CN105841397A - 压力恒温冷水热水生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力恒温冷水热水生产系统，包括制冷单元、水源、第一热交换器、第二热交换器、冷水压力自控阀和热水压力自控阀；制冷单元包括通过制冷剂管路依次循环连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，压缩机的排气口连接冷凝器，压缩机的吸气口连接蒸发器；冷水压力自控阀设置在第一进水管上，热水压力自控阀设置在第二进水管上，压缩机吸气口与蒸发器之间的制冷剂管路与冷水压力自控阀相连通；压缩机排气口与冷凝器之间的制冷剂管路与热水压力自控阀相连通。冷水压力自控阀和热水压力自控阀分别随着压缩机吸气压力和排气压力的波动自动调节水流量，使供给用冷、用热单位的冷水温度更加稳定。本发明还具有降本增效的作用。

Description

压力恒温冷水热水生产系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其是一种生产冷水和热水的设备。

背景技术

随着经济社会的发展，人们对生活品质的要求越来越高，制冷技术越来越深入到人们的生活和生产过程。在生活中人们需要制冷制热技术，在夏天将室内温度调低，在冬季则将室内温度调高；洗浴用水则需要热源来将常温水加热。在多种工业生产过程中也需要控制环境温度或者工艺温度，产生了恒温水浴等装置，这些都需要制备冷水或者热水。

单独制备冷水需要制冷，如果采用蒸气压缩式制冷，则制冷过程中产生的热量则浪费在环境中；单独制备热水需要制热，如果采用热泵机组，则制热过程中产生的冷量则浪费在环境中。另外，人们往往需要制备一定温度范围内的冷水，这样就需要一套复杂的机构：监控冷水温度的温度传感器以及与温度传感器相连接的电控装置；电控装置比较温度传感器的实测温度值与内置的预设温度值，根据比较结果，对制冷量进行调节。实测温度值偏低时调低制冷量（或者关闭压缩机或者调低压缩机的级数或者关闭备用的蒸发器），实测温度值偏高时调高制冷量（或者开启压缩机或者调高压缩机的级数或者开启备用的蒸发器）。这种实时比较实测温度与预设温度、根据比较结果控制压缩机运行状态的方法虽然能够较为精确地控制冷水温度，但实现这种控制需要较为复杂的系统来配套（温度传感器、连接线路、电控装置、调节制冷量的相关结构），结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够通过压力自动控制水流量、从而自动调节冷水和热水温度的压力恒温冷水热水生产系统。

为实现上述目的，本发明的压力恒温冷水热水生产系统包括制冷单元、水源、第一热交换器、第二热交换器、冷水压力自控阀和热水压力自控阀；

制冷单元包括通过制冷剂管路依次循环连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，压缩机的排气口连接冷凝器，压缩机的吸气口连接蒸发器；

所述第一热交换器和第二热交换器均为空腔式结构，所述蒸发器位于第一热交换器内，所述冷凝器位于第二热交换器内；所述水源通过第一进水管连接第一热交换器，第一进水管上设有冷却泵；第一热交换器连接有用于连接用冷单位的冷水管道；

所述水源通过第二进水管连接第二热交换器，第二进水管上设有加热泵；第二热交换器连接有用于连接用热单位的热水管道；

冷水压力自控阀包括第一阀体，第一阀体中部设有第一长孔，第一长孔具一个开口，第一长孔内滑动密封连接有第一阀芯；

第一阀芯背离第一长孔开口的一侧连接有第一压簧，第一压簧的另一端连接在第一长孔端部的第一阀体上；第一阀体内沿垂直于第一长孔的方向设有第一水孔，第一水孔通过所述第一长孔；所述第一长孔两侧的第一水孔的截面呈外大内小的喇叭形；所述第一水孔与第一长孔的交汇处形成冷水控制通道，所述第一阀芯背离第一长孔的开口的一端位于冷水控制通道的中部且第一阀芯的另一端向朝向第一长孔开口的方向伸出冷水控制通道；背离第一长孔开口方向，冷水控制通道相邻处的第一长孔内设有第一定位环，第一定位环固定连接在第一长孔的孔壁上；

