原油加热用空气源热泵机组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热栗系统技术，尤其是一种空气源热栗机组，该空气源热栗机组可用于油田原油加热、建筑物供暖及热水供应等场合。
【背景技术】
[0002]现有原油储罐的加热方式主要有:电加热、燃油或燃气锅炉加热、太阳能和热栗加热。电加热直接采用高品位能源制热，使用成本高、一次能源利用率低，既不节能，也不经济；燃油或者燃气加热的方式会排放污染气体；由于太阳辐射的周期性与不确定性，太阳能加热方式存在供热不稳定，需辅助其他形式的加热装置，导致加热系统复杂、可靠性降低；传统的热栗加热的方式只适用于大型油田且有污水和品位较高的低位热源可利用的场入口 ο
[0003]为此，技术人员提出了空气源热栗加热的技术方案，该方案以空气作为低位热源通过热栗机组提升能源品位后实现加热。但是在实际应用中发现:现有空气源热栗在环境较高的情况下节能效果较好，当环境温度下降时，空气源热栗制热量衰减较为严重，制热能效比低，系统运行的可靠性与稳定性较差。
[0004]因此，现有空气源热栗不能满足室外较宽温度变化范围的需求，运行也不够稳定和可靠。
【发明内容】
[0005]发明目的:提供一种原油加热用空气源热栗机组，以解决现有空气源热栗对环境温度宽范围变化全年制热适应性差、低温环境下制热量衰减大及制热能效比低、运行可靠性差等问题。
[0006]技术方案:一种原油加热用空气源热栗机组，包括第一级循环回路和第二级循环回路，所述第一级循环回路包括依序连通、形成闭合循环系统的第一压缩机、双通道换热器、双通道蒸发器和第一气液分离器，位于双通道换热器和双通道蒸发器之间的管路上设置有第一膨胀阀；
所述第二级循环回路包括相互连通的换热子回路和蒸发子回路；所述换热子回路包括依序连通的第二气液分离器、第二压缩机、油箱换热器和储液罐；
所述蒸发子回路包括第一、第二蒸发子回路，其两端分别与储液罐和第二气液分离器连通，第一蒸发子回路连接双通道换热器中的一路，第二蒸发子回路连接双通道蒸发器的一路；
第一蒸发子回路中，双通道换热器与储液罐、第二气液分离器之间的管道上分别设置有第二电磁阀和第四电磁阀；第二蒸发子回路中，双通道蒸发器与储液罐、第二气液分离器之间的管道上分别设置有第一电磁阀和第三电磁阀；储液罐的出口端连接有第二膨胀阀，或者与储液罐出口端连接的第一蒸发子回路和第二蒸发子回路上分别连接有膨胀阀。
[0007]进一步的，所述双通道蒸发器的制冷剂通道间隔布置，一制冷剂通道的两端分别设置有第一分液器和第一集气管，另一制冷剂通道的两端分别设置有第二分液器和第二集气管。
[0008]进一步的，所述第一级循环回路中设置有四通换向阀，该四通换向阀的接口分别与第一压缩机的排气口、第一气液分离器的入口、双通道换热器的一次侧入口和双通道蒸发器的第一集气管连通。
[0009]进一步的，所述换热子回路还包括油分离器，其连接于第二压缩机和油箱换热器之间，该油分离器的回油口与第二压缩机的吸气口连接；油分离器出气口与油箱换热器之间的管路上依次设置有单向阀和第一球阀；油分离器回油口与第二压缩机吸气口之间的管路上依次设置有视镜和第三球阀。
[0010]进一步的，所述油箱换热器与储液罐之间的管路上设置有第二球阀。所述油箱换热器为双螺旋盘管冷凝器。
[0011]有益效果:本发明设置有两级循环回路，两级回路独立，可实现双级制热、两回路同时单独制热及第二回路单独制热等运行模式，使机组能够适应较宽的环境温度变化，全年制热效果更好，系统运行的可靠性和稳定性提高。
【附图说明】
[0012]图1:本发明实施例一的结构示意图。
[0013]图2:本发明实施例二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]结合图1和图2详细描述本发明的结构、原理和设计思路。
[0015]如图1所示，该实施例中的原油加热用空气源热栗机组，主要包括两组相对独立循环系统，可单独运行，也可以同时运行。在环境温度较高时，根据加热温度可控制几组分别单级运行；在环境温度较低或加热温度较高时，同热栗机组同时运行，从而使机组能够在较宽的温度变化范围时稳定运行(_25°C -40°C )，特别是能够使机组能够在较低环境温度中可靠、稳定运行。
