CN103499162B

CN103499162B - 低温型风冷螺杆冷热水机组

Info

Publication number: CN103499162B
Application number: CN201310418223.5A
Authority: CN
Inventors: 朱国辉; 杨建敏; 梅敏华
Original assignee: Jiangxi Tsinghua Taihao Sanbo Motor Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Tsinghua Taihao Sanbo Motor Co Ltd
Priority date: 2013-09-14
Filing date: 2013-09-14
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2033-09-14
Also published as: CN103499162A

Abstract

一种低温型风冷螺杆冷热水机组，它包括气液分离器、油过滤器、截止阀Ⅰ、吸气压力变送器、螺杆压缩机、压力平衡管、压力维持阀、排气温度传感器、四通换向阀、电磁阀Ⅳ、排气旁通阀、单向阀Ⅰ、单向阀Ⅱ、储液器、干燥过滤器、视液镜、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、热力膨胀阀Ⅱ、热力膨胀阀Ⅲ、电磁阀Ⅲ、热力膨胀阀Ⅰ、经济器、单向阀Ⅲ、单向阀Ⅳ、单向阀Ⅴ、截止阀Ⅱ、壳管换热器、水路电动阀和油冷却器；本发明能够在-20℃~43℃环境温度下，实现了机组的制冷和制热功能，特别是在低温环境下，通过在系统中设置经济器、排气旁通阀、油冷却器和压力维持阀等部件，保证了压缩机启动、运行时的安全、可靠性，提高了机组制热运行时的COP值。

Description

低温型风冷螺杆冷热水机组

技术领域

本发明涉及一种低温型风冷螺杆冷热水机组。

背景技术

普通螺杆压缩机蒸发温度的极限值为-15℃，在环境温度-5℃时，机组蒸发温度一般就能达到这一极限值，其适用的环境温度范围为-7℃~43℃。而低温风冷冷热水机组的使用环境温度范围为-20℃~43℃，对于普通螺杆压缩机，如果系统上不做创新优化是不可能达到这一要求的，目前针对普通螺杆压缩机进行结构的改进普遍无法保证压缩机启动、运行时的安全、可靠性，更不能提高机组制热运行时的COP值。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种低温型风冷螺杆冷热水机组，它达到了低温环境的制冷和制热功能，并且运行稳定安全的要求。

本发明是这样来实现的，它包括气液分离器、油过滤器、截止阀Ⅰ、吸气压力变送器、螺杆压缩机出油口、螺杆压缩机、螺杆压缩机进油口、螺杆压缩机喷射口、压力平衡管、压力维持阀、排气温度传感器、四通换向阀、电磁阀Ⅳ、翅片换热器、风机、分液器、排气旁通阀、单向阀Ⅰ、单向阀Ⅱ、储液器、干燥过滤器、视液镜、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、热力膨胀阀Ⅱ、热力膨胀阀Ⅲ、电磁阀Ⅲ、热力膨胀阀Ⅰ、经济器、单向阀Ⅲ、单向阀Ⅳ、单向阀Ⅴ、截止阀Ⅱ、壳管换热器、水路电动阀、油冷却器，其特征在于四通换向阀的一端连接翅片换热器组件，翅片换热器组件由四路翅片换热器和由分液器串联而成的管路并联组成，翅片换热器组件旁边设置4个风机，翅片换热器组件连接并联的排气旁通阀、单向阀Ⅰ和单向阀Ⅱ，单向阀Ⅰ与单向阀Ⅳ并联后连接储液器，储液器连接干燥过滤器，干燥过滤器连接视液镜，视液镜连接并联的电磁阀Ⅰ和经济器主回路进口，电磁阀Ⅰ连接热力膨胀阀Ⅰ，热力膨胀阀Ⅰ连接经济器的喷射回路进口，经济器的喷射回路出口连接单向阀Ⅴ，单向阀Ⅴ连接螺杆压缩机喷射口，经济器主回路出口连接并联的电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ，电磁阀Ⅱ连接热力膨胀阀Ⅱ，电磁阀Ⅲ连接热力膨胀阀Ⅲ，热力膨胀阀Ⅱ和热力膨胀阀Ⅲ并联后连接并联的单向阀Ⅱ和单向阀Ⅲ，单向阀Ⅲ和单向阀Ⅳ并联后连接壳管换热器，壳管换热器连接四通换向阀的一端，四通换向阀中间端连接气液分离器，气液分离器连接螺杆压缩机吸气口，气液分离器出口与螺杆压缩机吸气口之间安装吸气压力变送器，螺杆压缩机排气口连接压力维持阀，压力维持阀和螺杆压缩机的吸气端连接压力平衡管，压力维持阀出口管路上设置排气温度传感器，排气温度传感器连接四通换向阀一端和电磁阀Ⅳ，电磁阀Ⅳ连接排气旁通阀，形成制冷剂回路；螺杆压缩机出油口连接截止阀Ⅱ，截止阀Ⅱ连接油冷却器的油路进口，油冷却器的油路出口连接油过滤器，油过滤器连接截止阀Ⅰ，截止阀Ⅰ连接螺杆压缩机进油口，形成油回路；空调进水管连接并联的水路电动阀和壳管换热器，水路电动阀连接油冷却器的水路进口，油冷却器的水路出口与壳管换热器并联后连接空调出水管，形成水回路。

