CN115183517A - 一种复叠式热氟融霜型冷冻和热水二联供机组 - Google Patents
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Abstract
一种复叠式热氟融霜型冷冻和热水二联供机组，包括：制冷循环系统和热泵循环系统，制冷循环系统包括：制冷压缩机、四通换向阀、蒸发冷凝换热器、喷液电子膨胀阀、辅助冷凝器、第一制冷单向阀、第二制冷单向阀、高压储液器、第一干燥过滤器、双向电子膨胀阀、制冷蒸发器、第一气液分离器、第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀、常开电磁阀、第一冷却截止阀、第二冷却截止阀和油分离器。热泵循环系统包括：热泵压缩机、同轴换热器、节流毛细管、第二气液分离器、第二干燥过滤器、热泵第一截止阀和热泵第二截止阀。本发明提供冷库制冷的同时，回收系统排放的冷凝热，用以加热成60℃以上的热水，提供生产工艺所需或者生活热水所需，节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及冷库制冷技术领域，具体涉及一种复叠式热氟融霜型冷冻和热水二联供机组。
背景技术
现有冷库制冷系统一般注重制冷效果和冷库温度保证，制冷系统循环产生的冷凝热通常通过市政水冷却或者利用风机将热量直接排向空气中，对环境亦造成不利影响，也降低了能效的利用率。因此，如何利用这些会造成环境污染的能源，不仅能够保护环境，还可以提高能效，实现节能减排的双重效果。
为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种复叠式热氟融霜型冷冻和热水二联供机组，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。
一种复叠式热氟融霜型冷冻和热水二联供机组，包括：制冷循环系统和热泵循环系统，所述制冷循环系统包括：制冷压缩机、四通换向阀、蒸发冷凝换热器、喷液电子膨胀阀、辅助冷凝器、第一制冷单向阀、第二制冷单向阀、高压储液器、第一干燥过滤器、双向电子膨胀阀、制冷蒸发器、第一气液分离器、第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀、常开电磁阀、第一冷却截止阀、第二冷却截止阀和油分离器，所述制冷压缩机的出口端通过油分离器与四通换向阀连接，所述四通换向阀通过第一气液分离器与制冷压缩机的入口端连接，所述四通换向阀与蒸发冷凝换热器连接，所述蒸发冷凝换热器通过常开电磁阀、第一制冷单向阀与高压储液器的入口端连接，所述高压储液器的出口端通过第二制冷单向阀与第一干燥过滤器连接，所述第一干燥过滤器通过第一冷却截止阀、双向电子膨胀阀与制冷蒸发器连接，所述制冷蒸发器通过第二冷却截止阀、四通换向阀与第一气液分离器连接，所述第一气液分离器与制冷压缩机连接，所述辅助冷凝器通过喷液电子膨胀阀与制冷压缩机连接，所述辅助冷凝器通过第一制冷单向阀与高压储液器连接，所述辅助冷凝器通过第一常闭电磁阀与蒸发冷凝换热器连接，所述辅助冷凝器通过第二常闭电磁阀和第一干燥过滤器连接；
所述热泵循环系统包括：热泵压缩机、同轴换热器、节流毛细管、第二气液分离器、第二干燥过滤器、热泵第一截止阀和热泵第二截止阀，所述热泵压缩机与同轴换热器连接，所述同轴换热器与第二干燥过滤器连接，所述同轴换热器通过节流毛细管与蒸发冷凝换热器连接，所述蒸发冷凝换热器与第二气液分离器连接，所述第二气液分离器与热泵压缩机连接，所述同轴换热器与热泵第一截止阀和热泵第二截止阀连接。
进一步，所述辅助冷凝器为翅片管风冷冷凝器。
本发明的有益效果：
本发明与传统技术相比，提供冷库制冷的同时，回收系统排放的冷凝热，用以加热成60℃以上的热水，提供生产工艺所需或者生活热水所需，节能减排。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
附图标记：
制冷循环系统100、制冷压缩机110、四通换向阀120、蒸发冷凝换热器130、喷液电子膨胀阀140、辅助冷凝器150、第一制冷单向阀161和第二制冷单向阀162。
高压储液器170、第一干燥过滤器180、双向电子膨胀阀190、制冷蒸发器1100、第一气液分离器1200、第一常闭电磁阀1301、第二常闭电磁阀1302、常开电磁阀1400、第一冷却截止阀1501、第二冷却截止阀1502和油分离器1600。
热泵循环系统200、热泵压缩机210、同轴换热器220、节流毛细管230、第二气液分离器240、第二干燥过滤器250、热泵第一截止阀261和热泵第二截止阀262。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
实施例1
图1为本发明的结构示意图。
