一种高温水源热泵机组

技术领域

本发明涉及空调热泵领域，具体涉及一种高温水源热泵机组。

背景技术

化工、冶金、电镀、纺织印染、食品、屠宰、电力、医药等行业，因生产特性，为了保证生产工艺要求，需要消耗大量的一次能源，同时，伴随生产也会有大量的低品位热量通过冷却塔等方式散发到大气中去。这样一方面，因为应用一次能源，造成大量的石化能源的消耗，同时因石化能源消耗过程中对大气、环境的污染加剧。另外因为生产过程中通过冷却塔将大量的废热排放到大气中，形成热岛效应，同时排放过程中伴随着大量的水汽形成了水源的资源浪费。在实际应用过程中，如何将排放的热量回收回来，作为前端的生产提供能量是最为主要的应用研究方向。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种高温水源热泵机组，用于改善现有热泵机组能耗较高，出水温度低、油分离效果不足的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高温水源热泵机组，其包括：冷凝器、闪发器、蒸发器、引射泵、压缩机、第一膨胀阀、第二膨胀阀、油冷却器、外置油分离器；其中，

所述冷凝器的制冷剂出口与所述闪发器的制冷剂进口通过第一管道相连通；所述第一管道上安装有所述第一膨胀阀；

所述闪发器的液态制冷剂出口与所述蒸发器的制冷剂进口通过第二管道相连通；所述第二管道上安装有所述第二膨胀阀；

所述闪发器的气态制冷剂出口与所述压缩机的节能口相连通；

所述蒸发器的制冷剂出口与所述压缩机的吸气口相连通；所述蒸发器的回油口与所述引射泵的引流口相连通；

所述压缩机的排气口与所述外置油分离器的进气口相连通；所述压缩机的压缩室喷射口和入油接口均与所述油冷却器的出油口相连通；

所述油冷却器的进油口与所述外置油分离器的回油口相连通；所述油冷却器的冷却介质进口与所述冷凝器的冷却介质出口相连通；所述油冷却器的冷却介质出口与所述冷凝器的冷却介质进口相连通；

所述外置油分离器的高压气体出口与所述引射泵的进气口相连通；所述外置油分离器的出口与所述冷却器的制冷剂进口相连通；

所述引射泵的混合物出气口连通在所述压缩机吸气口与所述蒸发器制冷剂出口之间的连通管道上。

在本发明一示例中，所述闪发器上安装有液位传感器；所述液位传感器和所述第一膨胀阀分别与热泵机组的控制器通讯连接。

在本发明一示例中，所述蒸发器的回油口与所述引射泵的引流口之间的连通管道上安装有第一过滤器。

在本发明一示例中，所述外置油分离器的高压气体出口与所述引射泵的进气口之间的连通管道上安装有第二过滤器。

在本发明一示例中，所述闪发器的气态制冷剂出口与所述压缩机的节能口之间的连通管道上安装有消声器。

在本发明一示例中，所述压缩机的压缩室喷射口和入油接口与所述油冷却器的出油口的连通干路上设置有第三过滤器。

在本发明一示例中，所述油冷却器的进油口与所述外置油分离器的回油口之间的连通管道通过短路管道与所述连通干路相连通，所述短路管道上安装有第一电磁阀。

在本发明一示例中，所述冷凝器的制冷剂出口与所述闪发器的制冷剂进口之间通过第一管道相连通；所述压缩机的马达冷媒喷射口通过液喷管道连通在所述第一管道上，所述液喷管道上安装有第三膨胀阀和第二电磁阀。

在本发明一示例中，所述第一管道上还安装有干燥过滤器和视液镜，所述液喷管道连通在所述过滤器和所述视液镜之间的管道上。

在本发明一示例中，所述冷凝器的制冷器进口处安装有压力维持阀，所述压力维持阀的取压口与所述蒸发器的取压口之间通过平衡管道相连通。

本发明采用冷凝器中的高温水作为油冷却器的冷却循环水，可以降低油位的同时提供高温水。并且本发明中单独设置有外置的油分离器，过滤芯的数量不受油冷却器的限制，可以添加多层滤芯进行过滤分离，油分离效果更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明高温水源热泵机组一实施例的管路连接示意图。

