CN102721229A - 一种废水源热泵三联供机组 - Google Patents

Abstract

本发明一种废水源热泵三联供机组，包括压缩机、与压缩机出口连接的油气分离器、通过一个第一电磁阀与油气分离器连接的热水侧板式换热器、同时通过一个四通换向阀与油气分离器连接的热源侧板式换热器和空调侧板式换热器、一个同时与热水侧板式换热器和热源侧板式换热器和空调侧板式换热器连接热交换式储液器、以及一个控制系统；因此，本发明具有如下优点：一机多用，能实现制冷、供暖、供热水的需求，减少多台设备的投入成本和占地面积；以废水作为冷热源，大大提高了制冷、供暖、供热水效率，降低运行费用；制冷同时冷凝热回收产热水，所产热水免费，同时也提高了制冷效率；仅采用电能驱动，减少常规能源的的使用，对环境不会造成任何污染。

Description

一种废水源热泵三联供机组

技术领域

本发明涉及一种热泵三联供机组，尤其是涉及一种废水源热泵三联供机组。

背景技术

在当今一个注重节能、减排、低碳的告诉发展社会，能源问题始终是国家的首要问题。每年用在空调制冷、供暖方面的能耗，在整个能耗中占据相当大的比重。而同时，有很多废水的产所，如温泉废水、地下水、湖泊水、工业设备冷却水、洗浴废水等场所，可作为冷热源被利用，实现将室内的热量通过一种设备排放到废水中，实现室内制冷的目的，同时也可以通过设备回收部分废水用于产生生活卫生热水，达到热量的充分利用，亦可以通过设备从废水中吸取低位热能，一方面将热量通过载体水循环输送到室内达到供暖的目的，另一方面能将热量储存于水中用于产生活热水。这样能大大提高能源利用率，减少采用常规能源实现制冷、供暖的方式，大大降低运行能耗。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种废水源热泵三联供机组，其特征在于，包括压缩机、与压缩机出口连接的油气分离器、通过一个第一电磁阀与油气分离器连接的热水侧板式换热器、同时通过一个四通换向阀与油气分离器连接的热源侧板式换热器和空调侧板式换热器、一个同时与热水侧板式换热器和热源侧板式换热器和空调侧板式换热器连接热交换式储液器、、以及一个控制系统；所述压缩机进口通过一个装有制冷剂的铜管与热交换式储液器连接，所述空调侧板式换热器分别通过第一单向管路组件和第二单向管路组件与热交换式储液器连接；所述四通换向阀上还连接一高压控制组件；所述铜管上还连接一低压控制组件；所述油气分离器还通过一毛细管与铜管连接。

本发明作为一种新型设备，创造性的以废水作为冷热源，来实现夏季制冷、冬季供暖、全年生活热水的需求。在不同季节，根据需求的不同，可灵活调节五种不同的工作模式，分别为：1、单独制冷，2：制冷同时产热水，3：单独供暖，4：供暖同时产热水，5：单独产热水。一机多用，热量的合理充分利用，节能高效。

在夏季制冷时，通过废水源热泵三联供机组从通过室内的循环冷冻水中吸取热量，将热量释放到净水中用于产生生活卫生热水，满足热水量的需求后再将多余的热量释放到废水中，最后达到室内降温制冷的目的。在冬季供暖时，通过废水源热泵三联供机组从废水中吸取热量，将热量一部分释放到净水中用于产生生活卫生热水，另一部分更多的热量用于室内供暖。即使是在春秋季节不需要空调制冷供暖的时期，异能利用废水源热泵从低温废水中提取热量，将热量释放到净水中用于产生生活卫生热水。

在上述的一种废水源热泵三联供机组，所述热水侧板式换热器包括H管口、I管口、J管口以及K管口；所述四通换向阀包括A管口、B管口、C管口以及V管口，；所述热交换式储液器包括D管口、E管口、F管口以及G管口；所述H管口与上述油气分离器连接，所述I管口与V管口连接，所述J管口连接热水侧出水口，所述K管口连接热水侧进水口；所述V管口通过第一电磁阀分别与油气分离器和H管口连接。

