技術領域

本發(fā)明涉及一種熱泵系統(tǒng)，尤其涉及一種機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)及其工作方法，屬于熱泵空調技術領域。

背景技術：

目前，熱泵空調領域廣泛采用空氣源熱泵、水源熱泵及土壤源熱泵。熱泵系統(tǒng)工質常采用氫氯氟烴（HCFCs）、氫氟烴（HFCs）。機組運行時的震動常引發(fā)工質泄露，泄露到大氣中的HCFCs在日光的作用下會自然分解并破壞臭氧層，HFCs雖然不會破壞臭氧層，但是其具有較高的溫室效應潛能值（GWP）。開發(fā)一種節(jié)能環(huán)保型熱泵空調系統(tǒng)對我國熱泵空調領域的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述已有技術存在的不足，以水為媒介，提供了一種機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)及其工作方法。

一種機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)，包括水蒸氣壓縮機、熱水換熱器、風機盤管、熱水泵、氣水分離罐、真空泵、循環(huán)泵、熱源換熱器、第一節(jié)流閥、第二節(jié)流閥、第一閃蒸罐、第二閃蒸罐、第一噴射泵、第二噴射泵；

所述第一閃蒸罐頂部設置有排氣口、底部設置有排液口、上部設置有進液口；

所述第二閃蒸罐頂部設置有排氣口、底部設置有排液口、上部設置有進液口；

熱水換熱器包括熱側進口、熱側出口、冷側進口及冷側出口；

所述氣水分離罐頂部設置凝液進口、底部設置有排液口；所述氣水分離罐的頂部還設有不凝氣排氣口，并與所述真空泵連接；

熱源換熱器包括熱源進口、熱源出口、冷側進口和冷側出口；

所述系統(tǒng)第一閃蒸罐的排氣口及第二閃蒸罐的排氣口通過第二噴射泵與水蒸氣壓縮機進口連接，水蒸氣壓縮機出口與熱水換熱器的熱側進口連接，熱水換熱器的熱側出口與氣水分離罐的凝液進口連接；第一閃蒸罐的排液口通過第二節(jié)流閥與第二閃蒸罐的進液口相連；第二閃蒸罐的排液口及氣水分離罐的排液口通過第一噴射泵連接至循環(huán)泵入口，循環(huán)泵出口與熱源換熱器的冷側進口連接，熱源換熱器的冷側出口經第一截流閥與第一閃蒸罐的進液口連接；熱源與熱源換熱器的熱源進口連接，熱源換熱器的熱源出口與環(huán)境相連；

熱水換熱器的冷側出口與風機盤管進口連接，風機盤管出口與與熱水泵的入口連接，熱水泵的出口熱水換熱器的冷側進口連接。

系統(tǒng)裝機調試完成后，首先通過真空泵將氣水分離罐及所聯(lián)通的管路內的氣體抽空，之后向系統(tǒng)內加灌循環(huán)閃蒸介質；系統(tǒng)工作時，第二閃蒸罐內的水及氣水分離罐出口的水通過第一噴射泵增壓后，然后在循環(huán)泵的增壓作用后進入熱源換熱器，并吸收低溫熱源的熱量后升溫，升溫后的水經第一節(jié)流閥的節(jié)流作用后進入第一閃蒸罐內閃蒸，第一閃蒸罐排液口的液體經過第二節(jié)流閥進入第二閃蒸罐，第一閃蒸罐和第二閃蒸罐所得閃蒸蒸汽通過第二噴射泵增壓后進入水蒸氣壓縮機，水蒸氣壓縮機為第一閃蒸罐和第二閃蒸罐提供閃蒸所需的低壓環(huán)境，閃蒸蒸汽經水蒸氣壓縮機的壓縮后溫度升高，并在熱水換熱器處冷凝液化，所釋放的熱量用于加熱風機盤管的循環(huán)水，閃蒸汽凝水之后進入氣水分離罐并通過真空泵抽出不凝氣體；第一閃蒸罐內的閃蒸后冷水及氣水分離罐的閃蒸汽凝水通過第一噴射泵增壓后，然后通過循環(huán)泵再次被輸送至熱源換熱器吸收低溫熱源的熱量，升溫后的循環(huán)水經節(jié)流閥后再次進入第一閃蒸罐內閃蒸。優(yōu)選地：

該熱泵系統(tǒng)內的循環(huán)閃蒸介質為水。

所述水蒸氣壓縮機可選擇螺桿壓縮機、羅茨壓縮機、離心壓縮機、渦旋壓縮機、活塞壓縮機等；壓縮形式為單級壓縮或多級壓縮。

所述熱源換熱器可選擇管殼式換熱器、翅片管式換熱器、地埋管式換熱器等。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明以水作為系統(tǒng)的閃蒸循環(huán)介質，與現(xiàn)有熱泵空調所大量應用的氟利昂類制冷劑相比，水對臭氧層無破壞（ODP=0），并且無溫室效應（GWP=0），環(huán)保特性顯著。此外，水作為制冷劑還具有安全、無毒、不可燃、經濟實用等優(yōu)點。

