CN101936618A

CN101936618A - 带有热回收的内切换水源热泵机组

Info

Publication number: CN101936618A
Application number: CN 201010265698
Authority: CN
Inventors: 殷尧其; 徐越; 董陈卫; 李亿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2011-01-05

Abstract

本发明公开了一种带有热回收的内切换水源热泵机组，压缩机与热回收器之间设有油分离器，压缩机的回油口连接油分离器油输出口，油分离器输出口还连接引射器输入口，热回收器输出口连接四通换向阀输入口，四通换向阀第一输出口连接蒸发器输入口、第二输出口分别连接压缩机吸气口和引射器输出口、第三输出口连接冷凝器输入口，冷凝器回油口通过第一单向阀连接引射器油输入口，冷凝器输出口通过桥式连接的第二至第四单向阀连接蒸发器的输出口，储液器和膨胀阀串接后接入桥式连接的第二至第四单向阀中；本热泵机组实现空调系统冰蓄冷功能，利用余热实现供冷和供热，避免对自然水体和冷冻水系统污染；减少机组运行成本，降低电网峰值负荷。

Description

带有热回收的内切换水源热泵机组

技术领域

本发明涉及一种带有热回收的内切换水源热泵机组。

背景技术

水源热泵机组广泛应用于制冷和制热系统中，通常的水源热泵机组在制冷和制热运行过程中均采用制冷系统外部切换，即采用冷冻水管系与冷却水管系通过两个阀组进行切换，如此无法直接应用于冰蓄冷集中式空调装置中。

如图1所示为传统水源热泵机组的原理框图，它主要包括螺杆式压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4、热回收器5等部件组成。螺杆式压缩机1运行中排出的高温高压制冷剂气体的热量经过热回收器5一次热量回收后，在冷凝器2中冷却为高压的制冷剂液体，再在膨胀阀3的节流降压作用下，转变成低温低压的制冷剂液体，在蒸发器4中蒸发吸热成低压的制冷剂气体，然后被螺杆式压缩机1吸入，经压缩重新转变成高温高压的气体，如此反复循环，完成制冷循环。当连接自然水体的冷却水管系接入冷凝器2，连接末端设备的冷冻水管系接入蒸发器4时，该水源热泵机组运行于制冷工况；当连接自然水体的冷却水接入蒸发器4，而连接末端设备的冷冻水管系接入冷凝器2时，该水源热泵机组运行于制热工况。因此在热泵机组制冷与制热切换时，会将空调水系统中的载冷剂排放到自然水体中，污染环境；而自然水体中的藻类和杂质带入空调水系统中，污染空调水系统。如果没有其它设备的配合，通常的水源热泵无法应用于冰蓄冷集中式空调系统作主机使用。

同时一般办公楼、商场、大型文化设施等集中式空调系统都是在白天使用，使用时段正处于电网供电高峰时节，空调系统用电是造成电网峰值负荷的重要因素。特别是目前建设节约型社会、减少碳排放的情况下，提高空调系统的使用效率，平衡电网峰值负荷，充分利用晚间用电政策，鼓励低谷电能消费，为企业降低运行电费，为社会降低能耗是十分重要的。因此无冰蓄冷的空调系统突显其不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带有热回收的内切换水源热泵机组，本热泵机组可实现空调系统的冰蓄冷功能，利用机组运行余热实现同时供冷和供热，避免了对自然水体和冷冻水系统的污染；减少了机组运行成本，降低了电网的峰值负荷，具有良好的经济效益和社会效益。

为解决上述技术问题，本发明带有热回收的内切换水源热泵机组包括螺杆式压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、热回收器，还包括四通换向阀、引射器、储液器、油分离器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀和第五单向阀，所述冷凝器是满液式冷凝器，所述螺杆式压缩机排气口连接所述油分离器的输入口，所述螺杆式压缩机回油口连接所述油分离器的油输出口，所述油分离器的输出口分别连接所述热回收器的输入口和引射器的输入口，所述热回收器的输出口连接所述四通换向阀的输入口，所述四通换向阀的第一输出口连接所述蒸发器的输入口、第二输出口分别连接所述螺杆式压缩机吸气口和引射器的输出口、第三输出口连接所述冷凝器的输入口，所述冷凝器的回油口连接所述第一单向阀的输入端，所述第一单向阀的输出端连接所述引射器油输入口，所述冷凝器的输出口分别连接所述第二单向阀的输入端和第三单向阀的输出端，所述第二单向阀的输出端分别连接所述储液器的输入口和第四单向阀的输出端，所述第三单向阀的输入端分别连接所述膨胀阀输出端和第五单向阀的输入端，所述膨胀阀输入端连接所述储液器的输出口，所述第四单向阀的输入端和第五单向阀的输出端连接所述蒸发器的输出口。

由于本发明带有热回收的内切换水源热泵机组采用了上述技术方案，螺杆式压缩机排气口连接油分离器输入口、回油口连接油分离器油输出口，油分离器输出口分别连接热回收器输入口和引射器输入口，热回收器输出口连接四通换向阀输入口，四通换向阀第一输出口连接蒸发器输入口、第二输出口分别连接螺杆式压缩机吸气口和引射器输出口、第三输出口连接冷凝器输入口，冷凝器回油口连接第一单向阀输入端，第一单向阀输出端连接引射器油输入口，冷凝器输出口分别连接第二单向阀输入端和第三单向阀输出端，第二单向阀输出端分别连接储液器输入口和第四单向阀输出端，第三单向阀输入端分别连接膨胀阀输出端和第五单向阀输入端，膨胀阀输入端连接储液器输出口，第四单向阀输入端和第五单向阀输出端连接蒸发器输出口。本热泵机组可实现空调系统的冰蓄冷功能，利用机组运行余热实现同时供冷和供热，避免了对自然水体和冷冻水系统的污染；减少了机组运行成本，降低了电网的峰值负荷，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为传统热泵机组的原理框图，

图2为本发明带有热回收的内切换水源热泵机组的原理框图，

具体实施方式

如图2所示，本发明带有热回收的内切换水源热泵机组包括螺杆式压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4、热回收器5，还包括四通换向阀6、引射器8、储液器9、油分离器7、第一单向阀11、第二单向阀12、第三单向阀13、第四单向阀14和第五单向阀15，所述冷凝器2是满液式冷凝器，所述螺杆式压缩机1排气口连接所述油分离器7的输入口，所述螺杆式压缩机1回油口连接所述油分离器7的油输出口，所述油分离器7的输出口分别连接所述热回收器5的输入口和引射器8的输入口，所述热回收器5的输出口连接所述四通换向阀6的输入口，所述四通换向阀6的第一输出口连接所述蒸发器4的输入口、第二输出口分别连接所述螺杆式压缩机1吸气口和引射器8的输出口、第三输出口连接所述冷凝器2的输入口，所述冷凝器2的回油口连接所述第一单向阀11的输入端，所述第一单向阀11的输出端连接所述引射器8油输入口，所述冷凝器2的输出口分别连接所述第二单向阀12的输入端和第三单向阀13的输出端，所述第二单向阀12的输出端分别连接所述储液器9的输入口和第四单向阀14的输出端，所述第三单向阀13的输入端分别连接所述膨胀阀3输出端和第五单向阀15的输入端，所述膨胀阀3输入端连接所述储液器9的输出口，所述第四单向阀14的输入端和第五单向阀15的输出端连接所述蒸发器4的输出口。

本热泵机组运行时，热回收器的热水输入端和输出端分别接入热水系统，冷凝器的冷冻水输入端和输出端分别接入自然水体，蒸发器的热交换输入端和输出端分别接入空调系统末端或蓄冰装置，第二至第五单向阀用于分配储液器制冷剂流向。

