一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热泵系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热泵系统，包括有CO2压缩机、气体冷却器、热水水箱、油分离器、储油罐、回热器、气液分离器、蒸发器以及冷水水箱；通过在气体冷却器和回热器之间使用油分离器和储油罐装置取代小机组装置中油分离器设计在压缩机和气液分离器之间，同时在气液分离器底部设计二次回油系统，本系统实现机组大型化，兆瓦功率输出，避免了机组小、数量庞大的不利因素，同时数量减少、减少占地面积；便于生产制造、安装、生产操作、运行维护；设备回油效率得到提高，短时间回油效率由原来0%提高至40～50%，回油利用率也得到相应提高，运行周期延长，回油稳定，设备运行效率高；运行成本低，节能效果显著。
【专利说明】
一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热泵系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及热栗系统领域技术，尤其是指一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统。
【背景技术】
[0002]前国际制冷学会主席G.Lorentzen大力提倡使用自然工质作为制冷剂。C02作为是一种具备独特性的自然工质，环境上，其ODP值为O，GWP值为I;安全性能方面上无毒、不可燃;性能上制冷量大、压比底、导热性能好等等优势，是目前国际上最理想的制冷剂之一。我国政府早在1989年加入《保护臭氧层维也纳公约》，同时近年来大力提倡节能减排诸多有利政策，对于C02跨临界循环制冷工业化和商业化带来前所未有的发展空间。
[0003]跨临界二氧化碳热栗与传统热栗相比:
[0004]效率高，跨临界二氧化碳热栗平均COP值可以达到4以上，制冷周期的EER值可以达至IJ3以上，远远大于普通热栗的COP值3和EER值2.5;节能效果显著，运行成本底。由于跨临界高COP和EER值，具有良好的节能效果。在同样的大型商场进行供暖和制冷，跨临界二氧化碳可以比溴化锂热栗节省49%的费用，比普通热栗节省37%，比锅炉冷水机组节省52%;应用范围广，工业、商业两用跨临界二氧化碳热栗制取热水40?95°C的范围，制取冷水O?10°C的范围，对制取工业其它制冷需求可以制取-15?0°C的范围。不仅满足城市商业用冷暖需求，也同样适合工业用冷热源需求;稳定性和可靠性高，使用寿命可以长达15年以上，高于普通热栗10年和溴化铝热栗5年的时间。
[0005]国内目前采用多套组合或者零散设备分布在生活热水和商场保鲜中，还未能实现兆瓦级工业生产和大型商业的生产中应用。因此，需要改进国内跨临界二氧化碳热栗系统设计，进行机组扩大化并投入工业生产和商业生产应用中去，解决当下相同效率，机组小、机组数量多的局面；同时改进措施提高回油效率和优化存储空间来保证设备性能稳定、长周期运行。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其能有效解决现有跨临界二氧化碳系统机组设备小、机组数量多不适用工业和大型商业生产技术要求的问题。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案:
[0008]—种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，包括有⑶2压缩机、气体冷却器、热水水箱、油分离器、储油罐、回热器、气液分离器、蒸发器以及冷水水箱;该CO2压缩机连通气体冷却器的进气口，该气体冷却器出气口连通油分离器的入口，气体冷却器的出水口连通热水水箱，油分离器的出油口连通储油罐，储油罐连通CO2压缩机，油分离器的出气口连通回热器的进气口，回热器的出气口连通蒸发器的进气口，蒸发器的出气口连通气液分离器的入口，气液分离器的出气口连通回热器，气液分离器的出油口连通储油罐，回热器连通CO2压缩机，蒸发器的出水口连通冷水水箱。
[0009]作为一种优选方案，所述CO2压缩机与气体冷却器的进气口之间依次串接有第一安全阀和第一球阀。
[0010]作为一种优选方案，所述气体冷却器的出水口与热水水箱之间连接有第一截止阀，气体冷却器的进水口处设置有第二截止阀，气体冷却器的出气口与油分离器的入口之间连接有第二球阀，该热水水箱的出水口依次串接有第三截止阀、热水水栗和第四截止阀。[0011 ]作为一种优选方案，所述油分离器的出油口与储油罐之间依次串接有第三球阀、第一过滤器和第一电磁阀，储油罐与CO2压缩机之间连接第四球阀，油分离器的出气口与回热器的进气口之间连接第五球阀。
[0012]作为一种优选方案，所述回热器的出气口与蒸发器的进气口之间连接节流阀，回热器与CO2压缩机之间连接有第六球阀。