热水压力自控阀包括第二阀体，第二阀体中部设有第二长孔，第二长孔具一个开口；第二长孔内滑动密封连接有第二阀芯；

第二阀芯包括间隔设置的调节阀板、承压阀板以及连接调节阀板和承压阀板的连接杆；调节阀板背离第二长孔开口的一侧连接有第二压簧，第二压簧的另一端连接在第二长孔端部的第二阀体上；第二阀体内沿垂直于第二长孔的方向设有第二水孔，第二水孔通过所述第二长孔；所述第二长孔两侧的第二水孔的截面呈外大内小的喇叭形；所述第二水孔与第二长孔的交汇处形成热水控制通道，所述调节阀板朝向第二长孔的开口的一端位于热水控制通道的中部且调节阀板的另一端向背离第二长孔开口的方向伸出热水控制通道；朝向第二长孔开口方向，热水控制通道相邻处的第二长孔内设有第二定位环，定位环固定连接在第二长孔的孔壁上；所述承压阀板位于第二定位环与第二长孔开口之间的第二长孔内；所述承压阀板和调节阀板分别与第二长孔内壁滑动密封连接；

冷水压力自控阀设置在第一进水管上，第一进水管与第一水孔相连通，热水压力自控阀设置在第二进水管上，第二进水管与第二水孔相连通；

压缩机吸气口与蒸发器之间的制冷剂管路通过第一长孔的开口与冷水压力自控阀的第一长孔相连通；压缩机排气口与冷凝器之间的制冷剂管路通过热水压力自控阀第二长孔的开口与热水压力自控阀的第二长孔相连通。

所述节流装置为毛细管或节流阀。

所述第一进水管和冷水管道分别连接在第一热交换器的相对两侧；所述第二进水管和热水管道分别连接在第二热交换器的相对两侧。

冷水压力自控阀可以随着压缩机吸气压力的波动自动调节第一进水管内的水流量，利用制冷剂的压力与温度的对应关系在蒸发温度降低时自动加大第一进水管内的水流量、并在蒸发温度升高时自动减少第一进水管内的水流量，从而使供给用冷单位的冷水温度更加稳定。

同时，热水压力自控阀可以随着压缩机排气压力的波动自动调节第二进水管内的水流量，利用制冷剂的压力与温度的对应关系在冷凝温度降低时自动减少第二进水管内的水流量、并在冷凝温度升高时自动加大第二进水管内的水流量，从而使供给用热单位的热水温度更加稳定。

本发明结构简单，便于制造和安装使用。本发明中，在一次制冷循环过程中，蒸发器处产生的冷量和冷凝器处产生的热量同时得到利用，能量利用效率较高，实现了能量的双向利用，符合节能环保的产业发展方向，也具有降本增效的作用。

附图说明

图1是本发明的系统原理图；

图2是冷水压力自控阀的结构示意图；

图3是热水压力自控阀的结构示意图；

图4是图3的Ａ－Ａ剖视图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的压力恒温冷水热水生产系统包括制冷单元、水源1、第一热交换器2、第二热交换器3、冷水压力自控阀4和热水压力自控阀5；

制冷单元包括通过制冷剂管路6依次循环连接的压缩机7、冷凝器8、节流装置9和蒸发器10，压缩机7的排气口11连接冷凝器8，压缩机7的吸气口12连接蒸发器10；制冷单元的各部件均为常规装置，其具体结构不再详述。

