CN218210156U - 一种多工况降膜式热泵机组系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种热泵机组系统，尤其是涉及一种多工况降膜式热泵机组系统，其技术方案要点是：多工况降膜式蒸发热泵机组系统包括依次设置的压缩机、冷凝器以及蒸发器，蒸发器设置有多个且多个蒸发器在压缩机与冷凝器之间并联设置；达到了在满足多工况使用要求下，减少在热泵机组方面产生的投资成本的目的。

Description

一种多工况降膜式热泵机组系统

技术领域

本申请涉及一种热泵机组系统，尤其是涉及一种多工况降膜式热泵机组系统。

背景技术

随着采矿业的发展，矿井的开采环境受到很大的关注，尤其随着矿井开采深度的不断增加，机械化程度也不断提高，地热和井下设备向空气中散发热量也逐渐增多，从而使井下环境越来越恶劣，因此如何在井下创造一个可承受的工作环境是亟需解决的一个重要问题；同时由于矿区的办公、住宿建筑需要供暖，井口需要防冻，而由于矿区大多远离城镇，受地理以及环境保护因素限制，不易采用集中或燃气锅炉供暖。采用一种矿用多工况降膜式热泵机组系统可以满足多种不同载冷剂的功能的需求，如夏季井下降温、办公制冷、冬季建筑采暖、井口防冻以及洗浴热水的应用。并且低温蒸发器系统可以用于蓄冰设备中，利用夜间低谷用电期进行冰蓄冷，日间融冰供冷，减少电网高峰时段空调用电量。

相关技术中记载的一种矿用热泵机组系统，包括多个相互独立的热泵机组或制冷机组，以满足多种工况需求，如井下降温、办公制冷、冷水供给、井口防冻、冬季采暖以及洗浴热水等；此热交换系统存在系统庞大、投资巨大、整体运行效率低下等问题。

实用新型内容

为了在满足多工况使用要求下，减少在热泵机组方面产生的投资成本，本申请提供一种多工况降膜式热泵机组系统。

本申请提供的一种多工况降膜式热泵机组系统采用如下的技术方案：

一种多工况降膜式热泵机组系统，包括依次设置的压缩机、冷凝器以及蒸发器，蒸发器设置有多个且多个蒸发器在压缩机与冷凝器之间并联设置。

通过采用上述技术方案，其中一个蒸发器应用于乙二醇冷水系统，流经蒸发器的乙二醇水溶液经过该蒸发器实现降温并作为冷媒用于制取低温冷水或冰；还有一个蒸发器应用于水循环系统中，流经该蒸发器的水实现降温并作为冷媒用于制取冷冻水，通过多个蒸发器满足了制冰蓄冷、井下降温、夏日制冷或冷水供给等工况需求；此外，水循环系统中还可根据季节气候进行切换，使流经冷凝器的水经过冷凝器实现升温并作为热媒用于水循环系统制取热水，以满足冬季建筑采暖、热水供给、井口防冻等工况需求；本申请在满足多工况使用要求下，减少在热泵机组方面产生的投资成本。

可选的，压缩机与冷凝器之间设置有第一回油管路，第一回油管路上设置有油分离器。

通过采用上述技术方案，油分离器可以将润滑油和压缩机输出的气体进行分离，分离出的润滑油将通过第一回油管路流回压缩机。

可选的，油分离器与压缩机之间设置有回油电磁阀。

通过采用上述技术方案，通过控制回油电磁阀的开度或开闭，实现对压缩机中润滑油油量的控制。

可选的，第一回油管路上设置有回油过滤器。

通过采用上述技术方案，回油过滤器对油分离器分离出来的润滑油进行过滤，降低润滑油中的杂质对压缩机甚至整个油路系统造成损坏的可能性，提高整个油路系统的循环稳定性。

可选的，压缩机的吸气口与多个蒸发器之间设置有引射回油单元，引射回油单元用于将蒸发器中的润滑油输送至压缩机中。

绝大部分润滑油经过油分离器从第一回油管路流回至压缩机内，而仍有极少量的润滑油进入冷凝器，并随冷凝器中输出的高温高压制冷剂经过膨胀阀节流降压进入各个蒸发器中；通过采用上述技术方案，引射回油单元将堆积在蒸发器中的润滑油引射进入压缩机吸气口中。

可选的，引射回油单元包括第二回油管路以及设置在第二回油管路上的引射泵，第二回油管路用于连接引射泵的进油口与蒸发器的回油口，引射泵的进气口与冷凝器连通，引射泵能够将油汽混合物输送至压缩机的吸气口处。

通过采用上述技术方案，冷凝器产生的部分高压制冷剂进入到引射泵内部，并在引射泵内部产生能够将蒸发器中堆积的润滑油抽入引射泵内部的真空环境，即通过引射原理实现蒸发器中的回油。

