一体式双冷热泵机组的制作方法

本发明涉及空调机组技术领域，尤其是涉及一种一体式双冷热泵机组。

背景技术：

目前，市场上的一体化热泵机组，是将常规冷水机组、蒸发式冷凝器、风冷换热器、四通换向阀、冷却泵及管道和控制装置集为一体。冬季制热时通过四通换向阀采用风冷换热器作为蒸发器。当外界温度过低时，风冷换热器的表面会结霜，降低换热效果，导致制热量减小，甚至机组无法正常启动。此时，必须通过四通阀逆循环除霜。这样，非但不能向室内提供热量，反而会从室内吸收热量，影响了制热运行效率，导致水温降低，并且四通阀频繁换向会影响其可靠性及寿命。由于风冷换热器放置于蒸发冷凝器内，在长时间高温高湿的环境中，水汽渗透、微生物及酸碱性介质的侵蚀翅片会被腐蚀。另外，空调主机设备厂家往往只提供热泵主机部分，而水力系统部分大多由专业的工程公司选型配备及安装。由于不同厂家主机控制部分存在差异，因此热泵机组不易与用户实际空调水路系统的控制进行有效匹配，使整个空调系统无法达到最佳的运行状态，也难以确保空调主机在最高效率下运行。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种一体式双冷热泵机组，它具有集成程度高、高效节能、除霜速度快、安装方便以及系统安全可靠的特点。

本发明所采用的技术方案是：一体式双冷热泵机组，包括有制冷和/或制热循环系统，包括依次串联在一起的压缩机、油分离器、风冷换热器、双冷冷凝器、双向膨胀节流装置、用户侧换热器。

所述制冷循环系统为：该压缩机的排气口连接至该油分离器的进气口，该油分离器的排气口依次通过一第三阀门、该风冷换热器、一第四电磁阀连接至该双冷冷凝器的入口，该双冷冷凝器的出口依次通过一储液器、一第七阀门、一干燥过滤器、一视液镜连接至该双向膨胀节流装置的一个端口，该双向膨胀节流装置的另一个端口通过一第一阀门连接至该用户侧换热器的入口，该用户侧换热器的出口通过一第六阀门连接至该压缩机的吸气口，且该风冷换热器的出口通过一第三电磁阀连接至该储液器的入口；

所述制热循环系统为：该压缩机的排气口连接至该油分离器的进气口，该油分离器的排气口依次通过一第二阀门、一第六电磁阀连接至该用户侧换热器的入口，该用户侧换热器的出口依次通过一过滤器、一第二电磁阀、一单向阀、该双向膨胀节流装置、该视液镜、该干燥过滤器、一第八阀门连接至该风冷换热器的入口，该风冷换热器的出口依次通过一第四阀门、一气液分离器、一第五阀门连接至该压缩机的吸气口，且该油分离器的排气口依次通过该第二阀门、一第五电磁阀连接至该双向膨胀节流装置，该双向膨胀节流装置的一个端口依次通过一第一电磁阀、一节流阀与该双向膨胀节流装置的另一个端口相连。

所述双冷冷凝器包括位于下方的水箱和位于上方的喷淋装置，该喷淋装置通过串联在一起的一喷淋水循环泵和一水处理器连通至该水箱，同时，该喷淋装置下方从上至下依次设有冷却盘管、均流板、填料，以及，该双冷冷凝器的顶部位于该喷淋装置的上方设有一冷凝风扇，该冷凝风扇下方设有收水器。

所述水箱配有第一自动补水装置、溢流管、自动排污装置以及在线吸垢装置，同时，该冷却盘管的入口通过该第四电磁阀与该风冷换热器的出口相连，该冷却盘管的出口与该储液器的入口相连。

所述一体式双冷热泵机组还包括有冷冻水水力系统，该冷冻水水力系统包括一串联管路，该串联管路包括有冷冻进水口和冷冻出水口，该冷冻进水口和冷冻出水口之间串联有一水处理装置、一冷冻水循环泵、该用户侧换热器以及一止回阀，同时，该串联管路上设有第二自动补水装置和定压膨胀罐，该定压膨胀罐上设有可调式安全阀，且该用户侧换热器上设有自动排气阀，以及，该冷冻进水口通过一第一卡箍连接至用户端的出水口、该冷冻出水口通过一第二卡箍与用户端的进水口相连。