所述第一热交换器2和第二热交换器3均为空腔式结构，所述蒸发器10位于第一热交换器2内并作为第一热交换器2的管程，所述冷凝器8位于第二热交换器3内并作为第二热交换器2的管程；所述水源1通过第一进水管13连接第一热交换器2，第一进水管13上设有冷却泵14；第一热交换器2连接有用于连接用冷单位16的冷水管道15；制冷剂流体在第一热交换器2和第二热交换器3内走的均是管程，水流在第一热交换器2和第二热交换器3内走的均是壳程。

所述水源1通过第二进水管20连接第二热交换器3，第二进水管20上设有加热泵17；第二热交换器3连接有用于连接用热单位18的热水管道19；

如图2所示，冷水压力自控阀4包括第一阀体21，第一阀体21中部设有第一长孔22，第一长孔22具一个开口，第一长孔22内滑动密封连接有第一阀芯23；

第一阀芯23背离第一长孔22开口的一侧连接有第一压簧24，第一压簧24的另一端连接在第一长孔22端部的第一阀体21上；第一阀体21内沿垂直于第一长孔22的方向设有第一水孔25，第一水孔25通过所述第一长孔22；所述第一长孔22两侧的第一水孔25的截面呈外大内小的喇叭形；所述第一水孔25与第一长孔22的交汇处形成冷水控制通道26，压缩机7正常稳定工作时所述第一阀芯23背离第一长孔22的开口的一端位于冷水控制通道26的中部且第一阀芯23的另一端向朝向第一长孔22开口的方向伸出冷水控制通道26，第一阀芯23的厚度大于冷水控制通道26的高度，如图2所示，这样可以使第一阀芯23具有阻断冷水控制通道26的可能。背离第一长孔22开口方向，冷水控制通道26相邻处的第一长孔22内设有第一定位环27，第一定位环27固定连接在第一长孔22的孔壁上并用于控制第一阀芯23远离第一长孔22开口的极限距离；第一阀芯23顶压在第一定位环27上时距离第一长孔22开口最远，此时第一阀芯23刚好将冷水控制通道26封闭起来。

热水压力自控阀5包括第二阀体31，第二阀体31中部设有第二长孔32，第二长孔32具一个开口，第二长孔32内滑动密封连接有第二阀芯；

第二阀芯包括间隔设置的调节阀板33、承压阀板34以及连接调节阀板33和承压阀板34的连接杆35；调节阀板33背离第二长孔32开口的一侧连接有第二压簧36，第二压簧36的另一端连接在第二长孔32端部的第二阀体31上；第二阀体31内沿垂直于第二长孔32的方向设有第二水孔37，第二水孔37通过所述第二长孔32；所述第二长孔32两侧的第二水孔37的截面呈外大内小的喇叭形；所述第二水孔37与第二长孔32的交汇处形成热水控制通道38，压缩机7正常稳定工作时所述调节阀板33朝向第二长孔32的开口的一端位于热水控制通道38的中部且调节阀板33的另一端向背离第二长孔32开口的方向伸出热水控制通道38，调节阀板33的厚度大于热水控制通道38的高度，如图3和图4所示，这样可以保证调节阀板33可以阻断热水控制通道38；所述连接杆35的截面小于热水控制通道38的截面，从而使连接杆35不会堵塞热水控制通道38；朝向第二长孔32开口方向，热水控制通道38相邻处的第二长孔32内设有第二定位环39，第二定位环39固定连接在第二长孔32的孔壁上；所述承压阀板34位于第二定位环39与第二长孔32开口之间的第二长孔32内；所述承压阀板34和调节阀板33分别与第二长孔32的内壁滑动密封连接；

冷水压力自控阀4设置在第一进水管13上，第一进水管13与第一水孔25相连通，热水压力自控阀5设置在第二进水管20上，第二进水管20与第二水孔37相连通；

压缩机7吸气口12与蒸发器10之间的制冷剂管路6通过冷水压力自控阀4的第一长孔22的开口与冷水压力自控阀4的第一长孔22相连通；压缩机7排气口11与冷凝器8之间的制冷剂管路6通过热水压力自控阀5的第二长孔32的开口与热水压力自控阀5的第二长孔32相连通；

