CN103185419A - 冰浆冷水热泵机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冰浆冷水热泵机组，其特征是它包括制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、膨胀阀（3）、冰浆冷水发生器（4），制冷压缩机（1）的出口连接冷凝器（2）的制冷剂进口，冷凝器（2）的制冷剂出口连接膨胀阀（3）的进口，膨胀阀（3）的出口连接冰浆冷水发生器（4）的制冷剂进口，冰浆冷水发生器（4）的制冷剂出口连接制冷压缩机（1）的进口。本发明可以像普通冷水机组一样直接向闭式空调系统末端设备供低温溶液，可以直接蒸发制冰浆用闭式贮罐蓄冷，或直接向闭式空调系统末端设备供冰浆，这将推动建筑空调变革，具有投资低，效率高的优点。

Description

冰浆冷水热泵机组
技术领域
本发明涉及一种既可以像普通冷水机组一样直接向闭式空调末端设备供冷，又可以直接蒸发制冰浆蓄冷，还可以供热、蓄热、供卫生热水多种功能的冰浆冷水热泵机组。
背景技术
当今在冰蓄冷空调领域，中央空调机房设备中制冷机、制冰蓄冷装置及供冷系统是分立的；蓄冷装置是开放式的；蓄冷与用冷之间大都要用板式换热器隔开；要设立一、二次循环泵组。机房设备系统复杂，效率低下，初投资极高，难以推广应用。如需供热还要另设一套装置。
目前世界上还没有一种既可以像普通冷水机组一样直接向闭式空调末端设备供冷，又可以直接蒸发制冰浆蓄冷，还可以供热、蓄热、供卫生热水的冰浆冷水热泵机组。同时要求这种机组还能使空调机房设备简化，蓄冷用冷、蓄热用热同用一套装置，同处一个闭式系统中，降低投资、提高效率。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种既可以像普通冷水机组一样直接向闭式空调末端设备供冷，又可以直接蒸发制冰浆蓄冷，还可以供热、蓄热、供卫生热水，同时能使空调机房设备简化,蓄冷用冷、蓄热用热同用一套装置，同处一个闭式系统中的多种功能的冰浆冷水热泵机组。其制冰蓄冷能效比要优于传统冰蓄冷设备。
本发明的目地可以通过以下措施来实现：
　　一种冰浆冷水热泵机组，包括制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、冰浆冷水发生器。其特征是制冷压缩机的出口连接冷凝器的制冷剂进口，冷凝器的制冷剂出口连接膨胀阀的进口，膨胀阀的出口连接冰浆冷水发生器的制冷剂进口，冰浆冷水发生器的制冷剂出口连接制冷压缩机的进口。
本发明还提供了另外一种技术方案如下：
　 一种冰浆冷水热泵机组，包括制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、冰浆冷水发生器、四通换向阀。其特征是制冷压缩机的出口连接四通换向阀的第一接口，四通换向阀的第二接口连接冷凝器的一个制冷剂接口，四通换向阀的第三接口连接冰浆冷水发生器的一个制冷剂接口，四通换向阀的第四接口连接制冷压缩机的进口，冷凝器的另一个制冷剂接口连接膨胀阀的一个接口，膨胀阀的另一个接口连接冰浆冷水发生器的另一个制冷剂接口。
本发明上述两种技术方案中在制冷压缩机与冷凝器之间或在制冷压缩机与四通换向阀之间还可以串联产生卫生热水的热回收器。
本发明上述两种技术方案中所述制冷压缩机，可以是活塞式制冷压缩机、涡旋式制冷压缩机、螺杆式制冷压缩机、离心式制冷压缩机和吸收式制冷机。
所述冷凝器，可以是风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
所述膨胀阀，可以是毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、节流孔板等节流装置。
所述冰浆冷水发生器，其冷源侧是制冷剂直接蒸发式；其溶液循环侧是可承压的，是象普通冷水机组一样可与空调末端直接相连的；其冰浆发生方式可以是旋推法、刮削法或溶液过冷法。
为提高本发明运行可靠性和效率，与普通冷水机组相同，可在系统管路中加入各类阀门、油分离器、贮液器、过滤器、回热器等零部件。
本发明的有益效果有：
本发明可以像普通冷水机组一样直接向闭式空调系统末端设备供低温溶液。
本发明可以直接蒸发制冰浆用闭式贮罐蓄冷，或直接向闭式空调系统末端设备供冰浆，这将推动建筑空调变革。
本发明还具备供热、蓄热、供卫生热水的功能。
本发明能使空调机房设备简化,蓄冷用冷、蓄热用热同用一套装置，同处一个闭式系统中。
本发明投资低，制冰蓄冷能效比优于传统冰蓄冷设备，综合效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明制冷系统采用四通换向阀时的热泵结构示意图。
