CN102345941B - 一种中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其包括压缩机等元件，压缩机的排气端与油分离器连接，油分离器还与第一换向阀和第三换向阀连接，第一换向阀和冷热源侧换热器连接，第三换向阀还和第二换向阀连接，冷热源侧换热器还和第一单向阀、第四单向阀连接，第一过滤器、视液镜、电子膨胀阀连接在第一单向阀和第四单向阀之间，第一单向阀还和第三单向阀连接，第四单向阀还和第二单向阀连接，第三单向阀、第二单向阀和用户侧换热器连接，用户侧换热器还和第二电磁阀连接，第四换向阀、第二过滤器连接在油分离器和第二换向阀之间，第一电磁阀连接在第二过滤器和引射器之间，引射器与第三电磁阀连接。本发明提高智能运行程度。

Description

一种中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组

技术领域

本发明涉及一种中央空调技术，特别是涉及一种中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组。

背景技术

满液式水源热泵机组由于其高效节能的特点，近年来在我国有着越来越广泛的应用。满液式螺杆水源热泵机组兼具满液式螺杆冷水机组和螺杆式水源热泵机组双重特点，以其极优的工况和高效的换热，使得运行能效远远高于普通水冷机组、空气源热泵或其它制冷/供暖方式。

目前，水源热泵机组(包括满液式水源热泵机组)的制冷和制热切换通常在水侧完成，这种做法对不利于机组的智能运行，并且在切换时不可避免地会出现冷热源水和使用侧水相互混合的情况，当用户水质特殊时，会出现两侧的水相互污染的情况，因此自然产生了对制冷剂侧切换的水地源热泵机组的需求。

制冷剂侧切换的水地源热泵机组通常使用干式蒸发器和制冷剂走管程的冷凝器，其缺点是换热效率低下，机组难以清洗，或者采用两组换热器，在不同工况时利用不同的换热器工作，浪费了大量的物料和成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其充分利用水源热泵机组和满液式机组的高效节能的优点，提高智能运行程度。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其采用制冷剂为介质进行换热和制冷，其包括压缩机、油分离器、第一换向阀、冷热源侧换热器、第一单向阀、第一过滤器、视液镜、电子膨胀阀、第二单向阀、用户侧换热器、第二换向阀、第三换向阀、第三单向阀、第四单向阀、第四换向阀、第二过滤器、第一电磁阀、引射器、第二电磁阀和第三电磁阀；在制冷时，该制冷剂的流向为：通过该压缩机1的排气端进入该油分离器，该油分离器对该压缩机排出的含油制冷剂气体进行分油，分出的制冷剂通过该第一换向阀进入该冷热源侧换热器，在该冷热源侧换热器的管外冷凝放热转变成液态的制冷剂后经过该第一单向阀、第一过滤器后经该电子膨胀阀节流成为低温低压的气液混合态的流体，再经由该第二单向阀后进入该用户侧换热器，在该用户侧换热器中沸腾，对用户侧的冷媒水进行冷却实现制冷，之后，在用户侧换热器中沸腾转变为气态后的制冷剂经由该第二换向阀进入该压缩机的吸气口；以及，该油分离器分出的油依次通过该第二过滤器、该第一电磁阀、该引射器回流至该压缩机；在制热时，该制冷剂的流向为：通过该压缩机的排气端进入该油分离器，该油分离器对该压缩机排出的含油制冷剂气体进行分油，分出的制冷剂依次通过该第三换向阀、该用户侧换热器、该第三单向阀、该第一过滤器、该电子膨胀阀、该第四单向阀、该冷热源侧换热器、该第四换向阀后，回流至该压缩机的吸气端；以及，该油分离器分出的油依次通过该第二过滤器、该第一电磁阀、该引射器回流至该压缩机。

