单机多补气螺杆式热泵机组.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010427964.X (22)申请日 2020.05.20 (71)申请人 山东佳利略能源科技有限公司 地址 264006 山东省烟台市经济技术开发 区金沙江路11号中长兴工业园8号楼 六层 (72)发明人 孙利花吴帅 (74)专利代理机构 北京中创博腾知识产权代理 事务所(普通合伙) 11636 代理人 刘增玉 (51)Int.Cl. F25B 30/02(2006.01) F25B 13/00(2006.01) F25B 41/06(2006.01) (54)发明名称。

2、 一种单机多补气螺杆式热泵机组 (57)摘要 本发明公开一种单机多补气螺杆式热泵机 组， 螺杆式压缩机设有大于两级的压缩阶段， 通 过若干级经济器向螺杆式压缩机的压缩阶段补 充制冷剂， 每一级压缩阶段均设有至少处于两个 不同位置的补气口； 不同位置的补气口处于螺杆 式压缩机的同一补气压力或不同补气压力位置， 且不同级别压缩阶段的补气口至少有两个分别 处于不同的补气压力位置； 经济器补充的制冷剂 气体来源于制冷循环的液体总管中开设的取液 孔； 取液孔开设在源侧换热器和水侧换热器之间 的管路路径上， 或取液孔开设在经济器与源侧换 热器之间的管路路径上。 本发明不仅能够提高热 泵机组的能力和能效， 。

3、也能使机组在大压比工况 下能力和能效得到提升， 降低螺杆式压缩机的排 气温度， 可靠性强。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 111336719 A 2020.06.26 CN 111336719 A 1.一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于， 包括螺杆式压缩机 （1） 、 四通换向阀 （2） 、 源侧换热器 （3） 、 水侧换热器 （4） 和经济器 （5） ； 所述螺杆式压缩机 （1） 设有大于两级的压缩阶段， 通过若干级所述经济器 （5） 向所述螺 杆式压缩机 （1） 的不同压缩阶段补充制冷剂， 每一级压缩阶段均设有至少处于两个不同位 置的补气口 （12） ； 不同位置的所。

4、述补气口 （12） 处于螺杆式压缩机 （1） 的同一补气压力或不 同补气压力位置， 且不同级压缩阶段的补气口 （12） 至少有两个分别处于不同的补气压力位 置； 所述源侧换热器 （3） 经所述四通换向阀 （2） 连接所述螺杆式压缩机 （1） 的吸气侧， 所述 水侧换热器 （4） 经所述四通换向阀 （2） 连接所述螺杆式压缩机 （1） 的排气侧； 所述源侧换热 器 （3） 经管路连接所述经济器 （5） ， 源侧换热器 （3） 经管路还连接所述水侧换热器 （4） ， 所述 经济器 （5） 经管路连接所述水侧换热器 （4） ， 经济器 （5） 经管路还连接所述螺杆式压缩机 （1） 的补气口 （12）。

5、 ； 所述经济器 （5） 补充的制冷剂气体来源于制冷循环的液体总管中开设的取液孔； 所述 取液孔开设在所述源侧换热器 （3） 和水侧换热器 （4） 之间的管路路径上， 或所述取液孔开设 在所述经济器 （5） 与源侧换热器 （3） 之间的管路路径上。 2.根据权利要求1所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于， 单机多补气螺 杆式热泵机组中的所述多补气指处于同一级压缩阶段的补气口 （12） 的补气， 或所述多补气 指处于大于一级压缩阶段上的补气口 （12） 的补气。 3.根据权利要求1所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于， 所述螺杆式压 缩机 （1） 包括压缩机机体和排气座，。

6、 所述补气口 （12） 设置在所述压缩机机体上， 至少两个所 述补气口 （12） 设有螺纹或法兰结构， 螺杆式压缩机 （1） 和经济器 （5） 之间设有补气管路 （6） ， 螺杆式压缩机 （1） 通过所述补气管路 （6） 经所述螺纹或法兰结构接收从经济器 （5） 补充的制 冷剂气体； 所述补气管路 （6） 接收的制冷剂气体补充至不同级的压缩阶段； 所述补气管路 （6） 流至 螺杆式压缩机 （1） 的制冷剂气体分为至少两路， 分为至少两路的制冷剂气体分别补充至处 于同一补气压力位置的阴转子侧的第一补气口和阳转子侧的第二补气口上。 4.根据权利要求1所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于。

7、， 所述压缩阶段 包括一级压缩阶段、 二级压缩阶段和三级压缩阶段； 定义所述一级压缩阶段的补气口 （12） 为处于一级压缩阶段终了位置的一级补气口， 定义所述二级压缩阶段的补气口 （12） 为处于 二级压缩阶段终了位置的二级补气口； 所述一级补气口的通道口径大于所述二级补气口的 通道口径。 5.根据权利要求4所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于， 通过向一级压 缩阶段终了位置的一级补气口的通道口内喷液或补气降低一级压缩阶段终了状态的气态 制冷剂温度， 并增加二级压缩阶段的制冷剂流量； 通过向二级压缩阶段终了位置的二级补 气口的通道口内喷液或补气降低二级压缩阶段终了状态的气态制冷剂温。

