CN117073098A - 一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置及其使用方法，该种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的制冷剂转化组件将低温低压制冷剂转化成高温高压气体，制热回路与制冷剂转化组件的排气口连接，接收制冷剂转化组件排出的高温高压的制冷剂气体，并与负载流出的高温载冷介质进行热交换后重新送回至负载内，制冷回路与与制冷剂转化组件的排气口连接，接收制冷剂转化组件排出的高温高压的制冷剂气体，并对高温高压的制冷剂气体降温，然后与负载流出的低温载冷介质进行热交换后，将热交换后的载冷介质重新送回至负载内，本发明将系统简单的分成制热回路和制冷回路两个即独立又在局部巧妙耦合作用的双路并联回路。
Description
技术领域
本发明涉及制冷加热系统的精准控温技术领域，具体为一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置及其使用方法。
背景技术
传统制冷加热空调系统采用正循环(制冷循环)和逆循环(制热循环)来实现对负载的制冷和加热，其存在能效低，制冷加热(特别是制热)温度范围窄、控温精度不高等问题，在部分行业的应用场景中，为了克服此类问题，开发出了宽温制冷加热控温装置，但这些设备价格昂贵，成本比较高，很难适用于一些常规作业场合。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
因此，本发明的目的是提供一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置及其使用方法，系统简单的分成制热回路和制冷回路两个即独立又在局部巧妙耦合作用的双路并联回路。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其包括：
制冷剂转化组件，将低温低压制冷剂转化成高温高压气体；
制热回路，与所述制冷剂转化组件的排气口连接，接收制冷剂转化组件排出的高温高压的制冷剂气体，并与负载流出的高温载冷介质进行热交换后重新送回至负载内；
制冷回路，与所述与所述制冷剂转化组件的排气口连接，接收制冷剂转化组件排出的高温高压的制冷剂气体，并对高温高压的制冷剂气体降温，然后与负载流出的低温载冷介质进行热交换后，将热交换后的载冷介质重新送回至负载内。
作为本发明所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的一种优选方案，其中，所述制冷剂转化组件包括压缩机和与所述压缩机的排气端连接使油气分离，并将分离后的油通过支路回流至压缩机的油封。
作为本发明所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的一种优选方案，其中，所述制热回路包括与所述油封的排气端连接的第一电动球阀、制冷剂进口与所述第一电动球阀的排气端连接的高温换热器、与所述高温换热器的载冷剂出口连接的储热罐和将所述储热罐内的高温载冷剂输送至负载的第一输送泵；
其中，所述负载的高温载冷介质出口通过管道与高温换热器的载冷介质进口连接。
作为本发明所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的一种优选方案，其中，所述制冷回路包括与所述油封的排气端连接的第二电动球阀、与所述第二电动球阀的出口连接的冷凝器、与所述冷凝器的出口连通的干燥器、与所述干燥器的出口连通的经济器、与所述经济器的第一出口连通的电子膨胀阀、制冷剂进口与所述电子膨胀阀的出口连通的蒸发器、与所述蒸发器的载冷剂出口连通的储冷罐和将所述储冷罐内的低温载冷剂输送至负载的第二输送泵；
其中，所述经济器的第二出口通过节流管路与压缩机的进口连通，所述负载的低温载冷剂流出口与套管换热器的载冷剂第一进液口连通，所述套管换热器的第一载冷剂出液口与所述蒸发器的载冷剂进口连通。
作为本发明所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的一种优选方案，其中，所述套管换热器的第二载冷剂进液口与所述负载高温载冷剂出口连通，且两者之间还设置有第三电动球阀，所述套管换热器的第二载冷剂出口通过通过管与储热罐和第一输送泵之间的管道连通。
作为本发明所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的一种优选方案，其中，所述油封的排气端连接第四电动球阀，所述第四电动球阀的出口与蒸发器的制冷剂进口连通。
作为本发明所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的一种优选方案，其中，还包括加液组件，所述加液组件包括膨胀罐、两端通过管道分别与膨胀罐出口和储冷罐进口连通的第一单向阀和两端通过管道分别与膨胀罐出口和储热罐进口连通的第二单向阀。
