CN102425825A

CN102425825A - 二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统

Info

Publication number: CN102425825A
Application number: CN2011103835019A
Authority: CN
Inventors: 林贤华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2012-04-25

Abstract

本发明涉及了一种二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统，由蒸发冷却塔能量交换循环系统，室内能量交换循环系统，热水能量交换循环系统，超高、低温制冷剂能量交换循环系统组成，超高、低温制冷剂能量交换循环系统由压缩机、热水换热器、冷凝器、过冷中冷器、过滤器、电子膨胀阀、蒸发器、涡轮增压器组成，本发明为一种二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统，提供一种能够在室外超高温、超低温工况下，正常启动运行并拥有良好制冷、制热、制热水效果的二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统，本发明设备投资少，节能减排，运行稳定可靠。

Description

二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统

一、技术领域

本发明涉及了一种二管制热泵、热水三用中央空调系统领域，特别涉及到室外超高温、超低温工况下拥有良好制冷、制热、制热水效果的二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统。

二、背景技术

现有技术中申请号200810070703.6发明专利公开了一种二管制热泵、热水三用中央空调系统，这种三用中央空调系统夏天可同时供应冷气、热水，冬天可供应暖气和热水，春秋可供应热水，四季常用。但在室外超高温或超低温工况下，制冷量、制热量衰减十分严重，甚至无法正常启动运行，在我国北方寒冷地区只能在过渡季节使用，在寒冷的冬季无法满足基本的供热、供热水需求，因此需要开发一种二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统。

三、发明内容

本发明为一种二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统，提供一种能够在室外超高温、超低温工况下正常启动运行并拥有良好制冷、制热、制热水效果的二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统。

本发明是这样构成的：1.一种二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统，由蒸发冷却塔能量交换循环系统，室内能量交换循环系统，热水能量交换循环系统，超高、低温制冷剂能量交换循环系统组成，超高、低温制冷剂能量交换循环系统由压缩机、热水换热器、冷凝器、过冷中冷器、过滤器、电子膨胀阀，蒸发器、涡轮增压器组成，其特征在于1)所述的压缩机的出口通过管路与热水换热器的制冷剂入口相连，热水换热器的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂入口相连，冷凝器的制冷剂出口与涡轮增压器的涡轮室入口相连，涡轮增压器的涡轮室出口与过滤器的入口相连，过滤器的出口一路与过冷中冷器内盘管的入口相连，所述的过冷中冷器内的盘管出口与电子膨胀阀入口相连，电子膨胀阀出口与蒸发器的制冷剂入口相连，蒸发器的制冷剂出口与涡轮增压器叶轮室入口相连，涡轮增压器的叶轮室出口与压缩机入口相连，过滤器的出口另一路与过冷电子膨胀阀入口相连，过冷电子膨胀阀出口与过冷中冷器入口相连，过冷中冷器出口与压缩机入口相连；2)所述的冷凝器载冷剂出口一路通过阀门K1、K5与蒸发冷却塔入口相连，另一路通过阀门K7、K11与蒸发冷却塔入口相连，另一路还通过阀门K7、K19与室内换热器入口相连；所述的蒸发器载冷剂出口一路通过K9、K5与蒸发冷却塔入口相连，另一路通过K3、K11与蒸发冷却塔入口相连，另一路还通过K3、K19与室内换热器入口相连，蒸发冷却塔出口一路通过阀门K6与冷凝泵入口相连，另一路通过阀门K12与冷冻泵入口相连，室内换热器的出口通过阀门K20与冷冻泵的入口相连，冷凝泵的出口一路通过阀门K2与冷凝器载冷剂入口相连，另一路通过阀门K10与蒸发器载冷剂入口相连，冷冻泵的出口一路通过K8与冷凝器载冷剂入口相连，另一路通过阀门K4与蒸发器载冷剂入口相连；3)所述的热水换热器的出口通过管路与热水保温箱入口相连，所述的热水保温箱的出口与热水循环泵的入口相连，所述的热水循环泵出口与热水换热器入口相连。