在上述的一种废水源热泵三联供机组，所述热源侧板式换热器包括L管口、M管口、N管口以及O管口；所述L管口与上述A管口连接；所述M管口与上述热交换式储液器的E管口连接；所述N管口和O管口分别连接热源侧进水口和热源侧出水口。

在上述的一种废水源热泵三联供机组，所述空调侧板式换热器包括P管口、Q管口、R管口以及S管口；所述P管口依次通过第二电磁阀和第一单向管路组件与上述热交换式储液器的F管口连接；所述Q管口通过第一单向管路组件与上述热交换式储液器的F管口连接；所述R管口以及S管口分别连接空调侧出水口以及空调侧进水口；该Q管口还通过第二单向管路组件与上述热交换式储液器的E管口连接；所述P管口还通过第二电磁阀与Q管口连接；所述第二单向管路组件还与上述M管口连接。

在上述的一种废水源热泵三联供机组，所述第一单向管路组件包括依次连接的第一单向阀、第一膨胀阀以及第一过滤器；所述第二单向管路组件包括依次连接的第二过滤器、第二膨胀阀以及第二单向阀；所述第一单向阀分别与上述Q管口以及第二电磁阀连接，所述第一过滤器与上述热交换式储液器的F管口连接；所述第二过滤器分别与上述Q管口以及第二电磁阀连接，所述第二单向阀分别与上述M管口和热交换式储液器的E管口连接。

在上述的一种废水源热泵三联供机组，所述高压控制组件包括高压表、高压控制器以及高压截止阀；所述低压控制组件包括低压表、低压控制器以及低压截止阀；所述高压表、高压控制器以及高压截止阀同时连接在四通换向阀的V管口；所述低压表、低压控制器以及低压截止阀同时接在铜管上。

在上述的一种废水源热泵三联供机组，所述毛细管一端接在油气分离器上，另一端接在铜管上；上述低压控制组件连接在热交换式储液器的G口和毛细管另一端之间的铜管上。

因此，本发明具有如下优点：1.一机多用，能实现制冷、供暖、供热水的需求，减少多台设备的投入成本和占地面积；以废水作为冷热源，大大提高了制冷、供暖、供热水效率，降低运行费用；2.制冷同时冷凝热回收产热水，所产热水免费，同时也提高了制冷效率；3.仅采用电能驱动，减少常规能源的的使用，对环境不会造成任何污染。

附图说明

附图1是本发明的一种结构原理示意图；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

首先介绍一下本发明：废水源热泵三联供机组的具体结构，包括压缩机、与压缩机出口连接的油气分离器、通过一个第一电磁阀与油气分离器连接的热水侧板式换热器、同时通过一个四通换向阀与油气分离器连接的热源侧板式换热器和空调侧板式换热器、以及一个同时与热水侧板式换热器和热源侧板式换热器和空调侧板式换热器连接热交换式储液器；所述压缩机进口通过一个装有制冷剂的铜管与热交换式储液器连接，所述空调侧板式换热器分别通过第一单向管路组件和第二单向管路组件与热交换式储液器连接；四通换向阀上还连接一高压控制组件；铜管上还连接一低压控制组件；油气分离器还通过一毛细管与铜管连接。毛细管一端接在油气分离器上，另一端接在铜管上；上述低压控制组件连接在热交换式储液器的G口和毛细管另一端之间的铜管上。

热水侧板式换热器包括H管口、I管口、J管口以及K管口；所述四通换向阀包括A管口、B管口、C管口以及V管口，；所述热交换式储液器包括D管口、E管口、F管口以及G管口；所述H管口与上述油气分离器连接，所述I管口与V管口连接，所述J管口连接热水侧出水口，所述K管口连接热水侧进水口；所述V管口通过第一电磁阀分别与油气分离器和H管口连接。

