CN113834239A - 一种制冷和制热自动循环方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制冷和制热自动循环方法及其装置，包括参数设定、初始化、制热和制冷过程，该装置包括制冷压缩机、油分离器、热节能发生器交换装置、冷凝蒸发器、储液器、膨胀阀、冷节能发生器交换装置，本发明具有运用逆卡诺循环和逆逆卡诺循环以及热力学第二定律的理论、满足用户同时用热和用冷的需求、投资少、能耗低、节能环保、无人值守自动循环工作、劳动强度低、节约费用、具有广阔市场前景的特点。
Description
技术领域
本发明属于热交换技术领域，尤其是涉及一种制冷和制热自动循环方法及其装置。
背景技术
目前市场的产品无论家用空调、冷水机组（中央空调）、热泵机组（空气源热泵、地源热泵、水源热泵）、热水机（如电加热炉、燃煤、燃油、燃气锅炉、太阳能热水器）等都是单一的制冷或制热，而用户在夏天使用空调时也有热水需求，例如：洗碗、洗澡、厨房用热水等，尤其是宾馆、饭店夏天需要大量的冷源的同时也需要大量的热源，他们的解决方案是空调制冷外加：热水机（如电加热炉、燃煤、燃油、燃气锅炉、太阳能热水器）、热泵机组（空气源热泵、地源热泵、水源热泵）等，投资大、能耗高。在一些化工厂、食品加工厂、蔬菜加工厂、游泳馆、健身房、机场等等也存在上述问题；而在冬天用户需要采暖的同时也有冷源的需求，例如：溜冰场、化工厂、食品加工厂、蔬菜加工厂、冷库、冰箱、冰柜、冷藏柜、冷藏间等等，而目前用户的解决方案就是同时运行两套设备：投资采暖设备（集中供暖、热水机、热泵机组等）和投资制冷设备（冰箱、冰柜、冷藏柜、家用空调、冷水机组等），同样投资大、能耗高。
发明内容
本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种运用逆卡诺循环和卡诺循环以及热力学第二定律的理论、满足用户同时用热和用冷的需求、投资少、能耗低、节能环保、无人值守自动循环工作、劳动强度低、节约费用、具有广阔市场前景的制冷和制热自动循环方法及其装置。
本发明的目的是这样实现的，一种制冷和制热自动循环方法，其特点是包括以下步骤：
a、参数设定：设定制冷和制热自动循环系统的运行参数，热水温度最高值和回水温度最低值、冷水温度最低值和回水温度最高值或设定热水出水温度最高和流量参数或冷水出水温度最低值和流量参数，选定热源优先或冷源优先；以下参数在设备出厂已经设定好，包括：排气压力保护、吸气压力保护、排气、吸气压差保护、排气温度保护、吸气温度保护、油温度保护、油压与排气压差保护、电压保护、电流保护参数，冲霜时间、液位限位参数、水压参数；
b、初始化：打开加水阀门，向热节能发生器交换装置和冷节能发生器交换装置加水至液位限位器规定水位和压力参数要求，启动，制冷压缩机排气阀自动打开，自动检查系统是否存在故障，如存在故障报警并显示故障，压缩机不启动，如无故障，压缩机启动，吸气阀自动打开，进入制热过程和制冷过程；
c、制热过程：压缩机将气液分离器输送来的低压低温冷媒气体压缩后变成高温高压的气体排到油分离器，通过油分离器将高温高压的冷媒气体中的油和冷媒气体分离开，高温高压的冷媒气体通过管道进入热节能发生器交换装置，高温高压的冷媒气体进入热节能发生器交换装置的一组盘管中螺旋运动，在这个过程中，高温高压的冷媒气体与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，将低温水逐步加热成高温水提供给用户，用户使用后，高温水变为低温水在水泵作用下回到热节能发生器交换装置内，再次进行热交换变为高温水输送到用户端，循环往复；高温水还可以直接提供给用户使用，自来水补充消耗；热交换后的冷媒气体进入冷凝蒸发器，将冷媒在压力的持续作用下变成液态储存到储液器中；
d、制冷过程：储液器中的液态冷媒通过电磁阀和膨胀阀后进入冷节能发生器交换装置的冷媒进口，冷媒在冷节能发生器交换装置一组盘管内螺旋运动，压力骤然降低，液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量与冷节能发生器交换装置筒体内的高温水进行热交换，将冷节能发生器交换装置筒体内的高温水降为低温水提供给用户，用户使用后，低温水吸热后在水泵作用下再回到冷节能发生器交换装置内进行热交换再变为低温水输送到用户，循环往复；低温水还可直接提供给用户使用，自来水补充消耗；蒸发气化的冷媒进入到二次换热器与压缩机补气冷媒进行二次交换后，通过气液分离器，回到压缩机吸气口，循环往复运行。
为了进一步实现本发明的目的，可以是储存到储液器中的冷媒通过膨胀阀后进入二次换热器与冷节能发生器交换装置蒸发气化的冷媒再次进行换热后，进入到压缩机补气口，循环往复运行。
为了进一步实现本发明的目的，可以是在制热过程中，通过油分离器分离出来的高温高压的油在油泵的作用下通过管道进入热节能发生器交换装置，高温高压的油进入热节能发生器交换装置另一组盘管中螺旋运动并与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，高温高压的油在热节能发生器交换装置释放热量后，温度降低再进入到油冷凝器继续释放热量，达到符合压缩机用油温度后，通过油泵输送到压缩机需要润滑和冷却的部件，循环往复。
为了进一步实现本发明的目的，可以是在制冷过程中，回收热交换过程从冷媒中分离出来的油，通过带油泵的管路输送到压缩机需要润滑和冷却的部件，循环往复。
