一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)，包括有CO2壓縮機(jī)、氣體冷卻器、熱水水箱、油分離器、儲油罐、回?zé)崞?、氣液分離器、蒸發(fā)器以及冷水水箱；通過在氣體冷卻器和回?zé)崞髦g使用油分離器和儲油罐裝置取代小機(jī)組裝置中油分離器設(shè)計在壓縮機(jī)和氣液分離器之間，同時在氣液分離器底部設(shè)計二次回油系統(tǒng)，本系統(tǒng)實現(xiàn)機(jī)組大型化，兆瓦功率輸出，避免了機(jī)組小、數(shù)量龐大的不利因素，同時數(shù)量減少、減少占地面積；便于生產(chǎn)制造、安裝、生產(chǎn)操作、運(yùn)行維護(hù)；設(shè)備回油效率得到提高，短時間回油效率由原來0%提高至40～50%，回油利用率也得到相應(yīng)提高，運(yùn)行周期延長，回油穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行效率高；運(yùn)行成本低，節(jié)能效果顯著。
【專利說明】
一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及熱栗系統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]前國際制冷學(xué)會主席G.Lorentzen大力提倡使用自然工質(zhì)作為制冷劑。C02作為是一種具備獨(dú)特性的自然工質(zhì)，環(huán)境上，其ODP值為O，GWP值為I;安全性能方面上無毒、不可燃;性能上制冷量大、壓比底、導(dǎo)熱性能好等等優(yōu)勢，是目前國際上最理想的制冷劑之一。我國政府早在1989年加入《保護(hù)臭氧層維也納公約》，同時近年來大力提倡節(jié)能減排諸多有利政策，對于C02跨臨界循環(huán)制冷工業(yè)化和商業(yè)化帶來前所未有的發(fā)展空間。
[0003]跨臨界二氧化碳熱栗與傳統(tǒng)熱栗相比:
[0004]效率高，跨臨界二氧化碳熱栗平均COP值可以達(dá)到4以上，制冷周期的EER值可以達(dá)至IJ3以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通熱栗的COP值3和EER值2.5;節(jié)能效果顯著，運(yùn)行成本底。由于跨臨界高COP和EER值，具有良好的節(jié)能效果。在同樣的大型商場進(jìn)行供暖和制冷，跨臨界二氧化碳可以比溴化鋰熱栗節(jié)省49%的費(fèi)用，比普通熱栗節(jié)省37%，比鍋爐冷水機(jī)組節(jié)省52%;應(yīng)用范圍廣，工業(yè)、商業(yè)兩用跨臨界二氧化碳熱栗制取熱水40?95°C的范圍，制取冷水O?10°C的范圍，對制取工業(yè)其它制冷需求可以制取-15?0°C的范圍。不僅滿足城市商業(yè)用冷暖需求，也同樣適合工業(yè)用冷熱源需求;穩(wěn)定性和可靠性高，使用壽命可以長達(dá)15年以上，高于普通熱栗10年和溴化鋁熱栗5年的時間。
[0005]國內(nèi)目前采用多套組合或者零散設(shè)備分布在生活熱水和商場保鮮中，還未能實現(xiàn)兆瓦級工業(yè)生產(chǎn)和大型商業(yè)的生產(chǎn)中應(yīng)用。因此，需要改進(jìn)國內(nèi)跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)設(shè)計，進(jìn)行機(jī)組擴(kuò)大化并投入工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中去，解決當(dāng)下相同效率，機(jī)組小、機(jī)組數(shù)量多的局面；同時改進(jìn)措施提高回油效率和優(yōu)化存儲空間來保證設(shè)備性能穩(wěn)定、長周期運(yùn)行。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其能有效解決現(xiàn)有跨臨界二氧化碳系統(tǒng)機(jī)組設(shè)備小、機(jī)組數(shù)量多不適用工業(yè)和大型商業(yè)生產(chǎn)技術(shù)要求的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下之技術(shù)方案:
[0008]—種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，包括有⑶2壓縮機(jī)、氣體冷卻器、熱水水箱、油分離器、儲油罐、回?zé)崞?、氣液分離器、蒸發(fā)器以及冷水水箱;該CO2壓縮機(jī)連通氣體冷卻器的進(jìn)氣口，該氣體冷卻器出氣口連通油分離器的入口，氣體冷卻器的出水口連通熱水水箱，油分離器的出油口連通儲油罐，儲油罐連通CO2壓縮機(jī)，油分離器的出氣口連通回?zé)崞鞯倪M(jìn)氣口，回?zé)崞鞯某鰵饪谶B通蒸發(fā)器的進(jìn)氣口，蒸發(fā)器的出氣口連通氣液分離器的入口，氣液分離器的出氣口連通回?zé)崞?，氣液分離器的出油口連通儲油罐，回?zé)崞鬟B通CO2壓縮機(jī)，蒸發(fā)器的出水口連通冷水水箱。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述CO2壓縮機(jī)與氣體冷卻器的進(jìn)氣口之間依次串接有第一安全閥和第一球閥。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述氣體冷卻器的出水口與熱水水箱之間連接有第一截止閥，氣體冷卻器的進(jìn)水口處設(shè)置有第二截止閥，氣體冷卻器的出氣口與油分離器的入口之間連接有第二球閥，該熱水水箱的出水口依次串接有第三截止閥、熱水水栗和第四截止閥。[0011 ]作為一種優(yōu)選方案，所述油分離器的出油口與儲油罐之間依次串接有第三球閥、第一過濾器和第一電磁閥，儲油罐與CO2壓縮機(jī)之間連接第四球閥，油分離器的出氣口與回?zé)崞鞯倪M(jìn)氣口之間連接第五球閥。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述回?zé)崞鞯某鰵饪谂c蒸發(fā)器的進(jìn)氣口之間連接節(jié)流閥，回?zé)崞髋cCO2壓縮機(jī)之間連接有第六球閥。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口處設(shè)置有第五截止閥，蒸發(fā)器的出水口與冷水水箱之間連接有第六截止閥。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述冷水水箱的出水口依次串接有第七截止閥、冷水水栗和第八截止閥。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述氣液分離器的出油口與儲油罐之間依次串接有第七球閥、第二過濾器和第二電磁閥，第七球閥的輸出口還連接有第八球閥，氣液分離器上還連接有第二安全閥。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
[0017]通過在氣體冷卻器和回?zé)崞髦g使用油分離器和儲油罐裝置取代小機(jī)組裝置中油分離器設(shè)計在壓縮機(jī)和氣液分離器之間，同時在氣液分離器底部設(shè)計二次回油系統(tǒng)，本系統(tǒng)實現(xiàn)機(jī)組大型化，兆瓦功率輸出，避免了機(jī)組小、數(shù)量龐大的不利因素，同時數(shù)量減少、減少占地面積;便于生產(chǎn)制造、安裝、生產(chǎn)操作、運(yùn)行維護(hù);設(shè)備回油效率得到提高，短時間回油效率由原來0%提高至40?50%，回油利用率也得到相應(yīng)提高，運(yùn)行周期延長，回油穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行效率高;運(yùn)行成本低，節(jié)能效果顯著。
[0018]為更清楚地闡述本實用新型的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實施例來對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型之較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)識說明:
[0021]11、C02壓縮機(jī)12、氣體冷卻器
[0022]13、熱水水箱14、油分離器
[0023]15、儲油罐16、回?zé)崞?br>[0024]17、氣液分離器18、蒸發(fā)器
[0025]19、冷水水箱20、第一安全閥
[0026]21、第一球閥22、第一截止閥
[0027]23、第二截止閥24、第二球閥
[0028]25、第三截止閥26、熱水水栗
[0029]27、第四截止閥28、第三球閥
[0030]29、第一過濾器30、第一電磁閥
[0031]31、第四球閥32、第五球閥
[0032]33、節(jié)流閥34、第六球閥
