本技术涉及水水热泵机组,尤其涉及一种串并联可切换的双工况磁悬浮离心式水水热泵机组、装置。
背景技术:
1、以磁悬浮为代表的无油润滑离心式冷水机组,已成为中央空调制冷的优势机型:由于集成了磁悬浮轴承、全系统无油运行、直流变频、永磁同步高速直驱电机等技术,使得其具备高效节能(主流机型的cop>6.5,iplv>10),震动噪音低,系统简单,寿命长,维保费用低等突出优势。与传统离心式冷水机组常为单机头形式不同,由于系统无油等特性,磁悬浮离心式冷水机组常采用多台压缩机并联、共用冷凝器蒸发器的形式,只需在每台压缩机出口加装止逆阀即可,无需油分离和回油等配套系统。这种多机头并联的磁悬浮离心式冷水机组,兼具部分负荷调节性能优异和系统简单可靠的优点,已成主流机型。受制于现有技术经济状况,磁悬浮离心式压缩机的压比一般只适合制冷工况,以主流的r134a冷媒磁悬浮离心式双级压缩机为例,基于蒸发温度6℃、冷凝温度36℃、吸气过热度0.3℃、冷媒过冷度3℃、带闪发式经济器的条件(设定为一般制冷工况),工作压比在2.6左右。在非标工况的最大压比不超过3.6。目前,热泵技术已成为碳减排的利器。在采暖和热水领域,热泵替代锅炉,效率提升,而且是用电替代用化石能源直接燃烧。热泵要求机组能适应不同的工况而提供不同的压比,在低温环境时机组的压比要显著高于制冷工况所需的压比。以室外温度9℃,室内采暖要求机组出水温度40℃(设定为一般制热工况)为例,r134a冷媒机组工作压比在3.0左右,与常规制冷工况的压比要求差不多;而当室外温度为-5℃而室内出水温度要求45℃(设定为低温制热工况)时,热泵机组的压比至少要达到5.0,这是常规磁悬浮离心机无法提供的。为了达到热泵所需的较高压比,一般开发较高压比的压缩机,主要有涡旋式热泵压缩机和螺杆式热泵压缩机。也有采用压缩机串联来获得高压比以实现低温环境热泵运行的。离心式压缩机的压比相对不高,常常需要靠串联来达到热泵工况的压比要求,但常规离心机串联面临防喘振控制难度大、复杂油路、负荷调节难度大等挑战。由于冷媒在不同压力区的密度差异,串联压缩机往往采用第一级大型号第二级小型号或同型号压缩机第一级多台并联第二级一台的组织形式。无论何种组织形式,自控和油路都比较复杂。
2、在现有技术中,无论是高压比压缩机热泵,还是压缩机串联热泵,都适合高压比工况,在制冷工况下能效比都偏低,且随负载调节的能力不强,难以实现制冷工况和制热工况的同时高效。
3、在制冷工况和一般制热工况下并联运行,在低温制热工况下串联运行,可兼顾两种工况的不同压比需求。但常规压缩机要实现串联和并联切换,难度非常大:首先串联和并联切换对油分离和压缩机回油的要求变化很大,需要更复杂的系统;其次,串联和并联两种工况负荷调节方式方法不同,对压缩机的调节性要求更高,传统压缩机难以胜任;最后,串联和并联两种工况复杂多变的负荷调节会导致压力变化或压差变化很大,显著加大回油的难度。
4、基于上述原因,传统压缩机串联并联切换双工况机组很少见。尤其是传统离心式压缩机,单机压比相对不高,需要克服诸多困难串联运行来做热泵,但往往无法自由切换为并联运行(高效制冷)。所以传统离心机要么单机头制冷,要么多机头串联热泵,不能一机多用。即使是单做热泵用,传统串联离心热泵,也往往只适用于较高压比的单一工况,如上所述的低温制热工况,并不能很好地适应切换到一般制热工况。
5、因此,急需发明一种并联串联可自由切换、一机多用的基于磁悬浮离心压缩机。
技术实现思路
1、本实用新型提供了一种串并联可切换的双工况磁悬浮离心式水水热泵机组、装置,用于解决现有技术中难以实现并联串联的自由切换,难以一机多用的问题。
2、为解决上述技术问题,本实用新型提出的技术方案为:
