CN205619613U - 一种喷淋式螺杆冷水/热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种喷淋式螺杆冷水/热泵机组，包括螺杆压缩机、带内置油分冷凝器、气液分离桶和喷淋式蒸发器，还包括吸气系统和回油系统，所述吸气系统包括吸气管路；所述回油系统包括蒸发器回油管路和冷凝器回油管路。本实用新型采用带气液分离器桶的喷淋式蒸发器，使得供入分配器内的制冷剂为纯液态制冷剂，确保制冷剂分配均匀，使喷淋式蒸发器内换热管的有效换热面积大大提高，从而大大提高换热效率，由于蒸发换热较充分，喷淋式蒸发器内的存液面较低、制冷剂存液量少，使其较满液式蒸发器的回油更安全可靠，不仅充分发挥换热器面积，同时使螺杆压缩机运行更安全。

Description

一种喷淋式螺杆冷水/热泵机组

技术领域

本实用新型属于制冷领域，具体是一种喷淋式螺杆冷水/热泵机组。

背景技术

目前，在制冷、空调领域，大型中央空调场合所使用的制冷主机普遍采用干式或满液式螺杆冷水/热泵机组，采用干式壳管式蒸发器及螺杆式压缩机的冷水机组称为干式螺杆冷水机组，如果用于制热场合如水/地源热泵，则称为干式螺杆热泵机组；如果机组采用满液式蒸发器则称为满液式螺杆冷水/热泵机组。由于干式蒸发器相对于满液式蒸发器有着较低的成本，而且采用干式蒸发器的制冷机组结构简洁、控制简单，所以干式蒸发器得到广泛的使用。但随着社会对节能环保要求的越来越高，如何提升制冷主机的能效比则变得尤为重要，而蒸发器的换热效率如何直接决定着制冷主机的能效比，但干式蒸发器自身的一些特点导致其传热效率的提升受到限制，致使在很多对能效比有较高要求的场合无法采用干式螺杆冷水/热泵机组，变而采用满液式螺杆冷水/热泵机组。但采用满液式机组回油系统及控制较为复杂，而且较干式机组制冷剂充注量大大增加。虽然满液式机组运行效率较传统干式机组要高，但其存在故障率高、成本高、制冷剂充注量大等问题。现在又出现一种喷淋式螺杆冷水/热泵机组，采用喷淋式蒸发器，区别于满液式的下部供液，喷淋式蒸发器一般采用内置式分液器将制冷剂液体从蒸发器壳体内上部向下滴淋到换热管上，制冷剂液体与管内的载冷剂不断进行换热，管外液态制冷剂不断蒸发成气态制冷剂，分液器又不断将液体制冷剂补充到换热管上，使换热管表面始终有一膜状层，使用喷淋式蒸发器的制冷系统制冷剂充注量大大减少，至少比满液式系统节约30%的制冷剂，能效比与满液式机组相当。如果要保证喷淋式蒸发器的传热效率，其中一个必须要重视的技术细节就是要合理设计内置式分液器，保证分液的均匀是发挥蒸发器整体效率的关键，但往往分液器由于设计、加工工艺及机组安装的水平度等问题，导致其分液很难做到十分均匀，而且即使这些问题都解决了，由于液体制冷剂经过节流机构会产生一部分的闪蒸气体，实际进入到分液器内部的制冷剂是气液混合状态，气液混合状态下的分配就更难做到均匀了，特别是在机组负荷波动导致的加减载过程或运行工况发生变化时其分配效果更加不理想，从而导致整个制冷系统的运行效率大大折扣。如何提高喷淋式螺杆冷水/热泵机组的效率是当前摆在技术人员面前的一个技术难题。

发明内容

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种运行效率高、回油安全的喷淋式螺杆冷水/热泵机组。

技术方案：本实用新型所述喷淋式螺杆冷水/热泵机组，包括螺杆压缩机、带内置油分冷凝器、气液分离桶和喷淋式蒸发器，所述螺杆压缩机的排气口通过排气管路与所述带内置油分冷凝器的进气口连通，所述带内置油分冷凝器的出液口通过供液管路与所述气液分离桶的进口连通，所述气液分离桶的液体出口通过连接管路与所述喷淋式蒸发器的进液口连通；

还包括吸气系统和回油系统，所述吸气系统包括吸气管路，所述吸气管路的第一管路第一进口与所述喷淋式蒸发器的出气口连接，第二进口与设置在所述气液分离桶顶部的气体出口连接，所述吸气管路的出口与所述螺杆压缩机的进气口连接；