所述节流装置9为毛细管或节流阀。所述第一进水管13和冷水管道15分别连接在第一热交换器2的相对两侧；所述第二进水管20和热水管道19分别连接在第二热交换器3的相对两侧。

工作时，制冷单元通过正常的制冷循环过程，在冷凝器8处释放热量，在蒸发器10处释放冷量，从而在第一热交换器2内制备冷水，同时在第二热交换器3内制备冷水。具体的制冷原理为本领域公知技术，高压气态制冷剂从压缩机排气口11排出，在冷凝器8内冷凝为液态并释放热量；高温液态制冷剂从冷凝器8流至节流装置9时得到节流降压，形成低压低温的液态制冷剂（此时部分制冷剂蒸发为气态）；液态制冷剂在通过蒸发器10时蒸发为气态并吸收热量；最后低温低压的气态制冷剂从压缩机吸气口12吸入，完成一个完整的制冷循环。

在一次制冷循环过程中，蒸发器10处产生的冷量和冷凝器8处产生的热量同时得到利用，能量利用效率较高，实现了能量的双向利用，符合节能环保的产业发展方向，也具有降本增效的作用。

水源1中的水被冷却泵14抽出，通过冷水压力自控阀4后进入第一热交换器2内，被蒸发器10冷却，从而制备成冷水，供给用冷单位16。当压缩机7吸气压力降低时，蒸发器10的蒸发压力同时降低，这样蒸发器10的温度下降。如果不增加水流量，则制备的冷水温度将会降低。反之，当压缩机7的吸气压力升高时，如果不降低水流量，则制备的冷水温度将会升高。

本发明的冷水压力自控阀4及其连接关系很好地解决了这一问题。压缩机7正常稳定工作时所述第一阀芯23背离第一长孔22的开口的一端位于冷水控制通道26的中部，冷水控制通道26处于半开状态。

当压缩机7吸气压力降低时，在第一压簧24的弹力作用下，第一阀芯23向接近第一长孔22开口的方向移动，从而增大冷水控制通道26的开启度，使冷水流量随着压缩机7吸气压力的降低而增加，进而保证在蒸发器10（蒸发）温度下降时冷水流量增加，从而使冷水温度大致保持恒定，提高了冷水出水温度的稳定性，为用冷单位16提供更加稳定可靠的服务。同理，当压缩机7吸气压力升高时，在第一压簧24的弹力作用下，第一阀芯23向远离第一长孔22开口的方向移动，从而降低冷水控制通道26的开启度，同样使冷水温度大致保持恒定，提高了冷水出水温度的稳定性。

水源1中的水被加热泵17抽出，通过热水压力自控阀5后进入第二热交换器3内，被冷凝器8加热，从而制备成热水，供给用热单位18。当压缩机7排气压力降低时，冷凝器8的冷凝压力同时降低，这样冷凝器8的温度下降。如果不减少水流量，则制备的热水温度将会降低。反之，当压缩机7的排气压力升高时，如果不升高水流量，则制备的热水温度将会升高。

本发明的热水压力自控阀5及其连接关系很好地解决了这一问题。压缩机7正常稳定工作时所述调节阀板33朝向第二长孔32的开口的一端位于热水控制通道38的中部且调节阀板33的另一端向背离第二长孔32开口的方向伸出热水控制通道38，这样热水控制通道38处于半开启状态。

