一種替代小型鍋爐的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及樓宇集中供暖技術(shù)領(lǐng)域，特別是替代小型鍋爐的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用電驅(qū)動的熱泵系統(tǒng)作為建筑物的供暖手段，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的小型燃煤/燃油鍋爐供暖，可以大幅度提高冬季采暖的能量利用效率，并能夠有效減少或杜絕向大氣排放污染物，特別是在氣候比較寒冷地區(qū)的中心城市，使用電動熱泵帶來的這種效果尤其明顯。要使電驅(qū)動的熱泵系統(tǒng)能在寒冷氣候條件下穩(wěn)定高效運(yùn)行，就要求熱泵在產(chǎn)生較大溫升時(shí)，它的發(fā)熱量衰減較小、壓縮機(jī)的排氣溫度穩(wěn)定且比較低、能量利用效率較高。然而，傳統(tǒng)的單級壓縮熱泵系統(tǒng)是無法滿足上述要求的。
[0003]為了克服傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)存在的不足，中國發(fā)明專利2005 I 0063463.3提出了一種帶噴射器和貯液過冷器的熱泵或制冷系統(tǒng)，該熱泵系統(tǒng)采用帶補(bǔ)氣功能的壓縮機(jī)和貯液過冷器，用噴射器將它們之間連接起來，構(gòu)成熱泵系統(tǒng)的工作輔路，即補(bǔ)氣回路。而壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器則構(gòu)成其工作主路，即為傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)。用過冷貯液器上部的高壓制冷劑蒸汽作為噴射器的工作流體，引射蒸發(fā)器出口的低壓制冷劑蒸汽，在噴射器出口形成中壓制冷劑蒸汽，并通過壓縮機(jī)補(bǔ)氣口直接噴入壓縮腔或中間腔內(nèi)，也即該熱泵系統(tǒng)按照準(zhǔn)二級壓縮-噴射復(fù)合循環(huán)工作，能有效增大熱泵的低溫工況制熱量和能效比。因此，該系統(tǒng)能夠在寒冷地區(qū)高效、穩(wěn)定地全年運(yùn)行，可以作為傳統(tǒng)采暖區(qū)清潔、高效、便利的采暖技術(shù)手段。
[0004]上述技術(shù)方案從技術(shù)原理上解決了熱泵系統(tǒng)在寒冷氣候區(qū)高效穩(wěn)定運(yùn)行的問題，但是它直接應(yīng)用于工程實(shí)際中，還存在明顯的不足之處。首先，它沒有考慮熱泵實(shí)際運(yùn)行中的能量調(diào)節(jié)問題。建筑物供暖的需熱量是隨環(huán)境溫度降低而增加，而熱泵系統(tǒng)的制熱量是隨環(huán)境溫度降低而降低，只有二者匹配良好時(shí)，熱泵運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能效果才會有保證。其次，它沒有考慮熱泵在低溫環(huán)境中運(yùn)行的除霜問題。熱泵冬季低溫環(huán)境中運(yùn)行，蒸發(fā)器結(jié)霜比較嚴(yán)重，直接影響到熱泵運(yùn)行的可靠性；其三，它沒有考慮熱泵實(shí)際運(yùn)行中制熱和制冷工作模式的轉(zhuǎn)換問題。一般建筑物除了冬季供暖需求外，還會有夏季供冷的需求，如果增加制熱/制冷工作模式轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)，可以在成本少許增加的情況下，擴(kuò)大熱泵的功用，提高設(shè)備的利用率。如果上述問題得不到合理解決，就會影響到專利2005 I 0063463.3的推廣應(yīng)用和效益發(fā)揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的，是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，便于能量調(diào)節(jié)和工作模式轉(zhuǎn)換，除霜效果好，加工安裝方便，能量利用效率高，可行性高，運(yùn)行工況寬廣的替代小型鍋爐的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn):一種替代小型鍋爐的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)，主要包括壓縮機(jī)1、排氣管路2、吸氣管路3、補(bǔ)氣管路4、供油管路5、油分離器6、水冷冷凝器7、貯液過冷器8、電磁閥A9、電磁閥B10、二級節(jié)流元件11、風(fēng)冷蒸發(fā)器12、電磁閥C13、電磁閥D14、氣液分離器15、排液桶16、工質(zhì)泵17、一級節(jié)流元件18和貯油器19等。