一种低温热泵闪蒸罐系统的节流阀系统的制作方法

1.本实用新型属于空气源热泵技术领域，具体涉及一种低温热泵闪蒸罐系统的节流阀系统。

背景技术：

2.目前市场上的低温热泵机组，中间补气换热器采用经济器的居多，采用闪蒸罐的较少，虽然采用闪蒸罐时效果会好于经济器，但采用闪蒸罐的热泵系统的节流装置如果选择不好，会影响机组性能；机组高温制热关闭补气时，如一级节流装置仍持续节流会使闪蒸罐中气体会偏多，进而导致机组循环冷媒量偏小(缺液)，影响机组性能；机组低温制热开启补气时，如一级节流装置节流作用小会使闪蒸罐中液体会偏多，进而导致机组回液，影响机组寿命
3.此外，低温热泵闪蒸罐系统的控制复杂很多，其系统采用双级节流阀串联的方式，一旦控制不合理，便会影响机组性能，还可能导致机组报高压(或排气)故障，或出现机组回液的问题，长时间运行均会影响机组寿命。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供了一种低温热泵闪蒸罐系统的节流阀系统，确保不回液，也不缺液，保证其稳定工作。
5.为达上述目的，本实用新型的主要技术解决手段是一种低温热泵闪蒸罐系统的节流阀系统，包括依次连接的压缩机、四通换向阀、水路换热器、用于控制中间补气循环冷媒量的一级节流阀、闪蒸罐、用于控制整个节流阀系统循环冷媒量的二级节流阀以及翅片换热器，并形成一条循环封闭的总回路；所述节流阀系统还包括一第一电磁阀，所述第一电磁阀与一级节流阀并联，进而形成一条介质流通的支回路，通过切换第一电磁阀与一级节流阀的开启以控制不同工况下冷媒流量值。
6.在一些实例中，所述节流阀系统还包括一用于向压缩机补气的第二电磁阀，所述第二电磁阀的输入端连接于所述闪蒸罐上，其输出端连接于所述压缩机。
7.在一些实例中，所述不同工况包括高温制热工况以及低温制热工况，所述高温制热工况大于25℃，所述低温制热工况为﹣15摄氏度。
8.在一些实例中，当处于高温制热工况下，所述第二电磁阀关闭，第一电磁阀开启，一级节流阀关闭。
9.在一些实例中，当处于低温制热工况下，所述第二电磁阀开启，第一电磁阀关闭，一级节流阀开启。
10.本实用新型由于采用了以上的技术方案，以实现以下效果：
11.1、由第一电磁阀和一级节流阀组成为一级节流装置，该一级节流装置可在不同环境温度下，采用不同的控制方式，确保机组在超宽环温范围内运行时即不回液，也不缺液，保证其稳定工作。
附图说明
12.图1是本实用新型一实施例的结构示意图，
13.图2是图1实施例的另一种系统结构示意图，
14.图中：压缩机1、翅片换热器2、水路换热器3、四通换向阀4、一级节流阀5、二级节流阀6、闪蒸罐7、第二电磁阀8、高压传感器9、低压传感器10、环境温度传感器11、吸气温度传感器12、翅片温度传感器13、补气温度传感器14、第一电磁阀15。
具体实施方式
15.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
16.本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
17.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
18.实施例一：
19.参考本实用新型说明书附图之图1至图2所示，根据本实用新型一优选实施的一种低温热泵闪蒸罐系统的节流阀系统，包括依次连接的压缩机1、四通换向阀4、水路换热器3、用于控制中间补气循环冷媒量的一级节流阀5、闪蒸罐7、用于控制整个节流阀系统循环冷媒量的二级节流阀6以及翅片换热器2，并形成一条循环封闭的总回路；所述节流阀系统还包括一第一电磁阀15，所述第一电磁阀15与一级节流阀5并联，进而形成一条介质流通的支回路，通过切换第一电磁阀15与一级节流阀5的开启以控制不同工况下冷媒流量值；本技术创新点在于，由第一电磁阀15和一级节流阀5组成为一级节流装置，该一级节流装置可在不同环境温度下，采用不同的控制方式，确保机组在超宽环温范围内运行时即不回液，也不缺液，保证其稳定工作，若一级节流装置只用一个节流阀的话，低温工况可以满足，但高温工况会因为其节流作用导致闪蒸罐7中气态冷媒过多，进而影响二级节流阀6的节流作用，致使系统循环冷媒量变小，影响机组性能；其中超宽环温范围可在-30℃～45℃之间，其中不同工况包括高温制热工况以及低温制热工况。
20.具体而言，当处于高温制热工况＞25℃时，系统正常关闭第二电磁阀8，其循环冷媒量较大，第一电磁阀15开启对冷媒没有节流作用，一级节流阀5关闭，此时整个系统的节流工作由二级节流阀6独自完成，保证机组有足够的循环冷媒量；当处于低温制热工况-15℃下，系统正常开启所述第二电磁阀8，其循环冷媒量较小，第一电磁阀15关闭，一级节流阀5开启对冷媒进行节流作用，通过双节流阀来控制循环冷媒流量，保证不出现回液问题；所述节流阀系统还包括一用于向压缩机1补气的第二电磁阀8，所述第二电磁阀8的输入端连
接于所述闪蒸罐7上，其输出端连接于所述压缩机1；在本实施例中，所述一级节流阀5和二级节流阀6均采用电子膨胀阀。
21.实施例二：