所述回油系统包括蒸发器回油管路和冷凝器回油管路，所述蒸发器回油管路的进口与所述喷淋式蒸发器的出油口连接，出口通过第一回油阀与所述吸气管路连通，所述蒸发器回油管路上还设置有引射器，所述引射器为文丘里管装置，其第一进口和出口分别与所述蒸发器回油管路连接，第二进口通过引射管路与设置在所述带内置油分冷凝器上的引射气体阀连接；所述冷凝器回油管路的进口与所述带内置油分冷凝器的分离器出油阀连接，出口通过第二回油阀与所述吸气管路连通，所述冷凝器回油管路上还设置有回油电磁阀。

本实用新型的具体工作原理为，螺杆压缩机压缩的高压高温的气体制冷剂由排气管路被排进带内置油分冷凝器内，经过带内置油分冷凝器内的内置油分离器将大部分的冷冻油分离出来，含有少量冷冻油的气体制冷剂进入到冷凝器换热管布置区域，并与冷凝器换热管内流过的冷却介质换热，气态制冷剂放热、冷凝成液态制冷剂，液态制冷剂从带内置油分冷凝器的出液口流出后，经供液管路进入到气液分离桶内，气液两相的制冷剂在气液分离桶内分离后，液体从气液分离桶下部流出经过连通管路进入到喷淋式蒸发器内的分配器，在第分配器的均匀分配下液体制冷剂被滴淋到蒸发器换热管上，并与蒸发器换热管内流过的载冷介质换热，液态制冷剂吸热、蒸发成气态制冷剂，气态制冷剂从喷淋式蒸发器的出气口流出后通过吸气管路回到螺杆压缩机内，从而完成整个制冷循环。气液分离桶内的气体从气体出口流出也进入吸气管路内，随喷淋式蒸发器内出来的气体一起回到螺杆压缩机内。

另外，本实用新型中具有两路回油系统，分别是蒸发器回油管路和冷凝器回油管路，蒸发器回油管路中设置了引射器，引射器利用带内置油分冷凝器内的高压气体将喷淋式蒸发器中低压状态的液态制冷剂和油引射到吸气管路中；冷凝器回油管路上设置了回油电磁阀，当螺杆压缩机内油压较低时会触及油位开关动作，控制信号会指令回油电磁阀打开，此时带内置油分冷凝器内的内置油分离器中的油会在高低压差的作用下通过冷凝器回油管路被输送到吸气管路内，然后再回到螺杆压缩机内。

本实用新型进一步优选地技术方案为，所述蒸发器回油管路上还设置有第一油过滤器和第一回油视镜，所述冷凝器回油管路上设置有第二油过滤器和第二回油视镜。

优选地，所述排气管路上设置有排气温度传感器、排气压力传感器、第一监测针阀和第一检修角阀。

优选地，所述吸气管路上设置有吸气温度传感器、吸气压力传感器、第二监测针阀和第二检修角阀。

优选地，所述供液管路上设置有第一截止阀、干燥器、电子膨胀阀，所述第一截止阀、干燥器、电子膨胀阀通过所述供液管路首尾连接，其中，所述第一截止阀的进口与所述带内置油分冷凝器的出液口连接；所述供液管路上还设置有第二截止阀，所述电子膨胀阀的前后管路上分别设置有旁通管路，两旁通管路分别与所述第二截止阀的进、出口连接。液态制冷剂从带内置油分冷凝器的出液口流出后，经第一截止阀、干燥过滤器过滤后通过供液管路到达电子膨胀阀的入口，经过电子膨胀阀的节流降压作用变为低压状态的带有少量气体的液态制冷剂，进入到气液分离桶内，电子膨胀阀通过开度的调节来控制向气液分离桶内里的供液量，电子膨胀阀开度的控制来源于液位计组件的信号，也可通过吸气管路设置的吸气温度传感器、吸气压力传感器以及排气管路上设置的排气温度传感器、排气压力传感器所采集到的数据进行过热度运算，间接通过吸气过热度或排气过热度来控制电子膨胀阀的开度。

优选地，所述第一截止阀、干燥器、电子膨胀阀的后一段供液管路上还分别设置有第三监测针阀、第四监测针阀和第五监测针阀，用于机组维护检修时连接压力表监测各部件前后压力，和充、放制冷剂。

