CN108895711A - 一种螺杆式热泵机组 - Google Patents

Abstract

一种螺杆式热泵机组，涉及热泵技术领域，包括按照管路循环方向依次连接的压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器，压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器形成一个闭合的循环管路，冷凝器和经济器之间还设置有干燥过滤器，管路在经过干燥过滤器后分支为三条支路，三条支路配合完成热泵机组的换热过程，从而实现利用低温热源产生高温热水的目的，其具有结构简单、出水温度高和能够长时间稳定可靠运行的优点。

Description

一种螺杆式热泵机组

技术领域

本发明涉及热泵机组技术领域，具体涉及一种螺杆式热泵机组。

背景技术

目前，国内生产过程中存在大量的余热废热资源，如印染厂的染缸排污水、锅炉厂的烟气余热、铝锭厂的冷却水余热等等，温度在15～50℃之间；回收利用这部分热源能缓解我国能源紧张局面；减少工业废水、尾水直接排放造成的能源浪费，也间接的起到了减少污染、保护环境的作用。

京津冀地区浅层地热能源丰富，当开采出来的地下水温度高于40℃时，一般考虑增加中间换热板换，梯级利用地下水；此举一定程度上降低了高品位地下水利用率，中间换热器的使用也增加了地下水开发利用成本。

目前市场上的水源热泵机组，受限于循环工质本身的属性及压缩机相关技术难题，很难产生60℃以上热水。而现在一些工业、民用领域需使用65～80℃热水，如高温烘干、集中供暖、屠宰行业等，但是目前获取上述中高水温的热泵机组基本上采用的是单机双级螺杆压缩机、两级压缩或复叠技术来实现，系统复杂、成本较高；另外一些采用特殊工质的单级压缩型式，因工质为混合型，在热源侧水温较高时，压缩机电机的冷却和油分的分油能力较差，难以满足用户长时、高效运行需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种螺杆式热泵机组，具有结构简单、出水温度高和能够长时间稳定可靠运行的优点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种螺杆式热泵机组，包括按照管路循环方向依次连接的压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器，压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器形成一个闭合的循环管路，冷凝器和所述经济器之间还设置有干燥过滤器，管路在经过干燥过滤器后分支为从干燥过滤器的工质出口出发经由经济器和第一节流元件连接蒸发器的工质进口的第一支路、从干燥过滤器的工质出口出发经由第二节流元件、经济器、节能缓冲桶连接压缩机的喷气口的第二支路、连接干燥过滤器的工质出口与的压缩机电机冷却接口的第三支路；压缩机的工质出口与冷凝器的工质进口之间还设有油分离器，蒸发器设有热源侧进水口和热源侧出水口，冷凝器设有使用侧出水口和使用侧进水口。