3、第一方面,本技术提供一种串并联可切换的双工况磁悬浮离心式水水热泵机组,包括:至少两个压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、电磁阀和止逆阀,所述至少两个压缩机的第一端均与所述蒸发器连接,所述至少两个压缩机的第二端均与所述冷凝器连接,所述至少两个压缩机之间连接有所述电磁阀,所述蒸发器和所述冷凝器之间连接有膨胀阀,所述至少两个压缩机与冷凝器之间均设有止逆阀;
4、所述至少两个压缩机之间的工作模式包括并联工作模式或者串联工作模式;其中,所述至少两个压缩机为同型号压缩机,或者,所述至少两个压缩机功率不同。
5、当所述至少两个压缩机为同型号压缩机时,所述至少两个压缩机包括第一压缩机、第二压缩机、以及第三压缩机,所述止逆阀包括第一止逆阀、第二止逆阀、第三止逆阀、第四止逆阀,所述电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀;
6、所述第一压缩机的第二端和所述第二压缩机的第一端之间设有第二电磁阀,所述第二压缩机的第一端与所述第三压缩机的第二端之间设有第三电磁阀;
7、所述第一压缩机的第二端与第一止逆阀的第一端连接,所述第一止逆阀的第二端与第一电磁阀的第一端连接,所述第一电磁阀的第二端与冷凝器连接,所述第二压缩机与所述蒸发器之间设有所述第二止逆阀,所述第二压缩机与冷凝器之间设有所述第三止逆阀,所述第三压缩机的第二端与所述第四止逆阀的第一端连接,所述第四止逆阀的第二端与所述第三电磁阀连接,还与所述第四电磁阀的第一端连接,所述第四电磁阀的第二端与所述冷凝器连接。
8、所述至少两个压缩机之间的工作模式为并联工作模式时:
9、第一电磁阀和第四电磁阀开启,第二电磁阀和第三电磁阀、关闭,第一压缩机、第二压缩机、以及第三压缩机并联运行。
10、所述至少两个压缩机之间的工作模式为串联工作模式时:
11、第一电磁阀和第四电磁阀关闭,第二电磁阀和第三电磁阀、开启,第一压缩机和第三压缩机并联运行,第二压缩机与第一压缩机和第三压缩机的组合串联运行,其中,第一压缩机和第三压缩机为一级压缩机,第二压缩机为二级压缩机。
12、当所述至少两个压缩机功率不同时,所述至少两个压缩机包括第一压缩机和第二压缩机,所述止逆阀包括第一止逆阀、第二止逆阀以及第三止逆阀,所述电磁阀包括第一电磁阀和第二电磁阀;
13、所述第一压缩机的第一端和所述第二压缩机的第二端之间设有所述第一电磁阀,所述第一压缩机的第一端还与所述第一止逆阀的第二端连接,所述第一止逆阀的第一端与所述蒸发器连接,所述第一压缩机的第二端与所述第二止逆阀的第一端连接,所述第二止逆阀的第二端与所述冷凝器连接,所述第二压缩机的第二端与所述第三止逆阀的第一端连接,所述三止逆阀的第二端与所述第一电磁阀连接,还与所述第二电磁阀的第一端连接,所述第二电磁阀的第二端与所述冷凝器连接。
14、所述至少两个压缩机之间的工作模式为并联工作模式时:
15、第一电磁阀关闭,第二电磁阀开启,第一压缩机和第二压缩机并联运行。
16、所述至少两个压缩机之间的工作模式为串联工作模式时:
17、第一电磁阀开启,第二电磁阀关闭,第二压缩机为一级压缩机,第一压缩机二级压缩机,组合串联运行。
18、第二方面,本技术还提供一种双工况磁悬浮离心式水水热泵装置,包括如上第一方面所述的串并联可切换的双工况磁悬浮离心式水水热泵机组。
19、本实用新型具有以下有益效果:
20、本实用新型中的一种串并联可切换的双工况磁悬浮离心式水水热泵机组,通过设有至少两个压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、电磁阀和止逆阀,可以实现并联串联的自由切换,达到一机多用的目的,在一般制冷工况、一般制热工况和低温制热工况均能实现极高性能系数、极佳部分负荷调节性能,具有稳定可靠低噪运行、寿命长、维保费用低等突出优势。
21、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本实用新型作进一步详细的说明。