热泵机组及其控制方法与流程

本发明属于热泵系统设计，具体涉及一种热泵机组及其控制方法，尤其涉及一种节能型制冷、空调设备。

背景技术：

1、基于实现“双碳”目标的需要，高温热泵离心机组（也即高温热泵机组）应用于更高供热温度的制热领域是以后的发展趋势。高温热泵机组主要组成部件为压缩机、蒸发器、冷凝器、节流电子膨胀阀，前述各部件通过管路连接形成制冷循环系统，完成冷媒压缩、冷凝、节流、蒸发的循环过程，为了保证机组的正常工作，机组相应的配置有对压缩机内的电机、润滑油进行冷却的冷却系统以及为压缩机轴承供油的供油系统等。

2、高温热泵机组利用压缩机排出的高温冷媒在冷凝器冷凝过程的热量对冷凝器内的水加热制备高温热水。高温热泵机组冷凝器水温往往很高，蒸发器和冷凝器的水温往往相差较大，在大温差（蒸发温度低、冷凝温度高，对应的温差也大）、冷凝器高水温的工况下，蒸发器内的液相冷媒的液位极易高出至其内设置的过滤网之上的区域，导致压缩机出现吸气带液问题，压缩机长期吸气带液会导致压缩机液击损坏、轴承磨损、电机烧毁等严重后果。

技术实现思路

1、因此，本发明提供一种热泵机组及其控制方法，能够克服相关技术中热泵机组中由于冷凝器与蒸发器之间的温差大、冷凝器高水温导致压缩机容易吸气带液，进而导致压缩机液击损坏、轴承磨损、电机烧毁等严重后果的不足。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种热泵机组，包括形成冷媒制冷循环的压缩机、冷凝器、主循环节流元件、蒸发器，在所述蒸发器与所述压缩机的吸气口之间的管路上还设有气液分离器，所述热泵机组还包括冷却系统，所述冷却系统包括第一冷媒管路，所述第一冷媒管路的第一端与所述冷凝器的底部连通，且所述第一冷媒管路内的冷媒能够加热所述气液分离器内的冷媒，所述第一冷媒管路的第二端流出的冷媒能够冷却所述压缩机内的电机和/或冷却所述热泵机组配置的润滑油系统的润滑油。

3、在一些实施方式中，所述气液分离器内具有气相冷媒区及液相冷媒区，所述第一冷媒管路包括并联的第一换热管及第二换热管，所述第一换热管与所述气相冷媒区的位置相对应，所述第二换热管与所述液相冷媒区的位置相对应，所述第一换热管及第二换热管分别的冷媒入口汇总为所述第一冷媒管路的第一端，所述第一换热管及第二换热管分别的冷媒出口汇总为所述第一冷媒管路的第二端。

4、在一些实施方式中，所述冷却系统还包括过冷换热器及过冷管路，所述过冷换热器具有形成热交换的第三换热管与第四换热管，所述过冷管路的冷媒入口与所述冷凝器的底部连通，所述第三换热管的冷媒入口与所述第一冷媒管路的第二端连通以使得所述第一冷媒管路的第二端流出的冷媒能够经由所述第三换热管流出后冷却所述压缩机内的电机和/或冷却所述热泵机组配置的润滑油系统的润滑油，所述第四换热管的冷媒入口与所述过冷管路的冷媒出口连接，所述第四换热管的冷媒出口与所述蒸发器连通，所述过冷管路上串联有第一节流元件。

5、在一些实施方式中，所述过冷管路上串联有电磁通断阀。

6、在一些实施方式中，所述冷却系统还包括电机冷却支路，所述电机冷却支路上串联有第二节流元件，所述电机冷却支路的冷媒入口与所述第三换热管的冷媒出口连通，所述电机冷却支路的冷媒出口与所述压缩机具有的电机腔连通。

7、在一些实施方式中，所述冷却系统还包括润滑油冷却支路及油冷换热器，所述油冷换热器具有形成热交换的第五换热管及第六换热管，所述润滑油冷却支路的冷媒入口与所述第三换热管的冷媒出口连通，所述润滑油冷却支路的冷媒出口与所述第五换热管连通，所述第五换热管的冷媒出口与所述蒸发器连通，所述第六换热管的流入口与所述润滑油系统具有的储油箱的出油口连通，所述第六换热管的流出口与所述压缩机具有的高位油箱连通。

8、在一些实施方式中，所述润滑油冷却支路上串联有第三节流元件。

9、在一些实施方式中，所述热泵机组还包括闪发器，所述主循环节流元件包括第一孔板及第二孔板，所述闪发器的入口与所述冷凝器的冷媒出口经由第一连通管连通，所述第一孔板串联于所述第一连通管上，所述闪发器的出液口经由第二连通管与所述蒸发器的冷媒入口连通，所述第二连通管上串联有第二孔板，所述闪发器的出气管与所述压缩机的补气口连通。