所述冷冻水水力系统的冷冻出水口处设有一防冻开关和一水流量开关。

所述一体式双冷热泵机组还包括有控制装置。

所述一体式双冷热泵机组的所有部件放置于一外箱内，并采用模块化设计。

所述风冷换热器布置在双冷冷凝器的下方，且风冷换热器正面设有换热风机。

所述用户侧换热器为降膜式换热器。

本发明的一体式双冷热泵机组的优点是：

1）将双冷冷凝器、风冷换热器、集制冷和/或制热循环、冷冻水水力系统、水处理系统、集中控制系统集成为一体，具有结构紧凑、高效节能、方便安装和维护且制造成本低的优点。而集成程度的提高，极大节省了设备的占地面积、缩短施工周期及降低投资运行成本。

2）解决了冬季制热风冷换热器除霜影响制热量和功耗大的问题，不仅除霜功耗小、除霜时间短，且能够及时将水除净，尽快恢复供热。同时，除霜时可维持原有的热水温度，能避免不必要的能量损失，起到了良好的节能效果，提高了机组的综合能效。以及，系统简单、效率高、使用寿命长且控制精准，使机组能够长期安全高效稳定的运行。

3）将风冷换热器布置在双冷冷凝器的下方，避免了热湿空气，解决了风冷换热器会被腐蚀的问题，并且采用了模块化设计，方便机组运输与安装。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的实施例的一体式双冷热泵机组的工作流程示意图；

图2是本发明的实施例的一体式双冷热泵机组的结构示意图。

图中：

1、压缩机；

2、油分离器；

3、风冷换热器；

4、双冷冷凝器；

5、储液器；

6、双向膨胀节流装置；

7、用户侧换热器；

8、气液分离器；

9、冷冻水水力系统；

10、换热风机；

11、冷凝风扇；

12、均流板；

13、填料；

14、收水器；

15、干燥过滤器；

16、视液镜；

17、第一电磁阀；

18、节流阀；

19、第一阀门；

20、单向阀；

21、第二电磁阀；

22、过滤器；

23、第二阀门；

24、第三阀门；

25、第四阀门；

26、第五阀门；

27、第六阀门；

28、第七阀门；

29、第八阀门；

30、第三电磁阀；

31、第四电磁阀；

32、第五电磁阀；

33、第六电磁阀；

34、自动排污装置；

35、第一自动补水装置；

36、喷淋装置；

37、外箱；

38、喷淋水循环泵；

39、自动排气阀；

40、第一卡箍；

41、水处理装置；

42、定压膨胀罐；

43、冷冻水循环泵；

44、止回阀；

45、第二卡箍；

46、第二自动补水装置；

47、防冻开关；

48、水流量开关；

49、控制装置；

50、可调式安全阀；

51、溢流管；

52、水箱；

53、在线吸垢装置；

54、冷却盘管；

具体实施方式

实施例，见图1和图2所示：一体式双冷热泵机组，包括有制冷和/或制热循环系统。该一体式双冷热泵机组可以单独包括制冷循环系统，或者单独具有制热循环系统，或者同时具有制冷和制热循环系统。具体而言，该一体式双冷热泵机组包括依次串联在一起的压缩机1、油分离器2、风冷换热器3、双冷冷凝器4、双向膨胀节流装置6、用户侧换热器7。该风冷换热器3必然具有换热风机10。