8、度， 并增加三级压 缩阶段的制冷剂流量。 6.根据权利要求3所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于， 所述补气管路 （6） 的路径上设有三通阀， 经过三通阀将从所述经济器 （5） 流至螺杆式压缩机 （1） 的制冷剂 气体分为至少两路； 权利要求书 1/2 页 2 CN 111336719 A 2 所述补气管路 （6） 上设有单向阀 （7） ， 所述源侧换热器 （3） 和经济器 （5） 之间设有主膨胀 阀 （8） ； 还包括节流机构 （9） ， 所述节流机构 （9） 包括喷液管路 （10） ， 所述喷液管路 （10） 上设有 喷液电磁阀 （11） ， 喷液管路 （10） 位于所述水侧换。

9、热器 （4） 与经济器 （5） 间的液体管路路径上 或者位于经济器 （5） 与所述主膨胀阀 （8） 之间的液体管路路径上； 所述喷液管路 （10） 的喷液 口设置在所述单向阀 （7） 与补气口 （12） 之间的路径上。 7.根据权利要求6所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于， 补气压力位置 的补气口 （12） 选择或启用方式包括： 当环境温度或吸、 排气压力处于预设温度或预设压力下， 根据压力温度换算后计算成 螺杆式压缩机 （1） 的压缩比参数， 当压缩比大于第一预设数值时， 打开第一级电磁阀和第二 级电磁阀， 开启第一级和第二级的补气回路； 当压缩比大于第二预设数值小于第一预设数。

10、 值时， 打开第一级电磁阀， 开启第一级的补气回路； 当压缩比小于第二预设数值时， 关闭第 一级电磁阀或第二级电磁阀， 关闭第一级或第二级的补气回路； 当排气温度升高到上限设定值时， 打开并联在补气管路 （6） 上的喷液管路 （10） 的喷液 电磁阀 （11） 开启喷液降温操作； 当排温达到设定下限值时， 关闭并联在补气管路 （6） 上的喷 液管路 （10） 的喷液电磁阀 （11） 。 8.根据权利要求7所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于， 所述喷液电磁 阀 （11） 后增设采用热力膨胀阀或电子膨胀阀的节流机构。 9.根据权利要求1所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于。

11、， 根据所述螺杆 式压缩机 （1） 的容量、 补气容量及运行工况确定所述补气口 （12） 的尺寸， 同一个补气口 （12） 在一个压缩阶段中对一个补气压力位置的制冷剂进行补气混合。 10.根据权利要求1所述的一种单机多补气螺杆式热泵机组， 其特征在于， 所述补气口 （12） 的流向与所述螺杆式压缩机 （1） 的阴阳转子的型线流向相同。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111336719 A 3 一种单机多补气螺杆式热泵机组 技术领域 0001 本发明涉及一种单机多补气螺杆式热泵机组， 属于空调热泵技术领域。 背景技术 0002 周知的， 低温热泵机组或高温热泵以及其他相关的工业热泵等领域， 。

12、所使用的制 冷循环机组中包括一种带有经济器的螺杆式制冷压缩机， 与节流装置、 换热器以及其他部 件构成完整的制冷机组， 其中， 带有经济器的螺杆式压缩机、 节流装置与至少两个换热器共 同组成了带有经济器的制冷剂的循环系统， 通过在压缩机的压缩阶段中开设经济器补气 口， 使制冷循环过程中增加了一个经济器补气回路来实现机组能力和能效的提升。 0003 现有的带有经济器补气回路的制冷剂循环系统内核心部件压缩机的运行过程中， 压缩机的经济器补气口有且只有一个， 受运行工况、 管路压降以及补气效率等方面的影响， 现有的带有经济器补气回路的压缩机及带有经济器的机组能力和能效提升幅度较小， 随着 大压比工况。

13、应用的增多， 机组不能完全满足客户对于能力以及能效需求。 而且现有螺杆式 压缩机大多为双螺杆机组， 其补气位置一般开在双螺杆式压缩机的阴转子侧或阳转子中的 某一侧， 而螺杆式压缩机的阴、 阳螺杆的压缩阶段形成的压缩容积腔体为 “V” 形的一个狭窄 而细长的通道区域， 经济器补气回路中的制冷剂气体实际上是难以通过单侧补气口在短时 间内补充到整个 “V” 形腔体， 与制冷系统主回路的制冷剂流体无法达到完全混合， 如此便容 易造成单侧补气效率较低的情况发生。 而受限于螺杆式压缩机的结构特点， 又无法将经济 器补气口加工成很大的口径， 所以这样便又形成了一种节流效应， 进一步减少了经济器回 路的实际补。