优选地，所述螺杆压缩机内还设置有油压差开关，所述油压差开关的两端分别通过油压管路与所述螺杆压缩机的高压侦测口和油压侦测口连接，用于监测所述螺杆压缩机的油过滤器两端的压差。

优选地，所述喷淋式蒸发器的出油口位于所述喷淋式蒸发器的壳体底部，并伸入所述壳体内，与所述壳体的垂直中心线呈15°夹角。

优选地，所述喷淋式蒸发器的壳体上还设置有第一蒸发器视镜和第二蒸发器视镜，所述壳体的外部还设置有液位计组件。

优选地，所述气液分离桶的气体出口通过导气管与所述吸气管路的第二进口连接，所述导气管上设置有导气电磁阀。机组的控制系统间歇式控制导气电磁阀的开启，把气液分离桶内的气体导出。

有益效果：本实用新型采用带气液分离器桶的喷淋式蒸发器，使得供入分配器内的制冷剂为纯液态制冷剂，确保制冷剂分配均匀，使喷淋式蒸发器内换热管的有效换热面积大大提高，从而大大提高换热效率，由于蒸发换热较充分，喷淋式蒸发器内的存液面较低、制冷剂存液量少，使其较满液式蒸发器的回油更安全可靠，不仅充分发挥换热器面积，同时使螺杆压缩机运行更安全；另外本实用新型中设置了两路回油系统，能够确保整个机组的制冷剂和油的循环利用率高，节能高效，本实用新型可用于中央空调制冷、水源热泵采暖及工业冷却等场合，节能高效、安全可靠，可替代传统干式、满液式和普通喷淋式螺杆冷水/热泵机组，具有广泛的推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型所述喷淋式螺杆冷水/热泵机组的机构示意图。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种喷淋式螺杆冷水/热泵机组，包括：螺杆压缩机1、带内置油分冷凝器2、喷淋式蒸发器3、气液分离桶7、排气管路20、供液管路26、吸气管路25、回油管路系统。

螺杆压缩机1排气口1a与带内置油分冷凝器2进气口2a通过排气管路20连通；排气管路20上设有排气温度传感器19、排气压力传感器18、第一监测针阀24a、第一检修角阀22a。

带内置油分冷凝器2的出液口2b与第一截止阀5的进口通过供液管路一26a连通，第一截止阀5的出口与干燥器6的进口通过供液管路二26b连通，干燥器6的出口与电子膨胀阀4的进口通过供液管路三26c连通，电子膨胀阀4的出口与气液分离桶7的进口7a通过供液管路四26f连通，气液分离桶7的出液口7g与喷淋式蒸发器3的进液口3b通过连通管路27连通；在电子膨胀阀4的前后管路26c和26f上分别开设旁通管孔，通过旁通管路一26d和旁通管路二26e分别与第二截止阀8的进、出口连通；供液管路二26b、供液管路三26c、供液管路四26f上分别设有第三监测针阀24b、第四监测针阀24c、第五监测针阀24d。

喷淋式蒸发器3的出气口3a与螺杆压缩机的进气口1b通过吸气管路25连通；吸气管路25上设有吸气温度传感器17、吸气压力传感器16、第二监测针阀24e、角阀二22b、第一油路回油阀23a、第二油路回油阀23b。

两路回油系统一路为蒸发器回油系统，一路为冷凝器回油系统，蒸发器回油系统为：蒸发器出油口3g通过蒸发器回油管路一29a与第一油过滤器9进口连接，第一油过滤器9出口通过蒸发器回油管路二29b与第一回油视镜10的进口连通，第一回油视镜10的出口通过蒸发器回油管路三29c与引射器11的中间进口11c连通，引射器11的末端进口11b通过蒸发器回油管路四29f与引射气体阀2h1连通，引射气体阀2h1与冷凝器壳体2t内部连通，引射器11的出口11a通过蒸发器回油管路五29e与第一油路回油阀23a连通，第一油路回油阀23a与吸气管25内部连通。

冷凝器回油系统：分离器出油阀一2c4、分离器出油阀二2c8分别通过冷凝器回油管路一30a、冷凝器回油管路二30b与回油三通30连通，回油三通30通过冷凝器回油管路三30c与第二油过滤器12进口连通，第二油过滤器12出口通过冷凝器回油管路四30e与回油电磁阀13的进口连通，回油电磁阀13的出口通过冷凝器回油管路五30f与第二回油视镜14的进口连通，第二回油视镜14的出口通过冷凝器回油管路六30g与第二油路回油阀23b连通，第二油路回油阀23b与吸气管路25内部连通。

