CN101839531A

CN101839531A - 原生态污水源数码变容量热泵空调系统

Info

Publication number: CN101839531A
Application number: CN 201010158238
Authority: CN
Inventors: 苏传霞
Original assignee: SHANGHAI STEWART WARNER AIR CONDITIONERS EQUIPMENT CO Ltd; SHANGHAI STEWART WARNER AIR CONDITIONERS CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI STEWART WARNER AIR CONDITIONERS EQUIPMENT CO Ltd; SHANGHAI STEWART WARNER AIR CONDITIONERS CO Ltd
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2010-09-22

Abstract

本发明公开了一种原生态污水源数码变容量热泵空调系统，其包括压缩机等元件，压缩机的排气端与油分离器相连接，压缩机的进气端与气液分离器的出气端相连接，气液分离器的进气端与四通阀的出气端连接，高压针阀和高压开关在压缩机与油分离器之间，低压开关和低压针阀在气液分离器和四通阀之间，第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一过滤器、第二过滤器和电子膨胀阀在干式壳管换热器和满液式壳管换热器之间，储液器在第二单向阀和第一过滤器之间，电子膨胀阀在第一过滤器和第二过滤器之间，满液式壳管换热器的进水口与污水水泵连接，满液式壳管换热器的出水口与防阻机连接。本发明实现数码变容量调节主机冷热量的输出。

Description

原生态污水源数码变容量热泵空调系统

技术领域

本发明涉及一种空调系统，特别涉及一种原生态污水源数码变容量热泵空调系统。

背景技术

在当今，可持续发展已经成为热门话题，环境因素作为可持续发展三要素之一，已引起各个方面的关注。可持续发展意味着维护、合理使用并且提高自然资源利用成本，意味着在发展计划和政策中纳入对环境的关注和考虑。用热泵系统回收城市污水中的热能，既开发了一种清洁能源，同时降低了城市废热的排放量，又保护了环境。开展城市污水热能利用技术的研究，是一项具有节能和环保意义的应用技术研究。

污水源热泵是利用城市污水量大、水质稳定、常年温度在13至25摄氏度等特点，以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。污水源热泵具有热量输出稳定、COP(Coefficient Of Performance，循环性能系数)值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点，是实现污水资源化的有效途径。污水源热泵比燃煤锅炉环保，污染物的排放比空气源热泵减少40％以上，比电供热减少70％以上。污水源热泵节省能源，比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃煤锅炉节省1/2以上的燃料。由于污水源热泵的热源温度全年较为稳定，其制冷、制热系数比传统的空气源热泵高出40％左右，其运行费用仅为普通中央空调的50％～60％。

污水源热泵空调系统(含水源部分)方式按工艺流程分为开式系统与闭式系统两大类。开式系统与闭式系统的区别在于污水源水是否直接进入热泵机组的蒸发器和冷凝器。如果直接进入为开式系统，如果间接通过二次换热循环热载体进入为闭式系统。

闭式系统的例子如下：以城市原生污水为热泵冷热源，由污水防阻机、污水专用管壳式换热器、热泵机组进行组合成闭式系统。用污水水泵自污水干渠处取水，经过防阻机连续除污装置后，污水与中介水经过污水专用换热器进行热量交换，经过污水专用换热器后的污水再次通过防阻机连续除污装置实现对装置的在线冲洗后返回污水干渠；冬季的中介水通过中介水泵进入到热泵机组蒸发器与制冷剂进行热量传递，制冷剂在冷凝器处与末端水进行能量传递，则末端水品位提高，实现对用户的供暖和生活热水供应；通过阀门切换，夏季的中介水通过中介水泵进入到热泵机组冷凝器与制冷剂进行热量传递，制冷剂则在蒸发器侧与末端水进行能量传递，通过末端水循环将冷量释放给用户，实现用户的夏季空调。其中，污水系统、中介水系统和末端水系统总体上组成了污水源热泵系统。

开式系统的例子如下：以江、河、湖水为热泵的冷源和热源，由江水防阻机和污水热泵机组进行组合成开式系统。用水泵自江、河、湖中取水，经过水力连续除污装置后，进入热泵机组。在冬季，过滤后的江、河、湖水进入到热泵机组蒸发器于制冷剂进行热量传递，制冷剂在冷凝器处与末端进行能量传递，则末端水品位提高，实现对用户供暖和生活热水的供应。通过阀门切换，在夏季，过滤后的江、河、湖水进入到热泵机组冷凝器进行热量传递，制冷剂则在蒸发器侧与末端水进行能量传递，通过末端水循环将冷量释放给用户。