图3为图1中的系统加上热回收器时的结构示意图。
图4为图2中的系统加上热回收器时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明：
如图1所示，本发明包括制冷压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、冰浆冷水发生器4。制冷压缩机1的出口连接冷凝器2的制冷剂进口，冷凝器2的制冷剂出口连接膨胀阀3的进口，膨胀阀3的出口连接冰浆冷水发生器4的制冷剂进口，冰浆冷水发生器4的制冷剂出口连接制冷压缩机1的进口。冷凝器2上设有热源端进口7和热源端出口8。冰浆冷水发生器4上设有用户端进口9和用户端出口10。
如图3所示，本发明还可以在制冷压缩机1的出口与冷凝器2的制冷剂进口之间串联热回收器6，热回收器6上设有卫生热水进口11和卫生热水出口12，用于回收热能产生卫生热水。
如图2所示，本发明的另一种实施方式为，它包括制冷压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、冰浆冷水发生器4、四通换向阀5。制冷压缩机1的出口连接四通换向阀5的第一接口，四通换向阀5的第二接口连接冷凝器2的一个制冷剂接口，四通换向阀5的第三接口连接冰浆冷水发生器4的一个制冷剂接口，四通换向阀5的第四接口连接制冷压缩机1的进口，冷凝器2的另一个制冷剂接口连接膨胀阀3的一个接口，膨胀阀3的另一个接口连接冰浆冷水发生器4的另一个接口。同样采用此种实施方式时也可以在制冷压缩机1的出口与四通阀5的第一接口之间串联热回收器6（如图4所示），用于产生卫生热水。
关于本发明主要部件描述： 
本发明上述两种实施方式中所述制冷压缩机1，可以是活塞式制冷压缩机、涡旋式制冷压缩机、螺杆式制冷压缩机、离心式制冷压缩机和吸收式制冷机。
所述冷凝器2，可以是风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
所述膨胀阀3，可以是毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、节流孔板等节流装置。
所述冰浆冷水发生器4，其冷源侧是制冷剂直接蒸发式；其溶液循环侧是可承压的，是象普通冷水机组一样可与空调末端直接相连的；其冰浆发生方式可以是旋推法、刮削法或溶液过冷法。
为提高本发明运行可靠性和效率，与普通冷水机组相同，可在系统管路中加入各类阀门、油分离器、贮液器、过滤器、回热器等零部件。
本发明采用的所有部件均为现有市售产品。
关于本发明的热泵供热功能：
1、本发明的热泵供热功能可单独或组合应用下述热源形式实现。
a、结合应用热源塔，本发明装置具有的热泵供热功能。
b、结合应用江、河、湖、海、地下水、地埋管作热源时，本发明装置的热泵供热功能有独特的优势，所需热源温度低，取热范围大、适应面广。
c、本发明使用中，系统还可设计成特殊形式低谷电蓄热热泵供热功能。
2、本发明制冷系统采用四通换向阀时，具有蓄热、热泵供热功能。
下面对本发明的具体工作过程及几种功能作进一步描述：
1、本发明图1所示结构的制冷水工况说明：
　　开启冰浆冷水热泵机组，制冷工质按下述循环运行；
制冷压缩机1－冷凝器2－膨胀阀3－冰浆冷水发生器4－制冷压缩机1；
来自冰浆冷水发生器4的低温低压气态制冷工质在制冷压缩机1中被压缩成高温高压气态制冷工质，高温高压气态制冷工质进入冷凝器2后被冷凝成高压液态制冷工质，高压液态制冷工质经膨胀阀3节流降温降压后进入冰浆冷水发生器4中吸热蒸发重新成为低温低压气态制冷工质，低温低压气态制冷工质进入制冷压缩机1进行下一制冷循环。
运行中的冰浆冷水热泵机组通过冰浆冷水发生器4对循环中的溶液制冷，即来自用冷端的低浓度盐溶液或其它溶液在冰浆冷水发生器4中被冷却到设定温度后通过冰浆冷水发生器4用户端口向用户供冷；运行中的冰浆冷水热泵机组通过冷凝器2热源端口直接或间接向各类热源放热。
2、本发明图1所示结构的制冰浆工况说明：
　　开启冰浆冷水热泵机组，制冷工质循环与本发明制冷水工况相同。
运行中的冰浆冷水热泵机组通过冰浆冷水发生器4对循环中的低浓度盐溶液或其它溶液制冷，当溶液被冷却到结晶温度析出冰晶形成冰浆后通过冰浆冷水发生器4用户端口向用户供冷或被泵送到各类承压或非承压槽罐贮存。
3、本发明图3与图4所示结构产生卫生热水说明：
本发明图3所示制冷压缩机1与冷凝器2之间（以及图4所示制冷压缩机1与四通换向阀5之间）串联热回收器6，热回收器6上设有卫生热水进口11和卫生热水出口12，这样冰浆冷水热泵机组运行时具有产生卫生热水的功能。
4、本发明图1所示结构的热泵供热工况说明：
将用户侧接在冷凝器2的热源端进口7和热源端出口8，将热源侧接在冰浆冷水发生器4的用户端进口9和用户端出口10，即可实现热泵供热功能。