本发明的技术效果是：本发明能够在-20℃~43℃环境温度下，实现了机组的制冷和制热功能，特别是在低温环境下，通过在系统中设置经济器、排气旁通阀、油冷却器和压力维持阀等部件，保证了压缩机启动、运行时的安全、可靠性，提高了机组制热运行时的COP值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

在图中，1、气液分离器2、油过滤器3、截止阀Ⅰ4、吸气压力变送器5、螺杆压缩机出油口6、螺杆压缩机7、螺杆压缩机加油口8、螺杆压缩机喷射口9、压力平衡管10、压力维持阀11、排气温度传感器12、四通换向阀13、电磁阀Ⅳ14、翅片换热器15、风机16、分液器17、排气旁通阀18、单向阀Ⅰ19、单向阀Ⅱ20、储液器21、干燥过滤器22、视液镜23、电磁阀Ⅰ24、电磁阀Ⅱ25、热力膨胀阀Ⅱ26、热力膨胀阀Ⅲ27、电磁阀Ⅲ28、热力膨胀阀Ⅰ29、经济器30、单向阀Ⅲ31、单向阀Ⅳ32、单向阀Ⅴ33、截止阀Ⅱ34、壳管换热器35、水路电动阀36、油冷却器。

具体实施方式

如图1所示，一种低温型风冷螺杆冷热水机组，它包括气液分离器1、油过滤器2、截止阀Ⅰ3、吸气压力变送器4、螺杆压缩机出油口5、螺杆压缩机6、螺杆压缩机进油口7、螺杆压缩机喷射口8、压力平衡管9、压力维持阀10、排气温度传感器11、四通换向阀12、电磁阀Ⅳ13、翅片换热器14、风机15、分液器16、排气旁通阀17、单向阀Ⅰ18、单向阀Ⅱ19、储液器20、干燥过滤器21、视液镜22、电磁阀Ⅰ23、电磁阀Ⅱ24、热力膨胀阀Ⅱ25、热力膨胀阀Ⅲ26、电磁阀Ⅲ27、热力膨胀阀Ⅰ28、经济器29、单向阀Ⅲ30、单向阀Ⅳ31、单向阀Ⅴ32、截止阀Ⅱ33、壳管换热器34、水路电动阀35、油冷却器36，其结构特点是四通换向阀12的一端连接翅片换热器组件，翅片换热器组件由四路翅片换热器14和由分液器16串联而成的管路并联组成，翅片换热器组件旁边设置4个风机15，翅片换热器组件连接并联的排气旁通阀17、单向阀Ⅰ18和单向阀Ⅱ19，单向阀Ⅰ18与单向阀Ⅳ31并联后连接储液器20，储液器20连接干燥过滤器21，干燥过滤器21连接视液镜22，视液镜22连接并联的电磁阀Ⅰ23和经济器29主回路进口，电磁阀Ⅰ23连接热力膨胀阀Ⅰ28，热力膨胀阀Ⅰ28连接经济器29的喷射回路进口，经济器29的喷射回路出口连接单向阀Ⅴ32，单向阀Ⅴ32连接螺杆压缩机喷射口8，经济器29主回路出口连接并联的电磁阀Ⅱ24和电磁阀Ⅲ27，电磁阀Ⅱ24连接热力膨胀阀Ⅱ25，电磁阀Ⅲ27连接热力膨胀阀Ⅲ26，热力膨胀阀Ⅱ25和热力膨胀阀Ⅲ26并联后连接并联的单向阀Ⅱ19和单向阀Ⅲ30，单向阀Ⅲ30和单向阀Ⅳ31并联后连接壳管换热器34，壳管换热器34连接四通换向阀12的一端，四通换向阀12中间端连接气液分离器1，气液分离器1连接螺杆压缩机6吸气口，气液分离器1出口与螺杆压缩机6吸气口之间安装吸气压力变送器4，螺螺杆压缩机6排气口连接压力维持阀10，压力维持阀10和螺杆压缩机6的吸气端均连接压力平衡管9，压力维持阀10出口管路上设置排气温度传感器11，排气温度传感器11连接四通换向阀12一端和电磁阀Ⅳ13，电磁阀Ⅳ13连接排气旁通阀17，形成制冷剂回路；螺杆压缩机出油口5连接截止阀Ⅱ33，截止阀Ⅱ33连接油冷却器36的油路进口，油冷却器36的油路出口连接油过滤器2，油过滤器2连接截止阀Ⅰ3，截止阀Ⅰ连接螺杆压缩机进油口7，形成油回路；空调进水管连接并联的水路电动阀35和壳管换热器34，水路电动阀35连接油冷却器36的水路进口，油冷却器36的水路出口与壳管换热器34并联后连接空调出水管，形成水回路。