为了进一步实现本发明的目的，可以是一台以上的热节能发生器交换装置、冷节能发生器交换装置分别并联使用。
一种实现制冷和制热自动循环方法的装置，其特点是包括制冷压缩机、油分离器、热节能发生器交换装置、冷凝蒸发器、储液器、膨胀阀、冷节能发生器交换装置，制冷压缩机通过带阀门的管道连接油分离器，油分离器的冷媒出口通过带阀门的管道连接热节能发生器交换装置的冷媒进口，热节能发生器交换装置的冷媒出口通过管路连接冷凝蒸发器的冷媒进口，冷凝蒸发器的冷媒出口通过带阀门的管路连接储液器冷媒进口，储液器冷媒出口通过带阀门的管路和膨胀阀分别连接冷凝蒸发器的冷媒进口以及冷节能发生器交换装置的冷媒进口，冷凝蒸发器的冷媒出口和冷节能发生器交换装置的冷媒出口通过带阀门的管路连接二次换热器进口，二次换热器冷媒出口通过带阀门的管路连接气液分离器的进口，气液分离器的出口通过带阀门的管路连接制冷压缩机的吸气口。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的热节能发生器交换装置是第一筒体上设有第一进水口以及第一出水口，第一筒体内设置有一层以上的第一螺旋盘管，每层第一螺旋盘管的两管口分别与第一中心管、第一侧管连通，第一中心管竖直设置在第一筒体中心轴线上，其上端穿出第一筒体顶部且开口作为介质进口，第一侧管竖直设置在第一筒体内一侧，其下端穿出第一筒体下部且开口作为介质出口，在第一筒体内的中下部设置有一层以上的油循环螺旋盘管，每层油循环螺旋盘管的两管口分别与中心油管、侧油管连通，中心油管竖直设置在第一筒体中心轴线上，其上端穿出第一筒体侧部且开口作为油出口，侧油管竖直设置在第一筒体内一侧，其下端穿出第一筒体侧且开口作为油进口，油进口低于油出口，在最下层油循环螺旋盘管的下方设置有用于托住油循环螺旋盘管的油管支撑架，在油管支撑架的下表面安装有第一超声纳米波发生器，第一筒体底部设有第一排污口和第一补水口。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的冷节能发生器交换装置是第二筒体上设有第二进水口以及第二出水口，第二筒体内设置有一层以上的第二螺旋盘管，每层第二螺旋盘管的两管口分别与第二中心管、第二侧管连通，第二中心管竖直设置在第二筒体中心轴线上，其上端穿出第二筒体顶部且开口作为冷媒介质出口，第二侧管竖直设置在第二筒体内一侧，其下端穿出第二筒体下部且开口作为冷媒介质进口，在最下层第二螺旋盘管的下方设置有用于托住第二螺旋盘管的支撑架，在支撑架的下表面安装有第二超声纳米波发生器，第二中心管的下端连接连通有延伸出第二筒体外的排油管，第二筒体底部设有第二排污口和第二补水口。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的冷凝蒸发器为蒸发式冷凝蒸发器，是水箱设置在第一壳体内的底部，在水箱上方的第一壳体上设有第一网栅状进风口，第一壳体的顶部设有出风口，出风口处安装有第一风机，第一壳体内的顶部设有收水器，收水器的下方设有喷淋器，连通水箱的水泵通过管路给喷淋器提供喷淋水，第一壳体内的中上部设有第一冷凝盘管组，中下部设有第一蒸发盘管组，第一冷凝盘管组、第一蒸发盘管组分别由若干根独立的蛇形盘管组成，组成第一冷凝盘管组的蛇形盘管的上下两端分别与进气集气管、出液集液管连接连通，组成第一蒸发盘管组的蛇形盘管的上下两端分别与出气集气管、进液集液管连接连通，进气集气管、出液集液管、出气集气管、进液集液管上分别设有第一进气管、第一出液管，第一出气管、第一进液管，在水箱的底部设有伸出第一壳体外的排污管，水箱的顶部设有伸出第一壳体外的溢流管，水箱的上部设有补水管和浮球阀，浮球阀控制补水管的开关，第一蒸发盘管组的下方设有盘管组托架。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的冷凝蒸发器为风冷式冷凝蒸发器，是第二壳体的一侧安装有用于安装第二风机的第二进风口，安装第二风机的第二壳体相对一侧设有第二格栅状出风口，第二壳体内靠近第二风机侧设有风箱，第二壳体内靠近风箱设有第二冷凝盘管组，靠近第二出风口侧设有第二蒸发盘管组，第二冷凝盘管组、第二蒸发盘管组分别由若干根独立的蛇形盘管组成，组成第二冷凝盘管组的蛇形盘管的两端分别与冷凝上集管、冷凝下集管连接连通，组成第二蒸发盘管组的蛇形盘管的两端分别与蒸发上集管、蒸发下集管连接连通，冷凝上集管、冷凝下集管上分别设有第二进气管、第二出液管，蒸发上集管、蒸发下集管上分别设有第二出气管、第二进液管，蛇形盘管外设有翅片，第二壳体内底部设有接水盘。
本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明是基于卡诺循环和逆卡诺循环原理建立起来的一种安全、节能、环保的制冷和制热自动循环方法，目前市面上的空调和冷水机组是单独基于卡诺循环原理，而空气源热水器或空气源热泵机等也是单独基于逆卡诺循环原理，本发明利用逆卡诺循环原理，通过自然能（水、空气）获取低温热源，经本发明系统高效集热整合后成为高温热源，用来：车站、码头、机场、写字楼、银行、宾馆、酒店、医院、小区住宅、学校、健身中心、洗浴、游泳馆、养殖、库房、车间、机房、会议室、接待室、卫生间、厨房、化工厂、电厂、食品加工、蔬菜加工等用热水或取暖，同时基卡诺循环原理，本发明高效集冷整合后成为低温冷源（冷水或冷媒），并将高温空气转化为人体舒适的冷空气，用于车站、码头、机场、写字楼、银行、宾馆、酒店、医院、小区住宅、学校、健身中心、洗浴、游泳馆、养殖、库房、车间、机房、会议室、接待室、厨房、化工厂、电厂等需要降温的地方或冷藏库、制冰厂、溜冰场、以及新型冰箱、冰柜等制冷场所，本发明在实现整个卡诺循环和逆卡诺循环的过程中，即制冷和制热水过程中，电能量的消耗比单独使用空气源热水器或空气源热泵机的能耗和单独使用空调的能耗减少50%以上，也就是说：本发明系统消耗1KW电能，可同时产生大于2.5KW的热能和大于2KW的冷量，比单独使用空气源热水器或空气源热泵机和单独使用空调的能耗最小减少2KW以上的电能。