优选地，所述压缩机为螺杆式压缩机。

优选地，所述油分离器对压缩机排出的制冷剂气体进行分油。

优选地，所述制冷剂通过第一换向阀进入冷热源侧换热器。

优选地，所述冷热源侧换热器和用户侧换热器为满液式蒸发器和壳管式冷凝器通用型换热器。

优选地，所述第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀完成制冷和制热工况切换。

本发明的积极进步效果在于：本发明保证了机组可以使用地表水、地下水、地下环路、海水或污水等多种天然冷热源作为机组的冷热源，并且在使用这些冷热源时可以有效避免冷热源侧与使用侧互相污染，提高了使用效率和使用年限。由于机组使用的是满液式换热器，最大限度地提高机组的能效，使得机组在运行时更经济、节能、环保。另外，本发明可以利用多种冷热源在制冷或制热工况运行。该机组换热器为满液式蒸发器与壳管式冷凝器双功能换热器，制冷剂走壳层，水走管程，这种设计保证了高换热效率，使得机组的能效提高。本发明的换向阀采用高精度、高可靠性的蝶阀或球阀，最大限度的降低阀前后的压降和机组内高低压之间的泄漏产生的冷(热)量损耗，并消除换向阀对机组能效的不利影响。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组包括压缩机1、油分离器2、第一换向阀3、冷热源侧换热器4、第一单向阀5、第一过滤器6、视液镜7、电子膨胀阀8、第二单向阀9、用户侧换热器10、第二换向阀11、第三换向阀12、第三单向阀13、第四单向阀14、第四换向阀15、第二过滤器16、第一电磁阀17、引射器18、第二电磁阀19和第三电磁阀20，压缩机1的排气端与油分离器2连接，油分离器2的作用是对压缩机1排出的含油制冷剂气体进行分油，分出的油直接回到压缩机1，保证了压缩机1的正常润滑，且提高了机组的换热能力。油分离器2还与第一换向阀3和第三换向阀12连接，第一换向阀3和冷热源侧换热器4连接，第三换向阀12还和第二换向阀11连接，第一换向阀3和第三换向阀12的开关状态决定了制冷剂的流向。冷热源侧换热器4还和第一单向阀5、第四单向阀14连接，第一过滤器6、视液镜7、电子膨胀阀8连接在第一单向阀5和第四单向阀14之间，第一单向阀5还和第三单向阀13连接，第四单向阀14还和第二单向阀9连接，第三单向阀13、第二单向阀9和用户侧换热器10连接，用户侧换热器10还和第二电磁阀19连接，第四换向阀15、第二过滤器16连接在油分离器2和第二换向阀11之间，第一电磁阀17连接在第二过滤器16和引射器18之间，引射器18与第三电磁阀20连接。

在制冷时，通过油分离器2分离后的制冷剂通过第一换向阀3进入冷热源侧换热器4，在此冷热源侧换热器4的管外冷凝放热转变成液态的制冷剂后经过第一单向阀5、第一过滤器6后经电子膨胀阀8节流成为低温低压的气液混合态的流体，再经由第二单向阀9后进入用户侧换热器10，在用户侧换热器10中沸腾，对用户侧的冷媒水进行冷却实现制冷的功能。单向阀在机组中起到控制两换热器之间制冷剂流向的功能。在用户侧换热器10中沸腾转变为气态后制冷剂经由第二换向阀11进入压缩机1的吸气口。即制冷时机组制冷剂的流向为：压缩机1-油分离器2-第一换向阀3-冷热源侧换热器4-第一单向阀5-第一过滤器6-电子膨胀阀8-第二单向阀9-用户侧换热器10-第二换向阀11-压缩机1，完成一个完整的循环。此时回油系统流向为：第二过滤器16-第一电磁阀17-引射器18-压缩机1，辅助回油系统流行为：第二电磁阀19-引射器18-压缩机1。机组的辅助回油系统用于保证压缩机的供油。其中第二电磁阀19和第三电磁阀20为控制引射回油的电磁阀。制热时制冷剂的流向为：压缩机1(排气)-油分离器2-第三换向阀12-用户侧换热器10-第三单向阀13-第一过滤器6-电子膨胀阀8-第四单向阀14-冷热源侧换热器4-第四换向阀15-压缩机1(吸气)，即制热时系统制冷剂完成一个完整的循环。此时回油系统流向为：第二过滤器16-第一电磁阀17-引射器18-压缩机1，辅助回油系统流行为：第三电磁阀20-引射器18-压缩机1。机组还包括喷液冷却系统，用于在制热的极端工况下对电机和螺杆进行冷却，保证电机不至于过热且保证压缩机能得到有效润滑。视液镜7用于检查系统的运行情况。系统内所有的电磁阀、换向阀、电子膨胀阀和压缩机都由机组的控制系统实现自动控制。其中第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀完成制冷和制热工况切换，跟机组工况切换相关的阀开启和关闭设定如下表1所示：

