技术领域
[0001] 本实用新型涉及余热回收技术领域，特别是涉及一种闭式水蒸气热泵与双级压缩制冷机组冷热联产系统。
背景技术
[0002] 目前，
能源消耗严重和环境破坏,已经成为我国面临两大严峻问题。随着我国经济科技快速发展，食品冷链日益完善，冷库作为其中重要一环，如何提高制冷系统效率、节能降耗备受关注。
[0003] 双级压缩制冷机组作为冷库中的常用
制冷设备，在运行过程中，
压缩机排出高温的制冷剂
蒸汽(
温度达到50℃～100℃)，目前在使用过程中，这部分热量被称为冷凝热，高温的制冷剂蒸汽会进入
冷凝器与外部空气进行热交换，热量被直接排放到外部环境中，造成
热能的浪费。
[0004] 因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以有效回收双级压缩制冷机组中的压缩机排出的高温制冷剂蒸汽所携带的热量，从而提高制冷机组的工作效率，避免热能的浪费。实用新型内容
[0005] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种闭式水蒸气热泵与双级压缩制冷机组冷热联产系统，其可以有效回收双级压缩制冷机组中的压缩机排出的高温制冷剂蒸汽所携带的热量，从而提高制冷机组的工作效率，避免热能的浪费，有利于推广应用，具有重大的生产实践意义。
[0006] 为此，本实用新型提供了一种闭式水蒸气热泵与双级压缩制冷机组冷热联产系统，包括闭式水蒸气热泵和双级压缩制冷机组；
[0007] 所述闭式水蒸气热泵和双级压缩制冷机组通过一个换热器连接在一起；
[0008] 所述闭式水蒸气热泵，用于回收双级压缩制冷机组产生的冷凝热。
[0009] 其中，所述闭式水蒸气热泵包括：闪蒸罐、热泵压缩机、冷凝器、喷水泵和
循环泵，其中：
[0010] 所述换热器的热泵工质水出口，分别与闪蒸罐以及第二电磁
阀的一端相连通；
[0011] 第二
电磁阀的另一端通
过喷水泵与热泵压缩机的工质水进口相连通；
[0012] 闪蒸罐与第一排气阀相连通；
[0013] 闪蒸罐的蒸汽出口与热泵压缩机的蒸汽进口相连通；
[0014] 闪蒸罐的液态工质出口通过循环泵与换热器的热泵工质水进口相连通；
[0015] 热泵压缩机的蒸汽出口通过第一电磁阀与冷凝器的工质进口相连通；
[0016] 冷凝器的
冷却水进口与冷却水进水管相连通，冷却水进水管连接供水泵；
[0017] 冷凝器的冷却水出口与冷却水出水管相连通，冷却水出水管连接储水器；
[0018] 冷凝器的工质出口通过第三膨胀阀和第十一电磁阀，与闪蒸罐的工质进口相连通；
[0019] 冷凝器与第二排气阀相连通。
[0020] 其中，所述双级压缩制冷机组包括：膨胀罐、
油分离器、中冷器、第一压缩机，第一干燥
过滤器、第二压缩机、气液分离器、
蒸发器以及第二干燥过滤器二，其中：
[0021]
蒸发器的制冷剂液体进口分别与第二膨胀阀的一端和
单向阀相连通；
[0022] 第二膨胀阀的另一端，依次通过第十电磁阀、第二干燥过滤器与中冷器的第一制冷剂出口相连通；
[0023] 膨胀罐的制冷剂液体出口与第五电磁阀的一端相连通；
[0024] 第五电磁阀的另一端分别与第六电磁阀和第一干燥过滤器相连通；
[0025] 第六电磁阀与中冷器的第一制冷剂进口相连通；
[0026] 第一干燥过滤器依次通过第七电磁阀、第一膨胀阀与中冷器的第二制冷剂进口相连通；
[0027] 中冷器的第二制冷剂出口通过第八电磁阀与第一压缩机的制冷剂进口相连通；
[0028] 膨胀罐的制冷剂液体进口通过第四电磁阀与换热器的制冷剂出口相连通；
[0029] 换热器的制冷剂进口通过第三电磁阀与油分离器的制冷剂出口相连通；
[0030] 油分离器的制冷剂进口与第一压缩机相连通；
[0031] 第一压缩机的制冷剂进口与第二压缩机的制冷剂出口相连通；
[0032] 第二压缩机的制冷剂进口通过第九电磁阀与气液分离器的排气口相连通；
[0033] 气液分离器的进气口与蒸发器的制冷剂蒸汽出口相连通；
[0034] 气液分离器的制冷剂液体出口通过单向阀与蒸发器的制冷剂液体进口相连通。
[0035] 其中，油分离器的回油口，分别通过中空的回油管与第一压缩机和第二压缩机的进油口相连通。
[0037] 第二压缩机为低压压缩机。
[0038] 由以上本实用新型提供的技术方案可见，与
现有技术相比较，本实用新型提供了一种闭式水蒸气热泵与双级压缩制冷机组冷热联产系统，其可以有效回收双级压缩制冷机组中的压缩机排出的高温制冷剂蒸汽所携带的热量，从而提高制冷机组的工作效率，避免热能的浪费，有利于推广应用，具有重大的生产实践意义。
附图说明
[0039] 图1为本实用新型提供的一种闭式水蒸气热泵与双级压缩制冷机组冷热联产系统的结构示意图；
[0040] 图中：1.换热器；2.闪蒸罐；3.热泵压缩机；4.冷凝器；5.喷水泵；
[0041] 6.循环泵；7.膨胀罐；8.油分离器；9.中冷器；10.第一压缩机；
[0042] 11.第一干燥过滤器；12.第二压缩机；13.气液分离器；14.蒸发器；15. 第二干燥过滤器；
[0043] 16.第一排气阀、18.第二排气阀；
[0044] 17.第一电磁阀、19.第二电磁阀、20.第三电磁阀、21.第四电磁阀、 22.第五电磁阀、23.第六电磁阀、25.第七电磁阀、26.第八电磁阀、27.第九电磁阀、29.第十电磁阀、30.第十一电磁阀；
[0045] 24.第一膨胀阀、28.第二膨胀阀、31.第三膨胀阀；32.单向阀；
[0046] 33.冷却水进水管；34.供水泵；35.冷却水出水管；36.储水器。
具体实施方式
[0047] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
[0048] 参见图1，本实用新型提供了一种闭式水蒸气热泵与双级压缩制冷机组冷热联产系统，包括闭式水蒸气热泵和双级压缩制冷机组；
[0049] 所述闭式水蒸气热泵和双级压缩制冷机组通过一个换热器1连接在一起；
[0050] 所述闭式水蒸气热泵，用于回收双级压缩制冷机组产生的冷凝热。
[0051] 在本实用新型中，具体实现上，所述闭式水蒸气热泵包括：闪蒸罐2、热泵压缩机3、冷凝器4、喷水泵5和循环泵6，其中：
[0052] 所述换热器1的热泵工质水出口，分别与闪蒸罐2以及第二电磁阀19 的一端相连通(通过中空的管道)；
[0053] 第二电磁阀19的另一端通过喷水泵5与热泵压缩机3的工质水进口相连通(通过中空的管道)；
[0054] 闪蒸罐2与第一排气阀16相连通(通过中空的管道)；
[0055] 闪蒸罐2的蒸汽出口与热泵压缩机3的蒸汽进口相连通(通过中空的管道)；
[0056] 闪蒸罐2的液态工质出口通过循环泵6与换热器1的热泵工质水进口相连通(通过中空的管道)；
[0057] 热泵压缩机3的蒸汽出口通过第一电磁阀17与冷凝器4的工质进口相连通(通过中空的管道)；
[0058] 冷凝器4的冷却水进口与冷却水进水管33相连通，冷却水进水管33用于连接供水泵34；
[0059] 冷凝器4的冷却水出口与冷却水出水管35相连通，冷却水出水管35用于连接储水器36；
[0060] 冷凝器4的工质出口通过第三膨胀阀31和第十一电磁阀30，与闪蒸罐 2的工质进口相连通；
[0061] 冷凝器4与第二排气阀18相连通(通过中空的管道)。