本发明装置主要是由制冷压缩机、油分离器、热节能发生器交换装置、冷凝蒸发器、储液器、膨胀阀、冷节能发生器交换装置等主要部件组成，它运用卡诺循环和逆卡诺循环原理，通过压缩机做功使工质产生相变（气态-液态-气态），在这种往复循环相变的过程中，通过冷节能发生器交换装置不间断的从环境吸取热量，制出冷源或冷水，制出的冷源或冷水通过管网及配套装置输送到用户使用末端：车站、码头、机场、写字楼、银行、宾馆、酒店、医院、小区住宅、学校、健身中心、洗浴、游泳馆、养殖、库房、车间、机房、会议室、接待室、卫生间、厨房、化工厂、电厂、冷库、食品加工、蔬菜加工、溜冰场、制冰机等同时需要冷源的场合；在这个过程中的同时也通过热节能发生器交换装置不间断的放出热量，使冷水逐步升温，制出的热水通过热水管网装置输送到用户使用终端：车站、码头、机场、写字楼、银行、宾馆、酒店、医院、小区住宅、学校、健身中心、洗浴、游泳馆、养殖、库房、车间、机房、会议室、接待室、卫生间、厨房、化工厂、电厂、食品加工、蔬菜加工、溜冰场等用热水和供暖，本发明不同于目前市场的空气能热泵、热水机、地源热泵，也不同于夏天制冷、冬天制热需要四通阀转换空调机，是一种全新型的冷、热一体机，在制冷的过程中制热，在制热的过程中制冷，不需要四通阀转换，也不需要改变系统的其它设备就可以同时生成热水和冷源（或冷水），用于热水和空调或用于采暖和冷藏，用于制冰和采暖等等，节能、环保效果十分显著，市场应用前景非常强大。
本发明具有以下特点：
1、安全、环保、使用成本低：相对于电锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉无电加热器、煤烟、天然气的安全隐患；本发明制热和制冷时无燃烧、无废气排放，水电分离，不仅彻底杜绝触电、中毒、爆炸等危险发生的可能性，还减少了大气污染物的排放，能耗是电锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉的1/4，是一种非常节能、安全、环保的设备。
2、制热的同时也制冷，制冷的同时也制热：这个是最大的优点，普通热泵、热水机(如电加热炉、燃煤、燃油、燃气锅炉、太阳能热水器等)根本不可能有制冷的功能。例如：冰箱、冰柜、厨房、洗浴中心、游泳馆、和客房等要额外增加制冷功能，需要买冰箱、冰柜、一台或几台空调，这不仅增加冰箱、冰柜、空调的投资还要增加冰箱、冰柜、空调的耗能（电费），同样宾馆、酒店、医院、健身中心、洗浴、游泳馆、养殖、厨房、溜冰场、冷库、蔬菜加工等需要冷源的地方也需要热水，也要再投资：电加热炉、燃煤、燃油、燃气锅炉、烘干机等，也要再消耗电能或燃煤、燃油、燃气的费用，而本发明可一次性投资完成制热水和制冷双层功能，能耗只有电加热炉的1/4,同时还产生冷源制冷，节能、环保、省钱、低碳。减少碳排放是最时尚的生活方式。
3、智能化程度高，用户在使用时只要提前设置好，用热和用冷技术参数，本发明会根据要求，自动完成加水、加热、制冷、水流控制、保温等一系列工作，实现24小时稳定供热，供冷和温度调节，整个过程无需任何人工操作。
本发明为了达到最佳节能效果，其压缩机、水泵、风机等可以增加配备变频功能。
本发明可广泛用于：车站、码头、机场、写字楼、银行、宾馆、酒店、医院、小区住宅、学校、健身中心、洗浴、游泳馆、养殖、库房、车间、机房、会议室、接待室、卫生间、厨房、化工厂、电厂、蔬菜加工、食品加工、冷库等同时需要冷源和热源的场合以及新型冰箱、冰柜等制冷场所，应用前景非常广阔，节能、环保效果显著。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
图2为本发明热节能发生器交换装置的一种结构示意图。
图3为本发明第一螺旋盘管的一种结构示意图。
图4为本发明冷节能发生器交换装置的一种结构示意图。
图5为本发明蒸发式冷凝蒸发器的一种结构示意图。
图6为本发明蒸发式冷凝蒸发器的一种剖视图。
图7为本发明蒸发式冷凝蒸发器的另一种剖视图。
图8为本发明风冷冷凝蒸发器的一种结构示意图。
图9为本发明风冷冷凝蒸发器的一种剖视图。
图10为本发明风冷冷凝蒸发器的一种外部结构示意图。