热源侧板式换热器包括L管口、M管口、N管口以及O管口；L管口与上述A管口连接；M管口与上述热交换式储液器的E管口连接；所述N管口和O管口分别连接热源侧进水口和热源侧出水口。

空调侧板式换热器包括P管口、Q管口、R管口以及S管口；P管口依次通过第二电磁阀和第一单向管路组件与上述热交换式储液器的F管口连接；Q管口通过第一单向管路组件与上述热交换式储液器的F管口连接；R管口以及S管口分别连接空调侧出水口以及空调侧进水口；该Q管口还通过第二单向管路组件与上述热交换式储液器的E管口连接；所述P管口还通过第二电磁阀与Q管口连接；所述第二单向管路组件还与上述M管口连接。

第一单向管路组件包括依次连接的第一单向阀、第一膨胀阀以及第一过滤器；所述第二单向管路组件包括依次连接的第二过滤器、第二膨胀阀以及第二单向阀；所述第一单向阀分别与上述Q管口以及第二电磁阀连接，所述第一过滤器与上述热交换式储液器的F管口连接；所述第二过滤器分别与上述Q管口以及第二电磁阀连接，所述第二单向阀分别与上述M管口和热交换式储液器的E管口连接；高压控制组件包括高压表、高压控制器以及高压截止阀；所述低压控制组件包括低压表、低压控制器以及低压截止阀；所述高压表、高压控制器以及高压截止阀同时连接在四通换向阀的V管口；所述低压表、低压控制器以及低压截止阀同时接在铜管上。

下面介绍一下利用本发明的装置实现的五种运行模式：1、单独制冷，2、制冷+产热水，3、单独供暖，4、供暖+产热水，5、单独产热水。

A:单独制冷

该模式下制冷剂流向如下：

1:压缩机→2：油气分离器→15：电磁阀1→4:四通换向阀→5：热源侧板式换热器→6：热交换式储液器→7：过滤器1→8：膨胀阀1→9：单向阀1→10：空调侧板式换热器→4:四通换向阀→6：热交换式储液器→1:压缩机

原理说明如下：

通过控制系统32，将机组转换到单独制冷模式下运行，压缩机1通电工作，将充注于整个系统铜管29中的制冷剂30变成高温高压下的气体推动向前，制冷剂通过油气分离器2，将压缩机油分离，压缩机油通过毛细管14回到压缩机。制冷剂出油气分离器2后再通过电磁阀115进入四通换向阀4，四通换向阀4起到改变制冷剂30流向的作用。在该模式下，制冷剂通过四通换向阀4的A端口出进入热源侧板式换热器5中，此时该换热器作为冷凝器，与从热源侧进水口27流进热源侧板式换热器5的水进行热量交换，制冷剂30冷凝释放热量到水中，制冷剂30的温度和压力降低，同时水的温度升高后通过热源侧出水口28出机组。制冷剂在热源侧板式换热器5冷凝释放热量后温度降低，再从热交换式储液器6的E端口进入，从F端口出进入过滤器17进行过滤，到膨胀阀18进行制冷剂节流后，制冷剂30瞬间变成低温低压状，再通过单向阀19，进入空调侧板式换热器10，此时制冷剂在空调侧板式换热器10中开始大量蒸发吸热，使得从空调侧进水口25进入空调侧板式换热器10的水的温度降低，产生低温水从空调侧出水口26流出，该低温水作为空调制冷系统冷冻水到末端系统中循环起到室内制冷的作用。制冷剂30在空调侧板式换热器10中蒸发吸收热量后再回到四通换向阀4的C端口，之后从B端口出进入热交换式储液器6的D端口，从G端口出热交换式储液器6后回到压缩机，完成制冷剂在系统铜管29中的一个循环。