本发明具有设备投资少，节能减排，运行稳定可靠。

四、附图说明

图1是二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统原理图。

图2是翅片蒸发冷却塔平视图。

图3a、图3b是蒸发冷却塔俯视图。

图4a、图4b是图2中I——I视图。

上述图中，A超高、低温热泵、热水三用机组，A1压缩机，A2冷凝器，A3蒸发器，A4电子膨胀阀，A5过冷电子膨胀阀，A6过冷中冷器，A7热水换热器，A8涡轮增压器，A8a涡轮室，A8b叶轮室，A9过滤器，B翅片蒸发冷却塔，B1翅片盘管，B2冷却风机，B3冷却塔循环泵，B4布水器，B5集水槽，C辅助供热设备，D1冷凝泵，D2冷冻泵，D3热水循环泵，D4热水供水泵，E室内换热器，F热水用户，G热水保温箱，H排气阀，J膨胀水箱和补水，K阀门。

五、具体实施方式

如图1所示，一种二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统，由蒸发冷却塔能量交换循环系统，室内能量交换循环系统，热水能量交换循环系统，超高、低温制冷剂能量交换循环系统组成，超高、低温制冷剂能量交换循环系统由压缩机A1、热水换热器A7、冷凝器A2、过冷中冷器A6、过滤器A9、电子膨胀阀A4、A5、A10，蒸发器A3、涡轮增压器A8组成，其特征在于1)所述的压缩机A1的出口通过管路与热水换热器A7的制冷剂入口相连，热水换热器A7的制冷剂出口与冷凝器A2的制冷剂入口相连，冷凝器A2的制冷剂出口与涡轮增压器A8的涡轮室A8a入口相连，涡轮增压器A8的涡轮室A8a出口与过滤器A9的入口相连，过滤器A9的出口一路与过冷中冷器A6内盘管的入口相连，所述的过冷中冷器A6内的盘管出口与电子膨胀阀A4入口相连，电子膨胀阀A4出口与蒸发器A3的制冷剂入口相连，蒸发器A3的制冷剂出口与涡轮增压器A8叶轮室A8b入口相连，涡轮增压器A8的叶轮室A8b出口与压缩机A1入口相连，过滤器A9的出口另一路与过冷电子膨胀阀A5入口相连，过冷电子膨胀阀A5出口与过冷中冷器A6入口相连，过冷中冷器A6出口与压缩机A1入口相连；2)所述的冷凝器A2载冷剂出口一路通过阀门K1、K5与蒸发冷却塔B入口相连，另一路通过阀门K7、K11与蒸发冷却塔B入口相连，另一路还通过阀门K7、K19与室内换热器E入口相连；所述的蒸发器A3载冷剂出口一路通过K9、K5与蒸发冷却塔B入口相连，另一路通过K3、K11与蒸发冷却塔B入口相连，另一路还通过K3、K19与室内换热器E入口相连，蒸发冷却塔B出口一路通过阀门K6与冷凝泵D1入口相连，另一路通过阀门K12与冷冻泵D2入口相连，室内换热器E的出口通过阀门K20与冷冻泵D2的入口相连，冷凝泵D1的出口一路通过阀门K2与冷凝器A2载冷剂入口相连，另一路通过阀门K10与蒸发器A3载冷剂入口相连，冷冻泵D2的出口一路通过K8与冷凝器A2载冷剂入口相连，另一路通过阀门K4与蒸发器A3载冷剂入口相连；3)所述的热水换热器A7的出口通过管路与热水保温箱G入口相连，所述的热水保温箱G的出口与热水循环泵D3的入口相连，所述的热水循环泵D3出口与热水换热器A7入口相连。制冷或制冷同时制热水时，二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统中，阀门K1、K2、K3、K4、K5、K6打开，阀门K7、K8、K9、K10、K11、K12关闭。

制冷或制冷同时制热水时，二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统中，制冷剂循环流程分两路：

(1)压缩机A1——热水换热器A7——冷凝器A2——涡轮增压器A8涡轮室A8a(推动涡轮)——过滤器A9——过冷中冷器A6盘管内(过冷)——电子膨胀阀A4(制冷节流)——蒸发器A3——涡轮增压器A8叶轮室A8b(叶轮增压、一级压缩)——压缩机A1(二级压缩)。

(2)压缩机A1——热水换热器A7——冷凝器A2——涡轮增压器A8涡轮室A8a(推动涡轮)——过滤器A9——过冷电子膨胀阀A5——过冷中冷器A6盘管外(蒸发)——压缩机A1。