一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的使用方法，具体步骤如下：
负载制热：制冷剂从压缩机喷射出高温高压的气体，第一温度传感器和第一压力变送器测量压缩机出口端的温度和压力，经过油封实现油气分离，油通过支路回流压缩机，高温气体由第一电动球阀进入高温换热器，第一电动球阀的开度调节气体通过的热量，高温换热器后面管路上的第二压力变送器获得该位置的压力值，另一方面，热回路中的载冷介质从负载流出，沿管道进入高温换热器，在高温换热器中与高温气体进行换热，载冷介质从其中的高温气体中获得热量，由管道通过储热罐，储热罐中的第二温度传感器获得该位置的温度值，通过第一输送泵的作用送往负载实现制热，当负载仅需要高温范围制热时，只开启第一电动球阀；
负载制冷：从压缩机喷射出的高温气体，在同样经过第一温度传感器和第一压力变送器和油封后，通过另一条支路向下，通过第二电动球阀进入冷凝器降温后，通过干燥器去除杂质，随后进入经济器二次降温进行自换热，增加过冷度后，而对于经济器通过节流管路回到压缩机的支路，也降低了压缩机的降低排气温度，通过电子膨胀阀进一步节流膨胀，随后进入的蒸发器产生冷量，冷回路中的低温载冷介质从负载中流出，流经出口处的第三温度传感器和第三压力变送器进入壳套换热器，此时在蒸发器中原从压缩机出发的高温气体产生的冷量与负载经过壳套换热器进入其中的载冷介质进行热交换，降温后的载冷介质通过第四压力变送器获得该位置的压力，载冷介质携带冷量进入储冷罐，从储冷罐上第四温度传感器获得该处的温度，通过第二输送泵的作用，经过第五压力变送器和第五温度传感器获得负载入口处的压力和温度，送往负载实现制冷。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
(1)本装置不同于传统空调时的制冷加热循环系统，制冷和制热范围非常宽，大大拓宽了装置的应用场景且，没有使用诸如PTC电加热等加热功率单元，系统能效很高；
(2)不是传统的单路温度输出，是双路温度输出，双路温度可以单独控制，相互不受影响，控温精度很高，温度调节环节多，通过反馈的压力和温度可以在管路中不同位置逐级调节，调节方式非常灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置及其使用方法，系统简单的分成制热回路和制冷回路两个即独立又在局部巧妙耦合作用的双路并联回路。
图1示出的是本发明一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置一实施方式的结构示意图，请参阅图1，本实施方式的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其主体部分包括制冷剂转化组件、制热回路和制冷回路。
制冷剂转化组件将低温低压制冷剂转化成高温高压气体，在本实施方式中，制冷剂转化组件包括压缩机6和与压缩机6的排气端连接使油气分离，并将分离后的油通过支路回流至压缩机6的油封7。
制热回路与制冷剂转化组件的排气口连接，接收制冷剂转化组件排出的高温高压的制冷剂气体，并与负载20流出的高温载冷介质进行热交换后重新送回至负载20内，在本实施方式中，制热回路包括与油封7的排气端连接的第一电动球阀8、制冷剂进口与第一电动球阀8的排气端连接的高温换热器9、与高温换热器9的载冷剂出口连接的储热罐5和将储热罐5内的高温载冷剂输送至负载20的第一输送泵10，其中，负载20的高温载冷介质出口通过管道与高温换热器9的载冷介质进口连接。
制冷回路与与制冷剂转化组件的排气口连接，接收制冷剂转化组件排出的高温高压的制冷剂气体，并对高温高压的制冷剂气体降温，然后与负载20流出的低温载冷介质进行热交换后，将热交换后的载冷介质重新送回至负载20内，制冷回路包括与油封7的排气端连接的第二电动球阀12、与第二电动球阀12的出口连接的冷凝器13、与冷凝器13的出口连通的干燥器14、与干燥器14的出口连通的经济器15、与经济器15的第一出口连通的电子膨胀阀16、制冷剂进口与电子膨胀阀16的出口连通的蒸发器18、与蒸发器18的载冷剂出口连通的储冷罐4和将储冷罐4内的低温载冷剂输送至负载20的第二输送泵19，其中，经济器15的第二出口通过节流管路与压缩机6的进口连通，负载20的低温载冷剂流出口与套管换热器11的载冷剂第一进液口连通，套管换热器11的第一载冷剂出液口与蒸发器18的载冷剂进口连通。