其中，第二支路还设置有第一电磁阀、第七球阀和第八球阀，干燥过滤器的工质出口与经济器之间连接有第一电磁阀、第七球阀、第二节流元件、第八球阀。

其中，第三支路还设置有第二电磁阀和喷液膨胀阀，干燥过滤器的工质出口与压缩机的电机冷却接口之间依次连接有第五球阀、第二电磁阀、喷液膨胀阀和第六球阀。

其中，压缩机与油分离器之间还设有防止管路发生回流的排气止回阀。

其中，油分离器与冷凝器之间还设有用于在开机初期顺利建立系统高低压差的压力维持阀。

其中，油分离器经由油冷却器、油过滤器连接压缩机。

其中，油过滤器的两端连接有用于监测油过滤器中油压差的油压差开关。

其中，油过滤器与压缩机之间还设有用于监测管路油流量的油流量开关、油路视镜，油过滤器依次连接第三电磁阀、油流量开关、油路视镜、手阀和压缩机。

其中，油冷却器通过进水管连接热源侧进水口，油冷却器通过出水管连接热源侧出水口。

其中，进水管路还设置有水过滤器和第四电磁阀，油冷却器依次连接第四电磁阀、

第十球阀、水过滤器、第九球阀和热源侧进水口。

本发明的有益效果：

本发明的一种螺杆式热泵机组，由压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器依次相连形成一个循环回路，其中在冷凝器和经济器之间还设置有干燥过滤器，管路在经过干燥过滤器后分支为三条支路：干燥过滤器的工质出口出发经由经济器和第一节流元件连接蒸发器的工质进口的第一支路、从干燥过滤器的工质出口出发经由第二节流元件、经济器、节能缓冲桶连接所述压缩机的喷气口的第二支路、连接干燥过滤器的工质出口与压缩机的电机冷却接口的第三支路。低温的废热从热源侧进水口进入蒸发器，管路中的工质(冷媒)从冷凝器进入干燥过滤器过滤后分为三路，第一路进入经济器形成高压液态工质，第二路经过第二节流元件降温后与第一路中的工质形成温差，两路工质在经济器中换热进入蒸发器吸热后蒸发成为气态；第三路直接经过压缩机降温管路进入压缩机；三路气态工质在压缩机中经过压缩后进入冷凝器，通过冷凝器将热量传递给使用侧的水，从而完成换热过程。与单机双级压缩循环系统相比，配置较少；与双机配打系统相比，减少了一套油分离器、油冷却器、压缩机等，大大降低了成本。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的一种螺杆式热泵机组整体结构示意图。

图1中的附图标记：

压缩机1，冷凝器2，蒸发器3，第一节流元件4，经济器5，油分离器6，油冷却器7，第二节流元件8，干燥过滤器9，节能器缓冲桶10，油过滤器11，油流量开关12、油路视镜13，第三球阀14，第三电磁阀15，第四球阀16，油压差开关17，排气截止阀18，排气止回阀19，第五球阀20，第二电磁阀21，喷液膨胀阀22，第六球阀23，第一球阀24，第二球阀25，第一电磁阀26，第七球阀27，第八球阀28，油加热器29，油位开关30，第九球阀31、第十球阀32，水过滤器33，第四电磁阀34，角阀35，手阀36。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本发明的一种螺杆式热泵机组，如图1所示，包括按照管路循环方向依次连接的压缩机1、冷凝器2、经济器5和蒸发器3，压缩机1、冷凝器2、经济器5和蒸发器3形成一个闭合的循环管路，冷凝器2和经济器5之间还设置有干燥过滤器9，管路在经过干燥过滤器9后分支为三条支路。

其中第一路自干燥过滤器9的工质出口进入经济器5的主路进液口，经过经济器5后，进入第一节流元件4，最后通过第二球阀25进入蒸发器3。

第二支路自干燥过滤器9的工质出口经过第一电磁阀26、第七球阀27、第二节流元件8和第八球阀28进入到经济器5，然后经由经济器5经过节能缓冲桶10回到压缩机1。

第一路引进的高压液态工质与由第二路引进的经节流降温降压后的液态工质进行换热，进入蒸发器3内吸热蒸发为气体完成吸热，第一路和第二路完成换热后均后进入压缩机1。

第三支路通过压缩机1降温管路进入压缩机1电机端，压缩机1降温管路从干燥过滤器9与经济器5之间的管路的第二支路分支处之前的管路分出，压缩机1降温管路依次连接有第五球阀20、第二电磁阀21、喷液膨胀阀22和第六球阀23。

主要工作原理：低温的废热从热源侧进水口进入蒸发器3中，工质从冷凝器2进入干燥过滤器9过滤后分为三路，第一路进入经济器5形成高压液态工质，第二经过第二节流元件8降温后并且与第一路中的工质形成温差，两路工质在经济器5中换热，第一路进入蒸发器3吸热后蒸发成为气态，第二路在热交换后变成气态返回压缩机1喷气口；第三路直接经过压缩机1降温管路进入压缩机1；三路气态工质在压缩机1中经过压缩后进入冷凝器2，通过冷凝器2将热量传递给使用侧的水，从使用侧出水口输出，从而完成换热过程。与单机双级压缩循环系统相比，配置较少；与双机配打系统相比，减少了一套油分离器6、油冷却器7、压缩机1等，大大降低了成本。

