CN216308270U - 一种热泵机组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热泵机组，该热泵机组包括吸收式制冷模块、压缩机、蒸发器和第一冷凝器，所述吸收式制冷模块包括蒸发冷凝器，所述压缩机的冷媒出口通过第一阀件与所述蒸发冷凝器的冷媒进口连通，还通过第二阀件与第一冷凝器的冷媒进口连通，所述蒸发冷凝器的冷媒出口以及所述第一冷凝器的冷媒出口均通过节流元件与所述蒸发器的冷媒进口连通。该热泵机组可回收低品位热源的低温废热，能利用低品位热源制取得到0℃以下的冷水，而且还能保障压缩机的低功率运行，因此具有较好的节能效果，而且在没有低温热源的情况下也能正常运行。

Description

一种热泵机组

技术领域

本申请涉及制冷技术领域，特别是一种热泵机组。

背景技术

压缩式制冷机组一般以单组分或多组分工质(比如氟利昂)为制冷剂，利用压缩机的机械能作为驱动能。

吸收式制冷机组的一般以双组分工质(比如溴化锂溶液或者氨水)为吸收剂、以水为冷剂，利用低品位热源的热能作为驱动能。

吸收式制冷机组能回收低品位热源的低温废热，从而具有较好的节能效果，但是，吸收式制冷机组很难制取0℃以下的冷水，这一定程度上限制了吸收式制冷机组的推广应用。

实用新型内容

本申请提供一种热泵机组，该热泵机组能回收低温废热，且能利用低温废热制取0℃以下的冷水。

具体的，该热泵机组包括吸收式制冷模块、压缩机和蒸发器，所述吸收式制冷模块包括蒸发冷凝器，所述蒸发冷凝器设有冷媒进口和冷媒出口，所述压缩机的冷媒出口与所述蒸发冷凝器的冷媒进口连通，所述蒸发冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口连通。

在一种实施方式中，所述热泵机组还包括第一冷凝器，所述压缩机的冷媒出口还与所述第一冷凝器的冷媒进口连通，所述第一冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口连通；所述压缩机的冷媒出口与所述蒸发冷凝器的冷媒进口之间连有能够切断两者通路的第一阀件；所述压缩机的冷媒出口与所述第一冷凝器的冷媒进口之间连有能够切断两者通路的第二阀件。

在一种实施方式中，所述第一冷凝器设有冷却水进口和冷却水出口，所述第一冷凝器的冷却水进口和冷却水出口与热泵机组外的冷却水系统连通。

在一种实施方式中，所述蒸发冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口之间以及所述第一冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口之间均连有节流元件。

在一种实施方式中，所述蒸发冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口之间以及所述第一冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口之间连有同一节流元件；

或者，所述蒸发冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口之间连有第一节流元件，所述第一冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口之间连有第二节流元件。

在一种实施方式中，所述第一节流元件与所述第二节流元件串联或者并联。

在一种实施方式中，所述蒸发冷凝器为管壳式结构，所述蒸发冷凝器的冷媒进口和冷媒出口与其管程连通，所述蒸发冷凝器还设有冷剂进口和冷剂出口，所述冷剂进口和冷剂出口与其壳程连通。

在一种实施方式中，所述吸收式制冷模块为单效制冷模块或者多效制冷模块。

在一种实施方式中，所述压缩机为蒸汽压缩机或电动压缩机。

在一种实施方式中，所述压缩机为单级压缩机或多级压缩机。

本申请提供的热泵机组，当有低温热源时，使自压缩机排出的冷媒蒸汽流向吸收式制冷模块的蒸发冷凝器，冷媒蒸汽流经蒸发冷凝器时，在低品位热源的驱动下发生冷凝，冷凝后流回蒸发器，为蒸发器补充冷媒，利用冷媒在蒸发器中的蒸发来制取冷水。当没有低温热源时，可以切断压缩机和蒸发冷凝器之间的通路，使自压缩机排出的冷媒蒸汽流向第一冷凝器，冷媒蒸汽流经第一冷凝器时，在压缩机的机械能驱动下发生冷凝，冷凝后流回蒸发器，为蒸发器补充冷媒，利用冷媒在蒸发器中的蒸发来制取冷水，因而，该热泵机组在没有低温热源的情况下也能正常运行。

本申请提供的热泵机组可回收低品位热源的低温废热，能利用15°以下的低品位热源制取得到0℃以下的冷水，因此更利于推广应用，而且还能保障压缩机的低功率运行，因此具有较好的节能效果，而且在没有低温热源的情况下也能正常运行。

