CN104374024A - 一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，包括有制冷/制热循环系统，该制冷/制热循环系统包括串联在一起的压缩机、油分离器、冷热源侧换热器、使用侧换热器、双向膨胀节流装置，所述使用侧换热器的进、出口之间设有冷冻水循环装置；所述冷热源侧换热器的进、出口之间设有冷却水循环装置。本发明的优点是：集成程度高。

Description

一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组

技术领域

本发明涉及空调机组技术领域，尤其是涉及一种一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组。

背景技术

满液式水源热泵机组具有极优的工况和高效的换热，其运行能效远远高于普通水冷机组、空气源热泵或其他制冷、供热方式。故，满液式水源热泵机组在我国空调工程中逐渐获得广泛的应用。

然而，通常的满液式水源热泵机组还具有如下缺陷：

1、当机组的制冷和制热切换在水侧完成时，不仅水侧管路复杂，而且当用户水质特殊时，还会出现冷热源水和使用侧水相互污染的情况；当机组的制冷和制热切换在制冷剂侧完成时，不仅系统复杂、效率低、成本高，并且故障率也高；同时，还需设置单独的水系统专用机房，从而不仅占用了较大的用地面积，且安装控制繁琐、施工周期长及投资运行成本较高。

2、空调主机设备厂家往往只提供水源热泵主机部分，而包括水泵、水处理设备、阀类、控制系统等在内的水源热泵机组的水系统部分，且需由专业的工程公司选型配备及安装。由于不同厂家主机控制部分存在差异，因此水源热泵机组难与用户实际空调水路系统的控制进行有效匹配，无法使整个空调系统达到最佳的运行状态，也使得空调主机无法确保在最高效率下运行。

3、机组长期运行后水管管壁与换热器中会产生污垢，导致换热效果下降、效率变差，因此需根据水质情况定期清洗换热器。现多采用化学清洗及高压水清洗，不仅费时、费力、费财，还必须停机而影响到供冷或供暖，给用户带来诸多不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，它具有集成程度高，从而结构紧凑、制冷剂侧和水侧管路简单、占地面积小、安装方便、高效节能且使用寿命长的特点。进一步，它还具有无需停机清洗换热器，从而使用方便的特点。

本发明所采用的技术方案是：一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，包括有制冷/制热循环系统，该制冷/制热循环系统包括串联在一起的压缩机、油分离器、冷热源侧换热器、使用侧换热器、双向膨胀节流装置，所述使用侧换热器的进、出口之间设有冷冻水循环装置；所述冷热源侧换热器的进、出口之间设有冷却水循环装置。

所述冷冻水循环装置包括串联在一起的冷冻水循环泵和第一单向阀，且该冷冻水循环装置的进、出口之间并联管路上设有自立式压差旁通阀。

所述冷冻水循环装置的进、出口之间串联管路上设有第一水过滤器、第一电子除垢仪和第一在线胶球清洗装置。

所述冷冻水循环装置的进、出口之间串联管路上设有第一排气阀、第一排污阀、第一自动补水装置和第一定压膨胀罐，且该第一定压膨胀罐上设有第一可调式安全阀。

所述冷却水循环装置包括串联在一起的冷却水循环泵和第二单向阀。

所述冷却水循环装置的串联管路上设有第二水过滤器、第二电子除垢仪和第二在线胶球清洗装置。

所述冷却水循环装置的串联管路上设有第二排气阀、第二排污阀、第二自动补水装置和第二定压膨胀罐，且该第二定压膨胀罐设有第二可调式安全阀。

所述一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组还包括有控制装置。

所述控制装置包括CPU和数据采集模块，且该冷冻水循环装置和该冷却水循环装置均包括有与该控制装置相配的水流量开关、防冻开关、压力传感器及温度传感器。

所述一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组位于一外箱内。

本发明和现有技术相比所具有的优点是：

1、集成程度高，从而结构紧凑、占地面积小、安装方便、且高效节能。本发明的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组将水源热泵主机、机房水系统、水处理设备、控制装置合为一体，从而体积更小、效率更高、制冷剂侧和水侧管路简单、结构紧凑、方便安装和维护，并且节省了设备的占地面积、缩短施工周期及降低投资运行成本。