[0033]35、第五截止閥36、第六截止閥
[0034]37、第七截止閥38、冷水水栗
[0035]39、第八截止閥40、第七球閥
[0036]41、第二過濾器42、第二電磁閥
[0037]43、第八球閥44、第二安全閥。
【具體實施方式】
[0038]請參照圖1所示，其顯示出了本實用新型之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有0)2壓縮機(jī)11、氣體冷卻器12、熱水水箱13、油分離器14、儲油罐15、回?zé)崞?6、氣液分離器17、蒸發(fā)器18以及冷水水箱19。
[0039]該⑶2壓縮機(jī)11連通氣體冷卻器12的進(jìn)氣口，該氣體冷卻器12出氣口連通油分離器14的入口，氣體冷卻器12的出水口連通熱水水箱13，油分離器14的出油口連通儲油罐15，儲油罐15連通CO2壓縮機(jī)11，油分離器14的出氣口連通回?zé)崞?6的進(jìn)氣口，回?zé)崞?6的出氣口連通蒸發(fā)器18的進(jìn)氣口，蒸發(fā)器18的出氣口連通氣液分離器17的入口，氣液分離器17的出氣口連通回?zé)崞?6，氣液分離器17的出油口連通儲油罐15，回?zé)崞?6連通⑶2壓縮機(jī)11，蒸發(fā)器18的出水口連通冷水水箱19。
[0040]具體而言，所述CO2壓縮機(jī)11與氣體冷卻器12的進(jìn)氣口之間依次串接有第一安全閥20和第一球閥21 ；所述氣體冷卻器12的出水口與熱水水箱13之間連接有第一截止閥22，氣體冷卻器12的進(jìn)水口處設(shè)置有第二截止閥23，氣體冷卻器12的出氣口與油分離器14的入口之間連接有第二球閥24，該熱水水箱13的出水口依次串接有第三截止閥25、熱水水栗26和第四截止閥27。
[0041 ]所述油分離器14的出油口與儲油罐15之間依次串接有第三球閥28、第一過濾器29和第一電磁閥30，儲油罐15與CO2壓縮機(jī)11之間連接第四球閥31，油分離器14的出氣口與回?zé)崞?6的進(jìn)氣口之間連接第五球閥32。所述回?zé)崞?6的出氣口與蒸發(fā)器18的進(jìn)氣口之間連接節(jié)流閥33，回?zé)崞?6與CO2壓縮機(jī)11之間連接有第六球閥34。所述蒸發(fā)器18的進(jìn)水口處設(shè)置有第五截止閥35，蒸發(fā)器18的出水口與冷水水箱19之間連接有第六截止閥36。所述冷水水箱19的出水口依次串接有第七截止閥37、冷水水栗38和第八截止閥39。所述氣液分離器17的出油口與儲油罐15之間依次串接有第七球閥40、第二過濾器41和第二電磁閥42，第七球閥40的輸出口還連接有第八球閥43，氣液分離器17上還連接有第二安全閥44。
[0042]詳述本實施例的工作過程如下:
[0043]運(yùn)行中，高壓側(cè)CO2氣體通過混合少量潤滑油依次通過第一安全閥20、第一球閥21后進(jìn)入氣體冷卻器12，通過與水路介質(zhì)的熱量交換，經(jīng)氣體冷卻器12降溫后進(jìn)入油分離器14，C02與油進(jìn)行分離，分離后的0)2經(jīng)過回?zé)崞?6再次冷卻，冷卻后的CO2通過節(jié)流閥33節(jié)流進(jìn)入到蒸發(fā)器18進(jìn)行熱量交換，吸收熱量后通過氣液分離器17將液態(tài)CO2及未完全過濾干凈的油沉降，CO2氣體通過回?zé)崞?6進(jìn)一步加熱后回到CO2壓縮機(jī)11進(jìn)氣口循環(huán)使用；油分離器14的油通過儲油罐15存儲，氣液分離器17的油經(jīng)過沉降后存儲在氣液分離器17底部，根據(jù)液位高低適當(dāng)?shù)慕o儲油罐15進(jìn)行補(bǔ)油工作。CO2壓縮機(jī)11缺油后自動發(fā)出補(bǔ)油指令控制第二電磁閥42，自動給壓縮補(bǔ)油口進(jìn)行補(bǔ)充。
[0044]外界熱水水路通過調(diào)節(jié)氣體冷卻器12出口的第一截止閥22，進(jìn)行調(diào)節(jié)流量，達(dá)到業(yè)主工況要求;冷水水路也是通過調(diào)節(jié)蒸發(fā)器18出口的第六截止閥36，進(jìn)行調(diào)節(jié)流量，達(dá)到業(yè)主工況要求。