可选的，第二回油管路具有多条与各个蒸发器的回油口连接的支路，用与使各个蒸发器的回油口同时与引射泵的进油口连通。

通过采用上述技术方案，多个蒸发器共用同一引射泵，进一步降低了整个系统的规模，进而减少了整个机组的资金投入。

可选的，冷凝器与蒸发器之间设置有主路过滤器。

通过采用上述技术方案，主路过滤器对冷凝器输出的制冷剂进行过滤，减少整个热泵系统中的杂质，提高整个热泵系统的循环稳定性。

综上所述，本申请具有以下技术效果：

1.通过设置了压缩机、冷凝器以及多个蒸发器，满足了制冰蓄冷、井下降温、夏日制冷、冷水供给、冬季建筑采暖、井口防冻等工况需求，且在满足多工况使用要求下，减少在热泵机组方面产生的投资成本；

2.通过设置了油分离器与引射泵，实现对整个机组系统中润滑油的分离和回收，优化了制冷和制热效果，提高了机组系统运行的稳定性；

3.通过使得多个蒸发器共用同一引射泵的方式，进一步降低了整个系统的规模，进而减少了整个机组的资金投入。

附图说明

图1是本申请实施例中的多工况降膜式热泵机组系统的管路示意图，图中实心直线箭头指向为多工况降膜式蒸发热泵机组系统管路中的制冷剂或润滑油流向，空心直线箭头为乙二醇冷水系统或水循环系统中媒介的流向。

图中，1、压缩机；2、冷凝器；3、蒸发器；4、主路回油单元；41、第一回油管路；42、油分离器；43、回油电磁阀；44、回油过滤器；5、引射回油单元；51、第二回油管路；52、引射泵；53、压力供给管路；6、主路过滤器；71、第一电子膨胀阀；72、第二电子膨胀阀；73、第一截止阀；74、第二截止阀。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“吸气口”、“进气口”、“排气口”、“进油口”、“回油口”、“出油口”、“输入端”、“输出端”等均为基于附图所示的相对关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的工艺或模块必须具有特定的方位、状态和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本申请提供了一种多工况降膜式热泵机组系统，包括压缩机1、冷凝器2以及多个蒸发器3，压缩机1的排气口与冷凝器2的进气口连通，压缩机1将排出的高温高压气体输送至冷凝器2中；多个蒸发器3之间相互并联，且多个蒸发器3的输入端同时与冷凝器2的输出端连通，每个蒸发器3与冷凝器2之间设置有一个电子膨胀阀，使得每个系统可以独立的控制，冷凝器2排出的高温高压制冷剂经过电子膨胀阀的节流降压作用后向蒸发器3内部输送；多个蒸发器3的排气口同时与压缩机1的吸气口连通，蒸发器3进而能够将吸热升温后的低温低压气体输送至压缩机1内部，如此完成一个制冷循环。

每个蒸发器3与压缩机1之间设置有一个用于控制相应蒸发器3所在支路通断的截止阀；在本实施例中，蒸发器3设置有两个，电子膨胀阀分为第一电子膨胀阀71和第二电子膨胀阀72，第一电子膨胀阀71和第二电子膨胀阀72分别设置在相应蒸发器3所在的支路上，截止阀设置有两个且分别为第一截止阀73和第二截止阀74，这样第一电子膨胀阀71、蒸发器3、第一截止阀73形成第一个通路，第二电子膨胀阀72、另一蒸发器3、第二截止阀74形成第二个通路。

此外，两个蒸发器3中循环的冷媒不同，可以为水或具有良好防冻效果的乙二醇水溶液，含有乙二醇的冷媒具有良好的防冻效果，进而能够满足低温冷水或冰的制取需求；据此，两个蒸发器3分别连接乙二醇冷水系统和水循环系统，流经蒸发器3的乙二醇水溶液放热降温，并制取低温冷水或冰，这用于低谷用电期的制冰蓄冷，以节省制冷用电成本；而流经另一蒸发器3的水冷媒放热降温，并供水循环系统使用以制取冷冻水，或在夏季实现对井内空气或办公室内进行降温。

同时由于矿区的办公、住宿建筑需要供暖，井口需要防冻，而由于矿区大多远离城镇，受地理以及环境保护因素限制，不易采用集中或燃气锅炉供暖，因此在寒冷的冬季，可将设置在其中一个蒸发器3上的水循环系统切换至冷凝器2上，流经冷凝器2的水冷媒吸热升温后作为热媒用于水循环系统制取热水或室内制热，以满足冬季建筑采暖、热水供给、井口防冻等工况。

综上，将两个蒸发器3分别作为换热器供乙二醇冷水系统或水循环系统使用，在满足低温冷水、冰或冷冻水制取等不同工况的需求同时，大大降低了制冷系统的规模，减少了设备资金投入；且第一截止阀73与第二截止阀74的设置实现了两个蒸发器3的独立控制，即根据实际使用需求导通相应蒸发器3所在支路即可；此外，水循环系统可在蒸发器3与冷凝器2之间进行切换，实现冬天供暖、夏天制冷的效果。