14、气量。 0004 更近一步： 现有技术中只带有一路经济器补气的热泵系统， 为了增加经济器的补 气量， 其补气口一般开在整个压缩阶段中某一个较低的补气压力区域附近， 比如1.25MPa或 者1.6MPa等经济器补气中间补气压力值， 在制冷剂完成压缩机压缩整个过程的后半段中， 有很长的压缩阶段中并没有做进一步的补气操作。 因此， 现有的螺杆式压缩机中应用经济 器循环的螺杆式压缩机通过经济器补气来实现性能的提升显得很受限制， 不论从提升压缩 机的容积效率还是等熵压缩效率的角度， 都需要通过进一步增加换热器容量和经济器容量 以实现更大的系统过冷度来考虑提升机组的能力和能效， 从而成本增加较大。 而且在。

15、更大 压比的运行工况， 这种带经济器循环回路的制冷剂循环系统依然面临因压比大造成的排温 高和电机温度高的风险， 极易超出压缩机的运行范围限制， 而且大压比工况下的压缩机的 能力和能效也会随着压缩比的增加而进一步衰减， 使得机组的制热或制冷能力难以达到设 计要求， 从而给系统设计带来极大的设计难度和极大的可靠性风险。 0005 此外， 对于市场已推出的单机双级螺杆式压缩机及应用这种单机双级螺杆式压缩 机的热泵机组， 在单热水机组中得到一定推广， 虽然制热性能水平较高， 但是对于具有制冷 需求的场合则存在明显的能力和能效极低的缺点， 因此客户需要另外购置专门的制冷设 备， 所以成本极高， 因此其适。

16、应性较差， 从而推广受到了很大的制约和限制。 0006 另一方面， 市场现有项目大多数采用多台中小型涡旋式热泵机组并联的形式来应 说明书 1/9 页 4 CN 111336719 A 4 对大负荷项目的需求， 但是受其现场施工复杂、 可靠性低、 寿命较短以及占地面积大等因素 的影响， 使小型涡旋式热泵机组在推广时也会受到很大制约。 0007 综上， 亟需一种适用在低温热泵机组或高温热泵以及其他相关的工业热泵等领 域， 并且可同时适用于大压比运行工况和小压比运行工况的空调热泵机组或工商业用途的 高、 低温热泵设备中所用到的中大型螺杆式热泵机组的技术方案。 发明内容 0008 本发明针对现有技术存。

17、在的不足， 提供一种单机多补气螺杆式热泵机组， 不仅能 够提高热泵机组的能力和能效， 也能使机组在大压比工况下能力和能效得到提升， 还可以 降低螺杆式压缩机的排气温度， 扩展了螺杆式热泵机组的运行范围， 增加了螺杆式热泵机 组的可靠性。 0009 本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 一种单机多补气螺杆式热泵机组， 包 括螺杆式压缩机、 四通换向阀、 源侧换热器、 水侧换热器和经济器； 所述螺杆式压缩机设有大于两级的压缩阶段， 通过若干级所述经济器向所述螺杆式压 缩机的不同压缩阶段补充制冷剂， 每一级压缩阶段均设有至少处于两个不同位置的补气 口； 不同位置的所述补气口处于螺杆式压缩机的同一补。

18、气压力或不同补气压力位置， 且不 同级压缩阶段的补气口至少有两个分别处于不同的补气压力位置； 所述源侧换热器经所述四通换向阀连接所述螺杆式压缩机的吸气侧， 所述水侧换热器 经所述四通换向阀连接所述螺杆式压缩机的排气侧； 所述源侧换热器经管路连接所述经济 器， 源侧换热器经管路还连接所述水侧换热器， 所述经济器经管路连接所述水侧换热器， 经 济器经管路还连接所述螺杆式压缩机的补气口； 所述经济器补充的制冷剂气体来源于制冷循环的液体总管中开设的取液孔； 所述取液 孔开设在所述源侧换热器和水侧换热器之间的管路路径上， 或所述取液孔开设在所述经济 器与源侧换热器之间的管路路径上。 0010 作为单机多。

19、补气螺杆式热泵机组的优选方案， 单机多补气螺杆式热泵机组中的所 述多补气指处于同一级压缩阶段的补气口的补气， 或所述多补气指处于大于一级压缩阶段 上的补气口的补气。 0011 作为单机多补气螺杆式热泵机组的优选方案， 所述螺杆式压缩机包括压缩机机体 和排气座， 所述补气口设置在所述压缩机机体上， 至少两个所述补气口设有螺纹或法兰结 构， 螺杆式压缩机和经济器之间设有补气管路， 螺杆式压缩机通过所述补气管路经所述螺 纹或法兰结构接收从经济器补充的制冷剂气体； 所述补气管路接收的制冷剂气体补充至不同级的压缩阶段； 所述补气管路流至螺杆式 压缩机的制冷剂气体分为至少两路， 分为至少两路的制冷剂气体分。

20、别补充至处于同一补气 压力位置的阴转子侧的第一补气口和阳转子侧的第二补气口上。 0012 作为单机多补气螺杆式热泵机组的优选方案， 所述压缩阶段包括一级压缩阶段、 二级压缩阶段和三级压缩阶段； 定义所述一级压缩阶段的补气口为处于一级压缩阶段终了 位置的一级补气口， 定义所述二级压缩阶段的补气口为处于二级压缩阶段终了位置的二级 补气口； 所述一级补气口的通道口径大于所述二级补气口的通道口径。 0013 作为单机多补气螺杆式热泵机组的优选方案， 通过向一级压缩阶段终了位置的一 说明书 2/9 页 5 CN 111336719 A 5 级补气口的通道口内喷液或补气降低一级压缩阶段终了状态的气态制冷剂。

21、温度， 并增加二 级压缩阶段的制冷剂流量； 通过向二级压缩阶段终了位置的二级补气口的通道口内喷液或 补气降低二级压缩阶段终了状态的气态制冷剂温度， 并增加三级压缩阶段的制冷剂流量。 0014 作为单机多补气螺杆式热泵机组的优选方案， 所述补气管路的路径上设有三通 阀， 经过三通阀将从所述经济器流至螺杆式压缩机的制冷剂气体分为至少两路； 所述补气管路上设有单向阀， 所述源侧换热器和经济器之间设有主膨胀阀； 还包括节流机构， 所述节流机构包括喷液管路， 所述喷液管路上设有喷液电磁阀， 喷液 管路位于所述水侧换热器与经济器间的液体管路路径上或者位于经济器与所述主膨胀阀 之间的液体管路路径上； 所述喷。

22、液管路的喷液口设置在所述单向阀与补气口之间的路径 上。 0015 作为单机多补气螺杆式热泵机组的优选方案， 补气压力位置的补气口选择或启用 方式包括： 当环境温度或吸、 排气压力处于预设温度或预设压力下， 根据压力温度换算后计算成 螺杆式压缩机的压缩比参数， 当压缩比大于第一预设数值时， 打开第一级电磁阀和第二级 电磁阀， 开启第一级和第二级的补气回路； 当压缩比大于第二预设数值小于第一预设数值 时， 打开第一级电磁阀， 开启第一级的补气回路； 当压缩比小于第二预设数值时， 关闭第一 级电磁阀或第二级电磁阀， 关闭第一级或第二级的补气回路； 当排气温度升高到上限设定值时， 打开并联在补气管路上。

23、的喷液管路的喷液电磁阀开 启喷液降温操作； 当排温达到设定下限值时， 关闭并联在补气管路上的喷液管路的喷液电 磁阀。 0016 作为单机多补气螺杆式热泵机组的优选方案， 所述喷液电磁阀后增设采用热力膨 胀阀或电子膨胀阀或其他形式的节流机构。 0017 作为单机多补气螺杆式热泵机组的优选方案， 根据所述螺杆式压缩机的容量、 补 气容量及运行工况确定所述补气口的尺寸， 同一个补气口在一个压缩阶段中对一个补气压 力位置的制冷剂进行补气混合。 0018 作为单机多补气螺杆式热泵机组的优选方案， 所述补气口的流向与所述螺杆式压 缩机的阴阳转子的型线流向相同。 0019 本发明能够实现大压比运行工况下的性。

24、能提升和能效的提升， 对于高、 低环温空 气源热泵机组或者其他大压比运行工况的热泵设备均具有应用价值， 是一种适应工况更 广、 更加节能高效的螺杆式热泵机组， 较现有的带经济器补气回路的准双级螺杆式热泵机 组有了更大的应用范围突破。 一方面提升经济器补气效率， 提高螺杆式热泵机组的容积效 率， 补气后的制冷剂与主回路的制冷剂混合后改变了制冷剂的状态， 有效降低了各级压缩 终了的制冷剂温度， 提高螺杆式热泵机组的循环效率， 从而使得本发明可以实现多补气压 缩阶段， 不仅极大地提高了机组可靠性， 也极大地提升了压缩机的能力和能效， 而且成本优 势巨大； 本发明不仅可以提供更大大容量的机组能力， 也。

25、适用与大压比运行的高温热泵制热需 求的场合， 能够实现高效制热运行， 极大地扩展了螺杆式热泵机组运行的范围， 也提高了螺 杆式热泵机组的可靠性和寿命； 本发明更加适用于有季节性的制冷和制热需求的场合， 能够实现一台机组具备夏季高 说明书 3/9 页 6 CN 111336719 A 6 效制冷空调和冬季高效制热空调的两种功能， 特别是在北方供暖需求迫切的地区， 与传统 的锅炉加冷水机的空调方案相比， 省掉了燃煤、 燃气或者电热水锅炉的投资， 一方面减少了 环境污染， 另一方面减少了客户的初投资和运行维护费用， 具有极大的性价比和可推广性。 尤其是在中大型高档商住领域、 科研领域、 医疗空调、 。

