿面短、造价高。通过分析计算，逆向除霜或蓄热除霜时存在冷热抵消，即化霜吸取的室内空气或供热水或相变蓄热的热量，均有约1/3～1/2是来源于前期机组的耗电量，由此造成除霜实际能耗提高了40％～50％，极大削弱了空气源热泵的优势。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种双级压缩多蒸发器交替化霜空气源热泵机组。

本实用新型所采用的技术方案为：

双级压缩多蒸发器交替化霜热泵机组，包括双级压缩单元，双级压缩单元的高压端通过管线连接有室内换热器，室内换热器的另一端通过管线依次连接有制冷剂气液分离器单元，制冷剂气液分离单元的气相接口通过管线与双级压缩单元的中间端连接，制冷剂气液分离单元的液相接口与双级压缩单元的低压端之间并联有若干室外换热器单元，室外换热器单元的管线上连接有三通阀，双级压缩单元与室内换热器之间的管线和三通阀通过管线连接。

本实用新型将多组室外换热器单元进行并联，从而可在正常供热状态下对其中的一台或多台室外换热器进行除霜。对某个室外换热器进行除霜时，通过对三通阀进行切换，可使该室外换热器与室内换热器作为冷凝器，而其余室外换热器作为蒸发器。此时，在对该室外换热器进行除霜时，不影响室内正常供热。

制冷剂气液分离器单元能将气态制冷剂或气液混合制冷剂直接送至双级压缩单元的中间端，而不将其排入室外换热器单元中吸热，从而有效利用气态制冷剂。双级压缩单元的低压端吸入非除霜工况的室外换热器单元内产生的低压低温制冷剂蒸汽，与从制冷剂气液分离器单元分离出的制冷剂混合，进入双级压缩单元的高压端压缩。从而，增加制热量，提高循环制冷系数，节约压缩机功耗。