CN206563383U - 高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组 - Google Patents

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阳季春
陈铁虎
徐俊鉴
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本实用新型属于热泵技术领域,尤其涉及一种高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组。它解决了现有技术效率低等技术问题。本高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组包括压缩机,在压缩机上连接有四通换向阀一和四通换向阀二且所述的四通换向阀一与四通换向阀二依次连接,在四通换向阀一上连接有依次连接的翅片换热器一、降膜式蒸发冷凝器和冷媒/水热交换器且四通换向阀二与冷媒/水热交换器连接,在四通换向阀二上还连接有与冷媒/水热交换器连接的翅片换热器二。本实用新型的优点在于:能够提高效率且更加节能。

Description

高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组
技术领域
本实用新型属于热泵技术领域,尤其涉及一种高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组。
背景技术
在世界能源紧张的大趋势下,各国均在不断加强节能减排的要求,低碳节能、绿色环保已成为各行各业发展的趋势。我国的建筑能耗占社会能源的比例将不断增加,然而空调系统的能耗占据整个建筑能耗相当的比例,所以提升空调系统的性能、效率,降低能耗,节能减排的工作刻不容缓。
为了减少冬季燃煤污染、改善空气质量,我国北方许多城市开始推广“煤改电”、一系列政策补贴也相应出炉。其中高效的空气源热泵成为“煤改电”的排头兵。空气源热泵机组采用从空气中吸取热源的方式制取空调热水,使用时可以源源不断的取得热源,此类机组在取暖从华南到华北得到广泛使用,此类机组取热不受限制,而且实施简单、成本低。
空气源热泵机组在进行制冷时,机组内部高温高压的气态冷媒与外界空气交换热量以降低气态冷媒的温度,因夏季外界空气温度较高,交换热量后冷媒温度降低值较小,空调机组需高负荷运行增大冷媒和外界空气的交换速率才能维持正常的制冷工作,如此,空调机组耗能大,不能有效节约能源。
水冷冷水机组相比空气源热泵机组就制冷而言能耗低,其能效系数一般比空气源热泵机组高出30%左右、能有效节约能源,降低空调机组的运行费用;但其需要配置冷却塔、冷却水泵及复杂管路系统。水冷式冷水机组在制热时不能从空气中采集热源。空调机组在冬季需制取空调热水,必须采用地理管理或打井的方式从土壤源或地下水中采取热量,但此两种方式实施均较为复杂,实施费用高。地埋方式的占地面积大,不适用于土地资源紧张的大城市。打井提取地下水的方式,容易因施工不规范或不进行回灌等引发地面沉降的问题,此种方式也被大都市严格限制使用。
现阶段市场上蒸发冷机组越来越成熟,但带蒸发冷机组,以单冷机组居多;蒸发式冷凝器原理是制冷系统中压缩机排出的过热高压制冷剂气体经过蒸发式冷凝器中的冷凝排管,使高温气态的制冷剂与排管外的喷淋水和空气进行热交换,节能效果明显高于普通水冷机组。
综上所述,目前制冷效率高的热泵机组主要有两类:
一类,是共用带肋片换热器蒸发冷热泵机组,制冷时采用高效的蒸发冷;制热时采用两次换热,即喷淋的防冻液从空气中吸热,更低蒸发温度的冷媒从喷淋的防冻液中吸热来实现制热,优点不用除霜,缺点带肋片换热器体积要做得比较大,而且结构复杂,后期维护困难,制热时,蒸发温度极低导致机组效率低下,与空气源相比差距比较大。
另一类,在空气源热泵基础上,制冷时通过制冷管路切换到传统的冷凝器上,再通过冷却塔散热,采用二次换热,导致效率低,水质变化对冷媒/水热交换器影响较大。
目前的两类热泵机组其还是存在能耗较高且效率较低的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题,提供一种能够提高效率且更加节能的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组。
为达到上述目的,本实用新型采用了下列技术方案:本高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组包括压缩机,在压缩机上连接有四通换向阀一和四通换向阀二且所述的四通换向阀一与四通换向阀二依次连接,在四通换向阀一上连接有依次连接的翅片换热器一、降膜式蒸发冷凝器和冷媒/水热交换器且四通换向阀二与冷媒/水热交换器连接,在四通换向阀二上还连接有与冷媒/水热交换器连接的翅片换热器二。
