一种调控港区热湿环境的水源热泵的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种调控港区热湿环境的水源热泵，水源热泵包括第一压缩机，第二压缩机，第一四通阀，第二四通阀，第一电磁阀，第二电磁阀，第三电磁阀，第四电磁阀，及第一换热器、第二换热器、第三换热器，所述的第一压缩机连接第一四通阀与第二压缩机，第一四通阀连接第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，第二四通阀连接第二电磁阀、第四电磁阀、第三换热器和第二压缩机，第三电磁阀连接第一换热器，第一换热器连接第二换热器、第三换热器，第二换热器连接第一电磁阀、第二电磁阀。本实用新型可以根据港区要求实现空调制冷、制热和生活热水。
【专利说明】
-种调控港区热湿环境的水源热累
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种码头港区建筑室内空气调节及热水供应装置，更具体地说， 设及一种调控港区热湿环境的水源热累。
【背景技术】
[0002] 码头港区分为生产区和生产辅助区，而港区生产辅助建筑物:包括综合办公楼、候 工楼、餐厅等，冬夏季需对建筑室内空气进行室溫调节；同时，还需为生产作业人员提供生 产生活热水，由于港区位置远离市区，很难采用城市热网。港区空调一般设置中央空调系 统，热水系统采用电辅型热累热水器。夏季空调制冷，大量的冷凝热散发到室外大气中，产 生热污染，冬季供暖，当室外溫度过低时，造成空调机组的停机保护现象;港区用生活热水， 需从新设计一套热源，不仅增加初投资，同时降低了能源利用率。
[0003] 港区水源充足，对于大型水体，如江河、海水，由于水体蓄热作用，水溫受气溫的影 响存在一定的延迟。因此，港区空调、热水供应可充分利用江水、海水等低溫热源。
【发明内容】
[0004] 本实用新型要解决的技术问题在于港区空气调节及热水供应需提供两套系统，针 对现有技术的上述筹资多效率低的缺陷，提供一种调控港区热湿环境的水源热累，可根据 港区要求实现空调制冷、制热和生活热水功能，减少了初投资，节约能源。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种调控港区热湿环境的水源 热累，包括第一压缩机、第二压缩机、第一四通阀、第二四通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第 =电磁阀、第四电磁阀及第一换热器、第二换热器、第=换热器，所述的第一压缩机连接第 一四通阀与第二压缩机，第一四通阀连接第一电磁阀、第=电磁阀、第四电磁阀，第二四通 阀连接第二电磁阀、第四电磁阀、第=换热器和第二压缩机；
[0006] 第一四通阀与第二四通阀之间依次设置第一电磁阀、第二电磁阀，第一四通阀与 第一换热器之间设置有第=电磁阀；
[0007] 第一换热器与第二换热器之间设置有第二节流阀，第二换热器与第=换热器之间 依次设置有第二节流阀、第一节流阀；
[000引循环累连接第一截止阀，第一截止阀连接第一换热器，第一换热器连接第二截止 阀。
[0009] 本实用新型还提供了一种上述调控港区热湿环境的水源热累控制方法，包括W下 步骤：
[0010] 开启第S电磁阀、第四电磁阀，关闭第一电磁阀、第二电磁阀，第二换热器和第二 压缩机不工作;低溫低压的制冷剂经第二四通阀进入第一压缩机，经过第一压缩机压缩后 的高溫高压制冷剂通过第一四通阀进入第一换热器冷凝放热，由第一换热器冷凝后的制冷 剂经过第一节流阀绝热膨胀，节流降压后的制冷剂进入第=换热器蒸发吸热，吸热后的制 冷剂经过第二四通阀进入第一压缩机，再次进行循环;水源通过循环累进入第一换热器，带 走第一换热器内的冷凝热经过第二截止阀排出，循环可往复进行。
[0011] 本实用新型还提供了另一种上述调控港区热湿环境的水源热累控制方法，包括W 下步骤：
[0012] 开启第二电磁阀、第S电磁阀，关闭第一电磁阀、第四电磁阀，第S换热器不工作； 低溫低压的制冷剂经第一四通阀进入第一压缩机，经过第一压缩机压缩后的中溫中压制冷 剂经第二压缩机再次压缩成为高溫高压的制冷剂，通过第二四通阀、第二电磁阀进入第二 换热器冷凝放热，由第二换热器冷凝后的制冷剂经过第二节流阀绝热膨胀，节流降压后的 制冷剂进入第一换热器蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第一四通阀进入第一压缩机，再次 进行循环;水源通过循环累进入第一换热器，释放热量后经过第二截止阀排出，循环可往复 进行。
