CN108800647A - 绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及采暖领域以及制冷空调领域，具体涉及一种绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，包括制冷循环和制热循环，所述制热循环包括高效板式换热器，所述高效板式换热器上端一侧设有热水出口，如此，本申请中，一方面采用二氧化碳热泵+燃气二次加热技术复合集成，进行了热水蒸汽一体化设计，实现了由单一高温热水供应向高温热水高能蒸汽联供拓展，扩大了应用领域，另一方面针对热泵产生的冷气副产品无序排放和燃气二次加热产生的余热无效废弃，系统对废弃余热进行热泵循环利用，对富集冷气进行收集综合利用，进一步提升了系统的综合能效。

Description

绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统
技术领域：
本发明涉及采暖领域以及制冷空调领域，具体涉及一种绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统。
背景技术：
随着燃煤锅炉的取缔淘汰，以电力、燃油、煤气、液化气为能源的制热制汽技术和设备得到广泛应用，取得了很好的环保效果，但是这些制热方式都普遍存在着高成本的突出问题，运行费用大大高于燃煤锅炉，致使很多用户和企业难以承受，客观上也要求加快开发经济实用的节能型制热设备。
国内跨临界CO2热泵企业生产设备和技术相对落后，跨临界CO2热泵产品层次普遍低于欧美和曰本。中国从事跨临界CO2热泵及原料生产的大大小小企业约60多家，但是，技术上占有优势的企业只有为数不多的几家，国内具有一定生产规模以上企业约3家，上市企业仅有3家，这些企业的部分产品可以达到国际标准。供应跨临界CO2热泵的多家企业中，15匹机平均价格约50万元 /台，但因应用不同，其性能差异较大，价格也有较大差别；高档材料需要从国外进口。空气源跨临界CO2热泵各强罔均有研发，但性能及稳定性、可靠性无法保征。
发明内容：
本发明克服现有技术的缺陷，提供一种绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案实现：一种绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，包括制冷循环和制热循环，所述制热循环包括高效板式换热器，所述高效板式换热器上端一侧设有热水出口，高效板式换热器上端另一侧经由管道和四通换向阀的第一端口连通，高效板式换热器下端一侧设有冷水进口，高效板式换热器下端另一侧经由管道和储液罐的一端连通，所述储液罐另一端经由管道和经济器的上端一侧端口连通，所述经济器下端一侧还和第一膨胀阀的一端连接，所述第一膨胀阀另一端与储液罐和经济器之间的管道连通，所述经济器下端另一侧分别经由第二膨胀阀、单向阀和风冷换热器的输入端连通，所述风冷换热器输出端和四通换向阀的第二端口连通，所述四通换向阀第三端口经由气分以及位于气分两端的管道与涡旋压缩机一端连通，所述涡旋压缩机的输出端和和四通换向阀第四端口连通，所述经济器上端一侧经由管道和涡旋压缩机的另一端连通；所述制冷循环包括制冷管和循环管，所述制冷管一端和风冷换热器连通，制冷管另一端和储液罐输入端连通，所述循环管一端和制冷管连通，循环管另一端和储液罐输入端连通。
优选的，所述储液罐和经济器之间还设有过滤器，所述过滤器输出端分别连通经济器和第一膨胀阀。
优选的，所述储液罐和高效板式换热器之间的管道上还设有单向阀，所述单向阀限制工质单向从高效板式换热器流向储液罐内。
优选的，所述制冷管上还设有限制工质从风冷换热器单向流向储液罐的单向阀。
优选的，所述循环管上还设有限制工质流入储液罐的单向阀。
优选的，所述热水出口处还设有用于加热热水的蒸汽锅炉。
优选的，所述蒸汽锅炉包括罐体，布置在罐体内的换热器，所述换热器两端分别经由罐体伸出，所述罐体上端还设有蒸汽出口，罐体一侧还设有进水口，经由制热循环加热后的热水在此经由蒸汽锅炉加热，所述热水出口和换热器的一端连接。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
1、本申请中，一方面采用二氧化碳热泵+燃气二次加热技术复合集成，进行了热水蒸汽一体化设计，实现了由单一高温热水供应向高温热水高能蒸汽联供拓展，扩大了应用领域，另一方面针对热泵产生的冷气副产品无序排放和燃气二次加热产生的余热无效废弃，系统对废弃余热进行热泵循环利用，对富集冷气进行收集综合利用，进一步提升了系统的综合能效。
2、本申请中，绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统采用自然工质CO2 为系统内部循环工质，进行供暖、制热水的联供，CO2无毒、不可燃，不与金属、非金属材料发生化学反应，不腐蚀设备，而且在高温下也不会分解成有害气体，故具有较高的安全性。与普通热泵相比可以有效避免氟利昂等传统有机制冷剂对环境的破坏作用。
附图说明：
图1为本发明流程图；
图2为蒸汽锅炉结构示意图；
图中：10～高效板式换热器；11～热水出口；12～冷水进口；20～四通换向阀；30～储液罐；40～经济器；51～第一膨胀阀；52～第二膨胀阀；60～风冷换热器；70～气分；80～涡旋压缩机；91～制冷管；92～循环管；93～过滤器；94～蒸汽过滤；95～罐体；96～换热器；97～蒸汽出口；98～进水口。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1：