附图说明

图1为本申请提供的热泵机组一种实施例的示意图；

图2为本申请提供的热泵机组另一种实施例的示意图；

附图标记说明如下：

100吸收式制冷模块；

101蒸发冷凝器，102第二冷凝器，103吸收器，104发生器；

200压缩机；

300蒸发器；

400第一冷凝器；

500第一阀件；

600第二阀件；

700第一节流元件；

800第二节流元件。

具体实施方式

本申请的核心思想是让自压缩机200排出的冷媒蒸汽地流入吸收式制冷模块100的蒸发冷凝器101的冷媒通道中，另外还可选择让自压缩机200排出的冷媒蒸汽流入第一冷凝器400的冷媒通道中。

当有低温热源时，让自压缩机200排出的冷媒蒸汽流入吸收式制冷模块100的蒸发冷凝器101的冷媒通道中，这种情况下，冷媒蒸汽在低品位热源的驱动下发生冷凝，冷凝后流回蒸发器300，为蒸发器300补充冷媒，利用冷媒在蒸发器300中的蒸发来制取冷水。这种情况下，热泵机组可回收低温废热，能利用15°以下的低品位热源制取得到0℃以下的冷水，因此克服了现有吸收式制冷机组无法制取0℃以下的冷水的弊端，从而更利于推广应用，而且还能保障压缩机200的低功率运行，因此具有较好的节能效果。

当没有低温热源时，让自压缩机200排出的冷媒蒸汽流入第一冷凝器400的冷媒通道中，这种情况下，冷媒蒸汽在压缩机200的机械能驱动下发生冷凝，冷凝后流回蒸发器300，为蒸发器300补充冷媒，利用冷媒在蒸发器300中的蒸发来制取冷水，因而，热泵机组在没有低温热源的情况下也能正常运行。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请的技术方案作进一步的详细说明。

如图1，该实施例中，热泵机组包括吸收式制冷模块100、压缩机200、蒸发器300、第一冷凝器400、第一阀件500、第二阀件600、第一节流元件700和第二节流元件800。

压缩机200、蒸发器300和第一冷凝器400均设有冷媒进口和冷媒出口，冷媒在三者中循环流动。冷媒可以是氟利昂等单相或多相工质。具体的，压缩机200的冷媒出口通过第二阀件600与第一冷凝器400的冷媒进口连通，第一冷凝器400的冷媒出口通过第二节流元件800与蒸发器300的冷媒进口连通，蒸发器300的冷媒出口与压缩机200的冷媒进口连通。

吸收式制冷模块100包括蒸发冷凝器101、第二冷凝器102、吸收器103和发生器104。吸收器103内置有吸收剂，吸收剂可以是溴化锂溶液、氨水等双相工质。吸收器103和发生器104均设有吸收剂进口和吸收剂出口，吸收剂在两者中循环流动。具体是：吸收器103的吸收剂进口与发生器104的吸收剂出口连通，吸收器103的吸收剂出口与发生器104的吸收剂进口连通，并且，吸收器103的吸收剂进口与发生器104的吸收剂出口之间和/或吸收器103的吸收剂出口与发生器104的吸收剂进口之间连有循环泵。

蒸发冷凝器101、第二冷凝器102均设有冷剂进口和冷剂出口，发生器104设有冷剂出口，吸收器103设有冷剂入口，冷剂可以是水。具体是：蒸发冷凝器101的冷剂出口与吸收器103的冷剂进口连通，蒸发冷凝器101的冷剂进口与第二冷凝器102的冷剂出口连通，第二冷凝器102的冷剂进口与发生器104的冷剂出口连通。

蒸发冷凝器101还设有冷媒进口和冷媒出口，蒸发冷凝器101的冷媒进口通过第一阀件500与压缩机200的冷媒出口连通，蒸发冷凝器101的冷媒出口通过第一节流元件700与蒸发器300的冷媒进口连通。

具体的，蒸发冷凝器101可采用管壳结构，当采用管壳结构时，其冷剂进口和冷剂出口可与其壳程连通，其冷媒进口和冷媒出口可与其管程连通，这样制冷效率更高。

发生器104还设有热源进口和热源出口，用于引入低温热源。吸收器103、第一冷凝器400和第二冷凝器102均设有冷却水进口和冷却水出口，用于引入冷却水。第二冷凝器102的冷却水进口与吸收器103的冷却水出口连通。第一冷凝器400的冷却水进口与热泵机组外的冷却水系统连通，也就是说，第一冷凝器400引入的冷却水直接来源于热泵机组以外的冷却水系统，而不是来源于吸收式制冷模块100。蒸发器300设有冷水进口和冷水出口，用于引入冷水。