在本实施方式中，套管换热器11的第二载冷剂进液口与负载20高温载冷剂出口连通，且两者之间还设置有第三电动球阀21，套管换热器11的第二载冷剂出口通过通过管与储热罐5和第一输送泵10之间的管道连通，可以拓宽制热温度范围，具体的，当需要拓宽制热温度范围时，打开第三电动球阀21，从制热回路中负载20出去的高温载冷介质，通过第三电动球阀21进入到套管换热器11，与制冷回路中负载20出去的低温载冷介质在套管换热器中11进行冷热对抗，通过此处制热温度可以得到较大的降低，离开套管换热器11沿管路在第一输送泵10前与前述制热回路的载冷介质混合同样通过第一输送泵10的作用送往负载20，此处可以通过第六压力变送器29和第六温度传感器28反馈的压力和温度值，来控制第一电动球阀8和第三电动球阀21的开度，通过这一复杂的回路混合，可以实现大幅度扩展了制热的宽温范围原温度如为90度附近，冷热对抗后的低温过来，可以降低到30度。
通过第六温度传感28和第六压力变送器29来获得负载入口的温度，通过第七温度传感器36和第七压力变送器37获得负载出口的温度，它是装置该循环需要满足和调节的制热温度。
在本实施方式中，油封7的排气端连接第四电动球阀17，第四电动球阀17的出口与蒸发器18的制冷剂进口连通，可以拓宽制冷温度范围，从压缩机6出来的高温高压气体通过热气旁通支路，通过该支路上一个始终开度不大的第四电动球阀17来调节热量，此时热量与经济器15出来的冷量进行在管路中和随后的蒸发器18中进行冷热对抗，提高制冷范围和制冷精度，随后在压力变送器25，获得该处压力，保证回到进入压缩机6是气体，可以通过第七温度传感器22和第七压力变送器23获得的温度和压力值来调节第二电动球阀12，第四电动球阀17和电子膨胀阀16的开度使得负载制冷温度达到期望值，第五压力变送器26和第五温度传感器27获得的负载20入口处的温度和压力，第七温度传感器22和第七压力变送器23获得的负载出口处的温度和压力，是装置该循环需要满足和调节的制冷温度。
另外，还包括加液组件，加液组件包括膨胀罐1、两端通过管道分别与膨胀罐1出口和储冷罐4进口连通的第一单向阀2和两端通过管道分别与膨胀罐1出口和储热罐5进口连通的第二单向阀3。
结合图1，本发明还提供一种一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的使用方法，具体步骤如下：
负载制热：制冷剂从压缩机6喷射出高温高压的气体，第一温度传感器34和第一压力变送器35测量压缩机6出口端的温度和压力，经过油封7实现油气分离，油通过支路回流压缩机6，高温气体由第一电动球阀8进入高温换热器9，第一电动球阀8的开度调节气体通过的热量，高温换热器9后面管路上的第二压力变送器32获得该位置的压力值，另一方面，热回路中的载冷介质从负载20流出，沿管道进入高温换热器9，在高温换热器9中与高温气体进行换热，载冷介质从其中的高温气体中获得热量，由管道通过储热罐5，储热罐5中的第二温度传感器30获得该位置的温度值，通过第一输送泵10的作用送往负载20实现制热，当负载20仅需要高温范围制热时，只开启第一电动球阀8；
负载制冷：从压缩机6喷射出的高温气体，在同样经过第一温度传感器34和第一压力变送器35和油封7后，通过另一条支路向下，通过第二电动球阀12进入冷凝器13降温后，通过干燥器14去除杂质，随后进入经济器15二次降温进行自换热，增加过冷度后，而对于经济器15通过节流管路回到压缩机6的支路，也降低了压缩机6的降低排气温度，通过电子膨胀阀16进一步节流膨胀，随后进入的蒸发器18产生冷量，冷回路中的低温载冷介质从负载20中流出，流经出口处的第三温度传感器22和第三压力变送器23进入壳套换热器11，此时在蒸发器18中原从压缩机出发的高温气体产生的冷量与负载20经过壳套换热器11进入其中的载冷介质进行热交换，降温后的载冷介质通过第四压力变送器25获得该位置的压力，载冷介质携带冷量进入储冷罐4，从储冷罐4上第四温度传感器31获得该处的温度，通过第二输送泵19的作用，经过第五压力变送器26和第五温度传感器27获得负载20入口处的压力和温度，送往负载20实现制冷。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (8)
1.一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其特征在于，包括：
制冷剂转化组件，将低温低压制冷剂转化成高温高压气体；
制热回路，与所述制冷剂转化组件的排气口连接，接收制冷剂转化组件排出的高温高压的制冷剂气体，并与负载(20)流出的高温载冷介质进行热交换后重新送回至负载(20)内；
制冷回路，与所述与所述制冷剂转化组件的排气口连接，接收制冷剂转化组件排出的高温高压的制冷剂气体，并对高温高压的制冷剂气体降温，然后与负载(20)流出的低温载冷介质进行热交换后，将热交换后的载冷介质重新送回至负载(20)内。
2.根据权利要求1所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其特征在于，所述制冷剂转化组件包括压缩机(6)和与所述压缩机(6)的排气端连接使油气分离，并将分离后的油通过支路回流至压缩机(6)的油封(7)。