100、冷凝器；110、干燥过滤器；120、视液镜；130、第一膨胀阀；140、压力维持阀；101、第一管道；200、闪发器；210、液位传感器；220、第三电磁阀；230、单向阀；240、消音器；250、第二膨胀阀；201、第二管道；202、第三管道；300、蒸发器；310、第一温度传感器；320、压力传感器；330、第一过滤器；340、冷冻水出口；350、冷冻水进口；301、第四管道；302、第五管道；303、平衡管道；400、引射泵；410、第二过滤器；500、压缩机；510、第二温度传感器；520、第三过滤器；530、第三膨胀阀；540、第二电磁阀；501、第六管道；502、第八管道；503、液喷管道；600、油冷却器；610、第一电磁阀；601、第七管道；602、第九管道；603、第十管道；700、外置油分离器；701、第十一管道。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

请参阅图1，本发明提供一种高温水源热泵机组，用于改善现有热泵机组能耗较高，出水温度低、油分离效果不足的问题。

请参阅图1，所述高温水源热泵机组包括：冷凝器100、闪发器200、蒸发器300、引射泵400、压缩机500、第一膨胀阀130、第二膨胀阀250、油冷却器600、外置油分离器700；其中，所述冷凝器100的制冷剂出口与所述闪发器200的制冷剂进口通过第一管道101相连通，第一膨胀阀130安装在所述第一管道101上；所述闪发器200的液态制冷剂出口与所述蒸发器300的制冷剂进口通过第二管道201相连通，第二膨胀阀250安装在所述第二管道201上；所述闪发器200的气态制冷剂出口与所述压缩机500的节能口通过第三管道202相连通；所述蒸发器300的制冷剂出口与所述压缩机500的吸气口通过第四管道301相连通；所述蒸发器300的回油口与所述引射泵400的引流口通过第五管道302相连通；所述压缩机500的排气口与所述外置油分离器700的进气口通过第六管道501相连通；所述压缩机500的压缩室喷射口和入油接口均与所述油冷却器600的出油口通过第八管道502相连通；所述油冷却器600的进油口与所述外置油分离器700的回油口通过第七管道601相连通；所述油冷却器600的冷却介质进口与所述冷凝器100的冷却介质出口通过第九管道602相连通；所述油冷却器600的冷却介质出口与所述冷凝器100的冷却介质进口通过第十管道603相连通；引射管道两端连通分别连通在所述外置油分离器700的高压气体出口和所述第四管道301上，且所述引射泵400的进气口与所述外置油分离器700的高压气体出口相连通；所述引射泵400的混合物出气口与第四管道301相连通。所述外置油分离器700的出口与所述冷却器的制冷剂进口通过第十一管道701相连通。由上述结构可以看出，本发明采用冷凝器100中的高温水作为油冷却器600的冷却循环水，可以降低油位的同时提供高温水。并且本发明中单独设置有外置的油分离器，过滤芯的数量不受油冷却器600的限制，可以添加多层滤芯进行过滤，油分离效果更佳、更节能。

在本发明一示例中，所述冷凝器100为壳管式换热器，所述压缩机500为半封闭螺杆式压缩机，半封闭螺杆式压缩机是针对高温及超高温热泵应用的一系列压缩机500型，制冷剂R134a时该压缩机500极限冷凝温度可达85℃，因此最高提供85℃高温热水。所述蒸发器300为满液式蒸发器，由外置油分离器700出来的高压气态制冷剂通过引射泵400将满液式蒸发器300中的油引射到压缩机吸气口。所述油冷却器600为板式换热器，压缩机500冷冻油和水进行热交换，回收压缩机500冷冻油的温度提供高温热水。