其中，压缩机1的工质出口与冷凝器2的工质进口之间还设有油分离器6，油分离器6内装有油加热器29和油位开关30，油分离器6经由油冷却器7、油过滤器11连接压缩机1，油分离器6与冷凝器2之间还设有用于在机组开机阶段初期顺利建立系统高低压差的的压力维持阀35，油分离器6经由油冷却器7、油过滤器11连接压缩机1，油冷却器7和油过滤器11之间设有第三球阀14，油过滤器11的两端连接有用于监测油过滤器11中油压差的油压差开关17,油过滤器11与压缩机1之间还设有用于监测管路油压油流量的油流量开关12、油路视镜13，油过滤器11依次连接第四球阀16，第三电磁阀15、油流量开关12、油路视镜13、手阀36和压缩机1。压缩机1与油分离器6之间还设有防止管路发生回流的排气止回阀19，排气止回阀19与压缩机1之间还设有排气截止阀18。

干燥过滤器9与冷凝器2之间设有第一球阀24，蒸发器3与第一节流元件4之间设有第二球阀25。

其中，蒸发器3设有热源侧进水口和热源侧出水口，冷凝器2设有使用侧出水口和使用侧进水口，油冷却器7通过进水管连接热源侧进水口，油冷却器7通过出水管连接热源侧出水口，第一回路上依次设有第九球阀31、水过滤器33、第十球阀32、第四电磁阀34，这样可以利用蒸发器3的中的水对管路中的高温油进行冷却。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种螺杆式热泵机组，包括按照管路循环方向依次连接的压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器，所述压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器形成一个闭合的循环管路，其特征在于：所述冷凝器和所述经济器之间还设置有干燥过滤器，管路在经过所述干燥过滤器后分支为从干燥过滤器的工质出口出发经由经济器和第一节流元件连接所述蒸发器的工质进口的第一支路、从干燥过滤器的工质出口出发经由第二节流元件、经济器、节能缓冲桶连接所述压缩机的喷气口的第二支路、连接所述干燥过滤器的工质出口与所述的压缩机的电机冷却接口的第三支路；所述压缩机的工质出口与所述冷凝器的工质进口之间还设有油分离器，所述蒸发器设有热源侧进水口和热源侧出水口，所述冷凝器设有使用侧出水口和使用侧进水口。

2.如权利要求1所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述第二支路还设置有第一电磁阀、第七球阀和第八球阀，所述干燥过滤器的工质出口与所述经济器之间依次连接有第一电磁阀、第七球阀、第二节流元件、第八球阀。

3.如权利要求1所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述第三支路还设置有第二电磁阀和喷液膨胀阀，所述干燥过滤器的工质出口与所述压缩机的电机冷却接口之间依次连接有第五球阀、第二电磁阀、喷液膨胀阀和第六球阀。

4.如权利要求1所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述压缩机与所述油分离器之间还设有防止管路发生回流的排气止回阀。

5.如权利要求1所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述油分离器与所述冷凝器之间还设有用于开机初期顺利建立系统高低压差的压力维持阀。

6.如权利要求1所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述油分离器经由油冷却器、油过滤器连接所述压缩机。

7.如权利要求6所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述油过滤器的两端连接有用于监测油过滤器中油压差的油压差开关。

8.如权利要求6所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述油过滤器与所述压缩机之间还设有用于监测管路油流量的油流量开关、油路视镜，所述油过滤器依次连接第三电磁阀、油流量开关、油路视镜、手阀和压缩机。

9.如权利要求1所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述油冷却器通过进水管连接所述热源侧进水口，所述油冷却器通过出水管连接所述热源侧出水口。

10.如权利要求9所述的一种螺杆式热泵机组，其特征在于：所述进水管路还设置有水过滤器和第四电磁阀，所述油冷却器依次连接第四电磁阀、第十球阀、水过滤器、第九球阀和热源侧进水口。