图中1、制冷压缩机，2、油分离器，3、热节能发生器交换装置，4、冷凝蒸发器，5、储液器，6、膨胀阀，7、冷节能发生器交换装置，8、二次换热器，9、气液分离器，10、油泵，11、油冷却器，12、干燥过滤器，31、第一筒体，32、第一进水口，33、第一出水口，34、第一螺旋盘管，35、第一中心管，36、第一侧管，37、介质进口，38、介质出口，39、第一超声纳米波发生器，310、油循环螺旋盘管，311、中心油管，312、侧油管，313、油出口，314、油进口，315、油管支撑架，316、第一排污口，317、第一补水口，41、第一进液管，42、第一出气管，43、第一出液管，44、第一进气管，45、喷淋器，46、收水器，47、第一风机，48、水箱，49、第一壳体，410、进风口，411，第一冷凝盘管组，412、第一蒸发盘管组，413、水泵，414、出气集气管，415、进液集液管，416、盘管组托架，417、排污管，418、补水管，419、浮球阀，420、溢流管，421、进气集气管，422、出液集液管，51、第二风机，52、风箱，53、冷凝下集管，54、蒸发下集管，55、冷凝上集管，56、蒸发上集管，57、第二冷凝盘管组，58、第二蒸发盘管组，59、第二进气管，510、第二出气管，511、第二出液管，512、第二进液管，513、翅片，514、第二壳体，515、接水盘，71、第二筒体，72、第二进水口，73、第二出水口，74、第二螺旋盘管，75、第二中心管，76、第二侧管，77、冷媒介质进口，78、冷媒介质出口，79、支撑架，710、第二超声纳米波发生器，711、排油管，712、第二排污口，713、第二补水口。
具体实施方式
一种制冷和制热自动循环方法，包括以下步骤：
a、参数设定：设定制冷和制热自动循环系统的运行参数，热水温度最高值和回水温度最低值、冷水温度最低值和回水温度最高值或设定热水出水温度和流量参数或冷水出水温度最低值和流量参数，选定热源优先或冷源优先，设定冷源优先时，当达到预设制冷有关参数时，停止工作，设定热源优先时，达到预设制热有关参数时，停止工作；以下参数在设备出厂已经设定好，包括：排气压力保护、吸气压力保护、排气、吸气压差保护、排气温度保护、吸气温度保护、油温度保护、油压排气压差保护、电压保护、电流保护参数、冲霜时间、液位限位参数、水压参数，电流参数包括压缩机、水泵、风机等电机的参数；
b、初始化：打开加水阀门，向热节能发生器交换装置和冷节能发生器交换装置加水至液位限位器规定水位和压力参数要求，启动，制冷压缩机排气阀自动打开，自动检查系统是否存在故障，如存在故障报警并显示故障，压缩机无法启动，如无故障，压缩机启动，吸气阀自动打开，进入制热过程和/或制冷过程；
c、制热过程：压缩机将气液分离器输送来的低压冷媒压缩后变成高温高压的气体排到油分离器，通过油分离器将高温高压的冷媒气体中的油和冷媒气体分离开，高温高压的冷媒气体通过管道进入热节能发生器交换装置，可以使用一台以上的热节能发生器交换装置并联使用，高温高压的冷媒气体进入热节能发生器交换装置的一组盘管中螺旋运动，在这个过程中，高温高压的冷媒气体与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，将低温水逐步加热成高温水提供给用户；通过油分离器分离出来的高温高压的油在油泵的作用下通过管道进入热节能发生器交换装置，高温高压的油进入热节能发生器交换装置另一组盘管中螺旋运动并与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，高温高压的油在热节能发生器交换装置释放热量后，温度降低再进入到油冷却器继续释放热量，达到符合压缩机用油温度后，通过油泵输送到压缩机需要润滑和冷却的部件，循环往复；用户使用后，高温水变为低温水在水泵作用下回到热节能发生器交换装置内，再次进行热交换变为高温水输送到用户端，循环往复；高温水还可以直接提供给用户使用，自来水补充消耗；热交换后的冷媒气体进入冷凝蒸发器，将冷媒在压力的持续作用下变成液态储存到储液器中；
d、制冷过程：储液器中的液态冷媒通过膨胀阀后进入冷节能发生器交换装置的冷媒进口，可以使用一台以上的冷节能发生器交换装置并联使用，冷媒在冷节能发生器交换装置一组盘管内螺旋运动，压力骤然降低，液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量与冷节能发生器交换装置筒体内的高温水进行热交换，将冷节能发生器交换装置筒体内的高温水降为低温水提供给用户，用户使用后，低温水吸热后在水泵作用下再回到冷节能发生器交换装置内进行热交换再变为低温水输送到用户，循环往复；低温水还可直接提供给用户使用，自来水补充消耗；在此过程中，系统不断检测冷水进出温差和水流量是否都为零，若冷水进出温差和水流量同时为零，进一步检测冷水温度是否达到系统设定冷水温度最低值，若以上参数冷水进出温差和水流量同时为零，冷水温度也达到系统设定最低值，压缩机停止工作，否则继续运行；蒸发气化的冷媒进入到二次换热器与压缩机补气冷媒进行二次交换后，通过气液分离器，回到压缩机吸气口，循环往复运行。储存到储液器中的冷媒通过膨胀阀后进入二次换热器与冷节能发生器交换装置蒸发气化的冷媒再次进行换热后，进入到压缩机补气口，进入到压缩机吸气口和补气口的低压气体冷媒，经过压缩机做功被压缩成高温高压气体冷媒，通过管道排到油分离器，循环往复运行。
在制冷过程中，回收热交换过程从冷媒中分离出来的油，通过带油泵的管路输送到压缩机需要润滑和冷却的部件，循环往复。
本发明在使用中，在设定热源优先时：