22.本实施例提供了一种低温热泵闪蒸罐7系统的节流阀控制方法，所述节流阀控制方法适用于实施例一所述的节流阀系统中，所述节流阀系统还包括用于检测环境温度的环境温度传感器11、用于检测补气温度的补气温度传感器14、用于检测吸气温度的吸气温度传感器12、用于检测翅片温度的翅片温度传感器13、用于检测排气压力的高压传感器9以及用于检测吸气压力的低压传感器10；所述节流阀控制方法包括以下步骤：
23.一级节流阀5exv1调节：机组开机后，系统关闭增焓电磁阀，一级节流阀5exv1维持500pls不变；系统开启增焓电磁阀，一级节流阀5exv1转至补气初始开度值，并维持5min不调节，之后每个周期基于目标补气温度tr
′
调整一次阀步数；通过补气温度传感器14取得补气温度tr，所述目标补气温度tr
′
基于饱和目标补气压力pr换算得知，通过目标补气温度tr
′
与补气温度tr作差取得补气温度偏差值
△
tr，基于
△
tr控制所述一级节流阀5exv1开度；
24.二级节流阀6exv2调节：机组开机后，二级节流阀6exv2立即转至补气初始开度值，并维持2min不调节，之后每个周期根据制热实际过热度调整一次阀步数；通过吸气温度传感器12取得吸气温度ts，通过翅片温度传感器13取得翅片温度tdef，通过吸气温度ts与翅片温度tdef作差取得制热实际过热度值
△
t
′
，基于
△
t
′
和
△
t比较来控制所述二级节流阀6exv2开度；
25.一级节流阀5exv1和二级节流阀6exv2的补气初始开度值分别基于环境温度tao不同而变化。本技术方案主要创新点在于通过双级节流阀采用不同的控制方法，提升机组低温工况下的制热能力的同时，确保机组不出现缺液或回液问题，保证机组稳定运行，延长机组运行寿命。
26.具体而言，目标补气压力pr＝((排气压力值pd*吸气压力值ps)^0.5)*k，目标补气温度tr
′
＝-2349.18978/(ln(pr)-22.2492)-271.3034，所述高压传感器9取得排气压力值，所述低压传感器10取得吸气压力值；k为压力系数，其范围在0.9～1，其中k优选为0.95；其中目标补气压力pr计算公式由压缩机1厂家提供根据实验数据核算所得，目标补气温度tr
′
由饱和补气压力pr换算所得根据制冷剂压力——温度对照表所得。
27.所述补气温度偏差值
△
tr：
△
tr＝目标补气温度tr
′‑
补气温度tr；
28.一级节流阀5exv1开度变化量＝a*
△
tr，并对计算结果进行取整；
29.当计算结果为正值时表示一级节流阀5exv1开大，负值时表示一级节流阀5exv1关小；
30.当-1≤
△
tr≤0时，一级节流阀5exv1开度维持不变；
31.当
△
tr＜-1或
△
tr＞0时，一级节流阀5exv1在原开度基础上按开度变化量进行调节。
32.与此不同的是二级节流阀6exv2开度变化量：
33.制热实际过热度
△
t
′
：
△
t
′
＝吸气温度ts-翅片温度tdef
34.二级节流阀6exv2开度变化量＝b*
△
t
′‑
制热目标过热度
△
t，并对计算结果进行取整；
35.当计算结果为正值时表示二级节流阀6exv2开大，负值时表示二级节流阀6exv2关小；
36.当0≤
△
t
′‑△
t≤1时，二级节流阀6exv2开度维持不变；
37.当
△
t
′‑△
t＜0或
△
t
′‑△
t＞1时，二级节流阀6exv2在原开度基础上按开度变化量进行调节。
38.其中制热目标过热度
△
t范围在-3～3，系数常数a范围在1～5，系数常数b范围在1～5，制热目标过热度
△
t优选0，系数常数a优选1，系数常数b优选为2。
39.上述提及一级节流阀5exv1和二级节流阀6exv2的补气初始开度值分别基于环境温度tao不同而变化，具体地，在本实施例中：
40.一级节流阀5exv1补气初始开度根据环境温度tao分四段，优选如下表：
41.环境温度tao＜-15℃-15℃≤tao＜0℃0℃≤tao＜15℃tao≥15℃补气初始开度300350400460
42.上表中一级节流阀5exv1补气初始开度根据室外负荷来拟定，环温高时，系统冷媒循环流量大，此时节流阀开度需增大；环温低时，系统冷媒循环流量小，此时节流阀开度需减小。
43.二级节流阀6exv2初始开度根据环境温度tao分四段，优选如下表：
44.环境温度tao＜-15℃-15℃≤tao＜0℃0℃≤tao＜15℃tao≥15℃初始开度200260300350
45.上表中二级节流阀6exv2初始开度根据室外负荷来拟定，环温高时，系统冷媒循环流量大，此时节流阀开度需增大；环温低时，系统冷媒循环流量小，此时节流阀开度需减小。
46.此外，在本实施例中，所述一级节流阀5exv1调节周期为20s～60s，优选为30s；所述二级节流阀6exv2调节周期为20s～60s，优选为30s。
47.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。
48.本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