但是，上述的闭式系统和开式系统都不能实现数码变容量调节和节能，同时空调热泵系统的舒适性和节能性大打折扣。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种原生态污水源数码变容量热泵空调系统，其根据负荷大小自动控制压缩机的运行数量，从而实现数码变容量调节主机冷热量的输出。

为解决所述技术问题，本发明提供了一种原生态污水源数码变容量热泵空调系统，其特征在于，其包括压缩机、油分离器、四通阀、干式壳管换热器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、满液式壳管换热器、储液器、气液分离器、第一过滤器、第二过滤器、电子膨胀阀、高压开关、低压开关、高压针阀、低压针阀、空调水泵、污水水泵、冷媒水进水温度探头、冷媒水出水温度探头、室内机、防阻机，压缩机的排气端与油分离器相连接，压缩机的进气端与气液分离器的出气端相连接，气液分离器的进气端与四通阀的出气端连接，高压针阀和高压开关在压缩机与油分离器之间，低压开关和低压针阀在气液分离器和四通阀之间，第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一过滤器、第二过滤器和电子膨胀阀在干式壳管换热器和满液式壳管换热器之间，储液器在第二单向阀和第一过滤器之间，电子膨胀阀在第一过滤器和第二过滤器之间，干式壳管换热器的进水口通过冷媒水进水温度探头与空调水泵连接，干式壳管换热器的出水口通过冷媒水出水温度探头与室内机连接，满液式壳管换热器的进水口与污水水泵连接，满液式壳管换热器的出水口与防阻机连接。

本发明的积极进步效果在于：一、本发明原生态污水源数码变容量热泵空调系统是根据负荷大小自动控制压缩机的运行数量，从而实现数码变容量。二、本发明原生态污水源数码变容量热泵空调系统采用的是污水通过防阻机直接进入空调热泵机组，这个污水源热泵省去了污水源专用换热器，省去了参与循环的一级水泵和减少了中间环节的换热温差的浪费，从而系统的效率更高且更加节能。

附图说明

图1为本发明原生态污水源数码变容量热泵空调系统的原理框图。

图2为本发明原生态污水源数码变容量热泵空调系统的工艺流程图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1和图2所示，本发明原生态污水源数码变容量热泵空调系统包括压缩机1、油分离器2、四通阀3、干式壳管换热器4、第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、满液式壳管换热器9、储液器10、气液分离器11、第一过滤器12、第二过滤器13、电子膨胀阀14、电磁阀15、高压开关16、低压开关17、高压针阀18、低压针阀19、空调水泵24、污水水泵25、冷媒水进水温度探头20、冷媒水出水温度探头21、室内机22、防阻机23，压缩机1的排气端与油分离器2相连接，压缩机1的进气端与气液分离器11的出气端相连接，气液分离器11的进气端与四通阀3的出气端连接。高压针阀18和高压开关16在压缩机1与油分离器2之间，低压开关17和低压针阀19在气液分离器11和四通阀3之间。第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、第一过滤器12、第二过滤器13和电子膨胀阀14在干式壳管换热器4和满液式壳管换热器9之间。储液器10在第二单向阀6和第一过滤器12之间，电子膨胀阀14在第一过滤器12和第二过滤器13之间。干式壳管换热器4的进水口通过冷媒水进水温度探头20与空调水泵24连接，干式壳管换热器4的出水口通过冷媒水出水温度探头21与室内机22连接。满液式壳管换热器9的进水口与污水水泵25连接，满液式壳管换热器9的出水口与防阻机23连接。压缩机1是系统的心脏，油分离器2是将制冷剂中的润滑油分离出来，气液分离器11使液态制冷剂气态制冷剂分离，防止液态的制冷剂进入压缩机1，四通阀3实现空调系统制冷剂的换向，干式壳管换热器4实现冷冻水与制冷剂的能量的交换，第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8实现制冷剂单向流动，满液式壳管换热器9用于原生污水和制冷剂能量的交换。储液器10储存系统液态冷媒，气液分离器11用于气态和液态的分离，第一过滤器12和第二过滤器13滤掉系统的杂质，电磁阀15与满液式壳管换热器9连接且起回油的控制作用，高压针阀18和低压针阀19的作用是为了测量压力的作用，电子膨胀阀14是节流装置，冷媒水进水温度探头20测量冷冻水进口的温度，冷媒水出水温度探头21测量冷冻水出口的温度。