1）制冷模式：四通换向阀12处于制冷位，制冷剂在螺杆压缩机6中被压缩成高温高压气体，经过四通换向阀12进入翅片换热器14，制冷剂热量释放至空气中变为中温高压液体，然后通过储液器20、干燥过滤器21和视液镜22，经热力膨胀阀节流降压后，在壳管换热器34内吸收水中热量，使水温降低达到制冷目的，制冷剂蒸发变为低温低压气体，经过气液分离器1、四通换向阀12进入螺杆压缩机6完成一个制冷循环。

2）制热模式：四通换向阀12处于制热位，制冷剂在螺杆压缩机6中被压缩成高温高压气体，经过四通换向阀12进入壳管换热器34，在壳管换热器34内将热量释放至水中，使水温升高达到制冷目的，然后通过储液器20、干燥过滤器21和视液镜22，经热力膨胀阀节流降压后，在翅片换热器14内吸收外界空气中热量，制冷剂蒸发为低温低压气体，经过气液分离器1、四通换向阀12进入螺杆压缩机6完成一个制热循环。

a）在压缩机排气口和蒸发器进口之间设置了排气旁通阀17，吸气压力变送器检测机组吸气压力值，当压缩机吸气压力低于设定值0.2MPa时，开启电磁阀Ⅳ13，压缩机排气端气体经排气旁通阀17自动旁通到低压一侧，以维持一定的吸气压力；当压缩机吸气压力高于设定值0.3MPa时，关闭电磁阀Ⅳ13，切断排气旁通阀管路，保证机组在环境温度-20℃时，螺杆压缩机6蒸发压力始终都不低于允许的极限值。

b）在压缩机排气温度过高时，为了降低压缩机排气温度，机组设计了通过冷却水冷却的油冷却系统。排气温度传感器11检测压缩机排气温度，当排气温度高于设定值110℃时，开启水路电动阀35，将壳管换热器34进口处的冷却水旁通一部分至油冷却器36，通过降低润滑油的温度，达到降低排气温度的目的；当排气温度低于设定值100℃时，关闭水路电动阀35，切断油冷却器36的水回路。通过冷却水冷却压缩机润滑油，在降低润滑油温度的同时，将冷却水的温度升高，增加了机组的制热量,提高了系统的COP值。

c）在低温环境下机组启动，由于系统的冷凝温度过低，压缩机开机后建立不起足够的高低压差，造成压缩机无法加卸载，为了解决这一难题，在压缩机排气口安装压力维持阀10。压缩机启动前，机组高、低压平衡，高低压差值低于压力维持阀10内置的开阀压差值，压力维持阀关闭；压缩机启动后，因排气口关闭，排气压力迅速上升，至排气压力与吸气压力（由压力平衡管传输过来）差值达到压力维持阀10内置的开阀压差时，压力维持阀10开启，使压缩机在短时间内可以迅速建立起足够的高低压差，进而保障压缩机容调加载顺畅，保障压缩机不因失油而造成不良影响；当压缩机停机时，压力维持阀10具有止回阀的作用，防止高压气体回流入压缩机，有效避免压缩机长期反转；同时，在压缩机停机时，压力维持阀10可以将压缩机和排气管路完全切断，极大方便了机组的维护保养。