技术特征：

1.一种低温热泵闪蒸罐系统的节流阀系统，其特征在于，包括依次连接的压缩机(1)、四通换向阀(4)、水路换热器(3)、用于控制中间补气循环冷媒量的一级节流阀(5)、闪蒸罐(7)、用于控制整个节流阀系统循环冷媒量的二级节流阀(6)以及翅片换热器(2)，并形成一条循环封闭的总回路；所述节流阀系统还包括一第一电磁阀(15)，所述第一电磁阀(15)与一级节流阀(5)并联，进而形成一条介质流通的支回路，通过切换第一电磁阀(15)与一级节流阀(5)的开启以控制不同工况下冷媒流量值。2.根据权利要求1所述的节流阀系统，其特征在于，所述节流阀系统还包括一用于向压缩机(1)补气的第二电磁阀(8)，所述第二电磁阀(8)的输入端连接于所述闪蒸罐(7)上，其输出端连接于所述压缩机(1)。3.根据权利要求2所述的节流阀系统，其特征在于，所述不同工况包括高温制热工况以及低温制热工况，所述高温制热工况大于25℃，所述低温制热工况为﹣15摄氏度。4.根据权利要求3所述的节流阀系统，其特征在于，当处于高温制热工况下，所述第二电磁阀(8)关闭，第一电磁阀(15)开启，一级节流阀(5)关闭。5.根据权利要求3所述的节流阀系统，其特征在于，当处于低温制热工况下，所述第二电磁阀(8)开启，第一电磁阀(15)关闭，一级节流阀(5)开启。

技术总结

本实用新型属于空气源热泵技术领域，具体涉及一种低温热泵闪蒸罐系统的节流阀系统，包括依次连接的压缩机、四通换向阀、水路换热器、用于控制中间补气循环冷媒量的一级节流阀、闪蒸罐、用于控制整个节流阀系统循环冷媒量的二级节流阀以及翅片换热器，并形成一条循环封闭的总回路；所述节流阀系统还包括一第一电磁阀，所述第一电磁阀与一级节流阀并联，进而形成一条介质流通的支回路，通过切换第一电磁阀与一级节流阀的开启以控制不同工况下冷媒流量值；即不回液，也不缺液，保证其稳定工作。保证其稳定工作。保证其稳定工作。