在上述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组中,所述的冷媒/水热交换器和降膜式蒸发冷凝器之间连接有储液器,在冷媒/水热交换器和储液器之间设有膨胀节流机构一,在储液器和翅片换热器二之间设有膨胀节流机构二。
在上述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组中,所述的冷媒/水热交换器和储液器之间设有与膨胀节流机构一并联的单向阀一。
在上述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组中,所述的储液器和翅片换热器二之间设有与膨胀节流机构二并联的单向阀二。
在上述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组中,所述的降膜式蒸发冷凝器和储液器之间连接有单向阀三。
在上述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组中,所述的压缩机和四通换向阀二之间连接有气液分离器。
在上述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组中,所述的压缩机为螺杆压缩机、涡旋压缩机和离心压缩机中的任意一种。
在上述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组中,所述的膨胀节流机构一包括与单向阀一并联的膨胀节流阀一。
在上述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组中,所述的膨胀节流机构二包括与单向阀二并联的膨胀节流阀二。
与现有的技术相比,本高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组的优点在于:
1、制冷时采用预冷加降膜式蒸发冷凝器5换热,可靠性更高,效率更高,降膜蒸发式冷凝器没有多余肋片,维护方便,清洗成本低。
2、制热时采用空气源翅片一次换热,可靠性更高,效率更高,结构简单,维护方便,清洗成本低。
3、制冷制热在冷媒系统切换,在制冷散热、制热吸收低温热源过程中,无二次换热,可靠、简单、高效、节能。
4、结构简单且易于制造,符合当前社会技术的发展趋势。
5、体积小且缩小了占地面积。
附图说明
图1是本实用新型提供的机组系统示意图。
图中,压缩机1、四通换向阀一2、四通换向阀二3、翅片换热器一4、降膜式蒸发冷凝器5、冷媒/水热交换器6、翅片换热器二7、储液器8、膨胀节流机构一9、膨胀节流机构二10、单向阀一11、单向阀二12、单向阀三13、气液分离器14。
具体实施方式
以下是实用新型的具体实施例并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步的描述,但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示,本高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组包括压缩机1,该压缩机1为螺杆压缩机、涡旋压缩机和离心压缩机中的任意一种。
夏天通过降膜式蒸发冷的方式制取空调冷水,提高换热效率,降低机组运行费用;冬季以空气作为低温热源制取空调热水,制热过程能耗低。
在压缩机1上连接有四通换向阀一2和四通换向阀二3且所述的四通换向阀一2与四通换向阀二3依次连接,四通换向阀根据空调机组的不同工作模式进行换向,以便正常运行。
在压缩机1和四通换向阀二3之间连接有气液分离器14。在四通换向阀一2上连接有依次连接的翅片换热器一4、降膜式蒸发冷凝器5和冷媒/水热交换器6且四通换向阀二3与冷媒/水热交换器6连接,设置的气液分离器14,其能保证预冷后较低的高压气体进入降膜式蒸发冷凝器5,防止温差过大结垢。在四通换向阀二3上还连接有与冷媒/水热交换器6连接的翅片换热器二7。
其次,在冷媒/水热交换器6和降膜式蒸发冷凝器5之间连接有储液器8,在冷媒/水热交换器6和储液器8之间设有膨胀节流机构一9,在储液器8和翅片换热器二7之间设有膨胀节流机构二10。储液器连接在翅片换热器与冷媒/水换热器之间,是制冷、制热的过渡,也用于收集多余的冷媒。
冷媒/水热交换器6和储液器8之间设有与膨胀节流机构一9并联的单向阀一11。而膨胀节流机构一9包括与单向阀一11并联的膨胀节流阀一。
储液器8和翅片换热器二7之间设有与膨胀节流机构二10并联的单向阀二12。而膨胀节流机构二10包括与单向阀二12并联的膨胀节流阀二。
另外,在降膜式蒸发冷凝器5和储液器8之间连接有单向阀三13。
本实施例提供的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,能根据空调机组的不同工况进行切换,制热时从空气中吸取低温热源进行制热,制冷时利用高效降膜蒸发冷凝进行热量交换,能高效降低机组整体能耗,低碳环保。
