[實(shí)用新型]一種單級(jí)壓縮的高溫水源熱泵機(jī)組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320562131.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN203478701U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王德元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王德元
• 主分類號(hào): F25B30/02
• 分類號(hào): F25B30/02;F25B30/06;F25B41/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域????

本實(shí)用新型屬于制冷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以R134a為制冷劑的單級(jí)壓縮的高溫水源熱泵機(jī)組。

背景技術(shù)?????

在日常的生產(chǎn)生活中，我們有時(shí)需要大量75℃左右的熱水，如暖氣片供暖，醫(yī)用熱水等。過去，我們主要通過鍋爐燒煤、石油等化石燃料來獲得中高溫?zé)崴２贿^隨著對(duì)能源緊張和環(huán)境問題的日益關(guān)注，研發(fā)高效節(jié)能并符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的供熱技術(shù)得到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。高溫水源熱泵技術(shù)是近十幾年來，國(guó)內(nèi)外大力推廣的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，可以緩解我國(guó)過于依賴煤炭的能源形式，解決地?zé)嵛菜⒐I(yè)廢水直接排放所造成的能源浪費(fèi)等問題，同時(shí)也間接地減少了對(duì)大氣的污染。我國(guó)有豐富的余熱廢熱資源，如鍋爐廠的煙氣余熱、缸套冷卻水余熱，鋁錠廠的冷卻水余熱等等，溫度范圍在15-50℃之間，回收利用這些能源，能大大緩解我國(guó)能源緊張的局面，在節(jié)省其他高品位能源的同時(shí)，也起到了減少污染，保護(hù)環(huán)境的作用。

當(dāng)前市場(chǎng)上的水源機(jī)組，大多以R22為制冷劑，但是由于工質(zhì)本身的性質(zhì)和壓縮機(jī)相關(guān)技術(shù)問題，很難產(chǎn)生60℃以上的熱水。也有一部分采用R134a為制冷劑的水源熱泵機(jī)組，供暖時(shí)最高可達(dá)70℃，穩(wěn)定供水溫度基本上在60-65℃。但是以上獲得中高溫?zé)崴臋C(jī)組，基本上采用的是螺桿式壓縮機(jī)或者離心式壓縮機(jī)以通過兩級(jí)壓縮來實(shí)現(xiàn)的，而兩級(jí)壓縮的水源熱泵機(jī)組，其成本高，管道和控制系統(tǒng)復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性和可操作性也都不如單級(jí)壓縮系統(tǒng)。目前，以環(huán)保型制冷劑R134a為工質(zhì)的單級(jí)壓縮的中高溫水源熱泵市面上基本上沒有，采用R134a制冷劑來獲得75℃以上的熱水的高溫水源熱泵機(jī)組基本上也沒有。?

制冷劑R134a，作為R12的替代制冷劑，常用于車用空調(diào)，商業(yè)和工業(yè)用制冷系統(tǒng)中，也因其高溫性能優(yōu)良而廣泛應(yīng)用于中高溫水源熱泵中，但在熱源側(cè)溫度較低時(shí)，如15-30℃溫水的條件下，利用單級(jí)壓縮是很難制取75℃以上的熱水的，將會(huì)造成壓縮機(jī)的排氣溫度很高，而過高的排氣溫度，會(huì)使得壓縮機(jī)電機(jī)處于過熱而進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，同時(shí)過高的溫度也會(huì)造成壓縮機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油炭化，從而失去潤(rùn)滑的作用，兩種情況都將直接導(dǎo)致壓縮機(jī)不能正常運(yùn)行。另外，當(dāng)機(jī)組在30-50℃的熱源側(cè)溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，機(jī)組的蒸發(fā)壓力過大和壓縮機(jī)的回氣過熱度很大，即壓縮機(jī)的吸氣壓力和吸氣溫度都會(huì)比較高，而過高的蒸發(fā)壓力會(huì)造成壓縮機(jī)的電機(jī)過載，過高的吸氣溫度同樣會(huì)引起排氣溫度過高，是不利于壓縮機(jī)的可靠運(yùn)行的。?

因此，如何設(shè)計(jì)和改進(jìn)R134a單級(jí)壓縮系統(tǒng)，如何控制R134a單級(jí)壓縮系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力、回氣過熱度和排氣溫度，就成了高溫水源熱泵能否在15-50℃寬工況熱源側(cè)溫度下獲得75℃以上熱水的技術(shù)難題。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單級(jí)壓縮的高溫水源熱泵機(jī)組。?

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：?

所述單級(jí)壓縮的高溫水源熱泵機(jī)組包括壓縮機(jī)；所述壓縮機(jī)工質(zhì)出口與冷凝器工質(zhì)進(jìn)口連通，冷凝器工質(zhì)出口依次與干燥過濾器和視液鏡連通，視液鏡工質(zhì)出口經(jīng)MOP熱力膨脹閥與蒸發(fā)器工質(zhì)進(jìn)口連通，蒸發(fā)器工質(zhì)出口與壓縮機(jī)工質(zhì)進(jìn)口連通；所述視液鏡工質(zhì)出口還與熱力膨脹閥連通，熱力膨脹閥與蒸發(fā)器工質(zhì)出口連通；與MOP熱力膨脹閥連接的A感溫包設(shè)置在蒸發(fā)器工質(zhì)出口處，用以感知蒸發(fā)器出來的制冷劑的過熱度，與熱力膨脹閥連接的B感溫包設(shè)置在壓縮機(jī)工質(zhì)出口處，用以感知壓縮機(jī)的排氣溫度。

其中，所述視液鏡與熱力膨脹閥連通的管道上設(shè)有電磁閥。所述熱泵機(jī)組的工質(zhì)為R134a制冷劑。所述MOP熱力膨脹閥能夠控制系統(tǒng)的最大蒸發(fā)壓力。?

下面結(jié)合設(shè)計(jì)原理及設(shè)備工作過程，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：?

壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣體經(jīng)冷凝器與冷卻水換熱后，冷凝成高溫高壓液體，經(jīng)干燥過濾器和視液鏡后，分兩路，一路經(jīng)MOP熱力膨脹閥膨脹成低溫低壓的液體，然后經(jīng)蒸發(fā)器與熱源水換熱蒸發(fā)成低壓低溫的氣體，另一路經(jīng)電磁閥以及熱力膨脹閥膨脹成低溫低壓的液體，可能有一部分閃發(fā)蒸汽，并與來自蒸發(fā)器的氣體一起進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣口，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓氣體，再經(jīng)排氣口排出，如此循環(huán)獲得所需的換熱量。其中，利用MOP熱力膨脹閥將最大蒸發(fā)溫度控制在20℃。同時(shí)利用另一路管路將冷凝器出來的低溫液體旁通到壓縮機(jī)吸入口，用來降低蒸發(fā)器出來的制冷劑的過熱度，從而降低壓縮機(jī)的排氣溫度。

具體工作過程如下：?