[0062] 在本实用新型中，具体实现上，所述双级压缩制冷机组包括：膨胀罐7、油分离器8、中冷器9、第一压缩机10，第一干燥过滤器11、第二压缩机12、气液分离器13、蒸发器14以及第二干燥过滤器15，其中：
[0063] 蒸发器14的制冷剂液体进口分别与第二膨胀阀28的一端和单向阀32 相连通(通过中空的管道)；
[0064] 第二膨胀阀28的另一端，依次通过第十电磁阀29、第二干燥过滤器15 与中冷器9的第一制冷剂出口相连通(通过中空的管道)；
[0065] 膨胀罐7的制冷剂液体出口与第五电磁阀22的一端相连通；
[0066] 第五电磁阀22的另一端分别与第六电磁阀23和第一干燥过滤器11相连通；
[0067] 第六电磁阀23与中冷器9的第一制冷剂进口相连通；
[0068] 第一干燥过滤器11依次通过第七电磁阀25、第一膨胀阀24与中冷器9 的第二制冷剂进口相连通；
[0069] 因此，也就是说，第五电磁阀22的另一端分为两路，一路与第六电磁阀23、中冷器9通过管路连接；另一路与第一干燥过滤器11、第七电磁阀 25、第一膨胀阀24、中冷器9通过管路连接；
[0070] 中冷器9的第二制冷剂出口通过第八电磁阀26与第一压缩机10的制冷剂进口相连通；
[0071] 膨胀罐7的制冷剂液体进口通过第四电磁阀21与换热器1的制冷剂出口相连通；
[0072] 换热器1的制冷剂进口通过第三电磁阀20与油分离器8的制冷剂出口相连通；
[0073] 油分离器8的制冷剂进口与第一压缩机10相连通(通过中空的进气管)；
[0074] 油分离器8的回油口，分别通过中空的回油管与第一压缩机10和第二压缩机12的进油口相连通；
[0075] 第一压缩机10的制冷剂进口与第二压缩机12的制冷剂出口相连通；
[0076] 第二压缩机12的制冷剂进口通过第九电磁阀27与气液分离器13的排气口相连通(通过中空的管道)；
[0077] 气液分离器13的进气口与蒸发器14的制冷剂蒸汽出口相连通(通过中空的管道)；
[0078] 气液分离器13的制冷剂液体出口通过单向阀32与蒸发器14的制冷剂液体进口相连通(通过中空的管道)。
[0079] 在本实用新型中，需要说明的是，任意两个相互连通的部件之间是通过一段管道相连通。
[0080] 在本实用新型中，需要说明的是，第一压缩机10为高压压缩机 (High-pressure compressor)，其是按
工作温度分类的一类压缩机，工作温度为-30～50℃；其机型在
活塞式、膜式、螺杆式和离心式压缩机中均有。第一压缩机10用于压缩来自第八电磁阀26与第二压缩机12混合的中压制冷剂蒸汽，压缩至高压压
力。
[0081] 第二压缩机12为低压压缩机(Low pressure compressor)，其是按工作温度分类的一类压缩机，工作温度为-80～-20℃。其机型在活塞式、膜式、螺杆式和离心式压缩机中均有。第二压缩机12用于压缩来自第九电磁阀27的制冷剂蒸汽，压缩至中间压力的制冷剂气体，然后被第一压缩机10(即高压压缩机)吸入。
[0082] 为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面就本实用新型的工作原理进行说明。
[0083] 对于闭式水蒸气热泵：在闭式水蒸气热泵开式启动时，先通过第一排气阀16、第二排气阀18排出闭式水蒸气热泵系统内不凝性气体，完成排气后，关闭排气阀一16、第二排气阀18，系统开始正常运行；
[0084] 工质水进入换热器1，对双级压缩制冷机组的高温制冷剂蒸汽换热降温，吸热后的工质水分为两路，一路进入闪蒸罐2进行