表1

本发明中所用的冷热源侧换热器和用户侧换热器为满液式蒸发器和壳管式冷凝器通用型换热器，通过换热内部换热管的排列和选择合适的换热管齿形保证了换热器在两种工况下都能高效运行。换热器的结构都按照满液式蒸发器的要求设计，保证机组运行时压缩回气不带液，避免液击；为了保证回油正常，在换热器的筒身上预留了辅助回油口。

压缩机为螺杆式压缩机，实际实施时不受压缩机形式所限。机组可根据所需运行的工况自动或手动调节机组阀件，以改变制冷剂的流向达到制冷或制热的目的。

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 (6)

1.一种中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其采用制冷剂为介质进行换热和制冷，其特征在于，其包括压缩机、油分离器、第一换向阀、冷热源侧换热器、第一单向阀、第一过滤器、视液镜、电子膨胀阀、第二单向阀、用户侧换热器、第二换向阀、第三换向阀、第三单向阀、第四单向阀、第四换向阀、第二过滤器、第一电磁阀、引射器、第二电磁阀和第三电磁阀；在制冷时，该制冷剂的流向为：通过该压缩机1的排气端进入该油分离器，该油分离器对该压缩机排出的含油制冷剂气体进行分油，分出的制冷剂通过该第一换向阀进入该冷热源侧换热器，在该冷热源侧换热器的管外冷凝放热转变成液态的制冷剂后经过该第一单向阀、第一过滤器后经该电子膨胀阀节流成为低温低压的气液混合态的流体，再经由该第二单向阀后进入该用户侧换热器，在该用户侧换热器中沸腾，对用户侧的冷媒水进行冷却实现制冷，之后，在用户侧换热器中沸腾转变为气态后的制冷剂经由该第二换向阀进入该压缩机的吸气口；以及，该油分离器分出的油依次通过该第二过滤器、该第一电磁阀、该引射器回流至该压缩机；在制热时，该制冷剂的流向为：通过该压缩机的排气端进入该油分离器，该油分离器对该压缩机排出的含油制冷剂气体进行分油，分出的制冷剂依次通过该第三换向阀、该用户侧换热器、该第三单向阀、该第一过滤器、该电子膨胀阀、该第四单向阀、该冷热源侧换热器、该第四换向阀后，回流至该压缩机的吸气端；以及，该油分离器分出的油依次通过该第二过滤器、该第一电磁阀、该引射器回流至该压缩机。

2.如权利要求1所述的中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于，所述压缩机为螺杆式压缩机。

3.如权利要求1所述的中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于，所述油分离器对压缩机排出的制冷剂气体进行分油。

4.如权利要求2所述的中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于，所述制冷剂通过第一换向阀进入冷热源侧换热器。

5.如权利要求1所述的中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于，所述冷热源侧换热器和用户侧换热器为满液式蒸发器和壳管式冷凝器通用型换热器。

6.如权利要求1所述的中央空调制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于，所述第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀完成制冷和制热工况切换。