在冷凝器2的输出端设置有主路过滤器6，主路过滤器6的输出端同时与两个蒸发器3的输入端连通，主路过滤器6可以对从冷凝器2中流出制冷剂中的杂质进行过滤，避免制制冷剂中的杂质对制冷设备造成损坏。

压缩机1输出的高温高压气体中会携带着润滑油一同向冷凝器2中输入，润滑油的流失对压缩机1的运行稳定性产生不良影响，且润滑油的存在会对冷凝器2或蒸发器3的换热效果产生负面影响，为此，压缩机1与冷凝器2之间设置有能够将压缩机1输出的高温高压气体中的润滑油分离并回收利用的主路回油单元4；此外，还是有少量的润滑油进入到冷凝器2中，并随制冷剂一同进入到蒸发器3中，在蒸发器3内壁上形成一层油膜而影响蒸发器3正常的换热效率，为此，压缩机1的吸气口与蒸发器3之间设置有能够将进入到蒸发器3中的润滑油分离并回收利用的引射回油单元5。

主路回油单元4包括第一回油管路41、设置在第一回油管路41上的油分离器42、用于控制第一回油管路41通断的回油电磁阀43，以及用于分离第一回油管路41内的压制的回油过滤器44，油分离器42的进气口与压缩机1的排气口连通，油分离器42的排气口与冷凝器2的进气口连通，油分离器42的出油口与压缩机1的吸气口连通；压缩机1输出的高温高压气体携带着润滑油一同进入到油分离器42中，油分离器42将高温高压气体与润滑油分离开来，高温高压气体进入到冷凝器2中进行后续的热循环，而润滑油则被重新吸入至压缩机1内部进行再次利用。

利用引射器原理进行回油的引射回油单元5包括第二回油管路51、设置在第二回油管路51上的引射泵52，其中第二回油管路51将压缩机1的吸气口与蒸发器3的回油口连通，在本实施例中，第二回油管路51的一端具有多条支路并同时与两个蒸发器3的回油口连通，而第二回油管路51的另一端连接在第一回油管路41上，引射泵52的进油口与用于输出油汽混合物的端口连通在第二回油管路51上，引射泵52的进气口与冷凝器2之间设置有压力供给管路53，压力供给管路53上、引射泵52与蒸发器3之间均设置有过滤器；压力供给管路53能够将部分进入到冷凝器2内的高压气体输送至引射泵52中，这部分高压气体在引射泵52内部制造能够将蒸发器3中的润滑油抽入引射泵52内部的真空环境，进而减少了润滑油在蒸发器3及冷凝器2内的含量，保证机组正常回油。

综上所述，本申请的使用过程为：本申请设置两个蒸发器3，结合冷凝器2满足了制冰蓄冷、井下降温、夏日制冷、冷水供给、冬季建筑采暖、热税控机、井口防冻等多种工况需求，且在满足多工况使用要求下，减少了在热泵机组方面产生的投资成本；此外，主路回油单元4与引射回流单元实现对系统中的润滑油进行分离并被压缩机1重新利用，保证了机组正常回油。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种多工况降膜式热泵机组系统，其特征在于：包括依次设置的压缩机(1)、冷凝器(2)以及蒸发器(3)，蒸发器(3)设置有多个且多个蒸发器(3)在压缩机(1)与冷凝器(2)之间并联设置。

2.根据权利要求1所述的一种多工况降膜式热泵机组系统，其特征在于：压缩机(1)与冷凝器(2)之间设置有第一回油管路(41)，第一回油管路(41)上设置有油分离器(42)。

3.根据权利要求2所述的一种多工况降膜式热泵机组系统，其特征在于：油分离器(42)与压缩机(1)之间设置有回油电磁阀(43)。

4.根据权利要求2所述的一种多工况降膜式热泵机组系统，其特征在于：第一回油管路(41)上设置有回油过滤器(44)。

5.根据权利要求1所述的一种多工况降膜式热泵机组系统，其特征在于：压缩机(1)的吸气口与多个蒸发器(3)之间设置有引射回油单元(5)，引射回油单元(5)用于将蒸发器(3)中的润滑油输送至压缩机(1)中。

6.根据权利要求5所述的一种多工况降膜式热泵机组系统，其特征在于：引射回油单元(5)包括第二回油管路(51)以及设置在第二回油管路(51)上的引射泵(52)，第二回油管路(51)用于连接引射泵(52)的进油口与蒸发器(3)的回油口，引射泵(52)的进气口与冷凝器(2)连通，引射泵(52)能够将油汽混合物输送至压缩机(1)的吸气口处。

7.根据权利要求6所述的一种多工况降膜式热泵机组系统，其特征在于：第二回油管路(51)具有多条与各个蒸发器(3)的回油口连接的支路，用与使各个蒸发器(3)的回油口同时与引射泵(52)的进油口连通。

8.根据权利要求1所述的一种多工况降膜式热泵机组系统，其特征在于：冷凝器(2)与蒸发器(3)之间设置有主路过滤器(6)。

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