制热：压缩机将气液分离器输送来的低压冷媒及吸气回流的低压冷媒压缩后变成高温高压的气体通过管道排到油分离器入口，经过油分离器将高温高压的冷媒气体中的油和冷媒气体分离开，高温高压的冷媒气体通过管道进入热节能发生器交换装置，高温高压的冷媒气体进入热节能发生器交换装置的一组盘管中螺旋运动，在这个过程中，高温高压的冷媒气体与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，将低温水逐步加热成高温水提供给用户；而通过油分离器分离出来的高温高压的油在油泵的作用下通过管道也进入热节能发生器交换装置，高温高压的油进入热节能发生器交换装置另一组盘管中螺旋运动并与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，将低温水逐步加热成高温水提供给用户；用户使用后高温水变为低温水在水泵作用下回到热节能发生器交换装置内，再次进行热交换变为高温水输送到用户端，循环往复；高温水直接提供给用户使用，自来水补充消耗；高温高压的油在热节能发生器交换装置释放热量后，温度降低再进入到油冷却器继续释放热量，达到符合压缩机用油温度后，通过油泵输送到压缩机需要润滑和冷却的部件，循环往复；
在制热水过程中，系统不断检测排气压力是否达到设定排气压力最高值，若达到排气压力设定最高值，冷凝蒸发器工作，否则冷凝蒸发器不工作，系统不断检测热水进出温差和水流量是否都为零和检测水温是否达到设定参数最高值，若热水进出温差和水流量同时为零，检测水温达到设定参数最高值，延时，压缩机停止工作，否则继续运行。
制冷：高温高压的冷媒气体进入热节能发生器交换装置的一组盘管中螺旋运动与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换后，通过管道和阀门冷媒进入到冷凝蒸发器，将气态冷媒在压力的持续作用下变成液态冷媒通过管道储存到储液器中，储液器中的液态冷媒再通过管道和阀门，经过膨胀阀后进入冷节能发生器交换装置的冷媒进口，冷媒在冷节能发生器交换装置一组盘管内螺旋运动，压力骤然降低，液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量与冷节能发生器交换装置筒体内的高温水进行热交换，将冷节能发生器交换装置筒体内的高温水降为低温水提供给用户，用户使用后，低温水吸热后在水泵作用下再回到冷节能发生器交换装置内进行热交换再变为低温水输送到用户，循环往复；还有低温水提供给用户直接使用，自来水补充消耗；在此过程中，系统不断检测冷水进出温差和水流量是否都为零，若冷水进出温差和水流量同时为零，进一步检测冷水温度是否达到系统设定冷水温度最低值，若以上参数冷水进出温差和水流量同时为零，冷水温度也达到系统设定最低值，延时，开启进入冷凝蒸发器的阀门和膨胀阀，冷凝蒸发器开始工作，同时关闭进入冷节能发生器交换装置的冷媒进口的阀门，冷节能发生器交换装置停止工作，否则继续运行；在冷节能发生器交换装置蒸发气化的冷媒通过管道阀门进入到二次换热器与压缩机补气冷媒进行二次交换后，通过管道进入到气液分离器，通过气液分离器分离后的冷媒气体回到压缩机吸气口，循环往复运行。而储存到储液器中的冷媒通过膨胀阀后进入二次换热器与冷节能发生器交换装置蒸发气化的冷媒再次进行换热后，进入到压缩机补气口，循环往复运行。
在设定冷源优先时：
制冷：储液器中的液态冷媒通过管道和阀门，经过膨胀阀后进入冷节能发生器交换装置的冷媒进口，冷媒在冷节能发生器交换装置一组盘管内螺旋运动，压力骤然降低，液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量与冷节能发生器交换装置筒体内的高温水进行热交换，将冷节能发生器交换装置筒体内的高温水降为低温水提供给用户，用户使用后，低温水吸热后在水泵作用下再回到冷节能发生器交换装置内进行热交换再变为低温水输送到用户，循环往复；再有低温水直接提供给用户使用，自来水补充；在此过程中，系统不断检测冷水进出温差和水流量是否都为零，若冷水进出温差和水流量同时为零，进一步检测冷水温度是否达到系统设定冷水温度最低值，若以上参数冷水进出温差和水流量同时为零，冷水温度也达到系统设定最低值，延时，压缩机停止工作，否则继续运行；通过冷节能发生器交换装置蒸发气化的冷媒通过管道阀门进入到二次换热器与压缩机补气冷媒进行二次交换后，通过管道进入到气液分离器，通过气液分离器分离后的冷媒气体回到压缩机吸气口；而储存到储液器中的冷媒通过膨胀阀后进入二次换热器与冷节能发生器交换装置蒸发气化的冷媒再次进行换热后，进入到压缩机补气口，进入到压缩机吸气口和补气口的低压气体冷媒，经过压缩机做功被压缩成高温高压气体冷媒，通过管道排到油分离器，经过油分离器将高温高压的冷媒气体中的油和冷媒气体分离开，高温高压的冷媒气体通过管道进入热节能发生器交换装置，高温高压的冷媒气体进入热节能发生器交换装置的一组盘管中螺旋运动，在这个过程中，高温高压的冷媒气体与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，将低温水逐步加热成高温水提供给用户，而通过油分离器分离出来的高温高压的油在油泵的作用下通过管道也进入热节能发生器交换装置，高温高压的油进入热节能发生器交换装置另一组盘管中螺旋运动并与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，将低温水逐步加热成高温水提供给用户，用户使用后，高温水变为低温水在水泵作用下回到热节能发生器交换装置内，再次进行热交换变为高温水输送到用户端，循环往复；或者高温水直接提供给用户使用，自来水补充；高温高压的油在热节能发生器交换装置释放热量后，温度降低再进入到油冷凝器继续释放热量，达到符