下面以吸收剂是溴化锂溶液、冷剂是水、冷媒是氟利昂为例说明该热泵机组的工作过程：

当有低温热源时，开启第一阀件500、关闭第二阀件600，启动压缩机200，自压缩机200排出的冷媒(氟利昂蒸汽)进入蒸发冷凝器101；

蒸发冷凝器101中的冷剂(液态水)吸收氟利昂蒸汽潜热蒸发形成水蒸汽，形成的水蒸汽排出至吸收器103，水蒸汽被吸收器103中的吸收剂(溴化锂浓溶液)吸收，导致溴化锂溶液温度升高，吸收器103引入的冷却水用于冷却溴化锂溶液，以避免溴化锂溶液温度过高而导致吸收力过低的问题；

吸收了水蒸汽的溴化锂浓溶液转变成为溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液在循环泵作用下自吸收器103进入发生器104，在发生器104中，溴化锂稀溶液吸收低温热源的潜热蒸发出冷剂蒸汽(水蒸汽)，从而又转变成溴化锂浓溶液并返回吸收器103；

发生器104中蒸发出的水蒸汽进入第二冷凝器102，自吸收器103排出的冷却水进入第二冷凝器102，使水蒸汽冷凝成液态水，液态水返回蒸发冷凝器101，以给蒸发冷凝器101补充冷剂；

蒸发冷凝器101中的液态水吸收氟利昂蒸汽潜热蒸发形成水蒸汽的同时，氟利昂蒸汽也发生相变成为氟利昂液体，氟利昂液体经第一节流元件700节流后返回蒸发器300，以给蒸发器300补充冷媒；

在蒸发器300中，氟利昂液体吸收冷水潜热蒸发形成氟利昂蒸汽，同时，冷水温度降低，达到制取冷水的目的，之后，氟利昂蒸汽流向压缩机200，由压缩机200排出后流向蒸发冷凝器101，从而开始下一循环。

当没有低温热源时，关闭第一阀件500、开启第二阀件600，启动压缩机200，自压缩机200排出的氟利昂蒸汽进入第一冷凝器400；

第一冷凝器400中引入冷却水，冷却水使氟利昂蒸汽冷凝成为氟利昂液体，氟利昂液体经第二节流元件800节流后返回蒸发器300，以给蒸发器300补充冷媒；

在蒸发器300中，氟利昂液体吸收冷水潜热蒸发形成氟利昂蒸汽，同时，冷水温度降低，达到制取冷水的目的，之后，之后，氟利昂蒸汽流向压缩机200，由压缩机200排出后流向第一冷凝器400，从而开始下一循环。

该热泵机组在有低温热源时，能利用吸收式制冷模块100作为冷凝模块回收低温热源的废热，且能利用低温废热制取冷水，冷水的温度可达到0°以下。该热泵机组在没有低温热源时，也可正常运行。

该热泵机组利用第一阀件500和第二阀件600，切换自压缩机200排出的冷媒蒸汽流向，使热泵机组在有低温热源时压缩机200的冷媒蒸汽流向蒸发冷凝器101，在没有低温热源时压缩机200的冷媒蒸汽流向第一冷凝器400。

该热泵机组的第一冷凝器400的冷却水进口与热泵机组外的冷却水系统连通，而不是来源于吸收式制冷模块100，这样，可确保在没有低温热源时，热泵机组也能高效运行。

具体的，吸收器103、发生器104、第二冷凝器102以及蒸发冷凝器101可以集装在同一外壳内部。

具体的，吸收式制冷模块100可以是单效制冷模块，也可以是多效(包括双效)制冷模块。

具体的，压缩机200可以是蒸汽压缩机，也可以是电动压缩机。

具体的，压缩机200可以是单级压缩机，也可以是多级(包括两级)压缩机。

具体的，第一阀件500和第二阀件600可以是截止阀、两通阀、三通阀、手动阀、电动阀等任意具有截断功能的阀件。

具体的，蒸发冷凝器101的冷媒出口与蒸发器300的冷媒进口之间的第一节流元件700，和，第一冷凝器400的冷媒出口与蒸发器300的冷媒进口之间的第二节流元件800，可以为同一个节流元件，换言之，同一个节流元件同时连在蒸发冷凝器101的冷媒出口与蒸发器300的冷媒进口之间以及第一冷凝器400的冷媒出口与蒸发器300的冷媒进口之间。图示实施例中，第一节流元件700和第二节流元件800是两个节流元件。