如图1所示，一种复叠式热氟融霜型冷冻和热水二联供机组，包括：制冷循环系统100和热泵循环系统200，制冷循环系统100包括：制冷压缩机110、四通换向阀120、蒸发冷凝换热器130、喷液电子膨胀阀140、辅助冷凝器150、第一制冷单向阀161、第二制冷单向阀162、高压储液器170、第一干燥过滤器180、双向电子膨胀阀190、制冷蒸发器1100、第一气液分离器1200、第一常闭电磁阀1301、第二常闭电磁阀1302、常开电磁阀1400、第一冷却截止阀1501、第二冷却截止阀1502和油分离器1600，制冷压缩机110的出口端通过油分离器1600与四通换向阀120连接，四通换向阀120通过第一气液分离器1200与制冷压缩机110的入口端连接，四通换向阀120与蒸发冷凝换热器130连接，蒸发冷凝换热器130通过常开电磁阀1400、第一制冷单向阀161与高压储液器170的入口端连接，高压储液器170的出口端通过第二制冷单向阀162与第一干燥过滤器180连接，第一干燥过滤器180通过第一冷却截止阀1501、双向电子膨胀阀190与制冷蒸发器1100连接，制冷蒸发器1100通过第二冷却截止阀1502、四通换向阀120与第一气液分离器1200连接，第一气液分离器1200与制冷压缩机110连接，辅助冷凝器150通过喷液电子膨胀阀140与制冷压缩机110连接，辅助冷凝器150通过第一制冷单向阀161与高压储液器170连接，辅助冷凝器150通过第一常闭电磁阀1301与蒸发冷凝换热器130连接，辅助冷凝器150通过第二常闭电磁阀1302和第一干燥过滤器180连接；
热泵循环系统200包括：热泵压缩机210、同轴换热器220、节流毛细管230、第二气液分离器240、第二干燥过滤器250、热泵第一截止阀261和热泵第二截止阀262，热泵压缩机210与同轴换热器220连接，同轴换热器220与第二干燥过滤器250连接，同轴换热器220通过节流毛细管230与蒸发冷凝换热器130连接，蒸发冷凝换热器130与第二气液分离器240连接，第二气液分离器240与热泵压缩机210连接，同轴换热器220与热泵第一截止阀261和热泵第二截止阀262连接。
辅助冷凝器150为翅片管风冷冷凝器。
本发明构成制冷循环系统100的制冷压缩机110采用R448A环保制冷剂；构成热泵循环系统200的热泵压缩机210采用R1234yf环保制冷剂。其中，蒸发冷凝换热器130为制冷循环系统100和热泵循环系统200共用。
本发明通过采用复叠式压缩方式替代传统的单级压缩方式，可以使冷库库温达到低于-25℃，并增加热泵压缩机210所在的热泵循环回路，通过制冷系统复叠，可以实现冷库低温工况-30℃蒸发温度制取高温热水大于60℃目的。在确保冷库安全运行的同时可以通过制冷剂冷凝热回收制取高温热水，节能环保，降低能耗。当冷库温度低于-20℃时，采用复叠式压缩方式可以降低各级压缩机的压缩比，低温压缩机排气温度以及压缩比都远低于压缩机允许的限制，大幅提升废热回收的效率，制取高温热水，提高了整机的能效。机组增设制冷循环回路的辅助翅片管风冷冷凝器。当外部热水储水饱和以及冷库进入热气融霜模式时，停止热泵循环回路的运行，即时开通制冷循环回路的辅助冷凝器，确保冷库制冷系统正常运行。系统设置以保证冷库安全运行为主，采用冷库蒸发器热氟融霜系统，同时通过回收制冷系统冷凝热制取高温热水。
其运行原理是：机组在制冷循环系统100和热泵循环系统200同时运行时，机组的制冷循环系统100依次通过制冷压缩机110，油分离器1600，四通换向阀120，蒸发冷凝换热器130，常开电磁阀1400，第一制冷单向阀161，高压储液器170，第二制冷单向阀162，第一干燥过滤器180，第一冷却截止阀1501，双向电子膨胀阀190，制冷蒸发器1100，第二冷却截止阀1502，四通换向阀120，第一气液分离器1200，制冷压缩机110，完成制冷循环。
机组在制冷循环系统100和热泵循环系统200同时运行时，机组的热泵循环系统200依次通过热泵压缩机210，同轴换热器220，第二干燥过滤器250，节流毛细管230，蒸发冷凝换热器130，第二气液分离器240，热泵压缩机210，完成热泵循环。
机组在制冷循环系统100和热泵循环系统200同时运行时，来自机组外部的市政供水依次通过热泵第一截止阀261，同轴换热器220，热泵第二截止阀262进入外部热水系统。
当机组的热泵循环系统200停止运行，机组的制冷循环系统100仍旧运行时，机组的制冷循环系统100依次通过制冷压缩机110，油分离器1600，四通换向阀120，蒸发冷凝换热器130，第一常闭电磁阀1301，辅助冷凝器150，第一制冷单向阀161，高压储液器170，第二制冷单向阀162，第一干燥过滤器180，第一冷却截止阀1501，双向电子膨胀阀190，制冷蒸发器1100，第二冷却截止阀1502，四通换向阀120，第一气液分离器1200，制冷压缩机110，完成制冷循环。
