一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)及其熱回收制冷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱回收系統(tǒng)，特別是一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)及其熱回收制冷方法。包括壓縮機(jī)、水側(cè)換熱器、風(fēng)冷換熱器、熱回收換熱器、氣液分離器、四通換向閥、第一熱回收三通閥、第二熱回收三通閥、制冷單向閥、制熱單向閥、制冷膨脹閥、制熱膨脹閥、液路截止閥、干燥過(guò)濾器、排氣角閥、排液?jiǎn)蜗蜷y和排液電磁閥；熱回收制冷方法在制冷運(yùn)行模式下和在制熱模式下兩種模式下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)和制熱循環(huán)。通過(guò)在風(fēng)冷熱泵機(jī)組增加兩個(gè)熱回收三通閥，可以實(shí)現(xiàn)在熱回收模式關(guān)閉、并聯(lián)全熱回收模式、串聯(lián)部分熱回收模式的三種模式的切換。
【專利說(shuō)明】一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)及其熱回收制冷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱回收系統(tǒng)，特別是一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)及其熱回收制冷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱回收系統(tǒng)通常用于風(fēng)冷熱泵(冷水)機(jī)組和水冷冷水機(jī)組，熱回收系統(tǒng)在風(fēng)冷熱泵(冷水)機(jī)組上應(yīng)用時(shí)，通常是分別設(shè)計(jì)全熱回收機(jī)組和部分熱回收機(jī)組，全/潛熱回收機(jī)組可以采用以下幾種設(shè)計(jì)方法:1、熱回收換熱器和風(fēng)冷換熱器完全并聯(lián)，要么熱回收換熱器運(yùn)行，要么風(fēng)冷換熱器運(yùn)行，同時(shí)增加一個(gè)熱回收儲(chǔ)液管，平衡熱回收和無(wú)熱回收制冷劑沖注量的設(shè)計(jì)不同；2、熱回收換熱器和部分風(fēng)冷換熱器并聯(lián)，熱回收換熱器運(yùn)行時(shí)，部分的風(fēng)冷換熱器運(yùn)行，部分風(fēng)冷換熱器不運(yùn)行；3、熱回收換熱器和風(fēng)冷換熱器串聯(lián)，熱回收換熱器運(yùn)行時(shí)，通過(guò)更改風(fēng)冷換熱器的風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式，平衡熱回收和風(fēng)冷換熱器之間的散熱量，達(dá)到控制潛熱換熱量；4、采用手動(dòng)的方式串聯(lián)和并聯(lián)方式連接，實(shí)現(xiàn)全/潛熱回收。部分熱回收系統(tǒng)通常都采用串聯(lián)設(shè)計(jì)方法，但僅僅回收壓縮機(jī)排氣的潛熱熱量，熱回收量小。
[0003]在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，上述現(xiàn)有技術(shù)都具有一定的局限性，比如，換熱器的熱回收量和比例的控制起來(lái)比較困難；通過(guò)風(fēng)冷換熱器的風(fēng)機(jī)控制和閥門控制來(lái)間接控制熱回收量的控制方法復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試?yán)щy；對(duì)工況變化和壓縮機(jī)負(fù)載變化的適應(yīng)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足之處提供一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)及其熱回收制冷方法，采用三通閥，并且僅僅通過(guò)閥的通電或者斷電切換閥門的開(kāi)啟狀態(tài)，利用三通閥的開(kāi)啟狀態(tài)切換，使得制冷系統(tǒng)成為無(wú)熱回收模式，并聯(lián)全/潛熱回收模式和串聯(lián)部分熱回收模式；采用布局在排氣氣體進(jìn)口位置和液路出口位置的熱回收閥，在無(wú)熱回收狀態(tài)時(shí)，增加了排氣三通閥消除熱回收換熱器的壓降，對(duì)系統(tǒng)冷量和效率影響較小，采用制冷劑排液回路，配合簡(jiǎn)單的控制電磁閥的邏輯，可以在制冷系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中從無(wú)熱回收運(yùn)行模式切換到熱回收運(yùn)行模式，而不會(huì)出現(xiàn)電機(jī)過(guò)載，低壓過(guò)低等故障。