[0013] 本实用新型还提供了另一种上述调控港区热湿环境的水源热累控制方法，包括W 下步骤：
[0014] 开启第二电磁阀、第S电磁阀、第四电磁阀，关闭第一电磁阀；低溫低压的制冷剂 经第二四通阀、第四电磁阀进入第一压缩机，经过第一压缩机压缩后的中溫中压制冷剂分 两路循环：一路通过第一四通阀经过第=电磁阀进入第一换热器冷凝放热；另一路经第二 压缩机压缩，通过第二四通阀经第二电磁阀进入第二换热器冷凝放热，由第二换热器冷凝 后的制冷剂经过第二节流阀绝热膨胀，节流降压后的制冷剂与第一换热器冷凝放热的制冷 剂混合，混合后的制冷剂经过第一节流阀绝热膨胀，节流降压后的制冷剂进入第=换热器 蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第二四通阀、第四电磁阀进入第一压缩机，再次进行循环； 水源通过循环累进入第一换热器，带走第一换热器内的冷凝热经过第二截止阀排出，循环 可往复进行。
[0015] 本实用新型还提供了另一种上述调控港区热湿环境的水源热累控制方法，包括W 下步骤：
[0016] 开启第二电磁阀、第四电磁阀，关闭第一电磁阀、第S电磁阀；低溫低压的制冷剂 经第二四通阀、第四电磁阀进入第一压缩机，经过第一压缩机压缩后的中溫中压制冷剂经 第二压缩机再次压缩，通过第二四通阀、第二电磁阀进入第二换热器冷凝放热，由第二换热 器冷凝后的制冷剂经过第二节流阀绝热膨胀进行一次节流，经第一节流阀二次节流，二次 节流降压后的制冷剂进入第=换热器蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第二四通阀、第四电 磁阀进入第一压缩机，再次进行循环。
[0017] 本实用新型还提供了另一种上述调控港区热湿环境的水源热累控制方法，包括W 下步骤：
[0018] 开启第二电磁阀、第S电磁阀、第四电磁阀，关闭第一电磁阀，同时调整第一四通 阀转向；低溫低压的制冷剂经第=电磁阀、第一四通阀与经过第二四通阀、第四电磁阀的制 冷剂混合，混合后的制冷剂经过第一压缩机压缩，压缩后的中溫中压制冷剂经第二压缩机 再次压缩，经过第二四通阀、第二电磁阀进入第二换热器冷凝放热，由第二换热器冷凝后的 制冷剂经过第二节流阀绝热膨胀进行节流，节流后的制冷剂分两路循环:一路制冷剂进入 第一换热器蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第一四通阀进入第一压缩机;另一路制冷剂经 过第一节流阀绝热膨胀进行二次节流，进入第=换热器蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第 二四通阀、第四电磁阀进入第一压缩机，再次进行循环;水源通过循环累进入第一换热器， 释放热量后经过第二截止阀排出，循环可往复进行。
[0019] 本实用新型还提供了另一种上述调控港区热湿环境的水源热累控制方法，包括W 下步骤：
[0020] 开启第S电磁阀，关闭第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀，第二换热器不工作； 低溫低压的制冷剂经过第一四通阀进入第一压缩机，经过第一压缩机压缩后的中溫中压制 冷剂经第二压缩机再次压缩，经第二四通阀进入第=换热器冷凝放热，由第=换热器冷凝 后的制冷剂经过第一节流阀绝热膨胀进行节流，节流降压后的制冷剂进入第一换热器蒸发 吸热，吸热后的制冷剂经过第一四通阀进入第一压缩机，再次进行循环;水源通过循环累进 入第一换热器，释放热量后经过第二截止阀排出，循环可往复进行。
[0021] 本实用新型还提供了另一种上述调控港区热湿环境的水源热累控制方法，包括W 下步骤：
[0022] 开启第一电磁阀、第S电磁阀，关闭第二电磁阀、第四电磁阀；低溫低压的制冷剂 经过第一四通阀进入第一压缩机，经过第一压缩机压缩后的中溫中压制冷剂分两路循环： 一路经过第一四通阀、第一电磁阀进入第二换热器冷凝放热，由第二换热器冷凝后的制冷 剂经过第二节流阀绝热膨胀进行节流；另一路经第二压缩机再次压缩，经过第二四通阀进 入第=换热器冷凝放热，由第=换热器冷凝后的制冷剂经过第一节流阀绝热膨胀进行节 流，经过第一节流阀节流后的制冷剂与经过第二节流阀节流后的制冷剂混合，混合后的制 冷剂进入第一换热器蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第一四通阀进入第一压缩机，再次进 行循环;水源通过循环累进入第一换热器，释放热量后经过第二截止阀排出，循环可往复进 行。