10、在一些实施方式中，所述冷凝器与所述蒸发器之间还设有节流管路，所述节流管路上串联有第四节流元件。

11、本发明还提供一种上述的热泵机组的控制方法，包括如下步骤：

12、获取所述冷凝器内的实时水温；

13、当获取的所述实时水温高于预设温度值时，控制电磁通断阀处于连通状态，否则，控制所述电磁通断阀处于断开状态。

14、本发明提供的一种热泵机组及其控制方法具有如下有益效果：

15、一方面在压缩机与蒸发器之间的管路上设置气液分离器，以能够在蒸发器内的第一过滤网丧失气液分离作用时对吸气中的液相冷媒进行分离，以降低吸气带液现象发生几率；另一方面，利用冷却系统具有的第一冷媒管路从冷凝器的底部取出高温液相冷媒对气液分离器内的冷媒进行加热，能够进一步降低气液分离器内冷媒的液相成分，杜绝压缩机吸气带液现象发生，同时，第一冷媒管路中的高温液相冷媒被冷却降温后被引导冷却压缩机内的电机和/或润滑油系统的润滑油，还能够提升冷却效果。

1.一种热泵机组，包括形成冷媒制冷循环的压缩机（1）、冷凝器（2）、主循环节流元件、蒸发器（3），其特征在于，在所述蒸发器（3）与所述压缩机（1）的吸气口之间的管路上还设有气液分离器（4），所述热泵机组还包括冷却系统，所述冷却系统包括第一冷媒管路，所述第一冷媒管路的第一端与所述冷凝器（2）的底部连通，且所述第一冷媒管路内的冷媒能够加热所述气液分离器（4）内的冷媒，所述第一冷媒管路的第二端流出的冷媒能够冷却所述压缩机（1）内的电机和/或冷却所述热泵机组配置的润滑油系统的润滑油。

2.根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述气液分离器（4）内具有气相冷媒区及液相冷媒区，所述第一冷媒管路包括并联的第一换热管（101）及第二换热管（102），所述第一换热管（101）与所述气相冷媒区的位置相对应，所述第二换热管（102）与所述液相冷媒区的位置相对应，所述第一换热管（101）及第二换热管（102）分别的冷媒入口汇总为所述第一冷媒管路的第一端，所述第一换热管（101）及第二换热管（102）分别的冷媒出口汇总为所述第一冷媒管路的第二端。

3.根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述冷却系统还包括过冷换热器（5）及过冷管路（200），所述过冷换热器（5）具有形成热交换的第三换热管（51）与第四换热管（52），所述过冷管路（200）的冷媒入口与所述冷凝器（2）的底部连通，所述第三换热管（51）的冷媒入口与所述第一冷媒管路的第二端连通以使得所述第一冷媒管路的第二端流出的冷媒能够经由所述第三换热管（51）流出后冷却所述压缩机（1）内的电机和/或冷却所述热泵机组配置的润滑油系统的润滑油，所述第四换热管（52）的冷媒入口与所述过冷管路（200）的冷媒出口连接，所述第四换热管（52）的冷媒出口与所述蒸发器（3）连通，所述过冷管路（200）上串联有第一节流元件（201）。

4.根据权利要求3所述的热泵机组，其特征在于，所述过冷管路（200）上串联有电磁通断阀（202）。

5.根据权利要求3所述的热泵机组，其特征在于，所述冷却系统还包括电机冷却支路（300），所述电机冷却支路（300）上串联有第二节流元件（301），所述电机冷却支路（300）的冷媒入口与所述第三换热管（51）的冷媒出口连通，所述电机冷却支路（300）的冷媒出口与所述压缩机（1）具有的电机腔连通。

6.根据权利要求5所述的热泵机组，其特征在于，所述冷却系统还包括润滑油冷却支路（400）及油冷换热器（6），所述油冷换热器（6）具有形成热交换的第五换热管（61）及第六换热管（62），所述润滑油冷却支路（400）的冷媒入口与所述第三换热管（51）的冷媒出口连通，所述润滑油冷却支路（400）的冷媒出口与所述第五换热管（61）连通，所述第五换热管（61）的冷媒出口与所述蒸发器（3）连通，所述第六换热管（62）的流入口与所述润滑油系统具有的储油箱（7）的出油口连通，所述第六换热管（62）的流出口与所述压缩机（1）具有的高位油箱（11）连通。

7.根据权利要求6所述的热泵机组，其特征在于，所述润滑油冷却支路（400）上串联有第三节流元件（401）。

8.根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，还包括闪发器（9），所述主循环节流元件包括第一孔板（81）及第二孔板（82），所述闪发器（9）的入口与所述冷凝器（2）的冷媒出口经由第一连通管连通，所述第一孔板（81）串联于所述第一连通管上，所述闪发器（9）的出液口经由第二连通管与所述蒸发器（3）的冷媒入口连通，所述第二连通管上串联有第二孔板（82），所述闪发器（9）的出气管与所述压缩机（1）的补气口连通。

9.根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述冷凝器（2）与所述蒸发器（3）之间还设有节流管路（500），所述节流管路（500）上串联有第四节流元件（501）。

10.一种权利要求4所述的热泵机组的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：