2、无需停机清洗换热器，从而使用方便。本发明的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组的水系统中安装了水过滤器、电子除垢仪、在线胶球清洗装置，对水质进行了三重处理，因此能始终保持换热器中换热管的清洁度，确保最佳的传热效果，能延长换热管的使用寿命、减轻劳动强度、增加经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的实施例的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组的工作流程示意图。

图中：

1-压缩机；2-油分离器；3-冷热源侧换热器；4-使用侧换热器；5-第一换向阀；6-第二换向阀；7-第三换向阀；8-第四换向阀；9-第一干燥过滤器；10-视液镜；11-双向膨胀节流装置；12-第二干燥过滤器；13-油过滤器；14-回油电磁阀；15-第一引射回油电磁阀；16-第一引射器；17-第二引射回油电磁阀；18-第二引射器；19-冷冻水循环装置；20-冷却水循环装置；21-控制装置；22-外箱；23-第一水过滤器；24-冷冻水循环泵；25-第一单向阀；26-第一电子除垢仪；27-第一在线胶球清洗装置；28-第一温度传感器；29-第一排污阀；30-自立式压差旁通阀；31-第一定压膨胀罐；32-第一可调式安全阀；33、第一自动补水装置；34-第一水流量开关；35-第一防冻开关；36-第二温度传感器；37-第一压力传感器；38-第一排气阀；39-第二排污阀；40-第二水过滤器；41-冷却水循环泵；42-第二单向阀；43-第二电子除垢仪；44-第二在线胶球清洗装置；45-第三温度传感器；46-第二定压膨胀罐；47-第二可调式安全阀；48-第二自动补水装置；49-第二水流量开关；50-第二防冻开关；51-第四温度传感器；52-第二压力传感器；53-第二排气阀；54-第三压力传感器；55-第四压力传感器。

具体实施方式

实施例，见图1所示：一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，包括有制冷/制热循环系统。其中“/”表示“或”，指的是该循环系统为制冷系统或制热系统。该制冷/制热循环系统包括串联在一起的压缩机1、油分离器2、冷热源侧换热器3、使用侧换热器4、双向膨胀节流装置11。

在制冷时，该压缩机1的排气口与该油分离器2的进气口相连，该油分离器2的出油口通过一回油装置与该压缩机1的进油口连接，该油分离器2的出气口通过第一换向阀5与该冷热源侧换热器3的入口相连。该冷热源侧换热器3的出口通过第一干燥过滤器9、视液镜10、双向膨胀节流装置11、干燥过滤器12与该使用侧换热器4的入口相连，该使用侧换热器4出口通过第三换向阀7与该压缩机1的吸气口相连，该压缩机1的出口与入口均通过一个第一引射回油装置相连，该第一引射回油装置与该使用侧换热器4的回油管相连。前述回油装置为串联在一起的油过滤器13和回油电磁阀14。该回油电磁阀14与该压缩机1同开同关，可以通过控制该回油电磁阀14的开启或关闭来控制回油工作；而该油过滤器13可以过滤回油管路中的杂质，防止管路堵塞，保证油进入压缩机1内部，从而延长该压缩机1的使用寿命。前述第一引射回油装置为串联在一起的第一引射回油电磁阀15和第一引射器16，可以通过控制该第一引射回油电磁阀15的开启或关闭来控制引射回油工作，而该第一引射器16是利用该压缩机1排气端较高压力的制冷剂气体将该使用侧换热器4中低压冷冻油吸入该第一引射器16中，混合后回到该压缩机1的吸气端，达到回油的目的。

即，该使用侧换热器4中的液态制冷剂吸收热量，蒸发为气态制冷剂，由该压缩机1的吸气口进入该压缩机1内而变成高压气体，然后排出至该油分离器2内进行油气分离，经该过油分离器2油气分离后的高压气体进入该冷热源侧换热器3而冷凝为高压的液态制冷剂，继而经过该双向膨胀节流装置11变为低压液态制冷剂而回到该使用侧换热器4中。以上过程周而复始地循环制冷。