[0005]一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)及其熱回收制冷方法是采取以下方案實(shí)現(xiàn)的:
一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、水側(cè)換熱器、風(fēng)冷換熱器、熱回收換熱器、氣液分離器、四通換向閥、第一熱回收三通閥、第二熱回收三通閥、制冷單向閥、制熱單向閥、制冷膨脹閥、制熱膨脹閥、液路截止閥、干燥過(guò)濾器、排氣角閥、排液?jiǎn)蜗蜷y和排液電磁閥；
壓縮機(jī)的排氣口依次通過(guò)排氣角閥、四通換向閥的D 口以及四通換向閥的C 口與風(fēng)冷換熱器相連；四通換向閥的E 口與水側(cè)換熱器的吸氣口相連；壓縮機(jī)的吸氣口與氣液分離器的出氣口相連，氣液分離器的進(jìn)氣口與四通換向閥的S 口相連；四通換向閥的C 口通過(guò)制熱單向閥與風(fēng)冷換熱器的液相管相連；風(fēng)冷換熱器的液相管與制冷單向閥的進(jìn)口相連；制冷單向閥的出口通過(guò)液路截止閥與干燥過(guò)濾器的進(jìn)口相連，干燥過(guò)濾器的出口通過(guò)制冷膨脹閥與水側(cè)換熱器的進(jìn)液口相連；風(fēng)冷換熱器的分流頭端通過(guò)制熱膨脹閥與制冷膨脹閥的進(jìn)口相連。
[0006]所述風(fēng)冷換熱器采用風(fēng)冷翅片管換熱器。
[0007]四通換向閥在制冷模式時(shí)，在四通換向閥的高壓排氣出口 C 口連接第一熱回收三通閥，第一熱回收三通閥的管口D為公共口 ；第一熱回收三通閥的D 口與四通換向閥的C 口相連，第一熱回收三通閥的C 口與風(fēng)冷換熱器的進(jìn)氣口相連，第一熱回收三通閥的E 口與熱回收換熱器的進(jìn)口相連；第一熱回收三通閥具有兩種開(kāi)啟狀態(tài)，這兩種開(kāi)啟狀態(tài)決定了壓縮機(jī)排氣是進(jìn)入熱回收換熱器或者進(jìn)入風(fēng)冷換熱器；當(dāng)?shù)谝粺峄厥杖ㄩy處于開(kāi)啟狀態(tài)一時(shí)，第一熱回收三通閥的管口 D和C導(dǎo)通，壓縮機(jī)排氣進(jìn)入風(fēng)冷換熱器，制冷系統(tǒng)處于制冷循環(huán)無(wú)熱回收模式；當(dāng)?shù)谝粺峄厥杖ㄩy處于開(kāi)啟狀態(tài)二時(shí)，第一熱回收三通閥的管口 D和E導(dǎo)通，壓縮機(jī)排氣進(jìn)入熱回收換熱器，制冷系統(tǒng)運(yùn)行在制冷循環(huán)熱回收模式。
[0008]在熱回收換熱器的液相管口出口位置設(shè)有第二熱回收三通閥，第二熱回收三通閥的管口 D為公共口 ；第二熱回收三通閥的D 口與熱回收換熱器的出口相連，第二熱回收三通閥的C 口與制冷單向閥的進(jìn)口相連，第二熱回收三通閥的E 口與風(fēng)冷換熱器的進(jìn)氣口相連。第二熱回收三通閥具有兩種開(kāi)啟狀態(tài)，這兩種開(kāi)啟狀態(tài)決定了從熱回收換熱器排出的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽是否進(jìn)入風(fēng)冷換熱器繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱完成冷凝換熱過(guò)程并進(jìn)入到節(jié)流機(jī)構(gòu)；當(dāng)?shù)诙峄厥杖ㄩy處于開(kāi)啟狀態(tài)一時(shí)，第二熱回收三通閥的管口 D和C導(dǎo)通，從熱回收換熱器排除的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽進(jìn)入風(fēng)冷換熱器繼續(xù)完成冷凝換熱；當(dāng)?shù)诙峄厥杖ㄩy處于開(kāi)啟狀態(tài)二時(shí)，第二熱回收三通閥的管口 D和E導(dǎo)通，從熱回收換熱器排除的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽直接進(jìn)入制冷單向閥。
[0009]一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)的熱回收制冷方法，包括如下步驟:
I)在制冷運(yùn)行模式下
