CN101852509B - 制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组，属于水源热泵技术领域，该机组包括：压缩机，使用侧换热器，污水侧换热器，节流阀，过滤器，油分离器，多个阀门；压缩机的出口和油分离器进口连接，油分离器出口和使用侧换热器顶部第一开口连接，同时和污水侧换热器顶部第一开口连接；压缩机的进口和使用侧换热器顶部第二开口相连，同时和污水侧换热器顶部第二开口相连接；使用侧换热器底部第一路开口和过滤器的入口端连接，过滤器的出口端连接节流阀的进口；使用侧换热器底部第二路开口和节流阀的出口相连；污水侧换热器的底部第一路开口和过滤器的进口相连接，第二路开口通过阀门和节流阀的出口相连。该机组简化机房管路、便于运行维护。

Description

制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组
技术领域
本发明属于水源热泵技术领域，特别涉及适用于蒸汽压缩式满液式水源热泵机组。 
背景技术
传统满液式水源热泵机组在制冷系统构成上同满液式冷水机组。如图1所示该机组以压缩机11、满液式蒸发器15、水冷冷凝器12和节流阀14为主要部件，再配以阀门17和过滤器13构成完整的系统；其连接关系为：压缩机11的出口连接一个阀门17，然后和水冷冷凝器12的进口相接，水冷冷凝器12的出口连接一个阀门17，然后再连接过滤器13和节流阀14，最后通过一个阀门17和满液式蒸发器15的进口连接，满液式蒸发器15的出口连接一个阀门17再和压缩机11的进口相连接。喷射泵16有两个进口一个出口，一个进口连接一个阀门17，再连接一个过滤器13，然后再连接一个阀门17，最后和水冷冷凝器相连，另一个进口连接一个阀门，然后和满液式蒸发器15相连。 
具体的工作流程为：压缩机11排气后到水冷冷凝器12，冷凝后的液体进入过滤器13，节流阀14后进入满液式蒸发器15，蒸发后再进入压缩机11中，每个配件之间均配以阀门17作为检修阀。机组回油管路经过水冷冷凝器12上的高压液体进入喷射泵16从满液式蒸发器15中部抽取含油液体进入压缩机11的吸气管路中，再回到压缩机中。 
机组运行时制冷剂的流向是固定不变的，蒸发器用来制取冷水、冷凝器用来制取热水。当使用侧需要冷水时接蒸发器，冷热源接其冷凝器；当使用侧需要热水时接冷凝器，冷热源接其蒸发器。因此，使用侧、冷热源侧均需要设置切换的阀门和管路，导致水系统管路复杂，操作繁琐，机房需要的空间较大。当冷热源为有腐蚀性的介质时，蒸发器和冷凝器都需做成防腐结构，导致机组的成本大幅度增加。 
发明内容
本发明的目的旨在为克服已有技术的不足之处，提出一种制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组，可降低系统工程造价、简化机房管路、便于系统日常运行维护。 
本发明提出的制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组，其特征在于，该机组包括：压缩机，使用侧换热器，污水侧换热器，节流阀，过滤器，油分离器，多个阀门；其连接关系为：压缩机的出口和油分离器进口连接，油分离器出口通过阀门和使用侧换热器顶部第一开口(221)连接，同时油分离器出口通过阀门和污水侧换热器顶部第一开口(231) 连接；压缩机的进口通过阀门和使用侧换热器顶部第二开口(222)相连，同时通过阀门和污水侧换热器顶部第二开口(232)相连接；使用侧换热器底部有两路开口，第一路开口(224)通过阀门和过滤器的入口端连接，过滤器的出口端连接节流阀的进口；使用侧换热器底部第二路开口(223)通过阀门和节流阀的出口相连；污水侧换热器的底部有两路开口，第一路开口(233)通过阀门和过滤器的进口相连接，第二路开口(234)通过阀门和节流阀的出口相连。 