如图1所示，一种绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，包括制冷循环和制热循环，制热循环包括高效板式换热器10，高效板式换热器10上端一侧设有热水出口11，高效板式换热器10上端另一侧经由管道和四通换向阀20 的第一端口连通，高效板式换热器10下端一侧设有冷水进口12，高效板式换热器10下端另一侧经由管道和储液罐30的一端连通，储液罐30另一端经由管道和经济器40的上端一侧端口连通，经济器40下端一侧还和第一膨胀阀51的一端连接，第一膨胀阀51另一端与储液罐30和经济器40之间的管道连通，经济器40下端另一侧分别经由第二膨胀阀52、单向阀和风冷换热器60 的输入端连通，风冷换热器60输出端和四通换向阀20的第二端口连通，四通换向阀20第三端口经由气分70以及位于气分70两端的管道与涡旋压缩机 80一端连通，涡旋压缩机80的输出端和和四通换向阀20第四端口连通，经济器40上端一侧经由管道和涡旋压缩机80的另一端连通；制冷循环包括制冷管91和循环管92，制冷管91一端和风冷换热器60连通，制冷管91另一端和储液罐30输入端连通，循环管92一端和制冷管91连通，循环管92另一端和储液罐30输入端连通，储液罐30和经济器40之间还设有过滤器93，过滤器93输出端分别连通经济器40和第一膨胀阀51，储液罐30和高效板式换热器10之间的管道上还设有单向阀，单向阀限制工质单向从高效板式换热器10流向储液罐30内，制冷管91上还设有限制工质从风冷换热器单向流向储液罐30的单向阀，循环管92上还设有限制工质流入储液罐30的单向阀，如此，本申请中，绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统采用自然工质CO2为系统内部循环工质，进行供暖、制热水的联供，CO2无毒、不可燃，不与金属、非金属材料发生化学反应，不腐蚀设备，而且在高温下也不会分解成有害气体，故具有较高的安全性，与普通热泵相比可以有效避免氟利昂等传统有机制冷剂对环境的破坏作用。
实施例2：
如图2所示，本实施例结构与实施例1的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：热水出口11处还设有用于加热热水的蒸汽锅炉94，蒸汽锅炉94包括罐体95，布置在罐体95内的换热器96，换热器96两端分别经由罐体95伸出，罐体95上端还设有蒸汽出口97，罐体95一侧还设有进水口98，经由制热循环加热后的热水在此经由蒸汽锅炉94加热，热水出口11 和换热器96的一端连接，如此，本申请中，一方面采用二氧化碳热泵+燃气二次加热技术复合集成，进行了热水蒸汽一体化设计，实现了由单一高温热水供应向高温热水高能蒸汽联供拓展，扩大了应用领域，另一方面针对热泵产生的冷气副产品无序排放和燃气二次加热产生的余热无效废弃，系统对废弃余热进行热泵循环利用，对富集冷气进行收集综合利用，进一步提升了系统的综合能效。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，其特征在于，包括制冷循环和制热循环，所述制热循环包括高效板式换热器，所述高效板式换热器上端一侧设有热水出口，高效板式换热器上端另一侧经由管道和四通换向阀的第一端口连通，高效板式换热器下端一侧设有冷水进口，高效板式换热器下端另一侧经由管道和储液罐的一端连通，所述储液罐另一端经由管道和经济器的上端一侧端口连通，所述经济器下端一侧还和第一膨胀阀的一端连接，所述第一膨胀阀另一端与储液罐和经济器之间的管道连通，所述经济器下端另一侧分别经由第二膨胀阀、单向阀和风冷换热器的输入端连通，所述风冷换热器输出端和四通换向阀的第二端口连通，所述四通换向阀第三端口经由气分以及位于气分两端的管道与涡旋压缩机一端连通，所述涡旋压缩机的输出端和和四通换向阀第四端口连通，所述经济器上端一侧经由管道和涡旋压缩机的另一端连通；所述制冷循环包括制冷管和循环管，所述制冷管一端和风冷换热器连通，制冷管另一端和储液罐输入端连通，所述循环管一端和制冷管连通，循环管另一端和储液罐输入端连通。
2.根据权利要求1所述的绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，其特征在于，所述储液罐和经济器之间还设有过滤器，所述过滤器输出端分别连通经济器和第一膨胀阀。
3.根据权利要求2所述的绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，其特征在于，所述储液罐和高效板式换热器之间的管道上还设有单向阀，所述单向阀限制工质单向从高效板式换热器流向储液罐内。
4.根据权利要求1所述的绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，其特征在于，所述制冷管上还设有限制工质从风冷换热器单向流向储液罐的单向阀。
5.根据权利要求1所述的绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，其特征在于，所述循环管上还设有限制工质流入储液罐的单向阀。
6.根据权利要求1所述的绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，其特征在于，所述热水出口处还设有用于加热热水的蒸汽锅炉。
7.根据权利要求6所述的绿色节能热泵集热制冷水汽联供系统，其特征在于，所述蒸汽锅炉包括罐体，布置在罐体内的换热器，所述换热器两端分别经由罐体伸出，所述罐体上端还设有蒸汽出口，罐体一侧还设有进水口，经由制热循环加热后的热水在此经由蒸汽锅炉加热，所述热水出口和换热器的一端连接。
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