B:制冷+产热水模式：

该模式下制冷剂流向如下：

1:压缩机→2：油气分离器→3：热水侧板式换热器→4:四通换向阀→5：热源侧板式换热器→6：热交换式储液器→7：过滤器1→8：膨胀阀1→9：单向阀1→10：空调侧板式换热器→4:四通换向阀→6：热交换式储液器→1:压缩机

原理说明如下：

通过控制系统32，将机组转换到制冷+产热水模式下运行，压缩机1通电工作，将充注于整个系统铜管29中的制冷剂30变成高温高压下的气体推动向前，制冷剂通过油气分离器2，将压缩机油分离，压缩机油通过毛细管14回到压缩机。制冷剂出油气分离器2后，因电磁阀115断电关闭，制冷剂通过热水侧板式换热器3，此时将热量释放到从热水侧进水口23流经热水侧板式换热3的水中，产生热水，热水从热水侧出水口24出热水侧板式换热器3，所产热水作为生活用热水。制冷剂出热水侧板式换热器3后进入四通换向阀4，四通换向阀4起到改变制冷剂30流向的作用。在该模式下，制冷剂通过四通换向阀4的A端口出进入热源侧板式换热器5中，此时该换热器作为冷凝器，与从热源侧进水口27流进热源侧板式换热器5的水进行热量交换，制冷剂30冷凝释放热量到水中，制冷剂30的温度和压力降低，同时水的温度升高后通过热源侧出水口28出机组。制冷剂在热源侧板式换热器5冷凝释放热量后温度降低，再从热交换式储液器6的E端口进入，从F端口出进入过滤器17进行过滤，到膨胀阀18进行制冷剂节流后，制冷剂30瞬间变成低温低压状，再通过单向阀19，进入空调侧板式换热器10，此时制冷剂在空调侧板式换热器10中开始大量蒸发吸热，使得从空调侧进水口25进入空调侧板式换热器10的水的温度降低，产生低温水从空调侧出水口26流出，该低温水作为空调制冷系统冷冻水到末端系统中循环起到室内制冷的作用。制冷剂30在空调侧板式换热器10中蒸发吸收热量后再回到四通换向阀4的C端口，之后从B端口出进入热交换式储液器6的D端口，从G端口出热交换式储液器6后回到压缩机，完成制冷剂在系统铜管29中的一个循环。此过程实现制冷同时回收热量产热水，所产热水达到需求后，控制系统自动转换到单独制冷模式。

C:单独供暖

该模式下制冷剂流向如下：

1:压缩机→2：油气分离器→15：电磁阀1→4:四通换向阀→10：空调侧板式换热器→11：过滤器2→12：膨胀阀2→13：单向阀2→5：热源侧板式换热器→4:四通换向阀→6：热交换式储液器→1:压缩机

原理说明如下：

通过控制系统32，将机组转换到单独供暖模式下运行，压缩机1通电工作，将充注于整个系统铜管29中的制冷剂30变成高温高压下的气体推动向前，制冷剂通过油气分离器2，将压缩机油分离，压缩机油通过毛细管14回到压缩机。制冷剂出油气分离器2后再通过电磁阀115进入四通换向阀4，四通换向阀4通电改变制冷剂的流向。在该模式下，制冷剂通过四通换向阀4的C端口出进入空调侧板式换热器10中，此时该换热器作为冷凝器，与从空调侧进水口25流进空调侧板式换热器10的水进行热量交换，制冷剂30冷凝释放热量到水中，将水的温度提高，所产生的热水从空调侧出水口26流出空调侧板式换热器10，所产热水作为供暖循环水，将热量带到室内实现室内供暖。制冷剂30通过冷凝后温度和压力降低，再从空调侧板式换热器(10)出进入滤器211过滤，再经过膨胀阀212节流，制冷剂温度和压力迅速降低，变成低温低压状态，经过单向阀213后进入热源侧板式换热器5，制冷剂在热源侧板式换热器5中蒸发，吸收经过热源侧进水口27流经换热器的水中，被吸收热量的水通过热源侧出水口28流出热源侧板式换热器5。吸收热量的制冷剂30从热源侧板式换热器5中出后进入四通换向阀4的A端口，再从B端口出进入热交换式储液器6的D端口，从热交换式储液器6的G端口出后回到压缩机1，完成制冷剂的一次吸热放热的循环过程，实现了对水的吸热放热，已达到产生循环热水实现供暖的目的。