所述机组还设有两路回油管路(27、28)、高压回油管路，以及回路中的第二、第三和第四过滤器(272、292、282)和喷射泵；其中，喷射泵出口连接在压缩机进口管路上，喷射泵的第一路进口(302)通过阀门依次连接的第三过滤器(292)和油分离器的油路出口组成高压管路；喷射泵的第二路进口(303)通过阀门、电磁阀、连接第二过滤器(272)至使用侧换热器侧部出口组成第一回油管路；喷射泵的第二路进口依次通过阀门、电磁阀连接第四过滤器(282)和在污水侧换热器的侧部出口组成第二回油管路。 
本发明具有十分显著地进步和实质性特点： 
本发明机组采用的压缩机为螺杆式或离心式制冷压缩机，热源水包括但不局限于地表水(江、河、湖、海水)、地下水、土壤源、污水、工业余(废)热，通过本热泵机组制冷剂侧进行冷热换向分别可以实现制冷、制热、提供卫生热水等功能。 
通过制冷剂管路阀门手动或者自动切换，实现了热泵机组的制冷、制热转换，无需水侧切换；使用侧水(空调水、工艺冷却和加热用水等)只流过使用侧换热器(制冷时为冷水、制热时为热水)，热源水只流过冷热源侧换热器(制冷时作为冷却水，制热时作为热源水)，不会使使用侧水和热源水混合，从而杜绝了两个系统的水互相污染、混合，从而使整个机组的效率提高。同时机房无需设置转换阀门和管路，使水系统简洁，彻底杜绝了传统阀门转换系统漏水、使用侧水系统与冷热源水系统因短路而能力大损现象，同时还减少了两个水系统的压力损失。 
当热源水为有腐蚀性介质时，只需将冷热源侧换热器做成防腐结构即可，使用侧换热器不必考虑防腐，仍采用普通换热管(紫铜管等)即可，从而使机组造价大幅度下降，运行效率也可以更高。 
应用此机组可大幅度简化水源热泵机房管路系统，降低工程造价，减少操作维护工作量，是一项节能与节省造价的高新技术产品。 
二是当以海水、污水等带腐蚀性流体为冷热源时，只需将机组的冷热源侧换热器做成耐腐蚀的。 
附图说明
图1为普通满液式水源热泵机组结构及工作流程图。 
图2为本发明的制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组实施例结构及工作流程图。 
具体实施方式
本发明的制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组结合附图及实施例详细说明如下： 
本发明的制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组结构如图2所示，该机组包括：压缩机21，使用侧换热器22，污水侧换热器23，节流阀24，过滤器25，油分离器26，多个阀门(211-218)；其连接关系为：压缩机21的出口和油分离器26进口262连接，油分离器26出口261通过阀门212和使用侧换热器22顶部开口221连接，同时油分离器26出口261通过阀门214和污水侧换热器23顶部开口231连接；压缩机21的进口通过阀门211和使用侧换热器22顶部开口222相连，同时通过阀门213和污水侧换热器23顶部开口232相连接；使用侧换热器22底部有两路开口，一路开口224通过阀门216和过滤器25的入口端连接，过滤器25的出口端连接节流阀24的进口；使用侧换热器22底部另一路开口223通过阀门215和节流阀24的出口相连；污水侧换热器23的底部有两路开口，其中一路开口233通过阀门218和过滤器25的进口相连接，另一路开口234通过阀门217和节流阀24的出口相连； 
本机组还设有回油管路27、28、高压回油管路29，以及回路中的过滤器272、292和喷射泵30；其中，喷射泵30出口301连接在压缩机21进口管路上，喷射泵的一路进口302依次连接阀门293、过滤器292、阀门291和油分离器26的油路出口263组成高压管路29；喷射泵30的另一路进口303依次连接阀门274、电磁阀273过滤器272和阀门271，再连接使用侧换热器22侧部出口225组成回油管路27；喷射泵的进口303依次与阀门284、电磁阀283，过滤器282和阀门281相连后，再连接在污水侧换热器23的侧部出口235上组成回油管路28。 