在制热时，该压缩机1的排气口与该油分离器2的进气口相连，该油分离器2的出油口通过该回油装置与该压缩机1的进油口连接，该油分离器2的出气口通过第二换向阀6与该使用侧换热器4的入口相连。该使用侧换热器4的出口通过第二干燥过滤器12、双向膨胀节流装置11、视液镜10、第一干燥过滤器9与该冷热源侧换热器3的入口相连，该冷热源侧换热器3出口通过第四换向阀8与该压缩机1的吸气口相连，该压缩机1的出口与入口均通过第二引射回油装置相连，该第二引射回油装置与所述冷热源侧换热器3的回油管相连。该回油装置即前述的串联在一起的油过滤器13和回油电磁阀14。该回油电磁阀14与该压缩机1同开同关，可以通过控制该回油电磁阀14的开启或关闭来控制回油工作；而该油过滤器13可以过滤回油管路中的杂质，防止管路堵塞，保证油进入该压缩机1内部，从而延长压缩机1的使用寿命。前述第二引射回油装置为串联在一起的第二引射回油电磁阀17和第二引射器18，可以通过控制该第二引射回油电磁阀17的开启或关闭来控制引射回油工作，而该引射器18是利用该压缩机1排气端较高压力的制冷剂气体将该冷热源侧换热器3中低压冷冻油吸入该第二引射器18中，混合后回到该压缩机1的吸气端，达到回油的目的。

即，该冷热源侧换热器3中的液态制冷剂吸收热量，蒸发为气态制冷剂，由该压缩机1的吸气口进入该压缩机1内而变成高压气体，然后排出至该油分离器2内进行油气分离，经过该油分离器2油气分离后的高压气体进入该使用侧换热器4而冷凝为高压的液态制冷剂，继而经过该双向膨胀节流装置11变为低压液态制冷剂而回到该冷热源侧换热器3中。该过程周而复始地循环制热。

也就是说，通过该第一换向阀5、该第二换向阀6、该第三换向阀7、该第四换向阀8和该第一引射回油电磁阀15、该第二引射回油电磁阀17简单的切换完成了制冷和制热工况，可以有效避免冷热源侧与使用侧相互交叉污染，提高了使用效率和使用年限，并且便简化了水路系统。

进一步的讲，该使用侧换热器4的进、出口之间设有冷冻水循环装置19，该冷热源侧换热器3的进、出口之间设有冷却水循环装置20。

具体的：

该冷冻水循环装置19包括有串联在一起的冷冻水循环泵24和第一单向阀25，且该冷冻水循环装置19的进、出口之间并联管路上设有自立式压差旁通阀30。即，当制冷时，该冷冻水循环装置19的主要作用是：将在该使用侧换热器4中释放热量降温后的冷冻水输送到用户端。当然，该自立式压差旁通阀30保持了进、出水管口间的压差恒定，而该第一单向阀25避免了该冷冻水循环装置19的流通管出现流通液的倒流。

该冷冻水循环装置19的进、出口之间串联管路上设有第一水过滤器23、第一电子除垢仪26和第一在线胶球清洗装置27。即，对该冷冻水循环装置19的流通管进行了在线的三重过滤。

该冷冻水循环装置19的进、出口之间串联管路上还设有第一排气阀38、第一排污阀29、第一自动补水装置33和第一定压膨胀罐31，且该第一定压膨胀罐31上设有第一可调式安全阀32。其中，该第一定压膨胀罐31用于该冷冻水循环装置19中起缓冲压力波动及吸收部分给水的作用，用于消除工作介质因温度变化增加的部分体积；而该第一可调式安全阀32用于释放冷冻水系统中的压力；该第一排污阀29用于排放冷冻水系统中的水；该第一排气阀38用于释放冷冻水系统中产生的气体。前述部件均起到保证系统安全运行的作用。

这样，该冷冻水循环装置19中流通液的流通过程为：机组冷冻水进水口通过该第一定压膨胀罐31经过该第一水过滤器23、该冷冻水循环泵24、该第一单向阀25、该第一电子除垢仪26、该第一在线胶球清洗装置27和该使用侧换热器4接至冷冻水的出水口。

该冷却水循环装置20包括有冷却水循环泵41和第二单向阀42。该冷却水循环装置20的主要作用是：将在该冷热源侧换热器3中吸收热量而升温后的冷却水输送到水源侧，而该第二单向阀42避免了该冷却水循环装置20的流通管出现流通液的倒流。