A)壓縮機(jī)排氣經(jīng)四通換向閥管口D后通過(guò)管口 C進(jìn)入第一熱回收三通閥，通過(guò)第一熱回收三通閥的導(dǎo)引作用，壓縮機(jī)排氣進(jìn)入熱回收換熱器或者進(jìn)入風(fēng)冷換熱器；
B)當(dāng)步驟A)中的壓縮機(jī)排氣只進(jìn)入風(fēng)冷換熱器，冷卻冷凝后的制冷劑液體從風(fēng)冷換熱器的制冷劑液相管路出來(lái)到制冷單向閥，風(fēng)冷熱泵機(jī)組運(yùn)行在無(wú)熱回收狀態(tài)時(shí)，熱回收換熱器的壓力與風(fēng)冷換熱器的制冷劑液相壓力相平衡。
[0010]C)當(dāng)步驟A)中的壓縮機(jī)排氣進(jìn)入熱回收換熱器，冷凝熱通過(guò)熱回收換熱器傳遞給循環(huán)熱水回路，熱量得到利用；在熱回收換熱器的出口，連接有第二熱回收三通閥，通過(guò)第二熱回收三通閥的導(dǎo)引作用，冷凝后的制冷劑液體返回到風(fēng)冷換熱器繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱，或直接返回到制冷劑液相管路制冷單向閥；其中冷凝后的制冷劑液體或濕蒸汽返回到風(fēng)冷換熱器繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱，則機(jī)組運(yùn)行在部分熱回收狀態(tài)；冷凝后的制冷劑液體或濕蒸汽直接返回到制冷劑液相管路制冷單向閥，則機(jī)組運(yùn)行在全熱回收狀態(tài)；
D)步驟C)中冷凝后的制冷劑液體流經(jīng)制冷單向閥、干燥過(guò)濾器、制冷膨脹閥和水側(cè)換熱器，在水側(cè)換熱器的出口制冷劑氣體通過(guò)四通換向閥返回到壓縮機(jī)吸氣口，完成制冷循環(huán)。
[0011]2)在制熱模式下，風(fēng)冷換熱器充當(dāng)蒸發(fā)器，熱回收換熱器關(guān)閉，風(fēng)冷換熱器中制冷劑蒸發(fā)成氣體從出口出來(lái)，然后通過(guò)第一熱回收換熱器閥和四通換向閥返回到壓縮機(jī)吸氣口，完成制熱循環(huán)。
[0012]本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙、結(jié)構(gòu)合理，通過(guò)在風(fēng)冷熱泵機(jī)組增加2個(gè)熱回收三通閥，可以實(shí)現(xiàn)在熱回收模式關(guān)閉、并聯(lián)全熱回收模式、串聯(lián)部分熱回收模式的三種模式的切換。另外在此設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增加排液回路以及排液回路上的排液?jiǎn)蜗蜷y和排液電磁閥，用于模式切換的時(shí)候，讓風(fēng)冷換熱器和熱回收換熱器內(nèi)的制冷劑進(jìn)行遷移和分配，保證制冷系統(tǒng)所需的制冷劑循環(huán)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
附圖1是本發(fā)明一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)的實(shí)施方案示意圖。
[0014]附圖1中:1、壓縮機(jī)，2、水側(cè)換熱器，3、風(fēng)冷換熱器，4、熱回收換熱器，5、氣液分離器，6、四通換向閥，7、第一熱回收三通閥，8、第二熱回收三通閥，9、制冷單向閥，10、制熱單向閥，11、制冷膨脹閥，12、制熱膨脹閥，13、液路截止閥，14、干燥過(guò)濾器，15、排氣角閥，16、排液?jiǎn)蜗蜷y，17、排液電磁閥。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照附圖1，本發(fā)明一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)1、水側(cè)換熱器
2、風(fēng)冷換熱器3、熱回收換熱器4、氣液分離器5、四通換向閥6、第一熱回收三通閥7、第二熱回收三通閥8、制冷單向閥9、制熱單向閥10、制冷膨脹閥11、制熱膨脹閥12、液路截止閥
13、干燥過(guò)濾器14、排氣角閥15、排液?jiǎn)蜗蜷y16和排液電磁閥17 ；
