[实用新型]一种单级压缩的高温水源热泵机组

说明书

技术领域    

本实用新型属于制冷设备技术领域，具体涉及一种以R134a为制冷剂的单级压缩的高温水源热泵机组。

背景技术     

在日常的生产生活中，我们有时需要大量75℃左右的热水，如暖气片供暖，医用热水等。过去，我们主要通过锅炉烧煤、石油等化石燃料来获得中高温热水。不过随着对能源紧张和环境问题的日益关注，研发高效节能并符合可持续发展战略的供热技术得到国内外的广泛关注。高温水源热泵技术是近十几年来，国内外大力推广的节能环保技术，可以缓解我国过于依赖煤炭的能源形式，解决地热尾水、工业废水直接排放所造成的能源浪费等问题，同时也间接地减少了对大气的污染。我国有丰富的余热废热资源，如锅炉厂的烟气余热、缸套冷却水余热，铝锭厂的冷却水余热等等，温度范围在15-50℃之间，回收利用这些能源，能大大缓解我国能源紧张的局面，在节省其他高品位能源的同时，也起到了减少污染，保护环境的作用。

当前市场上的水源机组，大多以R22为制冷剂，但是由于工质本身的性质和压缩机相关技术问题，很难产生60℃以上的热水。也有一部分采用R134a为制冷剂的水源热泵机组，供暖时最高可达70℃，稳定供水温度基本上在60-65℃。但是以上获得中高温热水的机组，基本上采用的是螺杆式压缩机或者离心式压缩机以通过两级压缩来实现的，而两级压缩的水源热泵机组，其成本高，管道和控制系统复杂，经济性和可操作性也都不如单级压缩系统。目前，以环保型制冷剂R134a为工质的单级压缩的中高温水源热泵市面上基本上没有，采用R134a制冷剂来获得75℃以上的热水的高温水源热泵机组基本上也没有。 

制冷剂R134a，作为R12的替代制冷剂，常用于车用空调，商业和工业用制冷系统中，也因其高温性能优良而广泛应用于中高温水源热泵中，但在热源侧温度较低时，如15-30℃温水的条件下，利用单级压缩是很难制取75℃以上的热水的，将会造成压缩机的排气温度很高，而过高的排气温度，会使得压缩机电机处于过热而进入保护状态，同时过高的温度也会造成压缩机内的润滑油炭化，从而失去润滑的作用，两种情况都将直接导致压缩机不能正常运行。另外，当机组在30-50℃的热源侧温度范围内运行，机组的蒸发压力过大和压缩机的回气过热度很大，即压缩机的吸气压力和吸气温度都会比较高，而过高的蒸发压力会造成压缩机的电机过载，过高的吸气温度同样会引起排气温度过高，是不利于压缩机的可靠运行的。 

因此，如何设计和改进R134a单级压缩系统，如何控制R134a单级压缩系统的蒸发压力、回气过热度和排气温度，就成了高温水源热泵能否在15-50℃宽工况热源侧温度下获得75℃以上热水的技术难题。 

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种单级压缩的高温水源热泵机组。 

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为： 

所述单级压缩的高温水源热泵机组包括压缩机；所述压缩机工质出口与冷凝器工质进口连通，冷凝器工质出口依次与干燥过滤器和视液镜连通，视液镜工质出口经MOP热力膨胀阀与蒸发器工质进口连通，蒸发器工质出口与压缩机工质进口连通；所述视液镜工质出口还与热力膨胀阀连通，热力膨胀阀与蒸发器工质出口连通；与MOP热力膨胀阀连接的A感温包设置在蒸发器工质出口处，用以感知蒸发器出来的制冷剂的过热度，与热力膨胀阀连接的B感温包设置在压缩机工质出口处，用以感知压缩机的排气温度。

其中，所述视液镜与热力膨胀阀连通的管道上设有电磁阀。所述热泵机组的工质为R134a制冷剂。所述MOP热力膨胀阀能够控制系统的最大蒸发压力。 

下面结合设计原理及设备工作过程，对本实用新型作进一步说明： 

压缩机排出的高温高压气体经冷凝器与冷却水换热后，冷凝成高温高压液体，经干燥过滤器和视液镜后，分两路，一路经MOP热力膨胀阀膨胀成低温低压的液体，然后经蒸发器与热源水换热蒸发成低压低温的气体，另一路经电磁阀以及热力膨胀阀膨胀成低温低压的液体，可能有一部分闪发蒸汽，并与来自蒸发器的气体一起进入压缩机的吸气口，经压缩机压缩成高温高压气体，再经排气口排出，如此循环获得所需的换热量。其中，利用MOP热力膨胀阀将最大蒸发温度控制在20℃。同时利用另一路管路将冷凝器出来的低温液体旁通到压缩机吸入口，用来降低蒸发器出来的制冷剂的过热度，从而降低压缩机的排气温度。

具体工作过程如下：