具体的，第一节流元件700和第二节流元件800可以是膨胀阀，也可以是节流管。

具体的，第一节流元件700与第二节流元件800是两个节流元件时，两者可以串联，也可以并联。

图1所示的实施例中，第一节流元件700和第二节流元件800串联，第二节流元件800连在第一节流元件700的冷媒出口和蒸发器300的冷媒进口之间，自蒸发冷凝器101排出的冷媒依次经第一节流元件700和第二节流元件800流入蒸发器300，自第一冷凝器400排出的冷媒经第二节流元件800流入蒸发器300。

图2所示的实施例中，第一节流元件700和第二节流元件800并联。第一节流元件700连在蒸发冷凝器101的冷媒出口和蒸发器300的冷媒进口之间，第二节流元件800连在第一冷凝器400的冷媒出口和蒸发器300的冷媒进口之间，自蒸发冷凝器101排出的冷媒经第一节流元件700流入蒸发器300，自第一冷凝器400排出的冷媒经第二节流元件800流入蒸发器300。

以上对本申请所提供的热泵机组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热泵机组，其特征在于，所述热泵机组包括吸收式制冷模块(100)、压缩机(200)和蒸发器(300)，所述吸收式制冷模块(100)包括蒸发冷凝器(101)，所述蒸发冷凝器(101)设有冷媒进口和冷媒出口，所述压缩机(200)的冷媒出口与所述蒸发冷凝器(101)的冷媒进口连通，所述蒸发冷凝器(101)的冷媒出口与所述蒸发器(300)的冷媒进口连通。

2.根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述热泵机组还包括第一冷凝器(400)，所述压缩机(200)的冷媒出口还与所述第一冷凝器(400)的冷媒进口连通，所述第一冷凝器(400)的冷媒出口与所述蒸发器(300)的冷媒进口连通；所述压缩机(200)的冷媒出口与所述蒸发冷凝器(101)的冷媒进口之间连有能够切断两者通路的第一阀件(500)；所述压缩机(200)的冷媒出口与所述第一冷凝器(400)的冷媒进口之间连有能够切断两者通路的第二阀件(600)。

3.根据权利要求2所述的热泵机组，其特征在于，所述第一冷凝器(400)设有冷却水进口和冷却水出口，所述第一冷凝器(400)的冷却水进口和冷却水出口与热泵机组外的冷却水系统连通。

4.根据权利要求2所述的热泵机组，其特征在于，所述蒸发冷凝器(101)的冷媒出口与所述蒸发器(300)的冷媒进口之间以及所述第一冷凝器(400)的冷媒出口与所述蒸发器(300)的冷媒进口之间均连有节流元件。

5.根据权利要求4所述的热泵机组，其特征在于，所述蒸发冷凝器(101)的冷媒出口与所述蒸发器(300)的冷媒进口之间以及所述第一冷凝器(400)的冷媒出口与所述蒸发器(300)的冷媒进口之间连有同一节流元件；或者，

所述蒸发冷凝器(101)的冷媒出口与所述蒸发器(300)的冷媒进口之间连有第一节流元件(700)，所述第一冷凝器(400)的冷媒出口与所述蒸发器(300)的冷媒进口之间连有第二节流元件(800)。

6.根据权利要求5所述的热泵机组，其特征在于，所述第一节流元件(700)与所述第二节流元件(800)串联或者并联。

7.根据权利要求1-6任一项所述的热泵机组，其特征在于，所述蒸发冷凝器(101)为管壳式结构，所述蒸发冷凝器(101)的冷媒进口和冷媒出口与其管程连通，所述蒸发冷凝器(101)还设有冷剂进口和冷剂出口，所述冷剂进口和冷剂出口与其壳程连通。

8.根据权利要求1-6任一项所述的热泵机组，其特征在于，所述吸收式制冷模块(100)为单效制冷模块或者多效制冷模块。

9.根据权利要求1-6任一项所述的热泵机组，其特征在于，所述压缩机(200)为蒸汽压缩机或电动压缩机。

10.根据权利要求1-6任一项所述的热泵机组，其特征在于，所述压缩机(200)为单级压缩机或多级压缩机。

Images