开启冰浆冷水热泵机组，制冷工质循环与本发明制冷水工况相同。通过冷凝器2的热源端口向用户供热，通过冰浆冷水发生器4的用户端口对与热源换热的循环溶液进行制冷。
a、本发明可用热源塔作为热源；
b、本发明用江、河、湖、海、地下水、地埋管作为热源时，本发明装置的热泵功能有独特的优势，所需热源温度低，取热范围大、适应面广；
c、本发明使用中，系统还可设计成特殊形式的低谷电（作为热源）融冰蓄热；
d、可用上述方式组合的热源。
Figure 818980DEST_PATH_IMAGE001
5、本发明图2所示制冷系统采用四通换向阀时的制冷水、制冰浆以及热泵供热工况说明：
　  a、开启冰浆冷水热泵机组，制冷工质按下述循环运行实现制冷水以及制冰浆工况：
Figure 955563DEST_PATH_IMAGE001
制冷压缩机1－四通换向阀5‐冷凝器2－膨胀阀3－冰浆冷水发生器4－四通换向阀5―制冷压缩机1。
b、制冷管路经由四通换向阀5切换，使得冰浆冷水发生器4承担制冷系统冷凝器的功能，向用户供热。冷凝器2承担制冷系统蒸发器的功能对各类热源制冷。此时运行中的冰浆冷水热泵机组，制冷工质按下述循环运行实现热泵供热工况：
    制冷压缩机1→四通换向阀5→冷浆冷水发生器4→膨胀阀3→冷凝器2→四通换向阀5→制冷压缩机1
Figure 624442DEST_PATH_IMAGE001
Figure 804756DEST_PATH_IMAGE001
Figure 683719DEST_PATH_IMAGE001
。
   本发明涉及的其它未说明部分与现有技术相同。

Claims (8)

1.一种冰浆冷水热泵机组，其特征是它包括制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、膨胀阀（3）、冰浆冷水发生器（4），制冷压缩机（1）的出口连接冷凝器（2）的制冷剂进口，冷凝器（2）的制冷剂出口连接膨胀阀（3）的进口，膨胀阀（3）的出口连接冰浆冷水发生器（4）的制冷剂进口，冰浆冷水发生器（4）的制冷剂出口连接制冷压缩机（1）的进口。
2.根据权利要求1所述的冰浆冷水热泵机组，其特征是所述制冷压缩机（1）为活塞式制冷压缩机、涡旋式制冷压缩机、螺杆式制冷压缩机、离心式制冷压缩机或吸收式制冷机；所述冷凝器（2）为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器；所述膨胀阀（3）为毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀或节流孔板。
3.根据权利要求1所述的冰浆冷水热泵机组，其特征是所述冰浆冷水发生器(4)，其冷源侧是制冷剂直接蒸发式；其溶液循环侧是可承压的，可与空调末端直接相连；其冰浆发生方式可以是旋推法、刮削法或溶液过冷法。
4.根据权利要求1所述的冰浆冷水热泵机组，其特征是所述制冷压缩机（1）的出口与冷凝器（2）的制冷剂进口之间串联有热回收器（6）。
5.一种冰浆冷水热泵机组，其特征是它包括制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、膨胀阀（3）、冰浆冷水发生器（4）、四通换向阀（5），制冷压缩机（1）的出口连接四通换向阀（5）的第一接口，四通换向阀（5）的第二接口连接冷凝器（2）的一个制冷剂接口，四通换向阀（5）的第三接口连接冰浆冷水发生器（4）的一个制冷剂接口，四通换向阀（5）的第四接口连接制冷压缩机（1）的进口，所述冷凝器（2）的另一个制冷剂接口连接膨胀阀（3）的一个接口，膨胀阀（3）的另一个接口连接冰浆冷水发生器（4）的另一个制冷剂接口。
6.根据权利要求5所述的冰浆冷水热泵机组，其特征是所述制冷压缩机（1）为活塞式制冷压缩机、涡旋式制冷压缩机、螺杆式制冷压缩机、离心式制冷压缩机或吸收式制冷机；所述冷凝器（2）为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器；所述膨胀阀（3）为毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀或节流孔板。
7.根据权利要求5所述的冰浆冷水热泵机组，其特征是所述冰浆冷水发生器（4），其冷源侧是制冷剂直接蒸发式；其溶液循环侧是可承压的，与空调末端直接相连；其冰浆发生方式可以是旋推法、刮削法或溶液过冷法。
8.根据权利要求5所述的冰浆冷水热泵机组，其特征是所述制冷压缩机（1）的出口与四通换向阀（5）的第一接口之间串联有热回收器（6）。
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