D:供暖+产热水

该模式下制冷剂流向如下：

1:压缩机→2：油气分离器→3：热水侧板式换热器→4:四通换向阀→10：空调侧板式换热器→11：过滤器2→12：膨胀阀2→13：单向阀2→5：热源侧板式换热器→4:四通换向阀→6：热交换式储液器→1:压缩机

原理说明如下：

通过控制系统32，将机组转换到供暖+产热水模式下运行，压缩机1通电工作，将充注于整个系统铜管29中的制冷剂30变成高温高压下的气体推动向前，制冷剂通过油气分离器2，将压缩机油分离，压缩机油通过毛细管14回到压缩机。制冷剂出油气分离器2后，因电磁阀115断电关闭，制冷剂进入热水侧板式换热器3中冷凝释放热量，将热量释放给从热水侧进水口23流经热水侧板式换热3的水中，将水的温度提高，所产热水再通过热水侧出水管24出热水侧板式换热器3。制冷剂冷凝释放热量后，进入四通换向阀4，四通换向阀4通电改变制冷剂的流向。在该模式下，制冷剂通过四通换向阀4的C端口出进入空调侧板式换热器10中，此时该换热器作为冷凝器，制冷剂另一部分热量与从空调侧进水口25流进空调侧板式换热器10的水进行热量交换，制冷剂30冷凝释放热量到水中，将水的温度提高，所产生的热水从空调侧出水口26流出空调侧板式换热器10，所产热水作为供暖循环水，将热量带到室内实现室内供暖。制冷剂30通过冷凝后温度和压力降低，再从空调侧板式换热器(10)出进入滤器211过滤，再经过膨胀阀212节流，制冷剂温度和压力迅速降低，变成低温低压状态，经过单向阀213后进入热源侧板式换热器5，制冷剂在热源侧板式换热器5中蒸发，吸收经过热源侧进水口27流经换热器的水中，被吸收热量的水通过热源侧出水口28流出热源侧板式换热器5。吸收热量的制冷剂30从热源侧板式换热器5中出后进入四通换向阀4的A端口，再从B端口出进入热交换式储液器6的D端口，从热交换式储液器6的G端口出后回到压缩机1，完成制冷剂的一次吸热放热的循环过程，实现了对水的吸热放热，已达到供暖同时产热水的目的。

E:单独产热水

该模式下制冷剂流向如下：

1:压缩机→2：油气分离器→3：热水侧板式换热器→4:四通换向阀→16：电磁阀2→11：过滤器2→12：膨胀阀2→13：单向阀2→5：热源侧板式换热器→4:四通换向阀→6：热交换式储液器→1:压缩机