壓縮機(jī)I的排氣口依次通過(guò)排氣角閥15、四通換向閥6的D 口以及四通換向閥6的C口與風(fēng)冷換熱器3相連；四通換向閥6的E 口與水側(cè)換熱器2的吸氣口相連；壓縮機(jī)I的吸氣口與氣液分離器5的出氣口相連,氣液分離器5的進(jìn)氣口與四通換向閥6的S 口相連；四通換向閥6的C 口通過(guò)制熱單向閥10與風(fēng)冷換熱器3的液相管相連；風(fēng)冷換熱器3的液相管與制冷單向閥9的進(jìn)口相連；制冷單向閥9的出口通過(guò)液路截止閥13與干燥過(guò)濾器14的進(jìn)口相連，干燥過(guò)濾器14的出口通過(guò)制冷膨脹閥11與水側(cè)換熱器2的進(jìn)液口相連；風(fēng)冷換熱器3的分流頭端通過(guò)制熱膨脹閥11與制冷膨脹閥11的進(jìn)口相連。
[0016]所述風(fēng)冷換熱器3采用風(fēng)冷翅片管換熱器。
[0017]四通換向閥6在制冷模式時(shí)，在四通換向閥6的高壓排氣出口 C 口設(shè)有第一熱回收三通閥7，第一熱回收三通閥7的管口 D為公共口 ；第一熱回收三通閥7的D 口與四通換向閥6的C 口相連，第一熱回收三通閥7的C 口與風(fēng)冷換熱器3的進(jìn)氣口相連，第一熱回收三通閥7的E 口與熱回收換熱器4的進(jìn)口相連；第一熱回收三通閥7具有兩種開(kāi)啟狀態(tài)，這兩種開(kāi)啟狀態(tài)決定了壓縮機(jī)I排氣是進(jìn)入熱回收換熱器4或者進(jìn)入風(fēng)冷換熱器3 ;當(dāng)?shù)谝粺峄厥杖ㄩy7處于開(kāi)啟狀態(tài)一時(shí)，第一熱回收三通閥7的管口 D和C導(dǎo)通，壓縮機(jī)I排氣進(jìn)入風(fēng)冷換熱器3，制冷系統(tǒng)處于制冷循環(huán)無(wú)熱回收模式；當(dāng)?shù)谝粺峄厥杖ㄩy7處于開(kāi)啟狀態(tài)二時(shí)，第一熱回收三通閥7的管口 D和E導(dǎo)通，壓縮機(jī)I排氣進(jìn)入熱回收換熱器4，制冷系統(tǒng)運(yùn)行在制冷循環(huán)熱回收模式。
[0018]在熱回收換熱器4的液相管口出口位置設(shè)有第二熱回收三通閥8，第二熱回收三通閥8的管口 D為公共口 ；第二熱回收三通閥8的D 口與熱回收換熱器4的出口相連，第二熱回收三通閥8的C 口與制冷單向閥9的進(jìn)口相連，第二熱回收三通閥8的E 口與風(fēng)冷換熱器3的進(jìn)氣口相連。第二熱回收三通閥8具有兩種開(kāi)啟狀態(tài)，這兩種開(kāi)啟狀態(tài)決定了從熱回收換熱器4排出的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽是否進(jìn)入風(fēng)冷換熱器3繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱完成冷凝換熱過(guò)程并進(jìn)入到節(jié)流機(jī)構(gòu)；當(dāng)?shù)诙峄厥杖ㄩy8處于開(kāi)啟狀態(tài)一時(shí)，第二熱回收三通閥8的管口 D和C導(dǎo)通，從熱回收換熱器4排除的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽進(jìn)入風(fēng)冷換熱器3繼續(xù)完成冷凝換熱；當(dāng)?shù)诙峄厥杖ㄩy8處于開(kāi)啟狀態(tài)二時(shí)，第二熱回收三通閥8的管口 D和E導(dǎo)通，從熱回收換熱器4排除的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽直接進(jìn)入制冷單向閥9。
[0019]一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)的熱回收制冷方法，包括如下步驟:
I)在制冷運(yùn)行模式下
A)壓縮機(jī)I排氣經(jīng)四通換向閥6管口D后通過(guò)管口 C進(jìn)入第一熱回收三通閥7，通過(guò)第一熱回收三通閥7的導(dǎo)引作用，壓縮機(jī)I排氣進(jìn)入熱回收換熱器4或者進(jìn)入風(fēng)冷換熱器；
B)當(dāng)步驟A)中的壓縮機(jī)排氣只進(jìn)入風(fēng)冷換熱器3，冷卻冷凝后的制冷劑液體從風(fēng)冷換熱器3的制冷劑液相管路出來(lái)到制冷單向閥9，風(fēng)冷熱泵機(jī)組運(yùn)行在無(wú)熱回收狀態(tài)時(shí)，熱回收換熱器4的壓力與風(fēng)冷換熱器3的制冷劑液相壓力相平衡。
[0020]C)當(dāng)步驟A)中的壓縮機(jī)I排氣進(jìn)入熱回收換熱器4，冷凝熱通過(guò)熱回收換熱器4傳遞給循環(huán)熱水回路，熱量得到利用；在熱回收換熱器4的出口，連接有第二熱回收三通閥8，通過(guò)第二熱回收三通閥8的導(dǎo)引作用，冷凝后的制冷劑液體返回到風(fēng)冷換熱器3繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱，或直接返回到制冷劑液相管路制冷單向閥9 ;其中冷凝后的制冷劑液體或濕蒸汽返回到風(fēng)冷換熱器3繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱，則機(jī)組運(yùn)行在部分熱回收狀態(tài)；冷凝后的制冷劑液體或濕蒸汽直接返回到制冷劑液相管路制冷單向閥9，則機(jī)組運(yùn)行在全熱回收狀態(tài)；