[0023] 实施本实用新型的调控港区热湿环境的水源热累，具有W下有益效果：
[0024] 本实用新型的调控港区热湿环境的水源热累由于电磁阀的自动控制W及四通阀 的转向调节功能，可根据季节或港区要求实现空调制冷、制热和生活热水等多种功能，减少 了初投资，节约能源。
【附图说明】
[0025] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0026] 图1是本实用新型一种调控港区热湿环境的水源热累的结构示意图。
[0027] 图2是本实用新型一种调控港区热湿环境的水源热累的制冷剂循环示意图。
[0028] 图中：1、第一压缩机，2、第一四通阀，3、第一电磁阀，4、第二电磁阀，5、第S电磁 阀，6、第四电磁阀，7、第二四通阀，8、第一换热器，9、第二换热器，10、第S换热器，11、第一 节流阀，12、第二节流阀，13、第一截止阀，14、第二截止阀，15、循环累，16、第二压缩机。
【具体实施方式】
[0029] 为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细 说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0030] 如图1所示，在本实用新型的一种调控港区热湿环境的水源热累，包括第一压缩机 1，第一四通阀2,第二四通阀7,第一电磁阀3,第二电磁阀4,第S电磁阀5,第四电磁阀6,第 二压缩机16,及第一换热器8、第二换热器9、第=换热器10,其特征在于，所述的第一压缩机 I连接第一四通阀2与第二压缩机16,第一四通阀2连接第一电磁阀3、第=电磁阀5、第四电 磁阀6,第二四通阀7连接第二电磁阀4、第四电磁阀6、第S换热器10、第二压缩机16;
[0031] 第一四通阀2与第二四通阀7之间依次设置第一电磁阀3、第二电磁阀4,第一四通 阀2与第一换热器8之间设置有第=电磁阀5;
[0032] 第一换热器8与第二换热器9之间设置有第二节流阀12,第二换热器9与第=换热 器10之间依次设置有第二节流阀12、第一节流阀11;
[0033] 循环累15连接第一截止阀13,第一截止阀13连接第一换热器8,第一换热器8连接 第二截止阀14。
[0034] 根据不同的季节和需求，调控港区热湿环境的水源热累具有如下多种控制方法：
[0035] 夏季运行时：
[0036] Sl、单独制冷工况
[0037] 开启第S电磁阀5、第四电磁阀6,关闭第一电磁阀3、第二电磁阀4,第二换热器9和 第二压缩机16不工作;低溫低压的制冷剂经第二四通阀7进入第一压缩机1，经过第一压缩 机1压缩后的高溫高压制冷剂通过第一四通阀2进入第一换热器8冷凝放热，由第一换热器8 冷凝后的制冷剂经过第一节流阀11绝热膨胀，节流降压后的制冷剂进入第=换热器10蒸发 吸热，吸热后的制冷剂经过第二四通阀7进入第一压缩机1，再次进行循环。
[0038] 水源通过循环累15进入第一换热器8,带走第一换热器8内的冷凝热经过第二截止 阀11排出，循环可往复进行。
[0039] S2、单独生活热水
[0040] 开启第二电磁阀4、第S电磁阀5,关闭第一电磁阀3、第四电磁阀6,第S换热器10 不工作;低溫低压的制冷剂经第一四通阀2进入第一压缩机1，经过第一压缩机1压缩后的中 溫中压制冷剂经第二压缩机16再次压缩成为高溫高压的制冷剂，通过第二四通阀7经第二 电磁阀4进入第二换热器9冷凝放热，由第二换热器9冷凝后的制冷剂经过第二节流阀12绝 热膨胀，节流降压后的制冷剂进入第一换热器8蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第一四通阀 2进入第一压缩机1，再次进行循环。
[0041] 水源通过循环累15进入第一换热器8,释放热量后经过第二截止阀14排出，循环可 往复进行。
[0042] S3、制冷兼部分热回收
[0043] 开启第二电磁阀4、第S电磁阀5、第四电磁阀6,关闭第一电磁阀3;低溫低压的制 冷剂经第二四通阀7、第四电磁阀6进入第一压缩机，经过第一压缩机1压缩后的中溫中压制 冷剂分两路循环:一路通过第一四通阀2经过第=电磁阀5进入第一换热器8冷凝放热；另一 路经第二压缩机16压缩，通过第二四通阀7经第二电磁阀4进入第二换热器9冷凝放热，由第 二换热器9冷凝后的制冷剂经过第二节流阀12绝热膨胀，节流降压后的制冷剂与第一换热 器8冷凝放热的制冷剂混合，混合后的制冷剂经过第一节流阀11绝热膨胀，节流降压后的制 冷剂进入第=换热器10蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第二四通阀7、第四电磁阀6进入第 一压缩机1，再次进行循环。
[0044] 水源通过循环累15进入第一换热器8,带走第一换热器8内的冷凝热经过第二截止 阀14排出，循环可往复进行。
[0045] S4、制冷兼全热回收
[0046] 根据用热水量大小，制冷兼全热回收可分为一般工况和极端工况：
[0047] a、一般工况，用热水量较小，第一换热器8不工作。
[004引开启第二电磁阀4、第四电磁阀6,关闭第一电磁阀3、第S电磁阀5;低溫低压的制 冷剂经第二四通阀7、第四电磁阀6进入第一压缩机1，经过第一压缩机1压缩后的中溫中压 制冷剂经第二压缩机16再次压缩，通过第二四通阀7、第二电磁阀4进入第二换热器9冷凝放 热，由第二换热器9冷凝后的制冷剂经过第二节流阀12绝热膨胀进行一次节流，经第一节流 阀11二次节流，二次节流降压后的制冷剂进入第=换热器10蒸发吸热，吸热后的制冷剂经 过第二四通阀7、第四电磁阀6进入第一压缩机1，再次进行循环。
[0049] b、极端工况，用热水量较大，第一换热器8蒸发吸热。
[0050] 开启第二电磁阀4、第S电磁阀5、第四电磁阀6,关闭第一电磁阀3,同时调整第一 四通阀2转向；低溫低压的制冷剂经第S电磁阀5、第一四通阀2与经过第二四通阀7、第四电 磁阀6的制冷剂混合，混合后的制冷剂经过第一压缩机1压缩，压缩后的中溫中压制冷剂经 第二压缩机16再次压缩，经过第二四通阀7、第二电磁阀4进入第二换热器9冷凝放热，由第 二换热器9冷凝后的制冷剂经过第二节流阀12绝热膨胀进行节流，节流后的制冷剂分两路 循环:一路制冷剂进入第一换热器8蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第一四通阀2进入第一 压缩机1;另一路制冷剂经过第一节流阀11绝热膨胀进行二次节流，进入第=换热器10蒸发 吸热，吸热后的制冷剂经过第二四通阀7、第四电磁阀6进入第一压缩机1，再次进行循环。
[0051] 水源通过循环累15进入第一换热器8,释放热量后经过第二截止阀14排出，循环可 往复进行。
[0化2] 冬季运行时：
[0化3] Sl、单独供暖
[0054] 开启第S电磁阀5,关闭第一电磁阀3、第二电磁阀4、第四电磁阀6,第二换热器9不 工作;低溫低压的制冷剂经过第一四通阀2进入第一压缩机1，经过第一压缩机1压缩后的中 溫中压制冷剂经第二压缩机再次压缩，经第二四通阀7进入第=换热器10冷凝放热，由第= 换热器10冷凝后的制冷剂经过第一节流阀11绝热膨胀进行节流，节流降压后的制冷剂进入 第一换热器8蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第一四通阀2进入第一压缩机1，再次进行循 环。
[0055] 水源通过循环累15进入第一换热器8,释放热量后经过第二截止阀14排出，循环可 往复进行。
[0化6] S2、单独生活热水
[0057]同夏季运行单独生活热水工况。
[0化引S3、供暖兼生活热水
[0059]开启第一电磁阀3、第S电磁阀5,关闭第二电磁阀4、第四电磁阀6;低溫低压的制 冷剂经过第一四通阀2进入第一压缩机1，经过第一压缩机1压缩后的中溫中压制冷剂分两 路循环:一路经过第一四通阀2、第一电磁阀3进入第二换热器9冷凝放热，由第二换热器9冷 凝后的制冷剂经过第二节流阀12绝热膨胀进行节流;另一路经第二压缩机再次压缩，经过 第二四通阀7进入第=换热器10冷凝放热，由第=换热器10冷凝后的制冷剂经过第一节流 阀11绝热膨胀进行节流，经过第一节流阀11节流后的制冷剂与经过第二节流阀12节流后的 制冷剂混合，混合后的制冷剂进入第一换热器8蒸发吸热，吸热后的制冷剂经过第一四通阀 2进入第一压缩机I，再次进行循环。
[0060]水源通过循环累15进入第一换热器8,释放热量后经过第二截止阀14排出，循环可 往复进行。
[0061 ]实施例