26、制冷热泵行业等应用中具有广阔的前 景， 因此本发明具有极大的开发和应用价值。 附图说明 0020 为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案， 下面将对实施方 式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。 显而易见地， 下面描述中的附图仅 仅是示例性的， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据 提供的附图引伸获得其它的实施附图。 0021 本说明书所绘示的结构、 比例、 大小等， 均仅用以配合说明书所揭示的内容， 以供 熟悉此技术的人士了解与阅读， 并非用以限定本发明可实施的限定条件， 故不具技术上的 实质意义， 任何结构的修饰、 比例关系的改变。

27、或大小的调整， 在不影响本发明所能产生的功 效及所能达成的目的下， 均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。 0022 图1为本发明实施例中提供的带经济器补气回路的多补气螺杆式空气源热泵机组 的制冷运行流程示意图； 图1中的箭头表示制冷剂流向； 图2为本发明实施例中提供的带经济器补气回路的多补气螺杆式空气源热泵机组的制 热运行流程示意图； 图2中的箭头表示制冷剂流向； 图3为本发明实施例中提供的带经济器补气回路的多补气螺杆式水、 地源热泵机组的 制冷运行流程示意图； 图3中的箭头表示制冷剂流向； 图4为本发明实施例中提供的带经济器补气回路的多补气螺杆式水、 地源热泵机组的 制热运行流。

28、程示意图； 图4中的箭头表示制冷剂流向； 图5为本发明实施例中提供的带经济器补气回路的多补气空气源热泵机组的喷液流程 示意图； 图6为本发明实施例中采用的螺杆式压缩机工作原理说明示意图； 由于包含抽象的概 念， 编号无法进行直观的体现， 故添加文字进行辅助说明。 0023 图中， 1、 螺杆式压缩机； 2、 四通换向阀； 3、 源侧换热器； 4、 水侧换热器； 5、 经济器； 6、 补气管路； 7、 单向阀； 8、 主膨胀阀； 9、 节流机构； 10、 喷液管路； 11、 喷液电磁阀； 12、 补气 口。 具体实施方式 0024 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附。

29、图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发 明。 但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施， 本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进， 因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。 0025 除非另有定义， 本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。 本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施方式的目的， 不是旨在于限制本发明。 本文所使用的术语 “和/或” 包括一个或多个 说明书 4/9 页 7 CN 111336719 A 7 相关的所列项目的任意的和所。

30、有的组合。 0026 实施例1 参见图1和图2， 提供一种单机多补气螺杆式热泵机组， 包括螺杆式压缩机1、 四通换向 阀2、 源侧换热器3、 水侧换热器4和经济器5。 源侧换热器3采用空气源， 经济器5采用两级。 螺 杆式压缩机1设有大于两级的压缩阶段， 通过两级所述经济器5向所述螺杆式压缩机1的不 同压缩阶段补充制冷剂， 每一级压缩阶段均设有至少处于两个不同位置的补气口12； 不同 位置的所述补气口12处于螺杆式压缩机1的同一补气压力或不同补气压力位置， 且不同级 别压缩阶段的补气口12至少有两个分别处于不同的补气压力位置。 所述源侧换热器3经所 述四通换向阀2连接所述螺杆式压缩机1的吸气侧。

31、， 所述水侧换热器4经所述四通换向阀2连 接所述螺杆式压缩机1的排气侧； 所述源侧换热器3经管路连接所述经济器5， 源侧换热器3 经管路还连接所述水侧换热器4， 所述经济器5经管路连接所述水侧换热器4， 经济器5经管 路还连接所述螺杆式压缩机1的补气口12。 所述经济器5补充的制冷剂气体来源于制冷循环 的液体总管中开设的取液孔； 所述取液孔开设在所述源侧换热器3和水侧换热器4之间的管 路路径上， 或所述取液孔开设在所述经济器5与源侧换热器3之间的管路路径上。 0027 辅助参见图6， 具体的， 单机多补气螺杆式热泵机组中的所述多补气指通过处于同 一级压缩阶段的补气口12进行补气， 或所述多补气。

32、指通过处于大于一级压缩阶段上的补气 口12进行补气。 所述压缩阶段包括一级压缩阶段、 二级压缩阶段和三级压缩阶段； 定义所述 一级压缩阶段的补气口12为一级补气口， 定义所述二级压缩阶段的补气口12为二级补气 口， 定义所述三级压缩阶段的补气口12为三级补气口； 所述一级补气口的通道口径大于所 述二级补气口的通道口径。 0028 具体的， 螺杆式压缩机1的压缩阶段中， 压缩机机体或排气座上处于不同补气阶段 而开设的补气口12大小必须为一级补气口通道尺寸大于二级补气口通道尺寸， 并具有一定 比例关系， 比例关系依照每一级设计工况下的压缩比进行设计， 其气态制冷剂密度随着压 缩比的增加而增加， 因。