其特征是:每臺壓縮機(jī)I均帶有補(bǔ)氣口和供油口，多臺壓縮機(jī)I排氣口與排氣管路2相連接、吸氣口與吸氣管路3相連接、補(bǔ)氣口與補(bǔ)氣管路4相連接、供油口與供油管路5相連接；風(fēng)冷蒸發(fā)器12為多臺并聯(lián)連接，每臺風(fēng)冷蒸發(fā)器12均配置相應(yīng)的電磁閥A9、電磁閥B10、二級節(jié)流元件11、電磁閥C13、和電磁閥D14 ;排氣管路2與油分離器6進(jìn)口相接，油分離器6出口與水冷冷凝器7工質(zhì)進(jìn)口相接，冷凝器7工質(zhì)出口與貯液過冷器8進(jìn)口相接，貯液過冷器8出液口與電磁閥A9和電磁閥BlO的進(jìn)口相接，電磁閥BlO后接二級節(jié)流元件11，二級節(jié)流元件11和電磁閥A9的出口與風(fēng)冷蒸發(fā)器12進(jìn)口相接，風(fēng)冷蒸發(fā)器12出口與電磁閥C13和電磁閥D14的進(jìn)口相接；電磁閥C13的出口通過氣液分離器15與吸氣管路3相接；電磁閥D14的出口通過排液桶16與工質(zhì)泵17進(jìn)口相接，工質(zhì)泵17出口接到電磁閥BlO和二級節(jié)流元件11之間的管路上；貯液過冷器8頂部的出氣口通過一級節(jié)流元件18與補(bǔ)氣管路4相接；油分離器6底部的出油口與貯油器19進(jìn)口相接，貯油器19出口與供油管路5相接，貯油器19頂部與吸氣管路3相通。
[0007]所述的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)，可以通過增添四通換向閥20和相應(yīng)的三通閥E21、三級節(jié)流元件22、三通閥F23和三通閥G24等若干個(gè)閥件，實(shí)現(xiàn)工質(zhì)流向改變。四通換向閥連接方式如下:進(jìn)口 201與油分離器6出口相接，出口 203與氣液分離器15入口相接，接口 202與風(fēng)冷蒸發(fā)器12出口相接，接口 204與水冷冷凝器7入口相接。
[0008]所述的的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)，其特征是，可以用若干個(gè)三通閥或二通閥，來替代四通換向閥，實(shí)現(xiàn)工質(zhì)流向改變。
[0009]所述的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)，一級節(jié)流元件18的安裝位置可以從貯液過冷器8的出氣管移至其進(jìn)液管上。
[0010]所述的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)，可以增添換熱器28，用工質(zhì)在換熱器中的間壁換熱來替代貯液過冷器8內(nèi)氣液分相換熱。換熱器28得連接方式如下:冷凝后的工質(zhì)液體分為主、輔二路分別進(jìn)入換熱器28，一級節(jié)流元件18接到進(jìn)入換熱器28前的輔路上，換熱器主、輔路出口分別與貯液過冷器8補(bǔ)氣管路4相接。
[0011]所述的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)，其特征是，工質(zhì)泵17出口也可以與電磁閥A9和電磁閥BlO的進(jìn)口相接。
[0012]所述的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)，其特征是，可以用一個(gè)三通閥替代二個(gè)相鄰且開關(guān)次序相反的電磁閥或二通閥。
[0013]所述的壓縮機(jī)，其特征是，螺桿式、離心式、活塞式或渦旋式。
[0014]所述的樓宇式集中供暖熱泵系統(tǒng)，其特征是，一級節(jié)流元件，二級節(jié)流元件和三級節(jié)流元件，可是節(jié)流管、節(jié)流孔或節(jié)流閥。