合压缩机用油温度后，通过油泵输送到压缩机需要润滑和冷却的部件，循环往复；高温高压的冷媒气体进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换后，通过管道和阀门冷媒进入到冷凝蒸发器，将气态冷媒在压力的持续作用下变成液态冷媒通过管道储存到储液器中，储液器中的液态冷媒再通过管道和阀门，经过膨胀阀后进入冷节能发生器交换装置的冷媒进口，冷媒在冷节能发生器交换装置一组盘管内螺旋运动，压力骤然降低，液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量与冷节能发生器交换装置筒体内的高温水进行热交换，将冷节能发生器交换装置筒体内的高温水降为低温水提供给用户，用户使用后，低温水吸热后在水泵作用下再回到冷节能发生器交换装置内进行热交换再变为低温水输送到用户，循环往复；还有低温水提供给用户直接使用，自来水补充；
冷节能发生器交换装置集管中的冷冻油，在系统停止工作后，开启放油阀，启动油泵通过管道和阀门将油送入到压缩机和油分离器中。
一种制冷和制热自动循环方法的装置，参照图1，包括制冷压缩机1、油分离器2、热节能发生器交换装置3、冷凝蒸发器4、储液器5、膨胀阀6、冷节能发生器交换装置7、二次换热器8、气液分离器9、油泵10、油冷却器11、干燥过滤器12，制冷压缩机1通过带阀门的管道连接油分离器2进口，油分离器2的冷媒出口通过带阀门的管道连接热节能发生器交换装置3的介质进口A1，热节能发生器交换装置3的介质出口A2通过管路连接冷凝蒸发器4的冷媒进口Z1，冷凝蒸发器器4的冷媒出口Z2通过带阀门的管路连接储液器5的冷媒进口，储液器5的冷媒出口管路上设有干燥过滤器12，干燥过滤器12分别连接，a)通过带膨胀阀6的管路连接冷凝蒸发器4的冷媒进口K1，输送来的冷媒与冷凝热空气进行换热后汽化从冷凝蒸发器4的冷媒出口K2通过管路到达二次换热器8的冷媒进口K3；b)一路冷媒经管道和膨胀阀6减压膨胀连接冷节能发生器交换装置7的冷媒进口D1，冷媒与冷节能发生器交换装置7的热水进行换热，热水变成冷水从冷节能发生器交换装置7的第二出水口E2通过水泵输送到用户，冷媒在冷节能发生器交换装置7与热水进行换热后汽化从冷媒介质出口D2通过带阀门的管路连接二次换热器8进口K3，二次换热器8冷媒出口K4通过管路连接气液分离器9的进口，气液分离器9的出口通过带阀门的管路连接制冷压缩机1的吸气口；c)还有一路冷媒经管道和膨胀阀6减压膨胀连接二次换热器8进口K5与通过进口K3进入冷媒进行二次换热，二次换热后的冷媒通过出口K6和管道连接制冷压缩机1的补气口；冷节能发生器交换装置7的第二排油口G通过带阀门和油泵10的管路连接制冷压缩机1的喷油口给压缩机润滑和冷却，油分离器2的出油口连接热节能发生器交换装置3的高温油入口B1，热节能发生器交换装置3的高温油出口B2通过带阀门的管路连接油冷却器11的入口，油冷却器11的出口通过带油泵10的管路连接制冷压缩机1的喷油口给压缩机润滑和冷却，热节能发生器交换装置3、冷节能发生器交换装置7可以采用一台以上并联使用，本实施例采用3台热节能发生器交换装置3、3台冷节能发生器交换装置7分别并联使用。
参照图2、图3，热节能发生器交换装置3是带有保温层的第一筒体31的下部设有第一进水口32、上部设有第一出水口33，第一筒体31内设置有一层以上的第一螺旋盘管34，每层第一螺旋盘管34的两个管口分别与第一中心管35、第一侧管连通36，第一中心管35竖直设置在第一筒体31中心轴线上，其上端穿出第一筒体31顶部且开口作为介质进口37，即介质进口A1，第一侧管36竖直设置在第一筒体31内一侧，其下端穿出第一筒体31下部且开口作为介质出口38，即介质出口A2，在第一筒体31内的中下部设置有一层以上的油循环螺旋盘管310，每层油循环螺旋盘管310的两管口分别与中心油管311、侧油管312连通，中心油管311竖直设置在第一筒体31中心轴线上，其上端穿出第一筒体31侧部且开口作为油出口313，即油出口B2，侧油管312竖直设置在第一筒体31内一侧，其下端穿出第一筒体31侧且开口作为油进口314，即油进口B1，油进口314低于油出口313，在最下层油循环螺旋盘管310的下方设置有用于托住油循环螺旋盘管310的油管支撑架315，在油管支撑架315的下表面安装有第一超声纳米波发生器39，第一筒体31底部设有第一排污口316和第一补水口317，为了拖住第一螺旋盘管34，可以在最下层第一螺旋盘管34的下方设有托架，第一螺旋盘管34和油循环螺旋盘管310的结构相同，参照图3。
参照图4，所述的冷节能发生器交换装置7是在带有保温层的第二筒体71的上部设有第二进水口72以及在下部设有第二出水口73，第二筒体71内设置有一层以上的第二螺旋盘管74，每层第二螺旋盘管74的两个管口分别与第二中心管75、第二侧管76连通，第二中心管75竖直设置在第二筒体71中心轴线上，其上端穿出第二筒体71顶部且开口作为冷媒介质出口78，即冷媒介质出口D2，第二侧管76竖直设置在第二筒体71内一侧，其下端穿出第二筒体71下部且开口作为冷媒介质进口77，即冷媒介质进口D1，在最下层第二螺旋盘管74的下方设置有用于托住第二螺旋盘管74的支撑架79，在支撑架79的下表面安装有第二超声纳米波发生器710，第二中心管75的下端连接连通有延伸出第二筒体71外的排油管711，第二筒体71底部设有第二排污口712和第二补水口713，第二螺旋盘管74和第一螺旋盘管34的结构相同，参照图3。