33、此一级补气气流通道尺寸大于二级补气气流通道尺寸。 0029 具体的， 通过向一级压缩阶段终了位置的一级补气口的通道口内喷液或补气降低 一级压缩阶段终了状态的气态制冷剂温度， 并增加二级压缩阶段的制冷剂流量； 通过向二 级压缩阶段终了位置的二级补气口的通道口内喷液或补气降低二级压缩阶段终了状态的 气态制冷剂温度， 并增加三级压缩阶段的制冷剂流量。 0030 具体的， 所述螺杆式压缩机1包括压缩机机体和排气座， 所述补气口12设置在所述 压缩机机体上， 至少两个所述补气口12设有螺纹或法兰结构， 螺杆式压缩机1和经济器5之 间设有补气管路6， 螺杆式压缩机1通过所述补气管路6经所述螺纹或法兰结构接。

34、收从经济 器5补充的制冷剂气体。 所述补气管路6接收的制冷剂气体补充至不同级别的压缩阶段； 所 述补气管路6流至螺杆式压缩机1的制冷剂气体分为至少两路， 分为至少两路的制冷剂气体 分别补充至处于同一补气中间压力位置的阴转子侧的第一补气口和阳转子侧的第二补气 口上。 从而在同一个螺杆式压缩机1上实现准二级压缩循环， 进而可以实现准二级的双回路 补气结构， 提升一级经济器5回路的补气量。 0031 各级补气口12尺寸， 需要根据压缩机容量、 补气容量以及运行工况进行计算设计。 并且为了避免不出现内部串气问题， 需要保证同一个补气口12在压缩阶段中只能对某一个 补气压力处的制冷剂进行补气混合， 其补。

35、气口12的现状优先考虑设计成与螺杆式压缩机1 说明书 5/9 页 8 CN 111336719 A 8 转子的型线流向相应的流向。 0032 各级补气口12的尺寸， 不限于通过机加钻孔成型、 铸造成型或其他途径加工成型。 特别地， 为减少补气过程与主循环回路的相互干涉性以及增加补气的有效性， 各级补气口 12的补气方向可因转子型线的差异而具有一定的方向性。 此外， 可以增设大于一处的补气 口12， 或各补气口12的尺寸不同， 以及各向补气口12的补气方向不同。 0033 实施例2 参见图3和图4， 提供一种单机多补气螺杆式热泵机组， 包括螺杆式压缩机1、 四通换向 阀2、 源侧换热器3、 水侧。

36、换热器4和经济器5。 源侧换热器3采用水地源换热器， 经济器5采用 两级。 螺杆式压缩机1设有大于两级的压缩阶段， 通过两级所述经济器5向所述螺杆式压缩 机1的压缩阶段补充制冷剂， 每一级压缩阶段均设有至少处于两个不同位置的补气口12； 不 同位置的所述补气口12处于螺杆式压缩机1的同一补气压力或不同补气压力位置， 且不同 级别压缩阶段的补气口12至少有两个分别处于不同的补气压力位置。 所述源侧换热器3经 所述四通换向阀2连接所述螺杆式压缩机1的吸气侧， 所述水侧换热器4经所述四通换向阀2 连接所述螺杆式压缩机1的排气侧； 所述源侧换热器3经管路连接所述经济器5， 源侧换热器 3经管路还连接所。

37、述水侧换热器4， 所述经济器5经管路连接所述水侧换热器4， 经济器5经管 路还连接所述螺杆式压缩机1的补气口12。 所述经济器5补充的制冷剂气体来源于制冷循环 的液体总管中开设的取液孔； 所述取液孔开设在所述源侧换热器3和水侧换热器4之间的管 路路径上， 或所述取液孔开设在所述经济器5与源侧换热器3之间的管路路径上。 0034 具体的， 图3和图4分别指水地源螺杆式热泵机组制冷模式和制热运行模式的流 程； 带经济器回路的多补气水地源螺杆式热泵机组在不同运行模式下， 不同位置的经济器5 处于同一补气压力或不同补气压力位置， 且不同压缩阶段的补气口12有两个分别处于不同 的补气压力位置。 在不同运。

