一种超高温板换热泵机组的制作方法

1.本发明涉及工业生产高温供热领域，尤其涉及一种超高温板换热泵机组领域。


背景技术：

2.目前工业生产中制取高温蒸汽、热水通常都采用锅炉，锅炉既不节能也不环保。于是有公司发明了废热水源超高温热泵替代锅炉，废热水源超高温热泵出水温度可以达到100℃以上，但必须有足够多的废热水源才能保证热泵的正常持续工作，所以使用受到很大限制，只能在少部分工业行业中应用。


技术实现要素：

3.本发明提供一种采用环保双工质的超高温低压板换热泵机组，它既不排放co2，又运行节能，完全可以替代锅炉，同时整个冷媒系统的运行压力不会很高，较容易实现，且适应环境温度范围宽，环境温度在-20℃以上都能正常运行，特别适合工业生产中供热需求在100℃～120℃的范围内应用。
4.具体内容如下：
5.一种超高温板换热泵机组，由一级循环和二级循环组成，二级循环的卧式板换冷凝器与热流体的进出口相连，一级循环采用制冷剂r134a，二级循环采用制冷剂r123，一级循环中一级压缩机、一级油分离器、卧式中间换热器、一级干燥过滤器、一级经济器、一级膨胀阀、一级风冷翅片式蒸发器借助管路、截止阀、电磁阀依次连接成一个制热循环回路，一级压缩机还与一级油冷却器通过管路相连，一级油冷却器又与一级干燥过滤器通过管路相连；二级循环中二级压缩机、二级油分离器、二级卧式板换冷凝器、二级干燥过滤器、二级经济器、二级膨胀阀、卧式中间换热器借助管路、截止阀、电磁阀依次连接成一个制热循环回路，二级压缩机还与二级油冷却器通过管路相连，二级油冷却器又与一级干燥过滤器和一级压缩机通过管路相连；一级循环为二级循环提供热量，由电控系统进行控制，使二级循环的卧式板换冷凝器将热流体加热到100℃～120℃。
6.所述一级压缩机适用范围：冷凝温度tc，20℃《tc《70℃，蒸发温度te,-30℃《te《20℃，二级压缩机适用范围:冷凝温度tc，85℃ 《tc《125℃，蒸发温度te,35℃《te《75℃。
7.所述一级压缩机和二级压缩机的电机冷却均采用液喷。
8.所述卧式中间换热器兼做一级循环的冷凝器和二级循环的蒸发器，卧式中间换热器和二级卧式板换冷凝器均采用全焊不锈钢板式结构，可以耐受较高的温度和压力，实现全逆流换热，且有较小的端差，一般可以控制在0.5℃～2℃，能有效地将热流体导热油加热到尽可能高的温度。
9.所述一级风冷翅片式蒸发器能不断地吸收空气中低品位空气能使制冷剂r134a在其中不断蒸发，为一级制冷循环正常工作提供保障。
10.所述二级循环中的油冷却器采用一级循环中的制冷剂冷却，以更好地降低油温，实现润滑效果。
11.所述膨胀阀为电子膨胀阀，精确控制供液，提高效率。
12.所述电控系统具有接入云端的接口，方便接入工业物联网，实现物联网控制。
13.所述一级循环系统采用r134a,外界环境温度t0＞-20℃时都能正常工作。
14.所述二级循环采用制冷剂r123，冷凝温度在85℃《tc《125℃范围，对应的饱和压力5.57bar《p《13.29bar，所以系统无需考虑因承压而增加材料成本。
15.当然采用其他性能更好，且满足使用要求的制冷剂组合也是属于本专利保护的范围。
附图说明
16.图1超高温板换热泵机组结构原理图
17.其中1、一级压缩机 2、一级油分离器 3、卧式中间换热器 4、一级油冷却器 5、一级经济器 6、一级风冷翅片蒸发器 7、一级电子膨胀阀 8、一级干燥过滤器 9、二级压缩机 10、二级油分离器 11、二级卧式板换冷凝器 12、二级干燥过滤器 13、二级经济器 14、二级油冷却器 15、二级电子膨胀阀
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明作进一步详细说明
19.一级循环系统中的制冷剂r134a通过一级压缩机1压缩后进入一级油分离器2分离，然后进入卧式中间换热器3与二级循环系统的 r123制冷剂换热后冷凝成液体，再进入一级干燥过滤器8，此时制冷剂r134a分成三路，其中大部分制冷剂进入一级经济器5，再进入一级风冷翅片式蒸发器6吸收外界空气中的低品位能源，最后回到一级压缩机完成一个循环。另外两路相对较少的制冷剂分别进入一级油冷却器4和二级油冷却器14，换热后都回到一级压缩机中部完成循环。
20.二级循环系统的制冷剂r123气体经二级压缩机9压缩后进入二级油分离器10，再进入二级高温卧式板换冷凝器11，将板换冷凝器另一侧的热流体导热油加热到100℃～120℃，此时制冷剂r123的温度大幅降低，由气体冷凝成液体，然后再流经二级干燥过滤器12，干燥水分后进入二级经济器13，进一步降温后进入二级电子膨胀阀 15，节流降压后进入卧式中间换热器3，充分吸收另一侧r134a的热量后蒸发，最后回到二级压缩机9再压缩循环。
21.有益效果
22.超高温低压板换热泵机组实现了锅炉的功能，完全可以替代锅炉实现co2零排放。
23.超高温低压板换热泵机组将空气中低品位的能源转换成高温热源，高效节能。
24.超高温低压板换热泵机组适应环境温度宽，且二级冷凝压力不高对制造材料无特殊要求，市场应用前景广阔。
25.超高温低压板换热泵机组在环境温度为3℃左右时，提供100℃的热流体，一级循环能效比在2.55以上，二级循环能效比在2.1以上，综合能效远高于锅炉。