螺杆压缩机1的高压侦测口1c与油压侦测口1d之间设置油压差开关15，并通过油压管路一15a、油压管路二15b连通，用于监测螺杆压缩机1内的油过滤器两端的压差，当第一油过滤器9、第二油过滤器12被阻塞时油压差开关动作报警，提醒清洗压缩机内部的油过滤器及第一油过滤器9和第二油过滤器12，以此保证螺杆压缩机1的供油安全。

带内置油分冷凝器2包括冷凝器壳体2t、冷凝器第一管板2r1、冷凝器第二管板2r2、内置由分离器2c、冷凝器换热管2i、冷凝器水室前封头组件2f、冷凝器水室后封头组件2d、进气口2a、出液口2b等；冷凝器水室前封头组件2f设有第一进水管2f1和第一出水管2f2，封头上部设有第一前封头排空阀2f5，下部设有第一前封头排污阀2f7，第一进水管2f1上设有第一进水温度传感器2f6，第一出水管2f2上设有第一出水温度传感器2f3和第一水流开关2f4；冷凝器水室后封头组件2d的封头上部设有排空阀2d1，排污阀2d2；冷凝器壳体2t上部设有第一安全阀2g、引射气体阀2h1和第一检修阀2h2。

内置油分离器2c包括进气管2c10、下壳板2c11、滤网一2c1、滤网二2c5、出油挡板一2c9a、出油挡板二2c9b，分离器出油阀一2c4、分离器出油阀二2c8、出气挡板一2c2、出气挡板二2c3、出气挡板三2c6、出气挡板四2c7；下壳板2c11与冷凝器壳体2t的水平中心线呈30°夹角，进气管2c10垂直于下壳板2c11，进气管2c10与下壳板2c11之间的距离取决于进气管内通道截面积、进气管2c10与下壳板2c11之间的距离所产生的通道截面积为进气管内通道截面积1~1.5倍；滤网一2c1、滤网二2c5分别设于进气管2c10的两边，并对称布置；分离器出油阀一2c4、分离器出油阀二2c8设于内置油分离器2c最底部并通过冷凝器壳体2t上开有的出油口与内置油分离器2c的底部连通；为保证出油口的液面稳定不受上部气流的影响，在靠近出油口位置的上边设置出油挡板一2c9a、出油挡板二2c9b；为防止经过滤网一2c1、滤网二2c5的气体制冷剂将油带走，出气挡板一2c2、出气挡板二2c3、出气挡板三2c6、出气挡板四2c7分别交叉布置，分离器出油阀一2c4设置在出气挡板二2c3与滤网一2c1之间，分离器出油阀二2c8设置与出气挡板四2c7与滤网二2c5之间。

喷淋式蒸发器3包括蒸发器壳体3t、蒸发器第一管板3r1、蒸发器第二管板3r2、分配器3c、换热管3k、蒸发器水室前封头组件3f、蒸发器水室后封头组件3e、进液口3b、出气口3a、蒸发器出油阀3g、液位计组件31等；蒸发器水室前封头组件3f设有第二进水管3f1和第二出水管3f2，封头上部设有第二前封头排空阀3f6，下部设有第二前封头排污阀3f7，第二进水管3f1上设有第二进水温度传感器3f5，第二出水管3f2上设有第二出水温度传感器3f3和第二水流开关3f4；蒸发器水室后封头组件3e的封头上部设有第二后封头排空阀3e1，第二后封头排污阀3e2；蒸发器壳体3t上部设有第二安全阀3i、第二检修阀3j，蒸发器壳体3t 中下部还有设有第一蒸发器视镜3h1、第二蒸发器视镜3h2；分配器3c位于蒸发器壳体3t内上部，分配器3c与蒸发器壳体3t上部的进液口3b连通，换热管3布置在分配器3c下部；蒸发器出油阀3g位于蒸发器壳体3t底部，与蒸发器壳体3t竖直中心线呈15°夹角，并与蒸发器壳体3t内部连通。喷淋式蒸发器3还在蒸发器壳体3t外侧设有液位计组件31。