D)步驟C)中冷凝后的制冷劑液體流經(jīng)制冷單向閥9、干燥過(guò)濾器14、制冷膨脹閥11和水側(cè)換熱器2，在水側(cè)換熱器2的出口制冷劑氣體通過(guò)四通換向閥6返回到壓縮機(jī)I吸氣口，完成制冷循環(huán)。
[0021]2)在制熱模式下，風(fēng)冷換熱器3充當(dāng)蒸發(fā)器，熱回收換熱器4關(guān)閉，風(fēng)冷換熱器3中制冷劑蒸發(fā)成制冷劑氣體從出口出來(lái)，然后通過(guò)第一熱回收換熱器閥7和四通換向閥6返回到壓縮機(jī)I吸氣口，完成制熱循環(huán)。
[0022]制冷系統(tǒng)運(yùn)行在制冷模式下，風(fēng)冷換熱器3的液相制冷劑分流頭出口和熱回收換熱器4的出口連接的第二熱回收三通閥8的C 口出口位置是一路制冷劑排液回路，排液回路的出口位置連接到制冷膨脹閥11的出口位置；排液回路上裝有排液?jiǎn)蜗蜷y16和排液電磁閥17或截止閥，所述排液電磁閥可用截止閥替代；當(dāng)制冷系統(tǒng)運(yùn)行在制冷循環(huán)并聯(lián)全熱回收模式時(shí)，需要切換到無(wú)熱回收模式時(shí)，在運(yùn)行模式切換前開(kāi)啟排液電磁閥17，將高壓側(cè)熱回收換熱器4中的制冷劑排出進(jìn)入到低壓側(cè)制冷膨脹閥11之后，高壓側(cè)熱回收換熱器4中的制冷劑將通過(guò)壓差的推動(dòng)作用，經(jīng)過(guò)第二熱回收三通閥8的C 口進(jìn)入排液?jiǎn)蜗蜷y16和排液電磁閥17，返回到低壓側(cè)制冷膨脹閥11后的位置；當(dāng)制冷系統(tǒng)運(yùn)行在制冷循環(huán)無(wú)熱回收模式時(shí)，需要切換到熱回收模式，則在模式切換前，將風(fēng)冷換熱器3中的制冷劑經(jīng)分流頭、排液?jiǎn)蜗蜷y16和排液電磁閥17流入到低壓側(cè)制冷膨脹閥11后的位置。制冷系統(tǒng)運(yùn)行模式切換后，將不需要運(yùn)行的換熱器內(nèi)的制冷劑排出，以便這些制冷劑可以繼續(xù)參與制冷系統(tǒng)的循環(huán)；不需要運(yùn)行的換熱器內(nèi)的壓力可以平衡到一個(gè)低壓側(cè)壓力，當(dāng)再次進(jìn)行模式切換時(shí)，機(jī)組不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載。
[0023]第一熱回收三通閥7和第二熱回收三通閥8的開(kāi)啟和關(guān)閉，是通過(guò)伺服式設(shè)計(jì)和氣體壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在附圖1中，第一熱回收三通閥7和第二熱回收三通閥8的活塞頂端引出兩路引壓管，一路引壓管并聯(lián)后連接到壓縮機(jī)I排氣口，一路引壓管并聯(lián)后連接到壓縮機(jī)I吸氣口。熱回收三通閥的伺服電磁閥斷電時(shí)，熱回收三通閥頂部活塞腔內(nèi)壓力與排氣壓力相平衡，活塞腔底部壓力為高壓流體壓力，彈簧力將產(chǎn)生一下向下的推力使活塞保持在此位置上，熱回收三通閥的D 口和C 口連通，D 口和E 口處于斷開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)熱回收三通閥的伺服電磁閥通電時(shí)，熱回收三通閥頂部活塞腔內(nèi)壓力與吸氣壓力相平衡，活塞腔底部壓力為高壓流體壓力，彈簧力和高壓流體壓力產(chǎn)生向上的推力使活塞向上運(yùn)動(dòng)并保持在此位置上，熱回收三通閥的D 口和E 口連通，而D 口和C 口處于斷開(kāi)狀態(tài)。
[0024]附圖1給出了典型的實(shí)施方式示意圖。附圖1中，兩個(gè)熱回收三通閥的閥體內(nèi)部有瀉流孔，因此制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將熱回收三通閥的閥體和壓縮機(jī)的吸氣口連接，其作用是，當(dāng)制冷系統(tǒng)從制冷循環(huán)的熱回收模式切換到無(wú)熱回收模式后，不需要運(yùn)行的熱回收換熱器內(nèi)的壓力被平衡到壓縮機(jī)吸氣口(低壓側(cè))的壓力。采用排液回路也可以達(dá)到相同的作用。