本發(fā)明所述的系統(tǒng)起低溫熱源為污水、或海水、或空氣、或土壤、或工業(yè)乏汽，由于采用的熱源換熱器為間壁換熱器，因此可適用多種熱源環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的污水源機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)原理圖。

圖2為本發(fā)明實施例一的空氣源機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)原理圖。

圖3為本發(fā)明實施例一的土壤源機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)原理圖。

圖中標號：1、水蒸氣壓縮機，2、熱水換熱器，3、風機盤管，4、熱水泵，5、氣水分離罐，6、真空泵，7、循環(huán)泵，8、熱源換熱器，9、第一節(jié)流閥，10、第一閃蒸罐，11、第二節(jié)流閥，12、第二閃蒸罐，13、第一噴射泵，14、第二噴射泵、15、閃蒸工質，16、冷卻介質，17、熱源。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明所述的機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)，其熱源17可以為污水、空氣或者土壤等。下面分別就不同熱源17時的工作過程進行介紹。

實施例一：

圖1為本實施例的系統(tǒng)原理圖。一種污水源機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)；第一閃蒸罐10的頂部排氣口與第二閃蒸罐12頂部排氣口通過第二噴射泵14水蒸氣壓縮機1進口連接，水蒸氣壓縮機出口與熱水換熱器2的熱側流道進口連接，熱水換熱器2的熱側流道出口與氣水分離罐5的頂部進口連接，第二閃蒸罐12的排液口與水氣分離罐5出口通過第一噴射泵1增壓后，然后送入循環(huán)泵7的入口，循環(huán)泵出口與熱源換熱器8的進口連接，熱源換熱器8的出口與第一閃蒸罐10連接，并在此連接管路上安裝節(jié)流閥9；熱水換熱器2的冷側流道出口與熱水泵4的入口連接，熱水泵4的出口與風機盤管3進口連接，風機盤管3出口通過熱水泵4與熱水換熱器2的冷側流道進口連接。所述氣水分離罐5的頂部設有不凝氣排氣口，并與所述真空泵6連接。機械閃蒸循環(huán)回路內充罐的工質14為純水。所述水蒸氣壓縮機1采用螺桿壓縮機；所述熱水換熱器2采用板式換熱器；所述真空泵6采用水環(huán)式真空泵；所述熱源換熱器8采用管殼式換熱器，水走管程，污水熱源17走殼程；

系統(tǒng)裝機調試完成后，首先通過真空泵6將第一閃蒸罐10、第二閃蒸罐12及所聯(lián)通的管路內的氣體抽空，之后向系統(tǒng)內加灌脫氣處理的純水作為閃蒸介質15；

本實施例工作時，第二閃蒸罐12內的水與氣水分離罐5出口的液體經過第二增壓泵13升壓后，然后經過循環(huán)泵7的增壓作用后進入熱源換熱器8的冷側進口，并吸收其熱測熱源17-污水的熱量后升溫，升溫后的水經第一節(jié)流閥9的節(jié)流作用后進入第一閃蒸罐10內閃蒸，所得閃蒸蒸汽進入水蒸氣壓縮機2，未被閃蒸的水經過第二節(jié)流閥11后，進入第二閃蒸罐12，第二閃蒸罐12出口的蒸氣與第一閃蒸罐10出口的蒸氣經過第二噴射泵14增壓后進入水蒸氣壓縮機1，水蒸氣壓縮機1提供了水閃蒸所需的低壓環(huán)境，閃蒸蒸汽經水蒸氣壓縮機1的壓縮后溫度升高，并在熱水換熱器2處冷凝液化，所釋放的熱量用于加熱風機盤管3的循環(huán)水，閃蒸汽凝水之后進入氣水分離罐5并通過真空泵6抽出不凝氣體；第二閃蒸罐12內的閃蒸后冷水及氣水分離罐5的閃蒸汽凝水通過第一噴射泵13增壓后，然后通過循環(huán)泵7再次被輸送至熱源換熱器8吸收污水的熱量，升溫后的循環(huán)水經第一節(jié)流閥9后再次進入第一閃蒸罐10內閃蒸。

實施例二：

圖2為本實施例的系統(tǒng)原理圖。一種空氣源機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)，本實施例的熱源換熱器8采用翅片管式換熱器。本實施例工作時，閃蒸回路內的循環(huán)水在循環(huán)泵7的作用下通過熱源換熱器8不斷吸收環(huán)境空氣的熱量。本實施例的系統(tǒng)連接方式及工作原理同實施例一，此處不再贅述。

實施例三：

圖3為本實施例的系統(tǒng)原理圖。一種土壤源機械閃蒸式熱泵空調系統(tǒng)，本實施例的熱源換熱器8采用地埋管式換熱器。本實施例工作時，閃蒸回路內的循環(huán)水在循環(huán)泵7的作用下通過熱源換熱器8不斷吸收熱源土壤17中的熱量。本實施例的系統(tǒng)連接方式及工作原理同實施例一，此處不再贅述。

盡管上文結合附圖對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍。