CN107062607A - 复叠式空气能液体加热装置 - Google Patents

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    • F25D21/06—Removing frost
    • F25D21/08—Removing frost by electric heating

Abstract

复叠式空气能液体加热装置包括第一循环管路和第二循环管路，第一循环管路上依次连接有第一压缩机组、中置换热器、第一储液罐、第一膨胀阀、蒸发器和第一气液分离器，第二循环管路上依次连接有第二压缩机组、板式换热器、第二储液罐、第二膨胀阀、中置换热器和第二气液分离器，第一循环管路和第二循环管路可通过中置换热器进行热传递，采用两组吸收式热泵复叠循环的方式对液体进行加热，能够满足大多数工业企业对液体温度的需求，气液分离器中设置了辅助加热用的换热盘管，当气液分离器中的液位过高时可通过换热盘管旁通回的高温气体将气液分离器中的制冷剂液体蒸发成气体供压缩机吸收，避免压缩机受损。

Description

复叠式空气能液体加热装置
技术领域
本发明涉及一种空气能液体加热装置，具体地说是一种复叠式空气能液体加热装置。
背景技术
煤矿、化工等众多工业企业在生产活动中均需使用高温液体，绝大多数企业获得高温液体的方式均是通过电加热或燃料锅炉加热，能耗较高。部分对水温要求不高的企业为降低生产成本，采用吸收式热泵给液体升温，但由于吸收式热泵自身升温能力所限，这种方式制取的液体温度无法超过60℃，只能满足很小一部分企业的生产工艺需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种复叠式空气能液体加热装置，它采用两组吸收式热泵复叠循环的方式对液体进行加热，其升温能力最高可达100℃以上，能够满足大多数工业企业对液体温度的需求。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括第一循环管路和第二循环管路，第一循环管路上依次连接有第一压缩机组、中置换热器、第一储液罐、第一膨胀阀、蒸发器和第一气液分离器，第二循环管路上依次连接有第二压缩机组、板式换热器、第二储液罐、第二膨胀阀、中置换热器和第二气液分离器，第一循环管路和第二循环管路可通过中置换热器进行热传递，所述第二气液分离器包括壳体，壳体的侧壁和底板内部均设置换热盘管，换热盘管一端通过旁通管路与中置换热器和板式换热器之间的第二循环管路连通，换热盘管另一端通过旁通管路与板式换热器和第二压缩机组之间的第二循环管路连通，旁通管路上安装旁通控制阀，第二气液分离器的壳体内安装液位传感器，液位传感器通过控制电路与旁通控制阀连接。所述第一压缩机组和第二压缩机组均由两台相互并联的压缩机组成，每个压缩机的并联管路上均安装压缩机控制阀。所述蒸发器包括两组相互并联的翅片式换热器，每个翅片式换热器上均安装电加热除霜装置，每个翅片式换热器的并联管路上均安装第一膨胀阀和蒸发控制阀。所述第一循环管路、第二循环管路、第一压缩机组、第一气液分离器、蒸发器、第一膨胀阀、第一储液罐、中置换热器、第二压缩机组、第二气液分离器、第二膨胀阀、第二储液罐、板式换热器和旁通管路均安装在外壳内，其中蒸发器安装在外壳上部，蒸发器上方的外壳顶板上开设通孔，通孔内安装散热风机，第一压缩机组和第二压缩机组安装在外壳下部。
本发明的优点在于：采用两组吸收式热泵复叠循环的方式对液体进行加热，其升温能力最高可达100℃以上，能够满足大多数工业企业对液体温度的需求，气液分离器中设置了辅助加热用的换热盘管，换热盘管能够将少部分高温气体旁通来为气液分离器辅助加热，换热盘管的旁通由气液分离器中的液位高度来控制，当气液分离器中的液位过高时可通过换热盘管旁通回的高温气体将气液分离器中的制冷剂液体蒸发成气体供压缩机吸收，避免压缩机受损。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中I部结构放大示意图；
图3是本发明各部件安装在外壳内的结构示意图。
具体实施方式
本发明所述的复叠式空气能液体加热装置包括第一循环管路1和第二循环管路2，第一循环管路1上依次连接有第一压缩机组3、中置换热器6、第一储液罐17、第一膨胀阀16、蒸发器5和第一气液分离器4，第二循环管路2上依次连接有第二压缩机组7、板式换热器9、第二储液罐19、第二膨胀阀18、中置换热器6和第二气液分离器8，第一循环管路1和第二循环管路2可通过中置换热器6进行热传递，所述第二气液分离器8包括壳体10，壳体10的侧壁和底板内部均设置换热盘管11，换热盘管11一端通过旁通管路12与中置换热器6和板式换热器9之间的第二循环管路2连通，换热盘管11另一端通过旁通管路12与板式换热器9和第二压缩机组7之间的第二循环管路2连通，旁通管路12上安装旁通控制阀13，第二气液分离器8的壳体10内安装液位传感器14，液位传感器14通过控制电路15与旁通控制阀13连接。本发明所述第一循环管路1和第二循环管路2分别形成独立的制冷剂封闭循环回路，第一压缩机组3工作时通过制冷剂在蒸发器5中吸收环境中热量，制冷剂液体蒸发成气体经过第一气液分离器4分离出液体后被第一压缩机组3吸收压缩成高温高压的制冷剂气体，高温高压制冷剂气体进入中置换热器6后与第二循环管路2内的制冷剂进行换热，换热后第一循环管路1内的制冷剂冷凝成液体，经过第一储液罐17、第一膨胀阀16进入蒸发器5进行下一轮循环；第二压缩机组7工作时通过制冷剂在中置换热器6处吸收第一循环管路1制得的热量，制冷剂液体蒸发成气体并经过第二气液分离器8分离出液体后被第二压缩机组7吸收压缩成高温高压的制冷剂气体，高温高压制冷剂气体进入板式换热器9对工业用液体进行加热，冷却后的制冷剂冷凝成液体经第二储液罐19、第二膨胀阀18节流降压后进入中置换热器6再次与第一循环管路1进行换热，进行下一轮循环。所述第二循环管路2与第一循环管路1的升温效果复叠，最高可达到100℃以上的升温幅度。由于第二循环管路2内的制冷剂升温前后温差较大，制冷剂的升降温幅度远高于常规热泵设备，因此制冷剂可能会出现蒸发不充分的问题，对第二气液分离器8造成较大压力，如第二气液分离器8中积存的液体过多，第二压缩机组7吸收气体的同时会将液体一同吸入，造成压缩机的工作效率降低，严重时还会使压缩机损坏。为解决上述问题，本申请对第二气液分离器8的结构进行了特殊设计，将其壳体制作成双层壳体，壳体10的侧壁和底板内部均设置换热盘管11，换热盘管11一端通过旁通管路12与中置换热器6和板式换热器9之间的第二循环管路2连通，换热盘管11另一端通过旁通管路12与板式换热器9和第二压缩机组7之间的第二循环管路2连通，旁通管路12上安装旁通控制阀13，第二气液分离器8的壳体10内安装液位传感器14，液位传感器14通过控制电路15与旁通控制阀13连接。液位传感器14检测到壳体10内的制冷剂液体液位超过预设的安全值时，旁通控制阀13打开，压缩机压缩产生的少部分高温高压的制冷剂气体经旁通管路12进入换热盘管11对第二气液分离器8内的液体制冷剂进行加热使其迅速蒸发成气体，防止压缩机吸气时吸入液体制冷剂，确保压缩机的工作效率不受影响，避免压缩机受损。
本发明为保证连续生产，可采用下述结构：所述第一压缩机组3和第二压缩机组7均由两台相互并联的压缩机组成，每个压缩机的并联管路上均安装压缩机控制阀。该结构在每个压缩机组均设置了备用的压缩机，各压缩机可通过压缩机控制阀切换，一台压缩机停机检修时，可切换至另一台压缩机工作，保障企业的连续生产。
本发明所述蒸发器的结构如下：所述蒸发器5包括两组相互并联的翅片式换热器，每个翅片式换热器上均安装电加热除霜装置，每个翅片式换热器的并联管路上均安装第一膨胀阀16和蒸发控制阀。该结构将翅片式换热器分为两组，有利于降低制冷液的流通阻力，低温环境下可通过电加热除霜装置去除翅片式换热器外部的结霜。
本发明为便于安装和运输，可将各部件均集中安装在同一个壳体内，其结构为：所述第一循环管路1、第二循环管路2、第一压缩机组3、第一气液分离器4、蒸发器5、第一膨胀阀16、第一储液罐17、中置换热器6、第二压缩机组7、第二气液分离器8、第二膨胀阀18、第二储液罐19、板式换热器9和旁通管路12均安装在外壳20内，其中蒸发器5安装在外壳20上部，蒸发器5上方的外壳20顶板上开设通孔21，通孔21内安装散热风机22，第一压缩机组3和第二压缩机组7安装在外壳20下部。该结构有利于降低设备重心，提高设备运行时的稳定性。
图中30是安装在第一循环管路1上的电磁阀；31是安装在第一循环管路1上的过滤器；32是安装在第二循环管路2上的电磁阀；33是安装在第二循环管路2上的过滤器。

Claims (4)

1.复叠式空气能液体加热装置，其特征在于：包括第一循环管路（1）和第二循环管路（2），第一循环管路（1）上依次连接有第一压缩机组（3）、中置换热器（6）、第一储液罐（17）、第一膨胀阀（16）、蒸发器（5）和第一气液分离器（4），第二循环管路（2）上依次连接有第二压缩机组（7）、板式换热器（9）、第二储液罐（19）、第二膨胀阀（18）、中置换热器（6）和第二气液分离器（8），第一循环管路（1）和第二循环管路（2）可通过中置换热器（6）进行热传递，所述第二气液分离器（8）包括壳体（10），壳体（10）的侧壁和底板内部均设置换热盘管（11），换热盘管（11）一端通过旁通管路（12）与中置换热器（6）和板式换热器（9）之间的第二循环管路（2）连通，换热盘管（11）另一端通过旁通管路（12）与板式换热器（9）和第二压缩机组（7）之间的第二循环管路（2）连通，旁通管路（12）上安装旁通控制阀（13），第二气液分离器（8）的壳体（10）内安装液位传感器（14），液位传感器（14）通过控制电路（15）与旁通控制阀（13）连接。
2.根据权利要求1所述的复叠式空气能液体加热装置，其特征在于：所述第一压缩机组（3）和第二压缩机组（7）均由两台相互并联的压缩机组成，每个压缩机的并联管路上均安装压缩机控制阀。
3.根据权利要求1所述的复叠式空气能液体加热装置，其特征在于：所述蒸发器（5）包括两组相互并联的翅片式换热器，每个翅片式换热器上均安装电加热除霜装置，每个翅片式换热器的并联管路上均安装第一膨胀阀（16）和蒸发控制阀。
4.根据权利要求1所述的复叠式空气能液体加热装置，其特征在于：所述第一循环管路（1）、第二循环管路（2）、第一压缩机组（3）、第一气液分离器（4）、蒸发器（5）、第一膨胀阀（16）、第一储液罐（17）、中置换热器（6）、第二压缩机组（7）、第二气液分离器（8）、第二膨胀阀（18）、第二储液罐（19）、板式换热器（9）和旁通管路（12）均安装在外壳（20）内，其中蒸发器（5）安装在外壳（20）上部，蒸发器（5）上方的外壳（20）顶板上开设通孔（21），通孔（21）内安装散热风机（22），第一压缩机组（3）和第二压缩机组（7）安装在外壳（20）下部。
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