负压蒸发，另一路经第二电磁阀19、喷水泵5喷入热泵压缩机3；闪蒸罐2内蒸发后的蒸汽进入热泵压缩机3中，被压缩成高温高压的水蒸气，高温高压的水蒸气经第一电磁阀 17进入冷凝器4中，外界冷却水通过供水泵34和冷却水进水管33进入冷凝器4进行换热，外界的冷却水升温后通
过冷却水出水管35进入储水器36储存，供给用户使用；水蒸气冷凝后，经第三膨胀阀31、第十一电磁阀30进入闪蒸罐2中进行蒸发；未蒸发的工质水通过循环泵6回到换热器1中，继续吸热参与下一轮循环。
[0085] 对于双级压缩制冷机组：制冷剂在蒸发器14吸热蒸发后，制冷剂蒸汽进入气液分离器13进行气液分离；气液分离器13中的制冷剂液体经过单向阀32回到蒸发器14中参与下一轮循环；
[0086] 气液分离器13中的制冷剂蒸汽经第九电磁阀27进入第二压缩机12；
[0087] 制冷剂蒸汽经过第二压缩机12压缩后，与中冷器9中的中压制冷剂蒸汽一同进入第一压缩机10中进行压缩；第二压缩机10压缩后形成的高压制冷剂蒸汽进入油分离器8，在油分离器8内分离
润滑油后，再进入换热器1；
[0088] 油分离器8分离出来的润滑油经回油管回到第一压缩机10、第二压缩机 12；高压的制冷剂蒸汽在换热器1冷凝后，经第四电磁阀21进入膨胀罐7；
[0089] 高压制冷剂液体经第五电磁阀22后分为两路，一路经过第六电磁阀23 进入中冷器9中放热过冷，另一路经第一干燥过滤器11、第七电磁阀25、第一膨胀阀24后进入中冷器9，吸热蒸发，蒸发成中压的制冷剂蒸汽，然后，经第八电磁阀26进入第一压缩机10中；中冷器9出来的过冷制冷剂液体经过第二干燥过滤器15、第十电磁阀29、第二膨胀阀28，然后与气液分离器 13的制冷剂回液一同进入蒸发器14中蒸发制冷，形成制冷循环。
[0090] 在本实用新型中，具体实现上，所述闭式水蒸气热泵采用水为工质，产生70℃～90℃热水可用于供暖、洗浴等生产生活领域。
[0091] 在本实用新型中，具体实现上，所述闭式水蒸气热泵通过换热器1回收双级压缩制冷机组的冷凝热，双级压缩制冷机组冷凝
温度控制在30℃～35℃。
[0092] 在本实用新型中，具体实现上，所述闭式水蒸气热泵将换热器1的出口热泵工质水通过第二电磁阀19、喷水泵5，来对热泵压缩机3喷水，从而降低热泵压缩机3的排气温度，保护热泵压缩机3的安全工作。
[0093] 需要说明的是，对于本实用新型，包括闭式水蒸气热泵和双级压缩制冷机组两部分，其中，通过闭式水蒸气热泵回收双级压缩制冷机组冷凝热，能够生产70℃～90℃热水供给用户使用。闭式水蒸气热泵的工质水进入换热器壳程，与管程内双级压缩制冷机组的高温制冷剂蒸汽换热后，进入闪蒸罐内负压蒸发，产生的蒸汽经过压缩机压缩后提升品味，与外界冷却水换热，冷却水升温供给用户使用；经过闭式水蒸气热泵降温后，双级压缩制冷机组的冷凝温度可以控制在30℃～35℃，可以提高制冷系数COP。
[0094] 具体实现上，本实用新型采用自然工质水作为闭式水蒸气热泵工质，有效回收双级压缩制冷机组的低品位冷凝热量，提高制冷机组效率。对于本实用新型，闭式水蒸气热泵相比于开式热泵，可减少系统
结垢问题，整个系统可以同时制冷制热，具有节能减排效果。
[0095] 综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种闭式水蒸气热泵与双级压缩制冷机组冷热联产系统，其可以有效回收双级压缩制冷机组中的压缩机排出的高温制冷剂蒸汽所携带的热量，从而提高制冷机组的工作效率，避免热能的浪费，有利于推广应用，具有重大的生产实践意义。
[0096] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