制冷或制冷同时制热水时，二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统载冷剂冷冻循环流程：

蒸发器A3——阀门K3——阀门K19——室内换热器E——阀门K20——冷冻泵D2——阀门K4——蒸发器A3。

制冷或制冷同时制热水时，二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统载冷剂冷凝循环流程：

冷凝器A2——阀门K1——阀门K5——阀门K22——蒸发冷却塔B——阀门K6——冷凝泵D1——阀门K2——冷凝器A2。

制热或制热水时，二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统中，阀门K5、K6、K7、K8、K9、K10打开，阀门K1、K2、K3、K4、K11、K12关闭。

二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统中，制冷剂循环流程分两路：

(1)压缩机A1——热水换热器A7——冷凝器A2——涡轮增压器A8涡轮室A8a(推动涡轮)——过滤器A9——过冷中冷器A6盘管内(过冷)——电子膨胀阀A4(制热节流)——蒸发器A3——涡轮增压器A8叶轮室A8b(叶轮增压、一级压缩)——压缩机(二级压缩)。

制热或制热水时，二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统中载冷剂冷冻循环流程：

蒸发器A3——阀门K9——阀门K5——阀门K22——蒸发冷却塔B——阀门K6——冷凝泵D1——阀门K10——蒸发器A3。

制热或制热水时，二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统中，载冷剂冷凝循环流程：

冷凝器A2——阀门K7——阀门K19——室内换热器E——阀门K20——冷冻泵D2——阀门K8——冷凝器A2。

制热水时，热水循环流程：

热水换热器A7——热水保温箱G——热水循环泵D3——热水换热器A7。

蒸发冷却塔结霜时，载冷剂化霜流程：

冷凝器A2——阀门K7——阀门K11——阀门K22——蒸发冷却塔B——阀门K12——冷冻泵D2——阀门K8——冷凝器A2。

制冷、制热、制热水时，压缩机A1吸入从涡轮增压器A8叶轮室A8b叶轮增压(一级压缩)出来的中压蒸气和过冷中冷器A6蒸发出来的适当中压制冷剂气体混合中压蒸汽，将中压制冷剂蒸汽压缩(二级压缩)成高温高压气体，进入热水换热器A7内，制冷剂通过热水换热器A7内水放热，使水温度升高，制冷剂进入冷凝器A2内，制冷剂或通过冷凝器A2内的载冷剂放热，使载冷剂温度升高，冷凝制冷剂成高压液体，高压液体进入涡轮增压器A8涡轮室A8a内，高压液体制冷剂推动涡轮转动，涡轮又带动叶轮，从涡轮室A8a出来的制冷剂经过过滤器A9过滤分两路，一路制冷剂经过过冷电子膨胀阀A5节流为适当中压制冷剂汽液混合物，进入过冷中冷器A6盘管外，吸收盘管内制冷剂热量，蒸发为适当中压饱和蒸汽，这种饱和蒸汽和来自涡轮增压器A8叶轮室A8b叶轮增压(一级压缩)出来中压蒸汽混合进入压缩机A1，另一路制冷剂直接进入过冷中冷器A6内盘管与盘管外制冷剂进行热交换，放出热量被冷凝为过冷液体，过冷液体经过电子膨胀阀A4节流降压降温后进入蒸发器A3，制冷剂在蒸发器A3内吸收载冷剂的热量，使载冷剂温度降低，蒸发成低压低温制冷剂蒸汽进入涡轮增压器A8的叶轮室A8b，叶轮靠涡轮带动转动增压(压缩)制冷剂蒸汽，也就是进行一级压缩后中压制冷剂气体和过冷中冷器A6蒸发出来的适当中压制冷剂气体混合进入压缩机A1进行二级压缩，这样完成一个制冷、制热或制热水循环。

二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统在超高温工况或蒸发冷却塔较脏制冷循环时，从冷凝器出来高压中温制冷剂液体进入涡轮增压器涡轮室，涡轮增压器利用冷凝器和蒸发器之间的制冷剂压差来推动涡轮室中的涡轮，涡轮又带动叶轮，能量得以被回收，叶轮压送(一级压缩)从蒸发器出来的低温低压制冷剂蒸汽，变成中压制冷剂蒸汽，送入压缩机进行二级压缩，从涡轮增压器A8涡轮室A8a出来的制冷剂液体分两路，一路制冷剂液体被气化，从而使另一路制冷剂液体被冷却，改善整个主循环制冷剂过冷度，降低冷凝温度，冷凝压力也随着降低，压缩机的排气压力也降低。利用涡轮增压器进行一级压缩，压缩机进行二级压缩，所以压缩机压缩比减小，压缩比减少使压缩机的输气系数升高，功耗减小，而且单位容积制冷量升高，所以制冷系数上升，压缩比减少，使压缩机排气温度降低，压缩机故障率减少，运行安全可靠性升高。