其中：

该制冷循环系统为：该压缩机1的排气口连接至该油分离器2的进气口，该油分离器2的排气口依次通过一第三阀门24、该风冷换热器3、一第四电磁阀31连接至该双冷冷凝器4的入口；该双冷冷凝器4的出口依次通过一储液器5、一第七阀门28、一干燥过滤器15、一视液镜16连接至该双向膨胀节流装置6的一个端口；该双向膨胀节流装置6的另一个端口通过一第一阀门19连接至该用户侧换热器7的入口；该用户侧换热器7的出口通过一第六阀门27连接至该压缩机1的吸气口；该风冷换热器3的出口通过一第三电磁阀30连接至该储液器5的入口。如此，在制冷时，该用户侧换热器7中的液态制冷剂吸收热量，蒸发为气态制冷剂，由压缩机1的吸气口进入压缩机1内而变成高压气体，然后排出至油分离器2内进行油气分离，经过油分离器2油气分离后的高压气体进入风冷换热器3而冷凝为高压的液态制冷剂，或经过油分离器2油气分离后的高压气体通过风冷换热器3进入双冷冷凝器4而冷凝为高压的液态制冷剂，继而经过储液器5、双向膨胀节流装置6变为低压液态制冷剂而回到该用户侧换热器7中，以上过程周而复始地循环制冷。同时，当外界温度变化时，通过自动控制第三电磁阀30、第四电磁阀31的开启或关闭，可实现机组高效运行。冬季时，可开启第三电磁阀30，关闭第四电磁阀31，实现全年制冷功能。

该制热循环系统为：该压缩机1的排气口连接至该油分离器2的进气口；该油分离器2的排气口依次通过一第二阀门23、一第六电磁阀33连接至该用户侧换热器7的入口；该用户侧换热器7的出口依次通过一过滤器22、一第二电磁阀21、一单向阀20、该双向膨胀节流装置6、该视液镜16、该干燥过滤器15、一第八阀门29连接至该风冷换热器3的入口；该风冷换热器3的出口依次通过一第四阀门25、一气液分离器8、一第五阀门26连接至该压缩机1的吸气口；该油分离器2的排气口依次通过该第二阀门23、一第五电磁阀32连接至该双向膨胀节流装置6；该双向膨胀节流装置6的一个端口依次通过一第一电磁阀17、一节流阀18与该双向膨胀节流装置6的另一个端口相连。

如此，在制热时，该风冷换热器3中的液态制冷剂吸收外气中的热量，蒸发为气态制冷剂，经过气液分离器8进行气液分离后，由压缩机1的吸气口吸入内部而变成高温高压气体，然后通过第二阀门23、第六电磁阀33进入用户侧换热器7中，被来自用户端的冷水冷却为高压的液态制冷剂，其中被带走的热量传递给水，用户端的出水便变为热水，继而液态制冷剂经过过滤器22、第二电磁阀21、单向阀20进入膨胀节流装置6变为低压液态制冷剂，低压液态制冷剂通过第八阀门29回到风冷换热器3中，从而周而复始地循环制热。

同时，比如通过控制器检测到压缩机1入口的压力低于低压阈值时，则打开第五电磁阀32、第一电磁阀17，关闭第六电磁阀33、第二电磁阀21，使得压缩机1排出的高温高压气体经过第五电磁阀32后，同时进入膨胀节流装置6、第一电磁阀17和节流阀18，利用压缩机1排出的高温制冷剂将风冷换热器3表面的霜融化去除，然后通过气液分离器8使制冷剂气液分离，气态制冷剂由该压缩机1的吸气口吸入。比如通过控制器检测到压缩机1入口的压力达到低压阈值时，则打开第六电磁阀33、第二电磁阀21，关闭第五电磁阀32、第一电磁阀17，完成了整个除霜过程。在除霜过程中，通过控制第六电磁阀33、第二电磁阀21打开或关闭，能提升机组安全稳定的运转性能，解决了现有技术中除霜方法所带来的缺陷。也就是说，通过该第二阀门23、第三阀门24、第四阀门25、第五阀门26、第六阀门27、第七阀门28和第八阀门29简单的切换便完成了制冷和制热工况的转换。

在本实施例中，该风冷换热器3的入口和出口并没有严格的限定，只是该风冷换热器3的一对相互连通的端口。同理，该用户侧换热器7的入口和出口亦无严格的限定，只是该用户侧换热器7的一对相互连通的端口。