当机组的热泵循环系统200停止运行，机组的制冷循环系统100仍旧运行时，制冷压缩机喷液冷却系统依次通过制冷压缩机110，油分离器1600，四通换向阀120，蒸发冷凝换热器130，第一常闭电磁阀1301，辅助冷凝器150，喷液电子膨胀阀140，制冷压缩机110。制冷剂经过喷液电子膨胀阀节流为中温中压的气液混合态，经压缩机喷液口喷入，而后继续压缩，压缩完成后从压缩机排气口排出。降低制冷压缩机的排气温度。
当冷库进入融霜过程时，机组的热泵循环系统200停止运行，机组的制冷循环系统100依次通过制冷压缩机110，油分离器1600，四通换向阀120，第二冷却截止阀1502，制冷蒸发器1100，双向电子膨胀阀190，第一冷却截止阀1501，第一干燥过滤器180，第一常闭电磁阀1301，辅助冷凝器150，第二常闭电磁阀1302，蒸发冷凝换热器130，四通换向阀120，第一气液分离器1200，制冷压缩机110，完成制冷系统的融霜循环。
本发明机组的制冷循环系统可使冷库温度达到低于-30℃，于此同时机组的高温循环系统利用所吸收的低温循环系统释放的冷凝热将外部所供市政冷水加热到高于60℃的热水，给使用者提供生产工艺所需热水或者生活热水。如果本发明机组运行中因为热水供水量饱和或者水源断水等原因造成机组的热泵循环系统停止运行，机组的制冷循环系统即时通过辅助冷凝器保证制冷循环系统的正常运行，并开启喷液电子膨胀阀，以降低制冷压缩机的排气温度，确保冷库运行安全。为降低能耗，减少冷库蒸发器融霜期间库温的波动，本机组增设热氟融霜系统，利用制冷循环系统的热泵功能对冷库蒸发器实施热氟融霜，节能高效。本发明机组的高温热水换热器采用同轴换热器，不易变形，不易堵塞，耐脏耐垢，回油顺畅。
以上对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化。
Claims (2)
1.一种复叠式热氟融霜型冷冻和热水二联供机组，包括：制冷循环系统(100)和热泵循环系统(200)，其特征在于，所述制冷循环系统(100)包括：制冷压缩机(110)、四通换向阀(120)、蒸发冷凝换热器(130)、喷液电子膨胀阀(140)、辅助冷凝器(150)、第一制冷单向阀(161)、第二制冷单向阀(162)、高压储液器(170)、第一干燥过滤器(180)、双向电子膨胀阀(190)、制冷蒸发器(1100)、第一气液分离器(1200)、第一常闭电磁阀(1301)、第二常闭电磁阀(1302)、常开电磁阀(1400)、第一冷却截止阀(1501)、第二冷却截止阀(1502)和油分离器(1600)，所述制冷压缩机(110)的出口端通过油分离器(1600)与四通换向阀(120)连接，所述四通换向阀(120)通过第一气液分离器(1200)与制冷压缩机(110)的入口端连接，所述四通换向阀(120)与蒸发冷凝换热器(130)连接，所述蒸发冷凝换热器(130)通过常开电磁阀(1400)、第一制冷单向阀(161)与高压储液器(170)的入口端连接，所述高压储液器(170)的出口端通过第二制冷单向阀(162)与第一干燥过滤器(180)连接，所述第一干燥过滤器(180)通过第一冷却截止阀(1501)、双向电子膨胀阀(190)与制冷蒸发器(1100)连接，所述制冷蒸发器(1100)通过第二冷却截止阀(1502)、四通换向阀(120)与第一气液分离器(1200)连接，所述第一气液分离器(1200)与制冷压缩机(110)连接，所述辅助冷凝器(150)通过喷液电子膨胀阀(140)与制冷压缩机(110)连接，所述辅助冷凝器(150)通过第一制冷单向阀(161)与高压储液器(170)连接，所述辅助冷凝器(150)通过第一常闭电磁阀(1301)与蒸发冷凝换热器(130)连接，所述辅助冷凝器(150)通过第二常闭电磁阀(1302)和第一干燥过滤器(180)连接；
所述热泵循环系统(200)包括：热泵压缩机(210)、同轴换热器(220)、节流毛细管(230)、第二气液分离器(240)、第二干燥过滤器(250)、热泵第一截止阀(261)和热泵第二截止阀(262)，所述热泵压缩机(210)与同轴换热器(220)连接，所述同轴换热器(220)与第二干燥过滤器(250)连接，所述同轴换热器(220)通过节流毛细管(230)与蒸发冷凝换热器(130)连接，所述蒸发冷凝换热器(130)与第二气液分离器(240)连接，所述第二气液分离器(240)与热泵压缩机(210)连接，所述同轴换热器(220)与热泵第一截止阀(261)和热泵第二截止阀(262)连接。
2.根据权利要求1所述的一种复叠式热氟融霜型冷冻和热水二联供机组，其特征在于：所述辅助冷凝器(150)为翅片管风冷冷凝器。
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