技术特征：
1.一种超高温板换热泵机组，由一级循环和二级循环组成，二级循环的卧式板换冷凝器与热流体的进出口相连，一级循环采用制冷剂r134a，二级循环采用制冷剂r123，其特征是：一级循环中一级压缩机(1)、一级油分离器(2)、卧式中间换热器(3)、一级干燥过滤器(8)、一级经济器(5)、一级膨胀阀(7)、一级风冷翅片式蒸发器(6)借助管路、截止阀、电磁阀依次连接成一个制热循环回路，一级压缩机(1)还与一级油冷却器(4)通过管路相连，一级油冷却器(4)又与一级干燥过滤器(8)通过管路相连；二级循环中二级压缩机(9)、二级油分离器(10)、二级卧式板换冷凝器(11)、二级干燥过滤器(12)、二级经济器(13)、二级膨胀阀(15)、卧式中间换热器(3)借助管路、截止阀、电磁阀依次连接成一个制热循环回路，二级压缩机(9)还与二级油冷却器(14)通过管路相连，二级油冷却器(14)又与一级干燥过滤器(8)和一级压缩机(1)通过管路相连；一级循环为二级循环提供热量，由电控系统进行控制，使二级循环的卧式板换冷凝器将热流体加热到100℃～120℃。2.根据权利要求1所述的一种超高温板换热泵机组，其特征是：所述的一级压缩机适用20℃<冷凝温度tc<70℃，-30℃<蒸发温度te<20℃；所述的二级压缩机适用85℃<冷凝温度tc<125℃，35℃<蒸发温度te<75℃。3.根据权利要求1所述的一种超高温板换热泵机组，其特征是：所述卧式中间换热器兼做一级循环的冷凝器和二级循环的蒸发器，卧式中间换热器和二级卧式板换冷凝器均采用全焊不锈钢板式结构，可以耐受较高的温度和压力。

技术总结
一种超高温板换热泵机组由一级循环和二级循环组成，一级循环采用环保制冷剂R134a，二级循环采用环保制冷剂R123，一级循环为二级循环提供热量，保证二级循环能持续加热流体使之达到100℃以上，该机组适应环境温度范围宽，且二个循环系统的压力相对都不高，无需特殊材料制造，是替代锅炉较理想的热泵系统。是替代锅炉较理想的热泵系统。是替代锅炉较理想的热泵系统。


技术研发人员：周义全 龙彩燕
受保护的技术使用者：云南道精制冷科技有限责任公司
技术研发日：2020.11.10
技术公布日：2022/1/11