[0013]作为一种优选方案，所述蒸发器的进水口处设置有第五截止阀，蒸发器的出水口与冷水水箱之间连接有第六截止阀。
[0014]作为一种优选方案，所述冷水水箱的出水口依次串接有第七截止阀、冷水水栗和第八截止阀。
[0015]作为一种优选方案，所述气液分离器的出油口与储油罐之间依次串接有第七球阀、第二过滤器和第二电磁阀，第七球阀的输出口还连接有第八球阀，气液分离器上还连接有第二安全阀。
[0016]本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知:
[0017]通过在气体冷却器和回热器之间使用油分离器和储油罐装置取代小机组装置中油分离器设计在压缩机和气液分离器之间，同时在气液分离器底部设计二次回油系统，本系统实现机组大型化，兆瓦功率输出，避免了机组小、数量庞大的不利因素，同时数量减少、减少占地面积;便于生产制造、安装、生产操作、运行维护;设备回油效率得到提高，短时间回油效率由原来0%提高至40?50%，回油利用率也得到相应提高，运行周期延长，回油稳定，设备运行效率高;运行成本低，节能效果显著。
[0018]为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型之较佳实施例的结构示意图。
[0020]附图标识说明:
[0021]11、C02压缩机12、气体冷却器
[0022]13、热水水箱14、油分离器
[0023]15、储油罐16、回热器
[0024]17、气液分离器18、蒸发器
[0025]19、冷水水箱20、第一安全阀
[0026]21、第一球阀22、第一截止阀
[0027]23、第二截止阀24、第二球阀
[0028]25、第三截止阀26、热水水栗
[0029]27、第四截止阀28、第三球阀
[0030]29、第一过滤器30、第一电磁阀
[0031]31、第四球阀32、第五球阀
[0032]33、节流阀34、第六球阀
[0033]35、第五截止阀36、第六截止阀
[0034]37、第七截止阀38、冷水水栗
[0035]39、第八截止阀40、第七球阀
[0036]41、第二过滤器42、第二电磁阀
[0037]43、第八球阀44、第二安全阀。
【具体实施方式】
[0038]请参照图1所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，包括有0)2压缩机11、气体冷却器12、热水水箱13、油分离器14、储油罐15、回热器16、气液分离器17、蒸发器18以及冷水水箱19。
[0039]该⑶2压缩机11连通气体冷却器12的进气口，该气体冷却器12出气口连通油分离器14的入口，气体冷却器12的出水口连通热水水箱13，油分离器14的出油口连通储油罐15，储油罐15连通CO2压缩机11，油分离器14的出气口连通回热器16的进气口，回热器16的出气口连通蒸发器18的进气口，蒸发器18的出气口连通气液分离器17的入口，气液分离器17的出气口连通回热器16，气液分离器17的出油口连通储油罐15，回热器16连通⑶2压缩机11，蒸发器18的出水口连通冷水水箱19。
[0040]具体而言，所述CO2压缩机11与气体冷却器12的进气口之间依次串接有第一安全阀20和第一球阀21 ；所述气体冷却器12的出水口与热水水箱13之间连接有第一截止阀22，气体冷却器12的进水口处设置有第二截止阀23，气体冷却器12的出气口与油分离器14的入口之间连接有第二球阀24，该热水水箱13的出水口依次串接有第三截止阀25、热水水栗26和第四截止阀27。
[0041 ]所述油分离器14的出油口与储油罐15之间依次串接有第三球阀28、第一过滤器29和第一电磁阀30，储油罐15与CO2压缩机11之间连接第四球阀31，油分离器14的出气口与回热器16的进气口之间连接第五球阀32。所述回热器16的出气口与蒸发器18的进气口之间连接节流阀33，回热器16与CO2压缩机11之间连接有第六球阀34。所述蒸发器18的进水口处设置有第五截止阀35，蒸发器18的出水口与冷水水箱19之间连接有第六截止阀36。所述冷水水箱19的出水口依次串接有第七截止阀37、冷水水栗38和第八截止阀39。所述气液分离器17的出油口与储油罐15之间依次串接有第七球阀40、第二过滤器41和第二电磁阀42，第七球阀40的输出口还连接有第八球阀43，气液分离器17上还连接有第二安全阀44。
[0042]详述本实施例的工作过程如下:
[0043]运行中，高压侧CO2气体通过混合少量润滑油依次通过第一安全阀20、第一球阀21后进入气体冷却器12，通过与水路介质的热量交换，经气体冷却器12降温后进入油分离器14，C02与油进行分离，分离后的0)2经过回热器16再次冷却，冷却后的CO2通过节流阀33节流进入到蒸发器18进行热量交换，吸收热量后通过气液分离器17将液态CO2及未完全过滤干净的油沉降，CO2气体通过回热器16进一步加热后回到CO2压缩机11进气口循环使用；油分离器14的油通过储油罐15存储，气液分离器17的油经过沉降后存储在气液分离器17底部，根据液位高低适当的给储油罐15进行补油工作。CO2压缩机11缺油后自动发出补油指令控制第二电磁阀42，自动给压缩补油口进行补充。