Claims

1.一种低温型风冷螺杆冷热水机组，它包括气液分离器（1）、油过滤器（2）、截止阀Ⅰ（3）、吸气压力变送器（4）、螺杆压缩机出油口（5）、螺杆压缩机（6）、螺杆压缩机进油口（7）、螺杆压缩机喷射口（8）、压力平衡管(9)、压力维持阀(10)、排气温度传感器(11)、四通换向阀(12)、电磁阀Ⅳ(13)、翅片换热器(14)、风机(15)、分液器(16)、排气旁通阀(17)、单向阀Ⅰ(18)、单向阀Ⅱ(19)、储液器(20)、干燥过滤器(21)、视液镜(22)、电磁阀Ⅰ(23)、电磁阀Ⅱ(24)、热力膨胀阀Ⅱ(25)、热力膨胀阀Ⅲ(26)、电磁阀Ⅲ(27)、热力膨胀阀Ⅰ(28)、经济器(29)、单向阀Ⅲ(30)、单向阀Ⅳ(31)、单向阀Ⅴ(32)、截止阀Ⅱ(33)、壳管换热器(34)、水路电动阀(35)、油冷却器(36)，其特征在于四通换向阀（12）的一端连接翅片换热器组件，翅片换热器组件由四路翅片换热器（14）和由分液器（16）串联而成的管路并联组成，翅片换热器组件旁边设置4个风机（15），翅片换热器组件连接并联的排气旁通阀（17）、单向阀Ⅰ（18）和单向阀Ⅱ（19），单向阀Ⅰ（18）与单向阀Ⅳ（31）并联后连接储液器（20），储液器（20）连接干燥过滤器（21），干燥过滤器（21）连接视液镜（22），视液镜（22）连接并联的电磁阀Ⅰ（23）和经济器（29）主回路进口，电磁阀Ⅰ（23）连接热力膨胀阀Ⅰ（28），热力膨胀阀Ⅰ（28）连接经济器（29）的喷射回路进口，经济器（29）的喷射回路出口连接单向阀Ⅴ（32），单向阀Ⅴ（32）连接螺杆压缩机喷射口（8），经济器（29）主回路出口连接并联的电磁阀Ⅱ（24）和电磁阀Ⅲ（27），电磁阀Ⅱ（24）连接热力膨胀阀Ⅱ（25），电磁阀Ⅲ（27）连接热力膨胀阀Ⅲ（26），热力膨胀阀Ⅱ（25）和热力膨胀阀Ⅲ（26）并联后连接并联的单向阀Ⅱ（19）和单向阀Ⅲ（30），单向阀Ⅲ（30）和单向阀Ⅳ（31）并联后连接壳管换热器（34），壳管换热器（34）连接四通换向阀（12）的一端，四通换向阀（12）中间端连接气液分离器（1），气液分离器（1）连接螺杆压缩机（6）吸气口，气液分离器（1）出口与螺杆压缩机（6）吸气口之间安装吸气压力变送器（4），螺杆压缩机（6）排气口连接压力维持阀（10），压力维持阀（10）和螺杆压缩机（6）的吸气端连接压力平衡管（9），压力维持阀（10）出口管路上设置排气温度传感器（11），排气温度传感器（11）连接四通换向阀（12）一端和电磁阀Ⅳ（13），电磁阀Ⅳ（13）连接排气旁通阀（17），形成制冷剂回路；螺杆压缩机出油口（5）连接截止阀Ⅱ（33），截止阀Ⅱ（33）连接油冷却器（36）的油路进口，油冷却器（36）的油路出口连接油过滤器（2），油过滤器（2）连接截止阀Ⅰ（3），截止阀Ⅰ（3）连接螺杆压缩机进油口（7），形成油回路；空调进水管连接并联的水路电动阀（35）和壳管换热器（34），水路电动阀（35）连接油冷却器（36）的水路进口，油冷却器（36）的水路出口与壳管换热器（34）并联后连接空调出水管，形成水回路。