[0016]在该实施例中，第一级循环回路主要包括第一压缩机1、四通换向阀2、双通道换热器3、第一膨胀阀4、第一制冷剂分液器51、双通道蒸发器5和第一气液分离器6，各装置之间通过管体依序连通，形成一个相对封闭的循环系统。
[0017]双通道蒸发器中设置有多路低温级制冷剂通道53和多路高温级制冷剂通道54，它们间隔设置，其两端分别连接分液器和集气管，即低温级制冷剂通道的两端分别设置有低温级制冷剂分液器51 (第一制冷剂分液器)和低温级制冷剂集气管55 (第一集气管)。同时，第一制冷器分液器51可以为双通道蒸发器的一部分，即集成于双通道蒸发器上。
[0018]该循环回路为低温循环回路，在下文中，第一压缩机I指低温级压缩机，双通道换热器3为板式换热器，第一膨胀阀4为低温级膨胀阀，第一级气液分离器6为低温级气液分离器，为方便起见，在描述该实施例时，上述概念可以相互换用。
[0019]在实践中，各装置的连接关系为:低温级气液分离器的出口与低温级压缩机的吸气口连接，低温级压缩机的排气口和四通换向阀的进气口连接，四通换向阀的回气口与低温级气液分离器的入口连接，四通换向阀的另外两个接口分别与板式换热器的低温级制冷剂进口及双通道蒸发器的低温级制冷剂集气管55连接，板式换热器的低温级制冷剂出口和低温级膨胀阀的进口连接，低温级膨胀阀的出口和双通道蒸发器的低温级制冷剂分液器连接。
[0020]第二级循环回路主要包括两部分，即换热子回路和蒸发子回路，分别用以加热原油(气体和原油换热)和制冷剂再生处理(气体由液态蒸发，再次变成气态)。在换热子回路中，包括第二气液分离器19、第二压缩机7、油分离器8、油箱换热器11和储液罐13，各装置依序连通，形成回路的一部分，部分连通管路上设置有电磁阀。油分离器与油箱换热器之间的管路上设置有单向阀9和第一球阀10，油箱换热器和储液罐之间的管路上设置有第二球阀12。油分离器的出油口与第二压缩机的进口端连接，且连接管路上设置有视镜20和第三球阀21。在冷凝管中，气体放热，加热原油，气体自身降温，形成高压低温液体，进入储液罐。
[0021]蒸发子回路有两支，第一蒸发子回路和第二蒸发子回路，分别在不同的工作情况下与换热子回路组成闭合回路，它们(第一蒸发子回路和第二蒸发子回路)的两端分别与储液罐和第二气液分离器连通，连接方式可以为各自直接与储液罐和第二气液分离器连通，或者储液罐和第二气液分离器上设置有多通管或连接管，第一、第二子回路与多通管或连接管连通。
[0022]第一蒸发子回路和第二蒸发子回路分别经由第一级循环回路中的不同装置，其中，第一蒸发子回路经由双通道换热器中的一路，第二蒸发子回路经由双通道蒸发器中的一路。在第二蒸发子回路中，通过高温级制冷剂分液器52与双通道蒸发器中的高温级制冷剂通道连通，并从高温级制冷剂集气管56流出，流回第二气液分离器。
[0023]在第一蒸发子回路中，双通道换热器与储液罐、第二气液分离器之间的连通管道上分别设置有第二电磁阀16和第四电磁阀18，用以控制该回路的通断状态。
[0024]在第二蒸发子回路中，双通道蒸发器与储液罐、第二气液分离器之间的连通管道上分别设置第一电磁阀15和第三电磁阀17，用以控制该回路的通断状态。
[0025]储液罐的出口处设置有第二膨胀阀14。或者在第一蒸发子回路和第二蒸发子回路中各自设置有膨胀阀(第二膨胀阀14和第三膨胀阀22)，详见实施例二。
[0026]通过控制第一、第三和第二、第四电磁阀的开闭，可以控制第一、第二蒸发子回路的通断，以确定是哪个子回路与换热子回路形成闭合回路。
[0027]在该实施例中，第二循环回路为高温级循环回路，因此在描述该部分时，第二气液分离器指高温级气液分离器，第二压缩机为高温级压缩机，储液罐为高压储液罐，油箱换热器为双螺旋盘管油箱换热器，第二膨胀阀为高温级热力膨胀阀，描述时，上述概念可以换用。
[0028]在实践中，高温级压缩机的排气口和油分离器的进气口连接，油分离器的回油口依次与视镜、第三球阀、高温级压缩机进气口连接，油分离器的出气口依次与单向阀、第一球阀连接，第一球阀出口和双螺旋盘管油箱换热器入口连接，双螺旋盘管油箱换热器出口和第二球阀入口连接，第二球阀出口