为了便于观察控制，可以在第一筒体31、第二筒体71的顶部分别设有放气阀、压力传感器和液位控制器，在第一进水口32、第一出水口33、第二进水口72、第二出水口73、第一筒体31以及第二筒体71上分别设有一个温度传感器。
参照图5、图6、图7，所述的冷凝蒸发器4为蒸发式冷凝器，是水箱48设置在第一壳体49内的底部，在水箱48上方的第一壳体49上设有第一网栅状进风口410，第一壳体49的顶部设有出风口，出风口处安装有第一风机47，第一壳体49内的顶部设有收水器46，收水器46的下方设有喷淋器45，连通水箱48的水泵413通过管路给喷淋器45提供喷淋水，第一壳体48内的中上部设有第一冷凝盘管组411，中下部设有第一蒸发盘管组412，第一冷凝盘管组411、第一蒸发盘管412组分别由若干根独立的蛇形盘管组成，组成第一冷凝盘管组411的蛇形盘管的上下两端分别与进气集气管421、出液集液管422连接连通，组成第一蒸发盘管组412的蛇形盘管的上下两端分别与出气集气管414、进液集液管415连接连通，进气集气管421、出液集液管422、出气集气管414、进液集液管415上分别设有第一进气管44、第一出液管43，第一出气管42、第一进液管41，在水箱48的底部设有伸出第一壳体49外的排污管417，水箱48的顶部设有伸出第一壳体49外的溢流管420，水箱48的上部设有补水管418和浮球阀419，浮球阀419控制补水管418的开关，第一蒸发盘管组412的下方设有盘管组托架416，第一进气管44即冷媒介质进口Z1，第一出液管43即冷媒介质出口Z2，第一出气管42即冷媒介质出口K2，第一进液管41即冷媒介质进口K1。
参照图8、图9、图10，所述的冷凝蒸发器4为风冷式冷凝蒸发器，是第二壳体514的一侧设有安装有第二风机51的第二进风口，安装第二风机51的第二壳体514相对一侧设有第二格栅状出风口，第二壳体514内靠近第二风机51侧设有风箱52，第二壳体514内靠近风箱52设有第二冷凝盘管组57，靠近第二出风口侧设有第二蒸发盘管组58，第二冷凝盘管组57、第二蒸发盘管组58分别由若干根独立的蛇形盘管组成，组成第二冷凝盘管组57的蛇形盘管的两端分别与冷凝上集管55、冷凝下集管53连接连通，组成第二蒸发盘管组58的蛇形盘管的两端分别与蒸发上集管56、蒸发下集管54连接连通，冷凝上集管55、冷凝下集管53上分别设有第二进气管59、第二出液管511，蒸发上集管56、蒸发下集管54上分别设有第二出气管510、第二进液管512，每根蛇形盘管外设有翅片513，第二壳体514内底部设有接水盘515，第二进气管59即冷媒介质进口Z1，第二出气管510即冷媒介质出口K2，第二进液管512即冷媒介质进口K1，第二出液管511即冷媒介质出口Z2。
Claims (10)
1.一种制冷和制热自动循环方法，其特征是包括以下步骤：
a、参数设定：设定制冷和制热自动循环系统的运行参数，热水温度最高值和回水温度最低值、冷水温度最低值和回水温度最高值或设定热水出水温度最高和流量参数或冷水出水温度最低值和流量参数，选定热源优先或冷源优先；以下参数在设备出厂已经设定好，包括：排气压力保护、吸气压力保护、排气和吸气压差保护、排气温度保护、吸气温度保护、油温度保护、油压与排气压差保护、电压保护、电流保护参数，冲霜时间、液位限位参数、水压参数；
b、初始化：打开加水阀门，向热节能发生器交换装置和冷节能发生器交换装置加水至液位限位器规定水位和压力参数要求，启动，制冷压缩机排气阀自动打开，自动检查系统是否存在故障，如存在故障报警并显示故障，压缩机不启动，如无故障，压缩机启动，吸气阀自动打开，进入制热过程和制冷过程；
c、制热过程：压缩机将气液分离器输送来的低压低温冷媒气体压缩后变成高温高压的气体排到油分离器，通过油分离器将高温高压的冷媒气体中的油和冷媒气体分离开，高温高压的冷媒气体通过管道进入热节能发生器交换装置，高温高压的冷媒气体进入热节能发生器交换装置的一组盘管中螺旋运动，在这个过程中，高温高压的冷媒气体与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，将低温水逐步加热成高温水提供给用户，用户使用后，高温水变为低温水在水泵作用下回到热节能发生器交换装置内，再次进行热交换变为高温水输送到用户端，循环往复；高温水还可以直接提供给用户使用，自来水补充消耗；热交换后的冷媒气体进入冷凝蒸发器，将冷媒在压力的持续作用下变成液态储存到储液器中；
d、制冷过程：储液器中的液态冷媒通过电磁阀和膨胀阀后进入冷节能发生器交换装置的冷媒进口，冷媒在冷节能发生器交换装置一组盘管内螺旋运动，压力骤然降低，液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量与冷节能发生器交换装置筒体内的高温水进行热交换，将冷节能发生器交换装置筒体内的高温水降为低温水提供给用户，用户使用后，低温水吸热后在水泵作用下再回到冷节能发生器交换装置内进行热交换再变为低温水输送到用户，循环往复；低温水还可直接提供给用户使用，自来水补充消耗；蒸发气化的冷媒进入到二次换热器与压缩机补气冷媒进行二次交换后，通过气液分离器，回到压缩机吸气口，循环往复运行。