当压缩机7排气压力降低时，在第二压簧36的弹力作用下，调节阀板33向接近第二长孔32开口的方向移动，从而减小热水控制通道38的开启度，使热水流量随着压缩机7排气压力的降低而减少，进而保证在冷凝器8温度下降时热水流量相应减少，从而使热水温度大致保持恒定，提高了热水出水温度的稳定性，为用热单位18提供更加稳定可靠的服务。同理，当压缩机7排气压力升高时，在第二压簧36的弹力作用下，调节阀板33向远离第二长孔32开口的方向移动，从而增大热水控制通道38的开启度，同样使热水温度大致保持恒定，提高了热水出水温度的稳定性。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.压力恒温冷水热水生产系统，其特征在于：包括制冷单元、水源、第一热交换器、第二热交换器、冷水压力自控阀和热水压力自控阀；

制冷单元包括通过制冷剂管路依次循环连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，压缩机的排气口连接冷凝器，压缩机的吸气口连接蒸发器；

所述第一热交换器和第二热交换器均为空腔式结构，所述蒸发器位于第一热交换器内，所述冷凝器位于第二热交换器内；所述水源通过第一进水管连接第一热交换器，第一进水管上设有冷却泵；第一热交换器连接有用于连接用冷单位的冷水管道；

所述水源通过第二进水管连接第二热交换器，第二进水管上设有加热泵；第二热交换器连接有用于连接用热单位的热水管道；

冷水压力自控阀包括第一阀体，第一阀体中部设有第一长孔，第一长孔具一个开口，第一长孔内滑动密封连接有第一阀芯；

第一阀芯背离第一长孔开口的一侧连接有第一压簧，第一压簧的另一端连接在第一长孔端部的第一阀体上；第一阀体内沿垂直于第一长孔的方向设有第一水孔，第一水孔通过所述第一长孔；所述第一长孔两侧的第一水孔的截面呈外大内小的喇叭形；所述第一水孔与第一长孔的交汇处形成冷水控制通道，所述第一阀芯背离第一长孔的开口的一端位于冷水控制通道的中部且第一阀芯的另一端向朝向第一长孔开口的方向伸出冷水控制通道；背离第一长孔开口方向，冷水控制通道相邻处的第一长孔内设有第一定位环，第一定位环固定连接在第一长孔的孔壁上；

热水压力自控阀包括第二阀体，第二阀体中部设有第二长孔，第二长孔具一个开口；第二长孔内滑动密封连接有第二阀芯；

第二阀芯包括间隔设置的调节阀板、承压阀板以及连接调节阀板和承压阀板的连接杆；调节阀板背离第二长孔开口的一侧连接有第二压簧，第二压簧的另一端连接在第二长孔端部的第二阀体上；第二阀体内沿垂直于第二长孔的方向设有第二水孔，第二水孔通过所述第二长孔；所述第二长孔两侧的第二水孔的截面呈外大内小的喇叭形；所述第二水孔与第二长孔的交汇处形成热水控制通道，所述调节阀板朝向第二长孔的开口的一端位于热水控制通道的中部且调节阀板的另一端向背离第二长孔开口的方向伸出热水控制通道；朝向第二长孔开口方向，热水控制通道相邻处的第二长孔内设有第二定位环，定位环固定连接在第二长孔的孔壁上；所述承压阀板位于第二定位环与第二长孔开口之间的第二长孔内；所述承压阀板和调节阀板分别与第二长孔内壁滑动密封连接；

冷水压力自控阀设置在第一进水管上，第一进水管与第一水孔相连通，热水压力自控阀设置在第二进水管上，第二进水管与第二水孔相连通；

压缩机吸气口与蒸发器之间的制冷剂管路通过第一长孔的开口与冷水压力自控阀的第一长孔相连通；压缩机排气口与冷凝器之间的制冷剂管路通过热水压力自控阀第二长孔的开口与热水压力自控阀的第二长孔相连通。

2.根据权利要求1所述的压力恒温冷水热水生产系统，其特征在于：所述节流装置为毛细管或节流阀。

3.根据权利要求1或2所述的压力恒温冷水热水生产系统，其特征在于：所述第一进水管和冷水管道分别连接在第一热交换器的相对两侧；所述第二进水管和热水管道分别连接在第二热交换器的相对两侧。