在本发明一示例中，所述闪发器200上安装有液位传感器210，液位传感器210可以为能够实现液位检测的一切合适传感器类型，在本发明一示例中采用光电液位传感器210来检测闪发器200中的制冷剂的液位。所述液位传感器210和所述第一膨胀阀130分别与热泵机组的控制器通讯连接。所述第一膨胀阀130为电子膨胀阀，由液位传感器210检测闪发器200中的液位高度，并根据高度来控制电子膨胀阀的开度。需要说明的是本发明中液位传感器210在闪发器200上的安装形式可以不多做限定，只要能够实现闪发器200内液位的有效检测即可。由于液体过冷是通过在一个压力介于冷凝和蒸发压力之间的闪蒸器内降低制冷剂的蒸发压力来实现的，部分液态制冷剂的蒸发，产生物理效应导致制冷剂冷却到其沸点，所以我们调节由经济孔进入压缩机500的蒸汽量的方式以稳定闪发器200内部压力。由于其直接换热，这种操作模式具有更经济的热力学性能。

请参阅图1，在本发明一示例中，所述第二膨胀阀250也为电子膨胀阀，第二膨胀阀250可以根据压缩机500吸气过热度控制调节开度。所述第三管道202上自所述闪发器200的气态制冷剂出口向所述压缩机500的节能口方向，依次安装有第三电磁阀220、单向阀230和消音器240，消音器240能够有效消除系统的噪音。

请参阅图1，在本发明一示例中，所述第四管道301上还安装有第一温度传感器310，所述第一温度传感器310用于检测压缩机500的吸气温度。所述第六管道501上安装有第二温度传感器510，所述第二温度传感器510用于检测油冷却器600出口的压缩机500冷冻油的温度。

请参阅图1，在本发明一示例中，所述蒸发器300的回油口与所述引射泵400的引流口之间的连通管道上安装有第一过滤器330。所述外置油分离器700的高压气体出口与所述引射泵400的进气口之间的连通管道上安装有第二过滤器410。所述闪发器200的气态制冷剂出口与所述压缩机500的节能口之间的连通管道上安装有消声器。所述压缩机500的压缩室喷射口和入油接口与所述油冷却器600的出油口的第八管道502的连通干路上设置有第三过滤器520。所述油冷却器600的进油口与所述外置油分离器700的回油口之间的连通管道通过短路管道与所述连通干路相连通，所述短路管道上安装有第一电磁阀610。当油温不需要冷却时，第一电磁阀610打开。

为了防止压缩机500过热，确保压缩机500的正常工作，在本发明一示例中，所述压缩机500的马达冷媒喷射口通过液喷管道503连通在所述第一管道101上，所述液喷管道503上安装有第三膨胀阀530和第二电磁阀540。第二电磁阀540控制根据压缩机500排气温度开启或关闭，当排气温度高于设定温度时第一电磁阀610打开配液。所述第三膨胀阀530为高温热力膨胀阀，其将高温高压的液态制冷剂节流为低温低压的气态制冷剂后再进入压缩机500吸气腔内，防止压缩机500过热。

在本发明一示例中，所述第一管道101上还安装有干燥过滤器110和视液镜120，所述液喷管道503连通在所述过滤器和所述视液镜120之间的管道上。干燥过滤器110用于吸收系统含有的少量水分及过滤系统中的杂质，视液镜120用于观察管道中中制冷剂或油的状态。

考虑到当压缩机500工作在油压与吸气压力差低于4bar的工况时，会导致能量调节系统失效、润滑不足，并且严重的损坏压缩机500，所以在本发明一示例中，所述冷凝器100的制冷器进口处安装有压力维持阀140，所述压力维持阀140的取压口与所述蒸发器300的取压口之间通过平衡管道303相连通。当油压与吸气压力差低于4bar时，或初始运行机组时蒸发、冷凝侧水温差较小时压力维持阀140可以维持压力。

需要说明的是，本发明未示出或未详细描述的技术、形状、构造及连接关系均为公知技术，在此不再赘述。

综上所述，本发明采用冷凝器中的高温水作为油冷却器的冷却循环水，可以降低油温的同时提供高温水。并且本发明中单独设置有外置的油分离器，过滤芯的数量不受油冷却器的限制，可以添加多层滤芯进行过滤，通过多层过滤芯油分离效果更佳、更节能。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。