38、行模式下， 不同位置的经济器5均可发挥补气作用。 0035 具体的， 采用水地源换热器的螺杆式热泵机组可以实现机组端水路的切换， 当客 户需要制冷、 制热模式的切换时， 可以大大简化客户端的水路切换单元， 节约客户侧的水路 切换工程， 节约项目投资。 0036 再次参见图3和图4， 带经济器5循环的螺杆式热泵机组带有多个补气口12， 分别与 来自同一个经济器5的补气回路相连， 构成一分为二的两个补气回路同时补气的过程。 带经 济器回路的第一级补气回路中的制冷剂与压缩机主回路的制冷剂在第一级压缩终了腔体 内混合后， 再次进入下一级压缩阶段进行再次压缩升压。 压缩阶段为带有一级经济器补气 回路的准。

39、双级压缩阶段， 可以实现增大第一级补气量的效果。 为了减少两侧补气之间的影 响， 分成两个补气回路到压缩机之间的补气管路6的路径上可以设置单向阀7， 通过单向阀7 减小补气管路6补气过程的管路振动和噪音。 0037 实施例3 单机多补气螺杆式热泵机组的一个实施例中， 在一级补气口的下游至螺杆式压缩机1 排气终了的过程中再增加一级补气回路， 同样地， 包括带两个二级补气口的螺杆式压缩机 1， 两个二级补气口均带有螺纹或法兰结构， 可以接收从经济器5补充至螺杆式压缩机的制 冷剂气体， 此时两个二级补气口均开在下一级经济器5补气中间压力的压缩机压缩阶段位 置。 带有第二级补气回路的螺杆式压缩机1机体。

40、或排气座与第一级的压缩机机体或排气座 为同一机体或排气座， 即： 在同一个压缩机的机体或者排气座上实现准三级压缩结构， 从而 说明书 6/9 页 9 CN 111336719 A 9 可以实现第二级的双路补气结构， 以再次提升补气量， 增大了第二级补气量的效果。 0038 辅助参见图6， 带经济器回路的第二级补气回路中的制冷剂与压缩机主回路的制 冷剂在第二级压缩终了腔体内混合后， 再次进入第三级压缩阶段进行再次压缩升压。 所述 压缩阶段为带有第二级经济器补气回路的准三级压缩阶段， 可以实现增大第二级补气量的 效果。 从经济器5流至螺杆式压缩机1的经济器5补气分为至少两路分别补充至螺杆式压缩 机。

41、1上的处于同一个补气压力位置的不同补气口12， 整个压缩阶段为带有一级经济器5补气 回路和二级经济器5补气回路的准三级压缩阶段。 0039 具体的， 准三级压缩阶段， 特别适用于大压缩比的运行工况， 与压力的绝对值并无 直接关系， 只与压缩比的计算值相关， 因此可以根据压缩机的运行工况和状态进行相关控 制和相关参数的设计， 其他相关的在多级压缩阶段中的不同的控制方法仍在本发明所述的 准三级螺杆式压热泵机组或多补气口12的螺杆式热泵机组的保护范围。 0040 实施例4 参见图5， 本发明实施例提供一种带经济器回路的多补气空气源螺杆式热泵机组的喷 液循环， 所述带经济器回路的多补气空气源螺杆式热泵。

42、机组由带多个补气口12的螺杆式压 缩机1、 四通换向阀2、 源侧换热器3、 水侧换热器4、 经济器5、 喷液管路10以及节流机构9等， 配合接管连接而成的热泵机组， 源侧换热器3采用空气源。 图5指示带经济器回路的多补气 空气源螺杆式热泵机组在排温达到某一设定值的上下限时， 通过开关喷液管路10来实现排 温的控制。 0041 具体的， 所述补气管路6的路径上设有三通阀， 经过三通阀将从所述经济器5流至 螺杆式压缩机1的制冷剂气体分为两路。 所述补气管路6上设有单向阀7， 所述源侧换热器3 和经济器5之间设有主膨胀阀8。 节流机构9包括喷液管路10， 所述喷液管路10上设有喷液电 磁阀11， 喷。

43、液管路10位于所述水侧换热器4与经济器5间的液体管路路径上或者位于经济器 5与所述主膨胀阀8之间的液体管路路径上； 所述喷液管路10的喷液口设置在所述单向阀7 与补气口12之间的路径上。 0042 具体的， 补气压力位置的补气口12选择或启用方式包括： 当环境温度或吸、 排气压力处于预设温度或预设压力下， 根据压力温度换算后计算成 螺杆式压缩机1的压缩比参数， 当压缩比大于第一预设数值时， 打开第一级电磁阀和第二级 电磁阀， 开启第一级压缩阶段和第二级压缩阶段的补气回路； 当压缩比大于第二预设数值 小于第一预设数值时， 打开第一级电磁阀， 开启第一级压缩阶段的补气回路； 当压缩比小于 第二预设。