[0025]下面詳細(xì)的說(shuō)明幾種工作模式下的工作原理:
1、制冷循環(huán)無(wú)熱回收模式
四通閥6斷電，其D和C 口導(dǎo)通，E和S 口導(dǎo)通；第一熱回收三通閥7斷電，其D和C 口導(dǎo)通；第二熱回收三通閥8斷電，其D和C 口導(dǎo)通。壓縮機(jī)I排氣經(jīng)排氣截止閥15，經(jīng)四通閥6的D 口和C 口，經(jīng)第一熱回收三通閥7的D 口和C 口，進(jìn)入到風(fēng)冷換熱器3的氣管頭管，高溫高壓的制冷劑過(guò)熱氣體在風(fēng)冷換熱器3中散熱凝結(jié)為高溫高壓的制冷劑液體，并排出風(fēng)冷換熱器3的液管，經(jīng)分流頭，制冷劑液體進(jìn)入到制冷單向閥9，經(jīng)干燥過(guò)濾器14，流入到制冷膨脹閥11，在流經(jīng)制冷膨脹閥11時(shí)，高溫高壓的制冷劑液體節(jié)流降壓為低溫低壓的兩相制冷劑混合物，并排到水側(cè)換熱器2中，制冷劑吸收冷凍水的熱量后，制冷劑液體蒸發(fā)為制冷劑氣體，吸收氣化潛熱導(dǎo)致水溫降低，而低溫低壓的制冷劑氣體經(jīng)四通閥6的E 口和S口返回到氣液分離器5，并返回到壓縮機(jī)I的吸氣口，完成一個(gè)制冷循環(huán)。
[0026]2、制冷循環(huán)并聯(lián)全/潛熱回收模式
四通閥6斷電，其D和C 口導(dǎo)通、E和S 口導(dǎo)通；第一熱回收三通閥7通電，其D和E 口導(dǎo)通；第二熱回收三通閥8斷電，其D和C 口導(dǎo)通。壓縮機(jī)I排氣經(jīng)排氣截止閥15，經(jīng)四通閥6的D 口和C 口，經(jīng)第一熱回收三通閥7的D 口和E 口，進(jìn)入到熱回收換熱器4中，高溫高壓的制冷劑過(guò)熱氣體在熱回收換熱器4中散熱凝結(jié)為高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽，并排出，經(jīng)第二熱回收三通閥8的D 口和C 口，制冷劑液體進(jìn)入到制冷單向閥9，繼續(xù)進(jìn)行制冷循環(huán)。此時(shí)熱回收換熱器4承擔(dān)了全部的冷卻冷凝散熱和熱量回收，壓縮機(jī)排氣的顯熱和潛熱全部被回收。
[0027]3、制冷循環(huán)串聯(lián)部分/顯熱回收模式
四通閥6斷電，其D和C 口導(dǎo)通，E和S 口導(dǎo)通；第一熱回收三通閥7通電，其D和E 口導(dǎo)通；第二熱回收三通閥8通電，其的D和E 口導(dǎo)通。壓縮機(jī)I排氣經(jīng)排氣截止閥15，經(jīng)四通閥6的D 口和C 口，經(jīng)第一熱回收三通閥的D 口和E 口，進(jìn)入到熱回收換熱器4，高溫高壓的制冷劑過(guò)熱氣體在熱回收換熱器中散熱凝結(jié)為高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽，并排出，經(jīng)第二熱回收三通閥8的D 口和C 口，制冷劑液體進(jìn)入到風(fēng)冷換熱器3中繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱，將未完全凝結(jié)的高溫高壓制冷劑氣體凝結(jié)為制冷劑液體，或者將飽和的制冷劑液體變?yōu)檫^(guò)冷的制冷劑液體，制冷劑液體最終排出風(fēng)冷換熱器3的液管，經(jīng)分流頭，制冷劑液體進(jìn)入到制冷單向閥9，繼續(xù)制冷循環(huán)。此時(shí)熱回收換熱器4和風(fēng)冷換熱器3共同承擔(dān)了全部的冷凝散熱，壓縮機(jī)排氣的顯熱和潛熱部分被回收。
[0028]4、制熱循環(huán)模式
四通閥6通電，其D和E 口導(dǎo)通、C和S 口導(dǎo)通；第一熱回收三通閥7斷電，其D和C 口導(dǎo)通；第二熱回收三通閥8斷電，其D和C 口導(dǎo)通。壓縮機(jī)I排氣經(jīng)排氣截止閥15，經(jīng)四通閥6的D 口和E 口，排到水側(cè)換熱器2，在冷凝器中，制冷劑冷凝放出熱量凝結(jié)為制冷劑液體，熱水溫度提高，制冷劑液體經(jīng)制熱單向閥10，干燥過(guò)濾器14，進(jìn)入到制熱膨脹閥12進(jìn)行節(jié)流降溫降壓，并供液到風(fēng)側(cè)換熱器3的分流頭，通過(guò)分流頭的分配可以均勻的將制冷劑的液體和氣體的混合物分配到風(fēng)側(cè)換熱器3的每一個(gè)換熱回路，在蒸發(fā)器中，制冷劑液體蒸發(fā)為過(guò)熱的制冷劑氣體并通過(guò)第一熱回收三通閥7的C 口和D 口，通過(guò)四通閥6的C 口和S 口，返回到氣液分離器5和壓縮機(jī)I的吸氣口，完成制熱循環(huán)。