优化的：

该双冷冷凝器4包括位于下方的水箱52和位于上方的喷淋装置36。该喷淋装置36通过一喷淋水循环泵38连通至该水箱52。同时，该喷淋装置36下方从上至下依次设有冷却盘管54、均流板12、填料13。以及，该双冷冷凝器4的顶部位于该喷淋装置36的上方设有一冷凝风扇11，该冷凝风扇11下方设有收水器14。即，该喷淋水循环泵38从水箱52中抽水送入喷淋装置36，喷淋装置36将喷淋水喷淋到冷却盘管54的表面以形成连续均匀的薄水膜，冷却盘管54内为压缩机1经过风冷换热器3降温后排出的高温高压制冷剂，冷却盘管54外为薄水膜和冷凝风扇11强迫对流由上而下的冷却空气，冷却盘管54内的制冷剂被该薄水膜与冷却空气进行热湿交换。未蒸发的喷淋水经过均流板12后均匀的流入填料13，与侧面流经的冷却空气在填料13中进行换热，冷凝风扇11将冷却盘管54和填料13中的饱和湿空气抽出，并经过收水器14从顶部冷凝风扇11出口排入大气中。被冷却后的喷淋水进入水箱52中，再经喷淋水循环泵38继续进行循环。为避免风冷换热器的翅片会被高温高湿的空气腐蚀，将该风冷换热器3布置在该双冷冷凝器4的下方，采用了模块化设计，方便机组运输与安装。

冷却盘管54出口与储液器5入口相连。由于压缩机1排出的高温高压制冷剂先经过风冷换热器3降温后再进入冷却盘管54与喷淋水和冷却空气进行热湿交换，因此使得冷凝温度更低，换热效率更高。

该水箱52配有第一自动补水装置35、溢流管51、自动排污装置34以及在线吸垢装置53。即，在冷凝过程中蒸发掉的水由该第一自动补水装置35自动给予补充。同时，该冷却盘管54的入口通过该第四电磁阀31与该风冷换热器3的出口相连，该冷却盘管54的出口与该储液器5的入口相连。

继续优化：

该一体式双冷热泵机组还包括有冷冻水水力系统9。该冷冻水水力系统9包括一串联管路，该串联管路包括有冷冻进水口和冷冻出水口。该冷冻进水口和冷冻出水口之间串联有一水处理装置41、一冷冻水循环泵43、该用户侧换热器7以及一止回阀44。即，该冷冻水水力系统9的主要作用是将在用户侧换热器7中释放热量降温后的冷冻水或吸收热量升温后的冷冻水输送到用户端，而该止回阀44可以避免冷冻水水力系统9的流通管出现流通液的倒流。同时，该串联管路上设有第二自动补水装置46和定压膨胀罐42，该定压膨胀罐42上设有可调式安全阀50，且该用户侧换热器7上设有自动排气阀39。该定压膨胀罐42用于冷冻水系统中起缓冲压力波动及吸收部分给水的作用，用于消除工作介质因温度变化增加的部分体积；该可调式安全阀50用于释放冷冻水系统中的压力；该自动排气阀39用于释放冷冻水系统中产生的气体。该定压膨胀罐42、可调式安全阀50、自动排气阀39等三个部件均起到保证系统安全运行的作用。

该冷冻进水口通过一第一卡箍40连接至用户端的出水口、该冷冻出水口通过一第二卡箍45与用户端的进水口相连。该第一卡箍40、第二卡箍45具有抗震动、抗收缩和膨胀的能力，与焊接和法兰连接相比，可提高管路系统的稳定性，并且连接操作简单，便于后续维护，并可节省工时。

冷冻水水力系统9的冷冻出水口处设有一防冻开关47和一水流量开关48。该防冻开关47和水流量开关48主要用于提供检测信号，所检测到的信号可以传输至下述的控制装置49。

该冷冻水水力系统9中流通液的流通过程为：机组冷冻水进水口通过水处理装置41、定压膨胀罐42、冷冻水循环泵43、用户侧换热器7和止回阀44接至冷冻水的出水口。

另外：

该一体式双冷热泵机组还包括有控制装置49。该控制装置49分别与防冻开关47、水流量开关48、冷冻水循环泵43、喷淋水循环泵38、冷凝风扇11、换热风机10和压缩机1相连。该控制装置49除了常规的控制压缩机1按负荷启停外，还可以根据防冻开关47、水流量开关48传输的信号，对冷冻水循环泵43的启停与保护进行控制，以适应系统冷热负荷变化的需求。

该一体式双冷热泵机组的所有部件放置于一外箱37内，且最好采用模块化设计，以达到高度集成的效果。

该风冷换热器3最好布置在双冷冷凝器4的下方，且风冷换热器3正面最好设有换热风机10。

该用户侧换热器7最好采用降膜式换热器。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。