本热泵机组中制冷系统通过四通换向阀的切换改变制冷剂的流向，在制冷状态时，高温高压制冷剂气体通过四通换向阀先流到冷凝器向自然水体放热，而蒸发器则制冷产生冷水或冰水，提供给冰蓄冷空调系统末端作夏季运行或蓄冰装置储藏制冷能量，制热状态时，低温低压制冷剂气体通过四通换向阀流到冷凝器向自然水体吸热，而蒸发器则产生热水，提供给空调系统末端作冬季运行。

本热泵机组中满液式冷凝器满足冬季制热运行工况，冷凝器运行时为蒸发换热状态，携带润滑油的制冷剂在冷凝器内气化后，较多的润滑油会滞留在冷凝器内，无法回到压缩机，从而造成压缩机损坏。因此在压缩机排气口配置油分离器，减少压缩机排气带出的润滑油进入冷凝器；同时在冷凝器器体上配装引射器，通过第一单向阀实现从冷凝器内制冷剂液面抽吸润滑油回到压缩机，进一步保证压缩机运行时有良好地润滑。同时由于与自然水体连接的冷却水长时间在冷凝器的换热管内流动，一旦产生藻类或杂质污染，则打开满液式冷凝器端盖，即可实施清理和维修操作。

本热泵机组的热回收器利用夏季制冷运行时，回收压缩机排气的冷凝废热加热热回收器内的水，使得热回收器内水温升高，从而获得45～60℃卫生热水或工艺用热水；同时强化了制冷剂气体的冷凝热释放，改善了冷凝条件。

本热泵机组的蒸发器热交换输入端和输出端分别接入蓄冰装置后，热泵机组晚间运行储存于蓄冰装置的制冷能量可应用于白天制冷，有效降低电网的峰值负荷，本热泵机组应用于冰蓄冷集中式空调装置中作主机，科学地克服了热泵机组在冰蓄冷空调系统应用中的一些的技术难题，具备了冰蓄冷空调装置避让用电高峰，起到用电削峰填谷的作用；自然水体在冷凝器内闭环流动避免了对自然水体和对冷冻水系统的污染；并利用热泵机组运行时产生的余热，可靠解决了蓄冰空调装置同时供冷、供热的功能。降低运行电费，减少设备投资，具有良好的经济效益和社会效益。

应用本热泵机组与常规的空调主机相比，其制冷效率可提高8～15％；冰桶结冰率、融冰率高于95％、节省电能20％以上；有效降低了运行成本。本热泵机组可应用于多种形式的集中式空调系统中，如工矿企业、综合性建筑物等，需要同时供冷、供热的舒适性或工艺性集中式空调系统中。

Claims

1.一种带有热回收的内切换水源热泵机组，包括螺杆式压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、热回收器，其特征在于：还包括四通换向阀、引射器、储液器、油分离器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀和第五单向阀，所述冷凝器是满液式冷凝器，所述螺杆式压缩机排气口连接所述油分离器的输入口，所述螺杆式压缩机回油口连接所述油分离器的油输出口，所述油分离器的输出口分别连接所述热回收器的输入口和引射器的输入口，所述热回收器的输出口连接所述四通换向阀的输入口，所述四通换向阀的第一输出口连接所述蒸发器的输入口、第二输出口分别连接所述螺杆式压缩机吸气口和引射器的输出口、第三输出口连接所述冷凝器的输入口，所述冷凝器的回油口连接所述第一单向阀的输入端，所述第一单向阀的输出端连接所述引射器油输入口，所述冷凝器的输出口分别连接所述第二单向阀的输入端和第三单向阀的输出端，所述第二单向阀的输出端分别连接所述储液器的输入口和第四单向阀的输出端，所述第三单向阀的输入端分别连接所述膨胀阀输出端和第五单向阀的输入端，所述膨胀阀输入端连接所述储液器的输出口，所述第四单向阀的输入端和第五单向阀的输出端连接所述蒸发器的输出口。