[0029]排液回路的作用是將不參與運(yùn)行的熱回收換熱器4內(nèi)的制冷劑排出，保證制冷劑充注量。當(dāng)系統(tǒng)從制冷循環(huán)無(wú)熱回收模式切換到制冷循環(huán)并聯(lián)全/潛熱回收模式時(shí)，風(fēng)冷換熱器3從參與運(yùn)行到不參與運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)從制冷循環(huán)并聯(lián)全/潛熱回收模式切換到制冷循環(huán)無(wú)熱回收模式時(shí)，熱回收換熱器4從參與運(yùn)行到不參與運(yùn)行。在系統(tǒng)模式切換后，必須通過(guò)有效的方法將不參與運(yùn)行的熱回收換熱器4內(nèi)的制冷劑排出，使這部分制冷劑繼續(xù)在制冷系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)，保證制冷劑沖注量，因此在模式切換前的若干時(shí)間內(nèi)，開(kāi)啟排液電磁閥17，制冷劑液體將通過(guò)排液回路的排液?jiǎn)蜗蜷y16和排液電磁閥17排到水側(cè)換熱器2內(nèi)，使這部分制冷劑繼續(xù)參與到制冷循環(huán)。排液回路這一作用是要通過(guò)排液?jiǎn)蜗蜷y16的閥前高壓和制冷膨脹閥11的閥后低壓二者之間的壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)排液回路的時(shí)候需要其他的一些控制，比如壓縮機(jī)卸載等，避免壓差過(guò)高導(dǎo)致的可靠性問(wèn)題。排液回路的另外一個(gè)重要的作用是可以避免壓縮機(jī)吸氣帶液。從除霜模式(制冷模式時(shí))切換到制熱模式時(shí)，在除霜的最后階段，也就是除霜的排水階段，由于霜層已經(jīng)融化，制冷劑氣體已經(jīng)沒(méi)有熱量可以吸收，風(fēng)側(cè)換熱器3盤管內(nèi)的壓力不斷提到并且積攢了大量的制冷劑液體；在四通換向閥6切換到制熱模式后，這部分制冷劑液體將會(huì)立即反向流動(dòng)通過(guò)風(fēng)側(cè)換熱器3的氣管頭管經(jīng)單向閥和四通閥6大量的返回到氣液分離器5和壓縮機(jī)I的吸氣口，可能造成嚴(yán)重的吸氣帶液。因此在在四通換向閥6切換到制熱模式前，采用熱回收排液回路可以實(shí)現(xiàn)制冷劑的液體排液到水側(cè)換熱器2內(nèi)，切換后，沒(méi)有制冷劑液體返回到壓縮機(jī)I的吸氣口，避免了壓縮機(jī)吸氣帶液。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)，其特征在于:包括壓縮機(jī)、水側(cè)換熱器、風(fēng)冷換熱器、熱回收換熱器、氣液分離器、四通換向閥、第一熱回收三通閥、第二熱回收三通閥、制冷單向閥、制熱單向閥、制冷膨脹閥、制熱膨脹閥、液路截止閥、干燥過(guò)濾器、排氣角閥、排液?jiǎn)蜗蜷y和排液電磁閥； 壓縮機(jī)的排氣口依次通過(guò)排氣角閥、四通換向閥的D 口以及四通換向閥的C 口與風(fēng)冷換熱器相連；四通換向閥的E 口與水側(cè)換熱器的吸氣口相連；壓縮機(jī)的吸氣口與氣液分離器的出氣口相連，氣液分離器的進(jìn)氣口與四通換向閥的S 口相連；四通換向閥的C 口通過(guò)制熱單向閥與風(fēng)冷換熱器的液相管相連；風(fēng)冷換熱器的液相管與制冷單向閥的進(jìn)口相連；制冷單向閥的出口通過(guò)液路截止閥與干燥過(guò)濾器的進(jìn)口相連，干燥過(guò)濾器的出口通過(guò)制冷膨脹閥與水側(cè)換熱器的進(jìn)液口相連；風(fēng)冷換熱器的分流頭端通過(guò)制熱膨脹閥與制冷膨脹閥的進(jìn)口相連； 四通換向閥在制冷模式時(shí)，在四通換向閥的高壓排氣出口 C 口連接第一熱回收三通閥，第一熱回收三通閥的管口D為公共口 ；第一熱回收三通閥的D 口與四通換向閥的C 口相連，第一熱回收三通閥的C 口與風(fēng)冷換熱器的進(jìn)氣口相連，第一熱回收三通閥的E 口與熱回收換熱器的進(jìn)口相連； 在熱回收換熱器的液相管口出口位置設(shè)有第二熱回收三通閥，第二熱回收三通閥的管口 D為公共口；第二熱回收三通閥的D 口與熱回收換熱器的出口相連，第二熱回收三通閥的C 口與制冷單向閥的進(jìn)口相連，第二熱回收三通閥的E 口與風(fēng)冷換熱器的進(jìn)氣口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)冷換熱器采用風(fēng)冷翅片管換 熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)，其特征在于:第一熱回收三通閥具有兩種開(kāi)啟狀態(tài)，這兩種開(kāi)啟狀態(tài)決定了壓縮機(jī)排氣是進(jìn)入熱回收換熱器或者進(jìn)入風(fēng)冷換熱器；當(dāng)?shù)谝粺峄厥杖ㄩy處于開(kāi)啟狀態(tài)一時(shí)，第一熱回收三通閥的管口D和C導(dǎo)通，壓縮機(jī)排氣進(jìn)入風(fēng)冷換熱器，制冷系統(tǒng)處于制冷循環(huán)無(wú)熱回收模式；當(dāng)?shù)谝粺峄厥杖ㄩy處于開(kāi)啟狀態(tài)二時(shí)，第一熱回收三通閥的管口 D和E導(dǎo)通，壓縮機(jī)排氣進(jìn)入熱回收換熱器，制冷系統(tǒng)運(yùn)行在制冷循環(huán)熱回收模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)，其特征在于:第二熱回收三通閥具有兩種開(kāi)啟狀態(tài)，這兩種開(kāi)啟狀態(tài)決定了從熱回收換熱器排出的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽是否進(jìn)入風(fēng)冷換熱器繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱完成冷凝換熱過(guò)程并進(jìn)入到節(jié)流機(jī)構(gòu)；當(dāng)?shù)诙峄厥杖ㄩy處于開(kāi)啟狀態(tài)一時(shí)，第二熱回收三通閥的管口 D和C導(dǎo)通，從熱回收換熱器排除的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽進(jìn)入風(fēng)冷換熱器繼續(xù)完成冷凝換熱；當(dāng)?shù)诙峄厥杖ㄩy處于開(kāi)啟狀態(tài)二時(shí)，第二熱回收三通閥的管口 D和E導(dǎo)通，從熱回收換熱器排除的高溫高壓的制冷劑液體或濕蒸汽直接進(jìn)入制冷單向閥。
5.權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收制冷系統(tǒng)的熱回收制冷方法，其特征在于，包括如下步驟: O在制冷運(yùn)行模式下 A)壓縮機(jī)排氣經(jīng)四通換向閥管口D后通過(guò)管口 C進(jìn)入第一熱回收三通閥，通過(guò)第一熱回收三通閥的導(dǎo)引作用，壓縮機(jī)排氣進(jìn)入熱回收換熱器或者進(jìn)入風(fēng)冷換熱器； B)當(dāng)步驟A)中的壓縮機(jī)排氣只進(jìn)入風(fēng)冷換熱器，冷卻冷凝后的制冷劑液體從風(fēng)冷換熱器的制冷劑液相管路出來(lái)到制冷單向閥，風(fēng)冷熱泵機(jī)組運(yùn)行在無(wú)熱回收狀態(tài)時(shí)，熱回收換熱器的壓力與風(fēng)冷換熱器的制冷劑液相壓力相平衡； C)當(dāng)步驟A)中的壓縮機(jī)排氣進(jìn)入熱回收換熱器，冷凝熱通過(guò)熱回收換熱器傳遞給循環(huán)熱水回路，熱量得到利用；在熱回收換熱器的出口，連接有第二熱回收三通閥，通過(guò)第二熱回收三通閥的導(dǎo)引作用，冷凝后的制冷劑液體返回到風(fēng)冷換熱器繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱，或直接返回到制冷劑液相管路制冷單向閥；其中冷凝后的制冷劑液體或濕蒸汽返回到風(fēng)冷換熱器繼續(xù)進(jìn)行冷凝換熱，則機(jī)組運(yùn)行在部分熱回收狀態(tài)；冷凝后的制冷劑液體或濕蒸汽直接返回到制冷劑液相管路制冷單向閥，則機(jī)組運(yùn)行在全熱回收狀態(tài)； D)步驟C)中冷凝后的制冷劑液體流經(jīng)制冷單向閥、干燥過(guò)濾器、制冷膨脹閥和水側(cè)換熱器，在水側(cè)換熱器的出口制冷劑氣體通過(guò)四通換向閥返回到壓縮機(jī)吸氣口，完成制冷循環(huán)； 2)在制熱模 式下，風(fēng)冷換熱器充當(dāng)蒸發(fā)器，熱回收換熱器關(guān)閉，風(fēng)冷換熱器中制冷劑蒸發(fā)成氣體從出口出來(lái)，然后通過(guò)第一熱回收換熱器閥和四通換向閥返回到壓縮機(jī)吸氣口，完成制熱循環(huán)。
【文檔編號(hào)】F25B41/04GK103791654SQ201410089198
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】商萍君, 王雷, 高登山 申請(qǐng)人:無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院