气液分离桶包括壳体7t，设置在壳体7t上部的进液口7a，进液口7a下连接弯管7c、导气口7b和设置在壳体13底部的接头座19；壳体7t的两端分别通过第一封头7f1和第二封头7f2密封，弯管7c为弯形管，一端连接进液口7a外接入制冷剂，另一端向导气口7b的反向弯折；弯管7c和导气口7b之间还设置有一块与壳体7t的截面相匹配的隔板7d，隔板7d的上边缘与壳体7t的内壁满焊固定，下边缘高度略低于弯管7c的弯折端的高度，隔板7d的上部靠近壳体7t内壁顶部的位置还设置有通气孔；接头座7g位于壳体7t底部靠近弯管7c的弯折端开口侧，通过连通管路27与喷淋式蒸发器连通；接头座7g上方还设置有一块防冲板7e，防冲板7e的纵向边缘与壳体7t满焊固定，长度短于壳体7t的长度，且两端与壳体7t两端的封头7f1、7f2之间留有间隙。导气口7b与导气电磁阀21的进口通过导气管一28 a连通，导气电磁阀21的出口与吸气管路25连通上的角阀二22b通过导气管二28 b连通，角阀二22b与吸气管路25内部连通。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种喷淋式螺杆冷水/热泵机组，包括螺杆压缩机、带内置油分冷凝器、气液分离桶和喷淋式蒸发器，所述螺杆压缩机的排气口通过排气管路与所述带内置油分冷凝器的进气口连通，所述带内置油分冷凝器的出液口通过供液管路与所述气液分离桶的进口连通，所述气液分离桶的液体出口通过连接管路与所述喷淋式蒸发器的进液口连通；其特征在于：

还包括吸气系统和回油系统，所述吸气系统包括吸气管路，所述吸气管路的第一管路第一进口与所述喷淋式蒸发器的出气口连接，第二进口与设置在所述气液分离桶顶部的气体出口连接，所述吸气管路的出口与所述螺杆压缩机的进气口连接；

所述回油系统包括蒸发器回油管路和冷凝器回油管路，所述蒸发器回油管路的进口与所述喷淋式蒸发器的出油口连接，出口通过第一回油阀与所述吸气管路连通，所述蒸发器回油管路上还设置有引射器，所述引射器为文丘里管装置，其第一进口和出口分别与所述蒸发器回油管路连接，第二进口通过引射管路与设置在所述带内置油分冷凝器上的引射气体阀连接；所述冷凝器回油管路的进口与所述带内置油分冷凝器的分离器出油阀连接，出口通过第二回油阀与所述吸气管路连通，所述冷凝器回油管路上还设置有回油电磁阀。

2.根据权利要求1所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述蒸发器回油管路上还设置有第一油过滤器和第一回油视镜，所述冷凝器回油管路上设置有第二油过滤器和第二回油视镜。

3.根据权利要求1所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述排气管路上设置有排气温度传感器、排气压力传感器、第一监测针阀和第一检修角阀。

4.根据权利要求1所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述吸气管路上设置有吸气温度传感器、吸气压力传感器、第二监测针阀和第二检修角阀。

5.根据权利要求1所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述供液管路上设置有第一截止阀、干燥器、电子膨胀阀，所述第一截止阀、干燥器、电子膨胀阀通过所述供液管路首尾连接，其中，所述第一截止阀的进口与所述带内置油分冷凝器的出液口连接；所述供液管路上还设置有第二截止阀，所述电子膨胀阀的前后管路上分别设置有旁通管路，两旁通管路分别与所述第二截止阀的进、出口连接。

6.根据权利要求5所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述第一截止阀、干燥器、电子膨胀阀的后一段供液管路上还分别设置有第三监测针阀、第四监测针阀和第五监测针阀，用于机组维护检修时连接压力表监测各部件前后压力，和充、放制冷剂。

7.根据权利要求1所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述螺杆压缩机内还设置有油压差开关，所述油压差开关的两端分别通过油压管路与所述螺杆压缩机的高压侦测口和油压侦测口连接，用于监测所述螺杆压缩机的油过滤器两端的压差。

8.根据权利要求1所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述喷淋式蒸发器的出油口位于所述喷淋式蒸发器的壳体底部，并伸入所述壳体内，与所述壳体的垂直中心线呈15°夹角。

9.根据权利要求8所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述喷淋式蒸发器的壳体上还设置有第一蒸发器视镜和第二蒸发器视镜，所述壳体的外部还设置有液位计组件。

10.根据权利要求1所述的喷淋式螺杆冷水/热泵机组，其特征在于：所述气液分离桶的气体出口通过导气管与所述吸气管路的第二进口连接，所述导气管上设置有导气电磁阀。