二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统，在超低温工况下气温低于0℃时，制热、制热水循环时，从冷凝器出来的高压中温制冷剂液体进入涡轮增压器涡轮室，涡轮增压器利用冷凝器与蒸发器之间的制冷剂压差来推动涡轮室中的涡轮，涡轮又带动叶轮，能量得以被回收，叶轮压送(一级压缩)从蒸发器出来的低温低压制冷剂蒸汽变成中压制冷剂蒸汽，送入压缩机进行二级压缩，从涡轮增压器A8涡轮室A8a出来的制冷剂液体分两路，一路制冷剂液体被气化，从而使另一路制冷剂液体被冷却，改善整个主循环制冷剂过冷度，利用涡轮增压器和过冷中冷器使压缩机实现准二级压缩，使压缩机吸气量增加，有助于增加主循环中制冷剂质量流量，从而增加制热量，压缩机进行二级压缩吸入中压制冷剂气体，所以压缩机压缩比较低，压缩机的排气温度也较低，压缩机故障率减少，运行安全可靠性升高，制热系数上升，功耗减小。

每套三用中央空调系统中备有两台以上翅片蒸发冷却塔，冬天制热时一台冷却塔在制热工作状态时，另一台冷却塔在除霜。

二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统中载冷剂为乙二醇水溶液或乙烯乙二醇。

我们可在保温热水箱G接上热水供水泵D4，热水供水泵D4出口接上辅助供热设备C，辅助供热设备C出口接上热水用户F使用。热水用户F剩水回到保温热水箱G。

Claims

1.一种二管制超高、低温热泵、热水三用中央空调系统，由蒸发冷却塔能量交换循环系统，室内能量交换循环系统，热水能量交换循环系统，超高、低温制冷剂能量交换循环系统组成，超高、低温制冷剂能量交换循环系统由压缩机、热水换热器、冷凝器、过冷中冷器、过滤器、电子膨胀阀，蒸发器、涡轮增压器组成，其特征在于1)所述的压缩机的出口通过管路与热水换热器的制冷剂入口相连，热水换热器的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂入口相连，冷凝器的制冷剂出口与涡轮增压器的涡轮室入口相连，涡轮增压器的涡轮室出口与过滤器的入口相连，过滤器的出口一路与过冷中冷器内盘管的入口相连，所述的过冷中冷器内的盘管出口与电子膨胀阀入口相连，电子膨胀阀出口与蒸发器的制冷剂入口相连，蒸发器的制冷剂出口与涡轮增压器叶轮室入口相连，涡轮增压器的叶轮室出口与压缩机入口相连，过滤器的出口另一路与过冷电子膨胀阀入口相连，过冷电子膨胀阀出口与过冷中冷器入口相连，过冷中冷器出口与压缩机入口相连；2)所述的冷凝器载冷剂出口一路通过阀门K1、K5与蒸发冷却塔入口相连，另一路通过阀门K7、K11与蒸发冷却塔入口相连，另一路还通过阀门K7、K19与室内换热器入口相连；所述的蒸发器载冷剂出口一路通过K9、K5与蒸发冷却塔入口相连，另一路通过K3、K11与蒸发冷却塔入口相连，另一路还通过K3、K19与室内换热器入口相连，蒸发冷却塔出口一路通过阀门K6与冷凝泵入口相连，另一路通过阀门K12与冷冻泵入口相连，室内换热器的出口通过阀门K20与冷冻泵的入口相连，冷凝泵的出口一路通过阀门K2与冷凝器载冷剂入口相连，另一路通过阀门K10与蒸发器载冷剂入口相连，冷冻泵的出口一路通过K8与冷凝器载冷剂入口相连，另一路通过阀门K4与蒸发器载冷剂入口相连；3)所述的热水换热器的出口通过管路与热水保温箱入口相连，所述的热水保温箱的出口与热水循环泵的入口相连，所述的热水循环泵出口与热水换热器入口相连。