CN102927718B - 一种新型双效双温高温热泵装置 - Google Patents
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Abstract
一种新型双效双温高温热泵装置属于环能领域。该装置由制冷剂循环，高温热水循环和冷媒水循环三部分组成。压缩机排气端和冷凝器制冷工质入口端之间连有油分离器，此外压缩机底部与油冷却器相连，冷凝器制冷工质出口端和蒸发器制冷工质入口端依次连接过冷器、截止阀、干燥器、电磁阀、节流阀，蒸发器制冷工质出口端与压缩机吸气端连有过热器。高温热水循环和冷媒水循环由冷凝器、蒸发器、分水器、热交换器和集水器组成。本发明的益处是在高温热水循环和冷媒水循环中回收高温热水和冷媒水的余热，并且在提供热量的同时也能为系统提供冷量，不仅利用余热回收提高了能效、冷热同供减少了设备的投资，使其广泛应用于各种工业加工和生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于工业生产中的双效双温高温热泵装置。
背景技术
在我国工业生产过程中，许多的工艺加工流程不仅需要热量而且还需要冷量，传统的供热和供冷方式是使用锅炉和冷水机组为系统提供热水和冷水，用户需要购置和安装两套设备，这使设备成本过高，系统结构装置和操作过程复杂，能效比较低。目前能实现供冷供热的装置一般都出现在居民区或公共场所，冬季供暖夏季制冷，其热水出水温度在45℃~60℃之间，冷水出水温度在5℃~10℃之间。这种装置必须通过四通换向阀的转换才能实现供冷与供热的交替，不能实现冷热同供用于工业生产。
另外，很大一部分工业用户在生产过程中都大量需要70℃~85℃的热水，而目前市场上出现的普通热泵装置一般出水温度都在45℃~60℃，只能满足一般用户的要求；中高温复叠装置因其采用二级压缩，虽然出水温度能达到70℃~90℃，但是能效低，成本高，不节能，这极大的限制了其使用的范围。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，提供一种完全满足大多数工业用户在工艺流程中实现冷热同供、结构紧凑、能效高、稳定的余热回收式双效双温装置。本发明的设计方案是在冷热同供的同时回收热水循环和冷媒水循环中高温热水和冷媒水的热量和冷量，实现对能量的回收再利用，提高了能效。该装置的循环工质采用高温热泵混合工质，冷凝器的出水温度稳定达到70℃-85℃，可以满足大多数工业用户的需求。这种应用取代了锅炉和冷水机组的组合，结构简洁紧凑，不仅可以提高能源利用率，而且还保护环境，避免对环境造成污染。
本发明的技术方案通过如下的技术措施具体实现的，用于工业生产的一种余热回收式双效双温装置，其特征在于包括压缩机、油分离器、油冷却器、冷凝器、过冷器、蒸发器、过热器、分水器、集水器、若干个热交换器， 压缩机与油冷却器相连构成了冷却油回路；压缩机与冷凝器之间连有油分离器，油分离器的润滑油出口端与油冷却器润滑油入口端相连，形成另一个冷却油回路；制冷剂回路由压缩机、油分离器、冷凝器、过冷器、干燥器、电磁阀、第二节流阀、蒸发器、过热器、压缩机依次连接而成，其中冷凝器制冷剂出口端连接过冷器时一部分制冷剂经过第一节流阀进入过冷器入口端制冷，另一部分制冷剂则直接进入过冷器另一入口端，过冷器液体制冷剂出口端依次连接干燥器、电磁阀、第二节流阀和蒸发器制冷剂入口端，蒸发器制冷剂出口端与过热器制冷剂入口端用中间管道连接，过冷器气体制冷剂出口端与过热器制冷剂入口端也用中间管道连接，过热器制冷剂出口端连接压缩机吸气端；高温热水回路由冷凝器、第一分水器、若干个第一热交换器、第一集水器依次连接而成，冷凝器的高温热水出口端连接第一分水器入口端，第一分水器的出口端把水分成若干股进入若干个第一热交换器，第一热交换器热水出口端连接连接与之相对应的第一集水器入口端，第一集水器出口端连接冷凝器热水入口端；冷媒水回路由蒸发器、第二分水器、若干个第二热交换器、第二集水器依次连接而成，蒸发器的冷媒水出口端连接第二分水器入口端，第二分水器的出口端把水分成若干股进入若干个第二热交换器，第二热交换器冷媒水出口端连接与之相对应的第二集水器入口端，第二集水器出口端连接蒸发器冷媒水入口端。
本发明提供热量的方式是提供热量的方式是冷凝器高温热水出口通过分水器连接若干个热交换器，在热交换器中高温热水与需要加热的物质进行热交换，降温后的热水由于还有余热通过集水器回到冷凝器实现余热回收；提供冷量的方式是蒸发器的冷媒水出口通过分水器连接若干个热交换器，在热交换器中冷媒水与需要冷却的物质进行热交换，升温后的冷媒水由于温度比较低通过集水器回到蒸发器实现冷量回收。
本发明的冷凝器的出水温度在75℃~85℃，蒸发器的出水温度在7℃~17℃；制冷剂工质选用的是高温热泵混合工质；分水器分水的股数及热交换器的个税由具体工程需要而定。
本发明的有益效果是，1）系统整体结构简洁紧凑，能效高，对环境无污染。2）该装置在冷热同供的同时回收热水循环和冷媒水循环中高温热水和冷媒水的热量和冷量，实现对能量的回收再利用，提高了能效。3）该装置的循环工质采用高温热泵混合工质，冷凝器的出水温度稳定达到70℃~85℃，可以满足大多数工业用户的需求。4）该装置的控制系统即对高温端进行控制，又对低温端进行控制。