该冷却水循环装置20的串联管路上设有第二水过滤器40、第二电子除垢仪43和第二在线胶球清洗装置44。即，对该冷却水循环装置20的水进行了在线的三重过滤。

该冷却水循环装置20的串联管路上设有第二排气阀53、第二排污阀39、第二自动补水装置48和第二定压膨胀罐46，且该第二定压膨胀罐46设有第二可调式安全阀47。同样，该第二定压膨胀罐46用于该冷却水循环装置20中起缓冲压力波动及吸收部分给水的作用，用于消除工作介质因温度变化增加的部分体积；该第二可调式安全阀47用来释放冷却水系统中的压力；该第二排污阀39用于排放冷却水系统中的水；该第二排气阀53用于释放冷却水系统中产生的气体。前述部件均起到保证系统安全运行的作用。

这样，该冷却水循环装置20中水的流通过程为：机组冷却水进水口通过该第二定压膨胀罐46经过该第二水过滤器40、该冷却水循环泵41、该第二单向阀42、该第二电子除垢仪43、该第二在线胶球清洗装置44和该冷热源侧换热器3接至冷却水的出水口。

更进一步的讲，该一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组还包括有控制装置21，以提高该一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组的自动化程度。该控制装置21包括CPU(图上未示出)和数据采集模块(图上未示出)，且该冷冻水循环装置19和该冷却水循环装置20均包括有和该控制装置21相配的水流量开关、防冻开关、压力传感器及温度传感器。即，该控制装置21由CPU处理器和数据采集模块组成，除常规的控制该压缩机1按负荷启停外，可以根据设于冷冻水管路进、出水口处的第三压力传感器54，第一压力传感器37、第一温度传感器28，第二温度传感器36以及出口处的第一水流量开关34、第一防冻开关35传输的信号，对该冷冻水循环泵24的启停与保护进行控制。而且，可以根据设于冷却水管路进、出水口处的第四压力传感器55，第二压力传感器52、第三温度传感器45、第四温度传感器51以及出口处的第二水流量开关49、第二防冻开关50传输的信号，对该冷却水循环泵41的启停与保护进行控制。

当然，该一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组部件均放置于一外箱22内。

综上所述，本发明的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组是将水源热泵主机、机房水系统、水处理设备、控制装置集成为一体，使该一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组的体积更小、效率更高、制冷剂侧和水侧管路简单、结构紧凑、使用寿命长、方便安装和维护，且节省了设备的占地面积、缩短施工周期及降低投资运行成本。同时，本发明的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组的水系统中安装了水过滤器、电子除垢仪、在线胶球清洗装置，对水质进行了三重处理，因此能始终保持换热器中换热管的清洁度，确保最佳的传热效果，能延长换热管的使用寿命、减轻劳动强度、增加经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，包括有制冷/制热循环系统，该制冷/制热循环系统包括串联在一起的压缩机、油分离器、冷热源侧换热器、使用侧换热器、双向膨胀节流装置，所述使用侧换热器的进、出口之间设有冷冻水循环装置；所述冷热源侧换热器的进、出口之间设有冷却水循环装置。

2.根据权利要求1所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述冷冻水循环装置包括串联在一起的冷冻水循环泵和第一单向阀，且该冷冻水循环装置的进、出口之间并联管路上设有自立式压差旁通阀。

3.根据权利要求2所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述冷冻水循环装置的进、出口之间串联管路上设有第一水过滤器、第一电子除垢仪和第一在线胶球清洗装置。

4.根据权利要求2所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述冷冻水循环装置的进、出口之间串联管路上设有第一排气阀、第一排污阀、第一自动补水装置和第一定压膨胀罐，且该第一定压膨胀罐上设有第一可调式安全阀。

5.根据权利要求1所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述冷却水循环装置包括串联在一起的冷却水循环泵和第二单向阀。

6.根据权利要求5所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述冷却水循环装置的串联管路上设有第二水过滤器、第二电子除垢仪和第二在线胶球清洗装置。

7.根据权利要求5所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述冷却水循环装置的串联管路上设有第二排气阀、第二排污阀、第二自动补水装置和第二定压膨胀罐，且该第二定压膨胀罐设有第二可调式安全阀。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组还包括有控制装置。

9.根据权利要求8所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述控制装置包括CPU和数据采集模块，且该冷冻水循环装置和该冷却水循环装置均包括有与该控制装置相配的水流量开关、防冻开关、压力传感器及温度传感器。

10.根据权利要求9所述的一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组，其特征在于：所述一体式制冷剂侧切换的满液式水源热泵机组位于一外箱内。