[0044]外界热水水路通过调节气体冷却器12出口的第一截止阀22，进行调节流量，达到业主工况要求;冷水水路也是通过调节蒸发器18出口的第六截止阀36，进行调节流量，达到业主工况要求。
[0045]回油运行:C02和油通过气体冷却器12降温后，进入油分离器14后进行分离，CO2和极少量的润滑油通过过滤器往回热器16输送，润滑油通过油分离器14分离后存储到一定的液位后，当液位达到存储上限，通过液位信号自动识别打开油分离器14与储油罐15之间的第一电磁阀30，输送一定存储量，当达到下限存储量时自动关闭第一电磁阀30;液位识别信号在打开油分离器14与储油罐15之间的第一电磁阀30之前，关闭气液分离器17与储油罐15之间的第二电磁阀42，实现一次回油存储；当油分离器14不向储油罐15输送时间里，气液分离器17与储油罐15保持联通，随时保证二次回油。
[0046]本实用新型的设计重点在于:通过在气体冷却器和回热器之间使用油分离器和储油罐装置取代小机组装置中油分离器设计在压缩机和气液分离器之间，同时在气液分离器底部设计二次回油系统，本系统实现机组大型化，兆瓦功率输出，避免了机组小、数量庞大的不利因素，同时数量减少、减少占地面积;便于生产制造、安装、生产操作、运行维护;设备回油效率得到提高，短时间回油效率由原来0%提高至40?50%，回油利用率也得到相应提高，运行周期延长，回油稳定，设备运行效率高;运行成本低，节能效果显著。
[0047]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其特征在于:包括有CO2压缩机、气体冷却器、热水水箱、油分离器、储油罐、回热器、气液分离器、蒸发器以及冷水水箱;该CO2压缩机连通气体冷却器的进气口，该气体冷却器出气口连通油分离器的入口，气体冷却器的出水口连通热水水箱，油分离器的出油口连通储油罐，储油罐连通CO2压缩机，油分离器的出气口连通回热器的进气口，回热器的出气口连通蒸发器的进气口，蒸发器的出气口连通气液分离器的入口，气液分离器的出气口连通回热器，气液分离器的出油口连通储油罐，回热器连通CO2压缩机，蒸发器的出水口连通冷水水箱。2.根据权利要求1所述的一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其特征在于:所述CO2压缩机与气体冷却器的进气口之间依次串接有第一安全阀和第一球阀。3.根据权利要求1所述的一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其特征在于:所述气体冷却器的出水口与热水水箱之间连接有第一截止阀，气体冷却器的进水口处设置有第二截止阀，气体冷却器的出气口与油分离器的入口之间连接有第二球阀，该热水水箱的出水口依次串接有第三截止阀、热水水栗和第四截止阀。4.根据权利要求1所述的一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其特征在于:所述油分离器的出油口与储油罐之间依次串接有第三球阀、第一过滤器和第一电磁阀，储油罐与CO2压缩机之间连接第四球阀，油分离器的出气口与回热器的进气口之间连接第五球阀。5.根据权利要求1所述的一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其特征在于:所述回热器的出气口与蒸发器的进气口之间连接节流阀，回热器与CO2压缩机之间连接有第六球阀。6.根据权利要求1所述的一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其特征在于:所述蒸发器的进水口处设置有第五截止阀，蒸发器的出水口与冷水水箱之间连接有第六截止阀。7.根据权利要求1所述的一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其特征在于:所述冷水水箱的出水口依次串接有第七截止阀、冷水水栗和第八截止阀。8.根据权利要求1所述的一种工业商业用兆瓦级跨临界二氧化碳热栗系统，其特征在于:所述气液分离器的出油口与储油罐之间依次串接有第七球阀、第二过滤器和第二电磁阀，第七球阀的输出口还连接有第八球阀，气液分离器上还连接有第二安全阀。
【文档编号】F25B30/02GK205580030SQ201620310586
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】李春祥, 李良芳, 王艳媛, 李其昌, 郭勇, 黄文
【申请人】福建欣隆环保有限公司