[0062] 某码头港区靠泊两条100,000DWT散货船，后方陆域需生产生活热水量80t/d，夏季 办公区公共建筑冷负荷240kW，冬季热负荷150kW;系统采用本实用新型调控港区热湿环境 的水源热累，系统运行状态为制冷兼全热回收极端工况。制冷剂采用R22,蒸发溫度2°C，冷 凝溫度60°C，生活热水进水溫度20°C，出水溫度55°C。
[0063] 传统设计采用空调器+空气能热水器，制冷量240kW的空调器一套；制热水量为2t/ h的空气能热水器始（2化备），额定功率:17.9kW/台，每天运行20h。
[0064] 图2为本实用新型制冷剂循环压洽图，过程线1-2表示制冷剂在第一压缩机1、第二 压缩机16内的压缩过程，过程线2-3表示制冷剂工质在第二换热器9中冷凝放热制取生活热 水过程，过程线3-4表示制冷剂经过第二节流阀12的节流过程，过程线4-1表示制冷剂在第 一换热器8和第=换热器10内的蒸发过程。
[0065] 本实用新型与传统空调器+空气能热水器的能效对比分析
[0066] 表一制冷剂狀杰点的参数估
[0067]
[0068] -、本实用新型的能效计算
[0069] 机组单位制冷能力 q = h 广 h4 = 405.8-277.6 = 128.化 J/kg
[0070] 通过第=换热器10的制冷剂质量流量
[0071]
[0072] 第二换热器9回收热量
[0073] W2 = Q ? P ? C ? A t=10X4.2X10^X35^3600 = 408.3kW
[0074] 通过第二换热器9的制冷剂质量流量
[0075]
[0076] 经第一换热器8吸收的热量
[0077] W3=(M2-Mi) ?化广h4) = (2.37-1.87) X 128.2 = 64. IkW
[0078] 循环累15消耗功率
[0079] 循环累流量L = 5. Sm3A，扬程H= IOmHsO，效率n = 〇. 9
[0080]
[0081 ]第一压缩机I和第二压缩机16消耗总功率 [00剧 P=M2 ?化2-hi)=2.37X (450-405.8) = 104.8kW
[0083] 本实用新型的综合能效比为
[0084]
[00化] 半大…制坐及巧丄化化。里
[0086] M= (104.8+0.17) X8X 120 = 1.0X 10已kWh
[0087] 二、传统空调器+空气能热水器的能效计算
[0088] 空调器用电功率
[0089] P=Mi ?化2-hi) = 1.87 X (450-405.8)=82.7kW
[0090] 传统机组夏季工况耗电量
[0091 ] M= 17.9 X 2 X 20 X 120+82,7X8X120 = 1.7X 10己 kWh
[0092] 通过本实用新型与传统空调器+空气能热水器对比，夏季工况可节约电量0.7 X 10?怖。
[0093] 上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上 述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通 技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况 下，还可做出很多形式，运些均属于本实用新型的保护之内。
【主权项】
1. 一种调控港区热湿环境的水源热栗，其特征在于，包括第一压缩机、第二压缩机、第 一四通阀、第二四通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀及第一换热器、 第二换热器、第三换热器，所述的第一压缩机连接第一四通阀与第二压缩机，第一四通阀连 接第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，第二四通阀连接第二电磁阀、第四电磁阀、第三换 热器和第二压缩机； 第一四通阀与第二四通阀之间依次设置第一电磁阀、第二电磁阀，第一四通阀与第一 换热器之间设置有第三电磁阀； 第一换热器与第二换热器之间设置有第二节流阀，第二换热器与第三换热器之间依次 设置有第二节流阀、第一节流阀； 循环栗连接第一截止阀，第一截止阀连接第一换热器，第一换热器连接第二截止阀。
【文档编号】F25B41/06GK205641684SQ201620290730
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】谢伟, 黄亦平, 宋国勤, 李龙, 熊耀宇, 冷静, 皇甫昊
【申请人】中交第二航务工程勘察设计院有限公司