附图说明
图1为本发明余热回收式双效双温装置实施的系统流程示意图。
附图中标记分别表示如下的意义：
1、压缩机 2、油分离器 3、冷凝器 4、过冷器 5、蒸发器 6、过热器 7、油冷却器 8、第一分水器 9、第一热交换器 10、第一集水器 11、第二分水器 12、第二热交换器 13、第二集水器 14、第一节流阀 15、干燥器 16、第一电磁阀 17、第二节流阀 18、第二电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进一步说明；
本发明是应用于工业生产的一种余热回收式双效双温装置，其特征在于压缩机1、油分离器2、冷凝器3、过冷器4、蒸发器5、过热器6、油冷却器7、第一分水器8、第一热交换器9、第一集水器10、第二分水器11、第二热交换器12、第二集水器13、第一节流阀14、干燥器15、第一电磁阀16、第二节流阀17、第二电磁阀18构成。 压缩机1与油冷却器7相连构成了冷却油回路；压缩机1与冷凝器3之间连有油分离器2，油分离器2的润滑油出口端与油冷却器7润滑油入口端相连，形成另一个冷却油回路；制冷剂回路由压缩机1、油分离器2、冷凝器3、过冷器4、干燥器15、第一电磁阀16、第二节流阀17、蒸发器5、过热器6、压缩机1依次连接而成，其中冷凝器3制冷剂出口端连接过冷器4时一部分制冷剂经过第一节流阀14进入过冷器4入口端制冷，另一部分制冷剂则直接进入过冷器4另一入口端，过冷器4液体制冷剂出口端依次连接干燥器15、第一电磁阀16、第二节流阀17和蒸发器5制冷剂入口端，蒸发器5制冷剂出口端与过热器6制冷剂入口端用中间管道连接，过冷器4气体制冷剂出口端与过热器6制冷剂入口端也用中间管道连接，过热器6制冷剂出口端连接压缩机1吸气端；高温热水回路由冷凝器3、第一分水器8、若干个第一热交换器9、第一集水器10依次连接而成，冷凝器3的高温热水出口端连接第一分水器8入口端，第一分水器8的出口端把水分成若干股进入若干个第一热交换器9，第一热交换器9热水出口端连接与之相对应的第一集水器10入口端，第一集水器10出口端连接冷凝器3热水入口端；冷媒水回路由蒸发器5、第二分水器11、若干个第二热交换器12、第二集水器13依次连接而成，蒸发器5的冷媒水出口端连接第二分水器11入口端，第二分水器11的出口端把水分成若干股进入若干个第二热交换器12，第二热交换器12冷媒水出口端连接与之相对应的第二集水器13入口端，第二集水器13出口端连接蒸发器5冷媒水入口端。
本发明提供热量的方式是冷凝器3高温热水出口通过第一分水器8连接若干个第一热交换器9，在第一热交换器9中高温热水与需要加热的物质进行热交换，降温后的热水由于还有余热通过第一集水器10回到冷凝器3实现余热回收；提供冷量的方式是蒸发器5的冷媒水出口通过第二分水器11连接若干个第二热交换器，在第二热交换器12中冷媒水与需要冷却的物质进行热交换，升温后的冷媒水由于温度比较低通过第二集水器13回到蒸发器5实现冷量回收。
本发明的冷凝器的出水温度在75℃~85℃，蒸发器的出水温度在7℃~17℃；制冷剂工质选用的是高温热泵混合工质；分水器分水的股数及热交换器的个税由具体工程需要而定；其控制系统即对高温端进行控制，又对低温端进行控制。
Claims (1)
1.一种新型双效双温高温热泵装置，其特征在于：包括压缩机、油分离器、油冷却器、冷凝器、过冷器、蒸发器、过热器、第一分水器、第二分水器、第一集水器、第二集水器、若干个热交换器，压缩机与油冷却器相连构成了冷却油回路；压缩机与冷凝器之间连有油分离器，油分离器的润滑油出口端与油冷却器润滑油入口端相连，形成另一个冷却油回路；制冷剂回路由压缩机、油分离器、冷凝器、过冷器、干燥器、第一电磁阀或第二电磁阀、第二节流阀、蒸发器、过热器、压缩机依次连接而成，其中冷凝器制冷剂出口端连接过冷器时一部分制冷剂经过第一节流阀进入过冷器入口端制冷，另一部分制冷剂则直接进入过冷器另一入口端，过冷器液体制冷剂出口端依次连接干燥器、第一电磁阀或第二电磁阀、第二节流阀和蒸发器制冷剂入口端，蒸发器制冷剂出口端与过热器制冷剂入口端用中间管道连接，过冷器气体制冷剂出口端与过热器制冷剂入口端也用中间管道连接，过热器制冷剂出口端连接压缩机吸气端；
高温热水回路由冷凝器、第一分水器、若干个第一热交换器、第一集水器依次连接而成，冷凝器的高温热水出口端连接第一分水器入口端，第一分水器的出口端把水分成若干股进入若干个第一热交换器，第一热交换器热水出口端连接与之相对应的第一集水器入口端，第一集水器出口端连接冷凝器热水入口端；冷媒水回路由蒸发器、第二分水器、若干个第二热交换器、第二集水器依次连接而成，蒸发器的冷媒水出口端连接第二分水器入口端，第二分水器的出口端把水分成若干股进入若干个第二热交换器，第二热交换器冷媒水出口端连接与之相对应的第二集水器入口端，第二集水器出口端连接蒸发器冷媒水入口端。
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