2.根据权利要求1所述的一种制冷和制热自动循环方法，其特征是储存到储液器中的冷媒通过膨胀阀后进入二次换热器与冷节能发生器交换装置蒸发气化的冷媒再次进行换热后，进入到压缩机补气口，循环往复运行。
3.根据权利要求1所述的一种制冷和制热自动循环方法，其特征是在制热过程中，通过油分离器分离出来的高温高压的油在油泵的作用下通过管道进入热节能发生器交换装置，高温高压的油进入热节能发生器交换装置另一组盘管中螺旋运动并与进入热节能发生器交换装置的低温水进行热交换，高温高压的油在热节能发生器交换装置释放热量后，温度降低再进入到油冷凝器继续释放热量，达到符合压缩机用油温度后，通过油泵输送到压缩机需要润滑和冷却的部件，循环往复。
4.根据权利要求1所述的一种制冷和制热自动循环方法，其特征是在制冷过程中，回收热交换过程从冷媒中分离出来的油，通过带油泵的管路输送到压缩机需要润滑和冷却的部件，循环往复。
5.根据权利要求1所述的一种制冷和制热自动循环方法，其特征是一台以上的热节能发生器交换装置、冷节能发生器交换装置分别并联使用。
6.一种权利要求1所述的制冷和制热自动循环方法的装置，其特征是包括制冷压缩机、油分离器、热节能发生器交换装置、冷凝蒸发器、储液器、膨胀阀、冷节能发生器交换装置，制冷压缩机通过带阀门的管道连接油分离器，油分离器的冷媒出口通过带阀门的管道连接热节能发生器交换装置的冷媒进口，热节能发生器交换装置的冷媒出口通过管路连接冷凝蒸发器的冷媒进口，冷凝蒸发器的冷媒出口通过带阀门的管路连接储液器冷媒进口，储液器冷媒出口通过带阀门的管路和膨胀阀分别连接冷凝蒸发器的冷媒进口以及冷节能发生器交换装置的冷媒进口，冷凝蒸发器的冷媒出口和冷节能发生器交换装置的冷媒出口通过带阀门的管路连接二次换热器进口，二次换热器冷媒出口通过带阀门的管路连接气液分离器的进口，气液分离器的出口通过带阀门的管路连接制冷压缩机的吸气口。
7.根据权利要求6所述的一种制冷和制热自动循环方法的装置，其特征是所述的热节能发生器交换装置是第一筒体上设有第一进水口以及第一出水口，第一筒体内设置有一层以上的第一螺旋盘管，每层第一螺旋盘管的两管口分别与第一中心管、第一侧管连通，第一中心管竖直设置在第一筒体中心轴线上，其上端穿出第一筒体顶部且开口作为介质进口，第一侧管竖直设置在第一筒体内一侧，其下端穿出第一筒体下部且开口作为介质出口，在第一筒体内的中下部设置有一层以上的油循环螺旋盘管，每层油循环螺旋盘管的两管口分别与中心油管、侧油管连通，中心油管竖直设置在第一筒体中心轴线上，其上端穿出第一筒体侧部且开口作为油出口，侧油管竖直设置在第一筒体内一侧，其下端穿出第一筒体侧且开口作为油进口，油进口低于油出口，在最下层油循环螺旋盘管的下方设置有用于托住油循环螺旋盘管的油管支撑架，在油管支撑架的下表面安装有第一超声纳米波发生器，第一筒体底部设有第一排污口和第一补水口。
8.根据权利要求6所述的一种制冷和制热自动循环方法的装置，其特征是所述的冷节能发生器交换装置是第二筒体上设有第二进水口以及第二出水口，第二筒体内设置有一层以上的第二螺旋盘管，每层第二螺旋盘管的两管口分别与第二中心管、第二侧管连通，第二中心管竖直设置在第二筒体中心轴线上，其上端穿出第二筒体顶部且开口作为冷媒介质出口，第二侧管竖直设置在第二筒体内一侧，其下端穿出第二筒体下部且开口作为冷媒介质进口，在最下层第二螺旋盘管的下方设置有用于托住第二螺旋盘管的支撑架，在支撑架的下表面安装有第二超声纳米波发生器，第二中心管的下端连接连通有延伸出第二筒体外的排油管，第二筒体底部设有第二排污口和第二补水口。
9.根据权利要求6所述的一种制冷和制热自动循环方法的装置，其特征是所述的冷凝蒸发器为蒸发式冷凝蒸发器，是水箱设置在第一壳体内的底部，在水箱上方的第一壳体上设有第一网栅状进风口，第一壳体的顶部设有出风口，出风口处安装有第一风机，第一壳体内的顶部设有收水器，收水器的下方设有喷淋器，连通水箱的水泵通过管路给喷淋器提供喷淋水，第一壳体内的中上部设有第一冷凝盘管组，中下部设有第一蒸发盘管组，第一冷凝盘管组、第一蒸发盘管组分别由若干根独立的蛇形盘管组成，组成第一冷凝盘管组的蛇形盘管的上下两端分别与进气集气管、出液集液管连接连通，组成第一蒸发盘管组的蛇形盘管的上下两端分别与出气集气管、进液集液管连接连通，进气集气管、出液集液管、出气集气管、进液集液管上分别设有第一进气管、第一出液管，第一出气管、第一进液管，在水箱的底部设有伸出第一壳体外的排污管，水箱的顶部设有伸出第一壳体外的溢流管，水箱的上部设有补水管和浮球阀，浮球阀控制补水管的开关，第一蒸发盘管组的下方设有盘管组托架。
10.根据权利要求6所述的一种制冷和制热自动循环方法的装置，其特征是所述的冷凝蒸发器为风冷式冷凝蒸发器，是第二壳体的一侧安装有用于安装第二风机的第二进风口，安装第二风机的第二壳体相对一侧设有第二格栅状出风口，第二壳体内靠近第二风机侧设有风箱，第二壳体内靠近风箱设有第二冷凝盘管组，靠近第二出风口侧设有第二蒸发盘管组，第二冷凝盘管组、第二蒸发盘管组分别由若干根独立的蛇形盘管组成，组成第二冷凝盘管组的蛇形盘管的两端分别与冷凝上集管、冷凝下集管连接连通，组成第二蒸发盘管组的蛇形盘管的两端分别与蒸发上集管、蒸发下集管连接连通，冷凝上集管、冷凝下集管上分别设有第二进气管、第二出液管，蒸发上集管、蒸发下集管上分别设有第二出气管、第二进液管，蛇形盘管外设有翅片，第二壳体内底部设有接水盘。
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