本实施例的工作原理如下:
制冷时:压缩机1、换向阀一2、翅片换热器一4、降膜式蒸发冷凝器5、膨胀阀一、冷媒/水热换热器6、压缩机1通过换向阀及管路串联为一个封闭的制冷循环系统;冷媒/水热换热器6的液态制冷剂吸收热量蒸发为气态制冷剂,通过不得电换向阀二3进入压缩机1进口压缩成高压高温气体后通过不得电换向阀一2排入翅片换热器一4释放热量,再到降膜式蒸发冷凝器5冷凝成中温高压的液态制冷剂,继而经过膨胀阀一节流变为低温低压液态制冷剂回到蒸发器中,周而复始地循环制冷,直到模式切换。
制热时:压缩机1、换向阀一2、换向阀二3、冷媒/水热换热器6、单向阀一11、储液器8、膨胀阀二、翅片换热器二7、换向阀二3、气液分离器14、压缩机1通过换向阀一2、换向阀二3及管路串联为一个封闭的制热循环系统;冷媒/水热换热器6的高温高压气态制冷剂释放热量变为气液混合制冷剂,通过单向阀一11进入储液器8,液态制冷剂通过膨胀阀二变成低温低压液体通过翅片换热器二7吸收热量变成气液态冷媒,通过得电后的换向阀二及气液分离器回到压缩机进气口,周而复试地循环制热,直到模式切换。
除霜时:压缩机1、换向阀一2、换向阀二3、翅片换热器二7、单向阀二12、储液器8、膨胀阀一、冷媒/水热换热器6、换向阀二3、气液分离器14、压缩机1在制热模式下通过换向阀二3切换及管路串联为一个封闭的除霜循环系统;压缩机1出来的高温高压气体通过得电后换向阀一2、不得电换向阀二3到翅片换热器二7进气口进行加热,出来的液态冷媒经过单向阀二12到储液器8,经过膨胀阀一到冷媒/水热换热器6,通过不得电换向阀二及气液分离器回压缩机进气口,直到微电脑发指令切换到制热模式为止。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了压缩机1、四通换向阀一2、四通换向阀二3、翅片换热器一4、降膜式蒸发冷凝器5、冷媒/水热交换器6、翅片换热器二7、储液器8、膨胀节流机构一9、膨胀节流机构二10、单向阀一11、单向阀二12、单向阀三13、气液分离器14等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,包括压缩机(1),其特征在于,在压缩机(1)上连接有四通换向阀一(2)和四通换向阀二(3)且所述的四通换向阀一(2)与四通换向阀二(3)依次连接,在四通换向阀一(2)上连接有依次连接的翅片换热器一(4)、降膜式蒸发冷凝器(5)和冷媒/水热交换器(6)且四通换向阀二(3)与冷媒/水热交换器(6)连接,在四通换向阀二(3)上还连接有与冷媒/水热交换器(6)连接的翅片换热器二(7)。
2.根据权利要求1所述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,其特征在于,所述的冷媒/水热交换器(6)和降膜式蒸发冷凝器(5)之间连接有储液器(8),在冷媒/水热交换器(6)和储液器(8)之间设有膨胀节流机构一(9),在储液器(8)和翅片换热器二(7)之间设有膨胀节流机构二(10)。
3.根据权利要求2所述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,其特征在于,所述的冷媒/水热交换器(6)和储液器(8)之间设有与膨胀节流机构一(9)并联的单向阀一(11)。
4.根据权利要求2所述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,其特征在于,所述的储液器(8)和翅片换热器二(7)之间设有与膨胀节流机构二(10)并联的单向阀二(12)。
5.根据权利要求2所述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,其特征在于,所述的降膜式蒸发冷凝器(5)和储液器(8)之间连接有单向阀三(13)。
6.根据权利要求1所述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,其特征在于,所述的压缩机(1)和四通换向阀二(3)之间连接有气液分离器(14)。
7.根据权利要求1所述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,其特征在于,所述的压缩机(1)为螺杆压缩机、涡旋压缩机和离心压缩机中的任意一种。
8.根据权利要求3所述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,其特征在于,所述的膨胀节流机构一(9)包括与单向阀一(11)并联的膨胀节流阀一。
9.根据权利要求4所述的高效降膜蒸发空气源冷水热泵机组,其特征在于,所述的膨胀节流机构二(10)包括与单向阀二(12)并联的膨胀节流阀二。
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