[0045]回油運(yùn)行:C02和油通過氣體冷卻器12降溫后，進(jìn)入油分離器14后進(jìn)行分離，CO2和極少量的潤滑油通過過濾器往回?zé)崞?6輸送，潤滑油通過油分離器14分離后存儲到一定的液位后，當(dāng)液位達(dá)到存儲上限，通過液位信號自動識別打開油分離器14與儲油罐15之間的第一電磁閥30，輸送一定存儲量，當(dāng)達(dá)到下限存儲量時自動關(guān)閉第一電磁閥30;液位識別信號在打開油分離器14與儲油罐15之間的第一電磁閥30之前，關(guān)閉氣液分離器17與儲油罐15之間的第二電磁閥42，實現(xiàn)一次回油存儲；當(dāng)油分離器14不向儲油罐15輸送時間里，氣液分離器17與儲油罐15保持聯(lián)通，隨時保證二次回油。
[0046]本實用新型的設(shè)計重點(diǎn)在于:通過在氣體冷卻器和回?zé)崞髦g使用油分離器和儲油罐裝置取代小機(jī)組裝置中油分離器設(shè)計在壓縮機(jī)和氣液分離器之間，同時在氣液分離器底部設(shè)計二次回油系統(tǒng)，本系統(tǒng)實現(xiàn)機(jī)組大型化，兆瓦功率輸出，避免了機(jī)組小、數(shù)量龐大的不利因素，同時數(shù)量減少、減少占地面積;便于生產(chǎn)制造、安裝、生產(chǎn)操作、運(yùn)行維護(hù);設(shè)備回油效率得到提高，短時間回油效率由原來0%提高至40?50%，回油利用率也得到相應(yīng)提高，運(yùn)行周期延長，回油穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行效率高;運(yùn)行成本低，節(jié)能效果顯著。
[0047]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其特征在于:包括有CO2壓縮機(jī)、氣體冷卻器、熱水水箱、油分離器、儲油罐、回?zé)崞?、氣液分離器、蒸發(fā)器以及冷水水箱;該CO2壓縮機(jī)連通氣體冷卻器的進(jìn)氣口，該氣體冷卻器出氣口連通油分離器的入口，氣體冷卻器的出水口連通熱水水箱，油分離器的出油口連通儲油罐，儲油罐連通CO2壓縮機(jī)，油分離器的出氣口連通回?zé)崞鞯倪M(jìn)氣口，回?zé)崞鞯某鰵饪谶B通蒸發(fā)器的進(jìn)氣口，蒸發(fā)器的出氣口連通氣液分離器的入口，氣液分離器的出氣口連通回?zé)崞?，氣液分離器的出油口連通儲油罐，回?zé)崞鬟B通CO2壓縮機(jī)，蒸發(fā)器的出水口連通冷水水箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述CO2壓縮機(jī)與氣體冷卻器的進(jìn)氣口之間依次串接有第一安全閥和第一球閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體冷卻器的出水口與熱水水箱之間連接有第一截止閥，氣體冷卻器的進(jìn)水口處設(shè)置有第二截止閥，氣體冷卻器的出氣口與油分離器的入口之間連接有第二球閥，該熱水水箱的出水口依次串接有第三截止閥、熱水水栗和第四截止閥。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述油分離器的出油口與儲油罐之間依次串接有第三球閥、第一過濾器和第一電磁閥，儲油罐與CO2壓縮機(jī)之間連接第四球閥，油分離器的出氣口與回?zé)崞鞯倪M(jìn)氣口之間連接第五球閥。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述回?zé)崞鞯某鰵饪谂c蒸發(fā)器的進(jìn)氣口之間連接節(jié)流閥，回?zé)崞髋cCO2壓縮機(jī)之間連接有第六球閥。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口處設(shè)置有第五截止閥，蒸發(fā)器的出水口與冷水水箱之間連接有第六截止閥。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述冷水水箱的出水口依次串接有第七截止閥、冷水水栗和第八截止閥。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)商業(yè)用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統(tǒng)，其特征在于:所述氣液分離器的出油口與儲油罐之間依次串接有第七球閥、第二過濾器和第二電磁閥，第七球閥的輸出口還連接有第八球閥，氣液分離器上還連接有第二安全閥。
【文檔編號】F25B30/02GK205580030SQ201620310586
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】李春祥, 李良芳, 王艷媛, 李其昌, 郭勇, 黃文
【申請人】福建欣隆環(huán)保有限公司