[0015]本實(shí)用新型采用并聯(lián)方式的多臺壓縮機(jī)和多臺風(fēng)冷蒸發(fā)器，以及工質(zhì)泵液體除霜系統(tǒng)，各部件按照上述連接次序構(gòu)成封閉的工作循環(huán)回路，工質(zhì)在封閉的工作回路流動，在風(fēng)冷蒸發(fā)器中吸收大氣中的低品位熱能，提升溫度后在水冷冷凝器中釋放給供暖熱水，也可以為建筑物提供空調(diào)冷水。更重要的是，該熱泵系統(tǒng)可以根據(jù)大氣溫度的變化實(shí)時(shí)調(diào)整的壓縮機(jī)和蒸發(fā)器投入工作的臺數(shù)，使熱泵制熱量和供暖需熱量達(dá)到動態(tài)匹配，取得良好的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能效果。電磁閥D、排液桶和工質(zhì)泵構(gòu)成的回路，可用工質(zhì)液體來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器輪流交替的除霜作業(yè)，不僅簡化了除霜系統(tǒng)，而且使除霜過程對熱泵系統(tǒng)的沖擊和造成的供暖水溫度波動都很小。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)連接圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)連接圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)連接圖。
[0019]圖中標(biāo)號說明:
[0020]I一壓縮機(jī)，2—排氣管路，3—吸氣管路，4一補(bǔ)氣管路，5—供油管路，6—油分離器，7—水冷冷凝器，8—IC液過冷器，9一電磁閥A，10一電磁閥B，11 一二級節(jié)流兀件，12一風(fēng)冷蒸發(fā)器，13一電磁閥C，14一電磁閥D，15一氣液分離器，16一排液桶，17一工質(zhì)泵，18 一級節(jié)流元件，19一貯油器，20 —四通換向閥，21—三通閥E，22—三級節(jié)流元件，23—三通閥F，24—三通閥G，25—三通閥H，26—三通閥I，27—截止閥，28—換熱器，29—三通閥J，30—三通閥K，29—三通閥L，30—三通閥M
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例一
[0022]1.該實(shí)施例的集中供暖熱泵系統(tǒng)主要用于建筑面積在500M2?50，000M2之間一棟樓宇或若干棟緊鄰樓宇的供暖或熱水，主要由三臺帶有補(bǔ)氣口和供油口的螺桿壓縮機(jī)1、排氣管路2、吸氣管路3、補(bǔ)氣管路4、供油管路5、油分離器6、水冷冷凝器7、貯液過冷器8、電磁閥A9、電磁閥B10、二級節(jié)流元件11、四臺風(fēng)冷蒸發(fā)器12、電磁閥C13、電磁閥D14、氣液分離器15、排液桶16、工質(zhì)泵17、一級節(jié)流元件18和貯油器19等組成。三臺壓縮機(jī)I并聯(lián)連接，即其排氣口、吸氣口、補(bǔ)氣口、供油口分別與排氣管路2、吸氣管路3、補(bǔ)氣管路4、與供油管路5相連接。風(fēng)冷蒸發(fā)器12為四臺并聯(lián)連接，每臺風(fēng)冷蒸發(fā)器12均配置相應(yīng)的電磁閥A9、電磁閥B10、二級節(jié)流元件11、電磁閥C13、和電磁閥D14。該系統(tǒng)的連接方式如下:排氣管路2與油分離器6進(jìn)口相接，油分離器6出口與水冷冷凝器7工質(zhì)進(jìn)口相接，冷凝器7工質(zhì)出口與貯液過冷器8進(jìn)液口相接，貯液過冷器8出液口與電磁閥A9和電磁閥BlO的進(jìn)口相接，電磁閥BlO后接二級節(jié)流元件11，二級節(jié)流元件11和電磁閥A9的出口與風(fēng)冷蒸發(fā)器12進(jìn)口相接，風(fēng)冷蒸發(fā)器12出口與電磁閥C13和電磁閥D14的進(jìn)口相接；電磁閥C13的出口通過氣液分離器15與吸氣管路3相接；電磁閥D14的出口通過排液桶16與工質(zhì)泵17進(jìn)口相接，工質(zhì)泵17出口接到電磁閥BlO和二級節(jié)流元件11之間的管路上；貯液過冷器8頂部的出氣口通過一級節(jié)流元件18與補(bǔ)氣管路4相接；油分離器6底部的出油口與貯油器19進(jìn)口相接，貯油器19出口與供油管路5相接。各部件按照上述連接次序構(gòu)成封閉的工作循環(huán)回路，該回路內(nèi)置工質(zhì)和潤滑油，壓縮機(jī)工作時(shí)，排出的高溫高壓工質(zhì)氣體經(jīng)油分離器6使工質(zhì)與潤滑