44、数值时， 关闭第一级电磁阀或第二级电磁阀， 关闭第一级压缩阶段或第二级压缩 阶段的补气回路； 当排气温度升高到上限设定值时， 打开并联在补气管路6上的喷液管路10 的喷液电磁阀11开启喷液降温操作； 当排温达到设定下限值时， 关闭并联在补气管路6上的 喷液管路10的喷液电磁阀11。 0043 具体的， 所述喷液电磁阀11采用热力膨胀阀或电子膨胀阀。 根据所述螺杆式压缩 机1的容量、 补气容量及运行工况确定所述补气口12的尺寸， 同一个补气口12在一个压缩阶 段中对一个补气压力位置的制冷剂进行补气混合。 所述补气口12的流向与所述螺杆式压缩 机1的阴阳转子的型线流向相同。 0044 喷液管路10。

45、的具体控制方法为： 当排气温度升高达到上限设定值时， 通过打开并 联在补气管路6上的喷液管路10的喷液电磁阀11， 从而开启喷液降温操作， 当排温达到设定 说明书 7/9 页 10 CN 111336719 A 10 下限值时， 关闭并联在补气管路6上的喷液管路10的喷液电磁阀11， 从而实现排温控制。 0045 准三级压缩补气过程较市场中现有的只适合做单热型机组的单机双级螺杆式热 泵机组相比， 不仅可以提供能效相当的制热性能， 而且可以提供更高的制冷能力和能效， 比 市场中的单机双级螺杆式热泵机组具有更广阔的应用优势； 不仅适用于低温冷冻领域的大 压缩比运行工况， 又能适用于常规工况的小压比。

46、运行工况， 可以提供更为高效的制冷能力， 因此本发明不仅在大压比工况的低温、 高温热泵或低温冷冻领域能发挥优异的性能， 又能 在小压比工况的空调制冷领域具有显著的优势。 0046 带经济器回路的多补气螺杆式热泵机组的一个实施例中， 通过向二级补气口的通 道内喷液降低述二级压缩阶段终了状态的气态制冷剂温度。 第二级经济器补气通道的制冷 剂来源不限于第二级经济器补气， 亦可作为喷液用途， 喷液量需要根据运行工况经过计算 得出其最佳的喷液量， 期达到降低二级压缩阶段终了状态的气态制冷剂的温度。 0047 带经济器回路的多补气螺杆式热泵机组的一个实施例中， 所述补气压力位置的补 气口12选择或启用方法。

47、包括: 当环温处于预设温度下， 根据压力温度换算后计算成螺杆式压缩机1的压缩比参数， 当 压缩比大于第一预设数值2时， 开启第一级压缩阶段和第二级压缩阶段的补气回路； 当压缩 比大于第二预设数值1小于第一预设数值2时， 开启第一级压缩阶段的补气回路； 当压缩比 小于第二预设数值1时， 开启或关闭第一级压缩阶段的补气回路。 0048 本发明能够实现大压比运行工况下的性能提升和能效的提升， 对于低环温空气源 或水、 地源热泵机组或者低温制冷设备均具有应用价值， 是一种适应工况更广、 更加节能高 效的螺杆式热泵机组， 较现有的带经济器5补气回路的准双级螺杆式热泵机组有了更大的 应用范围突破。 一方面。

48、提升经济器5补气效率， 提高压缩机的容积效率， 补气后的制冷剂与 主回路的制冷剂混合后改变了制冷剂的状态， 有效降低了各级压缩终了的制冷剂温度， 所 以还可以提高压缩机的等熵效率， 从而使得本发明可以实现准三级压缩阶段， 不仅极大地 提高了机组可靠性， 也极大地提升了所述螺杆式热泵机组的能力和能效。 本发明更加适用 于有季节性的制冷和制热需求的场合， 能够实现一台机组提供更大制冷、 制热能力和能效， 具备夏季高效制冷空调和冬季高效制热空调的两种功能， 特别是在北方供暖需求迫切的地 区， 与传统的锅炉加冷水机的空调方案相比， 省掉了燃煤、 燃气或者电热水锅炉的投资， 一 方面减少了环境污染， 另。

49、一方面减少了客户设备、 场地的初投资和运行维护费用， 具有极大 的性价比和可推广性。 0049 带经济器回路的多补气螺杆式热泵机组的一个实施例中， 根据客户的运行工况， 可以实现单机大容量负荷的需求， 可以节约安装空间、 节约施工投入、 简化水路系统， 而且 机组可靠性更高、 运行范围更宽， 尤其是在高档商住领域、 科研领域、 医疗空调行业等应用 中具有广阔的应用前景， 因此本发明具有极大的开发和应用价值。 0050 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合， 为使描述简洁， 未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述， 然而， 只要这些技术特征的组合不存 在矛盾， 都应当认。

50、为是本说明书记载的范围。 0051 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来 说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护 说明书 8/9 页 11 CN 111336719 A 11 范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说明书 9/9 页 12 CN 111336719 A 12 图1 图2 说明书附图 1/3 页 13 CN 111336719 A 13 图3 图4 说明书附图 2/3 页 14 CN 111。