原理说明如下：

通过控制系统32，将机组转换到供暖+产热水模式下运行，压缩机1通电工作，将充注于整个系统铜管29中的制冷剂30变成高温高压下的气体推动向前，制冷剂通过油气分离器2，将压缩机油分离，压缩机油通过毛细管14回到压缩机。制冷剂出油气分离器2后，因电磁阀115断电关闭，制冷剂进入热水侧板式换热器3中冷凝释放热量，将热量释放给从热水侧进水口23流经热水侧板式换热3的水中，将水的温度提高，所产热水再通过热水侧出水管24出热水侧板式换热器3。制冷剂冷凝释放热量后，进入四通换向阀4，四通换向阀4通电改变制冷剂的流向。在该模式下，制冷剂通过四通换向阀4的C端口出流经电磁阀216,再依次进入滤器211过滤，再经过膨胀阀212节流，制冷剂温度和压力迅速降低，变成低温低压状态，经过单向阀213后进入热源侧板式换热器5，制冷剂在热源侧板式换热器5中蒸发，吸收经过热源侧进水口27流经换热器的水中，被吸收热量的水通过热源侧出水口28流出热源侧板式换热器5。吸收热量的制冷剂30从热源侧板式换热器5中出后进入四通换向阀4的A端口，再从B端口出进入热交换式储液器6的D端口，从热交换式储液器6的G端口出后回到压缩机1，完成制冷剂的一次吸热放热的循环过程，实现了对水的吸热放热，已达到单独产热水的目的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种废水源热泵三联供机组，其特征在于，包括压缩机、与压缩机出口连接的油气分离器、通过一个第一电磁阀与油气分离器连接的热水侧板式换热器、同时通过一个四通换向阀与油气分离器连接的热源侧板式换热器和空调侧板式换热器、一个同时与热水侧板式换热器和热源侧板式换热器和空调侧板式换热器连接热交换式储液器、以及一个控制系统；所述压缩机进口通过一个装有制冷剂的铜管与热交换式储液器连接，所述空调侧板式换热器分别通过第一单向管路组件和第二单向管路组件与热交换式储液器连接；所述四通换向阀上还连接一高压控制组件；所述铜管上还连接一低压控制组件；所述油气分离器还通过一毛细管与铜管连接。

2.根据权利要求1所述的一种废水源热泵三联供机组，其特征在于，所述热水侧板式换热器包括H管口、I管口、J管口以及K管口；所述四通换向阀包括A管口、B管口、C管口以及V管口，；所述热交换式储液器包括D管口、E管口、F管口以及G管口；所述H管口与上述油气分离器连接，所述I管口与V管口连接，所述J管口连接热水侧出水口，所述K管口连接热水侧进水口；所述V管口通过第一电磁阀分别与油气分离器和H管口连接。

3.根据权利要求2所述的一种废水源热泵三联供机组，其特征在于，所述热源侧板式换热器包括L管口、M管口、N管口以及O管口；所述L管口与上述A管口连接；所述M管口与上述热交换式储液器的E管口连接；所述N管口和O管口分别连接热源侧进水口和热源侧出水口。

4.根据权利要求3所述的一种废水源热泵三联供机组，其特征在于，所述空调侧板式换热器包括P管口、Q管口、R管口以及S管口；所述P管口依次通过第二电磁阀和第一单向管路组件与上述热交换式储液器的F管口连接；所述Q管口通过第一单向管路组件与上述热交换式储液器的F管口连接；所述R管口以及S管口分别连接空调侧出水口以及空调侧进水口；该Q管口还通过第二单向管路组件与上述热交换式储液器的E管口连接；所述P管口还通过第二电磁阀与Q管口连接；所述第二单向管路组件还与上述M管口连接。

5.根据权利要求4所述的一种废水源热泵三联供机组，其特征在于，所述第一单向管路组件包括依次连接的第一单向阀、第一膨胀阀以及第一过滤器；所述第二单向管路组件包括依次连接的第二过滤器、第二膨胀阀以及第二单向阀；所述第一单向阀分别与上述Q管口以及第二电磁阀连接，所述第一过滤器与上述热交换式储液器的F管口连接；所述第二过滤器分别与上述Q管口以及第二电磁阀连接，所述第二单向阀分别与上述M管口和热交换式储液器的E管口连接。

6.根据权利要求2所述的一种废水源热泵三联供机组，其特征在于，所述高压控制组件包括高压表、高压控制器以及高压截止阀；所述低压控制组件包括低压表、低压控制器以及低压截止阀；所述高压表、高压控制器以及高压截止阀同时连接在四通换向阀的V管口；所述低压表、低压控制器以及低压截止阀同时接在铜管上。

7.根据权利要求2所述的一种废水源热泵三联供机组，其特征在于，所述毛细管一端接在油气分离器上，另一端接在铜管上；上述低压控制组件连接在热交换式储液器的G口和毛细管另一端之间的铜管上。

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