本发明原生态污水源数码变容量热泵空调系统是根据室内负荷的大小自动控制压缩机的运行数量，实现数码变容量，从而到达节能、环保、运行经济、可靠的目的。比如当室内负荷很小时，冷媒水进水温度探头和冷媒水出水温度探头之间的温差减少，当减少到特定值时，温度传感器与主机通讯，通过控制器来减少压缩机的开启数量；当室内负荷增加时，冷媒水进水温度探头和冷媒水出水温度探头之间的温差增大，当增大到特定值时，温度传感器与主机通讯，通过控制器来增加压缩机的开启数量，从而实现数码变容量的目的。

本发明原生态污水源数码变容量热泵空调系统的工作原理如下：

一、夏天制冷的流程：低温低压的制冷剂气体经过压缩机1压缩以后变成高压高温的气体，经过高压针阀18和高压开关16沿着管路A1-A2到达油分离器，经过油分离器2以后顺着管路A3-A4到四通阀3(断电状态)高压侧，然后顺着管路A5-A6-A7在满液式换热器9里面进行换热。夏天污水的水温20℃左右，比环境温度平均低出12℃，原生污水进入防阻机的过滤后直接进入满液式换热器进行换热。通过换热后高温高压的气体变为高压低温的液体，沿着管路A8-A9-A10-A11-A12-A13-A14通过第二单向阀6，然后通过管路A15-A16来到储液器10，再经过管路A17-A18和第一过滤器12及电子膨胀阀14，此时制冷剂为低压低温的液态，在顺着第二过滤器13、管路A19-A20-A21-A22-A23-A24-A25-A26到达干式壳管换热器4进行换热，经过换热后低温低压液态制冷剂变为低温低压气体，最后制冷剂沿着管路A27-A28-A29通过四通阀3(断电状态)的低压侧，顺着管路A30-A31经过气液分离器11后沿着管路A32-A33回到了压缩机1，这样就完成一个制冷循环。

二、冬天制热的流程：低温低压的制冷剂气体经过压缩机1压缩以后变成高压高温的气体，经过高压针阀18和高压开关16沿着管路A1-A2到达油分离器2，经过油分以后顺着管路A3-A4到四通阀3的高压侧(通电状态)沿着管路A29-A28-A27到达了干式壳管换热器4后进行机型换热，经过换热冷凝后高温高压的气体变为高压低温的液体，液体制冷剂又顺着管路A26-A25-A24-A23-A22-A34经过第二单向阀6后沿着管路A15-A16来到储液器10，经过储液器10沿着管路A17-A18通过第一过滤器12及电子膨胀阀14后，制冷剂为低压低温的气液两态，再顺着第二过滤器13、管路A19-A20通过第三单向阀7后，再顺着管路A35-A13-A12-A11-A10-A9-A8来到满液式壳管蒸发器9进行蒸发换热，变成低温低压的制冷剂气体进入压缩机的吸气端。污水水温冬季一般在14℃左右，比环境温度平均高出20℃。污水排出温度为9℃。制冷剂经过换热后变成了低压低温的气体，顺着管路A7-A6-A5通过四通阀3(通电状态)的低压侧，顺着管路A30-A31经过气液分离器11回到压缩机1，这就完成了一个制热循环。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种原生态污水源数码变容量热泵空调系统，其特征在于，其包括压缩机、油分离器、四通阀、干式壳管换热器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、满液式壳管换热器、储液器、气液分离器、第一过滤器、第二过滤器、电子膨胀阀、高压开关、低压开关、高压针阀、低压针阀、空调水泵、污水水泵、冷媒水进水温度探头、冷媒水出水温度探头、室内机、防阻机，压缩机的排气端与油分离器相连接，压缩机的进气端与气液分离器的出气端相连接，气液分离器的进气端与四通阀的出气端连接，高压针阀和高压开关在压缩机与油分离器之间，低压开关和低压针阀在气液分离器和四通阀之间，第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一过滤器、第二过滤器和电子膨胀阀在干式壳管换热器和满液式壳管换热器之间，储液器在第二单向阀和第一过滤器之间，电子膨胀阀在第一过滤器和第二过滤器之间，干式壳管换热器的进水口通过冷媒水进水温度探头与空调水泵连接，干式壳管换热器的出水口通过冷媒水出水温度探头与室内机连接，满液式壳管换热器的进水口与污水水泵连接，满液式壳管换热器的出水口与防阻机连接。