本机组通过各阀门的开关可以选择在制冷或制热工况下运行，具体的工作流程如下： 
制冷工况：阀门212，213，216，217，283关闭，阀门211，214，215，218，273开启。 
制冷剂在机组内部循环流程为：压缩机21的排气经油分离器26后，再经过阀门214排至污水侧换热器23，污水侧换热器23通过污水(江河湖海水)进行冷却；在污水侧换热器23内，制冷剂被冷却成液体，该液体经过阀门218、干燥过滤器25、进入节流阀24，被节流后的制冷剂经阀门215后进入使用侧换热器22蒸发，吸收使用侧水的热量，将使用侧水降温。制冷剂在使用侧换热器22内蒸发成为气体，经阀门211进入压缩机21重新被压缩。通过以上周而复始循环达到制冷的目的。 
机组按照制冷工况运行时候，回油管路27参与工作，高压回油管路29把高压润滑油带入喷射泵30，同时从使用侧换热器22中抽取带油的液体，一起返回压缩机21中。 
制热工况：阀门212，213，216，217，283开启，阀门211，214，215，218，273。 
制冷剂在机组内部循环流程为：压缩机21排气经油分离器26后通过阀门212排至使用侧换热器22，将热量释放给使用侧水，将使用侧水升温；在使用侧换热器22内，制冷剂被冷却成液体，该液体经过阀门216、干燥过滤器25进入节流阀24，被节流的制冷剂经阀门217后进入污水侧换热器23后蒸发，吸收污水(江河湖海水)的热量。制冷剂在污水侧换热器23内蒸发成为气体，经阀门213进入压缩机21重新被压缩。通过以上周而复始循环达到制热的目的。机组按照制热工况运行时候回油管路28参与工作，高压回油管路29把高压润滑油带入喷射泵30，同时从污水侧换热器23中抽取带油的液体，一起返回压缩机21中。 
当阀门211-218使用手动阀门时，机组只能进行手动操作，也可以采用电控阀门代替手动阀门211-218，使用控制器对阀门进行操作，达到自动控制的目的。 
本发明主要设备的实施例分别说明如下： 
本机组中压缩机21采用普通螺杆式压缩机，使用侧换热器22和污水侧换热器23均采用市场上最常见的壳管式换热器，其余部件节流阀24、过滤器25、油分离器26、多个阀门(211-218)，喷射泵30均采用与之负荷配套的普通产品即可。 

Claims (2)

1.一种制冷剂侧冷热换向的满液式水源热泵机组，其特征在于，该机组包括：压缩机，使用侧换热器，污水侧换热器，节流阀，过滤器，油分离器，多个阀门；其连接关系为：压缩机的出口和油分离器进口连接，油分离器出口通过阀门和使用侧换热器顶部第一开口(221)连接，同时油分离器出口通过阀门和污水侧换热器顶部第一开口(231)连接；压缩机的进口通过阀门和使用侧换热器顶部第二开口(222)相连，同时通过阀门和污水侧换热器顶部第二开口(232)相连接；使用侧换热器底部有两路开口，第一路开口(224)通过阀门和过滤器的入口端连接，过滤器的出口端连接节流阀的进口；使用侧换热器底部第二路开口(223)通过阀门和节流阀的出口相连；污水侧换热器的底部有两路开口，第一路开口(233)通过阀门和过滤器的进口相连接，第二路开口(234)通过阀门和节流阀的出口相连。
2.如权利要求1所述机组，其特征在于，所述机组还设有两路回油管路(27、28)、高压回油管路，以及回路中的第二、第三和第四滤器(272、292、282)和喷射泵；其中，喷射泵出口连接在压缩机进口管路上，喷射泵的第一路进口(302)通过阀门依次连接第三过滤器(292)和油分离器的油路出口组成高压管路；喷射泵的第二路进口(303)通过阀门、电磁阀连接第二过滤器(272)至使用侧换热器侧部出口组成第一回油管路；喷射泵的第二路进口依次通过阀门、电磁阀连接第四过滤器(282)和污水侧换热器的侧部出口组成第二回油管路。
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