3.根据权利要求2所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其特征在于，所述制热回路包括与所述油封(7)的排气端连接的第一电动球阀(8)、制冷剂进口与所述第一电动球阀(8)的排气端连接的高温换热器(9)、与所述高温换热器(9)的载冷剂出口连接的储热罐(5)和将所述储热罐(5)内的高温载冷剂输送至负载(20)的第一输送泵(10)；
其中，所述负载(20)的高温载冷介质出口通过管道与高温换热器(9)的载冷介质进口连接。
4.根据权利要求3所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其特征在于，所述制冷回路包括与所述油封(7)的排气端连接的第二电动球阀(12)、与所述第二电动球阀(12)的出口连接的冷凝器(13)、与所述冷凝器(13)的出口连通的干燥器(14)、与所述干燥器(14)的出口连通的经济器(15)、与所述经济器(15)的第一出口连通的电子膨胀阀(16)、制冷剂进口与所述电子膨胀阀(16)的出口连通的蒸发器(18)、与所述蒸发器(18)的载冷剂出口连通的储冷罐(4)和将所述储冷罐(4)内的低温载冷剂输送至负载(20)的第二输送泵(19)；
其中，所述经济器(15)的第二出口通过节流管路与压缩机(6)的进口连通，所述负载(20)的低温载冷剂流出口与套管换热器(11)的载冷剂第一进液口连通，所述套管换热器(11)的第一载冷剂出液口与所述蒸发器(18)的载冷剂进口连通。
5.根据权利要求4所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其特征在于，所述套管换热器(11)的第二载冷剂进液口与所述负载(20)高温载冷剂出口连通，且两者之间还设置有第三电动球阀(21)，所述套管换热器(11)的第二载冷剂出口通过通过管与储热罐(5)和第一输送泵(10)之间的管道连通。
6.根据权利要求5所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其特征在于，所述油封(7)的排气端连接第四电动球阀(17)，所述第四电动球阀(17)的出口与蒸发器(18)的制冷剂进口连通。
7.根据权利要求5所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置，其特征在于，还包括加液组件，所述加液组件包括膨胀罐(1)、两端通过管道分别与膨胀罐(1)出口和储冷罐(4)进口连通的第一单向阀(2)和两端通过管道分别与膨胀罐(1)出口和储热罐(5)进口连通的第二单向阀(3)。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的一种宽温制冷加热精准控温双路并联装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
负载制热：制冷剂从压缩机(6)喷射出高温高压的气体，第一温度传感器(34)和第一压力变送器(35)测量压缩机(6)出口端的温度和压力，经过油封(7)实现油气分离，油通过支路回流压缩机(6)，高温气体由第一电动球阀(8)进入高温换热器(9)，第一电动球阀(8)的开度调节气体通过的热量，高温换热器(9)后面管路上的第二压力变送器(32)获得该位置的压力值，另一方面，热回路中的载冷介质从负载(20)流出，沿管道进入高温换热器(9)，在高温换热器(9)中与高温气体进行换热，载冷介质从其中的高温气体中获得热量，由管道通过储热罐(5)，储热罐(5)中的第二温度传感器30获得该位置的温度值，通过第一输送泵(10)的作用送往负载(20)实现制热，当负载(20)仅需要高温范围制热时，只开启第一电动球阀(8)；
负载制冷：从压缩机(6)喷射出的高温气体，在同样经过第一温度传感器(34)和第一压力变送器(35)和油封7后，通过另一条支路向下，通过第二电动球阀(12)进入冷凝器(13)降温后，通过干燥器(14)去除杂质，随后进入经济器(15)二次降温进行自换热，增加过冷度后，而对于经济器(15)通过节流管路回到压缩机(6)的支路，也降低了压缩机(6)的降低排气温度，通过电子膨胀阀(16)进一步节流膨胀，随后进入的蒸发器(18)产生冷量，冷回路中的低温载冷介质从负载(20)中流出，流经出口处的第三温度传感器(22)和第三压力变送器(23)进入壳套换热器(11)，此时在蒸发器(18)中原从压缩机出发的高温气体产生的冷量与负载(20)经过壳套换热器(11)进入其中的载冷介质进行热交换，降温后的载冷介质通过第四压力变送器(25)获得该位置的压力，载冷介质携带冷量进入储冷罐(4)，从储冷罐(4)上第四温度传感器(31)获得该处的温度，通过第二输送泵(19)的作用，经过第五压力变送器(26)和第五温度传感器(27)获得负载(20)入口处的压力和温度，送往负载(20)实现制冷。
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