壓力恒溫冷水熱水生產系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種壓力恒溫冷水熱水生產系統，包括制冷單元、水源、第一熱交換器、第二熱交換器、冷水壓力自控閥和熱水壓力自控閥；制冷單元包括通過制冷劑管路依次循環連接的壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器，壓縮機的排氣口連接冷凝器，壓縮機的吸氣口連接蒸發器；冷水壓力自控閥設置在第一進水管上，熱水壓力自控閥設置在第二進水管上，壓縮機吸氣口與蒸發器之間的制冷劑管路與冷水壓力自控閥相連通；壓縮機排氣口與冷凝器之間的制冷劑管路與熱水壓力自控閥相連通。冷水壓力自控閥和熱水壓力自控閥分別隨著壓縮機吸氣壓力和排氣壓力的波動自動調節水流量，使供給用冷、用熱單位的冷水溫度更加穩定。本發明還具有降本增效的作用。
【專利說明】
壓力恒溫冷水熱水生產系統
技術領域
[0001]本發明涉及制冷技術領域，尤其是一種生產冷水和熱水的設備。
【背景技術】
[0002]隨著經濟社會的發展，人們對生活品質的要求越來越高，制冷技術越來越深入到人們的生活和生產過程。在生活中人們需要制冷制熱技術，在夏天將室內溫度調低，在冬季則將室內溫度調高;洗浴用水則需要熱源來將常溫水加熱。在多種工業生產過程中也需要控制環境溫度或者工藝溫度，產生了恒溫水浴等裝置，這些都需要制備冷水或者熱水。
[0003]單獨制備冷水需要制冷，如果采用蒸氣壓縮式制冷，則制冷過程中產生的熱量則浪費在環境中；單獨制備熱水需要制熱，如果采用熱栗機組，則制熱過程中產生的冷量則浪費在環境中。另外，人們往往需要制備一定溫度范圍內的冷水，這樣就需要一套復雜的機構:監控冷水溫度的溫度傳感器以及與溫度傳感器相連接的電控裝置；電控裝置比較溫度傳感器的實測溫度值與內置的預設溫度值，根據比較結果，對制冷量進行調節。實測溫度值偏低時調低制冷量(或者關閉壓縮機或者調低壓縮機的級數或者關閉備用的蒸發器)，實測溫度值偏高時調高制冷量(或者開啟壓縮機或者調高壓縮機的級數或者開啟備用的蒸發器)。這種實時比較實測溫度與預設溫度、根據比較結果控制壓縮機運行狀態的方法雖然能夠較為精確地控制冷水溫度，但實現這種控制需要較為復雜的系統來配套(溫度傳感器、連接線路、電控裝置、調節制冷量的相關結構)，結構復雜，成本較高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種能夠通過壓力自動控制水流量、從而自動調節冷水和熱水溫度的壓力恒溫冷水熱水生產系統。
[0005]為實現上述目的，本發明的壓力恒溫冷水熱水生產系統包括制冷單元、水源、第一熱交換器、第二熱交換器、冷水壓力自控閥和熱水壓力自控閥；
制冷單元包括通過制冷劑管路依次循環連接的壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器，壓縮機的排氣口連接冷凝器，壓縮機的吸氣口連接蒸發器；
所述第一熱交換器和第二熱交換器均為空腔式結構，所述蒸發器位于第一熱交換器內，所述冷凝器位于第二熱交換器內；所述水源通過第一進水管連接第一熱交換器，第一進水管上設有冷卻栗;第一熱交換器連接有用于連接用冷單位的冷水管道；
所述水源通過第二進水管連接第二熱交換器，第二進水管上設有加熱栗;第二熱交換器連接有用于連接用熱單位的熱水管道；
冷水壓力自控閥包括第一閥體，第一閥體中部設有第一長孔，第一長孔具一個開口，第一長孔內滑動密封連接有第一閥芯；
第一閥芯背離第一長孔開口的一側連接有第一壓簧，第一壓簧的另一端連接在第一長孔端部的第一閥體上;第一閥體內沿垂直于第一長孔的方向設有第一水孔，第一水孔通過所述第一長孔;所述第一長孔兩側的第一水孔的截面呈外大內小的喇叭形;所述第一水孔與第一長孔的交匯處形成冷水控制通道，所述第一閥芯背離第一長孔的開口的一端位于冷水控制通道的中部且第一閥芯的另一端向朝向第一長孔開口的方向伸出冷水控制通道;背離第一長孔開口方向，冷水控制通道相鄰處的第一長孔內設有第一定位環，第一定位環固定連接在第一長孔的孔壁上；
熱水壓力自控閥包括第二閥體，第二閥體中部設有第二長孔，第二長孔具一個開口；第二長孔內滑動密封連接有第二閥芯；
第二閥芯包括間隔設置的調節閥板、承壓閥板以及連接調節閥板和承壓閥板的連接桿;調節閥板背離第二長孔開口的一側連接有第二壓簧，第二壓簧的另一端連接在第二長孔端部的第二閥體上;第二閥體內沿垂直于第二長孔的方向設有第二水孔，第二水孔通過所述第二長孔;所述第二長孔兩側的第二水孔的截面呈外大內小的喇叭形;所述第二水孔與第二長孔的交匯處形成熱水控制通道，所述調節閥板朝向第二長孔的開口的一端位于熱水控制通道的中部且調節閥板的另一端向背離第二長孔開口的方向伸出熱水控制通道;朝向第二長孔開口方向，熱水控制通道相鄰處的第二長孔內設有第二定位環，定位環固定連接在第二長孔的孔壁上;所述承壓閥板位于第二定位環與第二長孔開口之間的第二長孔內；所述承壓閥板和調節閥板分別與第二長孔內壁滑動密封連接；
冷水壓力自控閥設置在第一進水管上，第一進水管與第一水孔相連通，熱水壓力自控閥設置在第二進水管上，第二進水管與第二水孔相連通；
壓縮機吸氣口與蒸發器之間的制冷劑管路通過第一長孔的開口與冷水壓力自控閥的第一長孔相連通;壓縮機排氣口與冷凝器之間的制冷劑管路通過熱水壓力自控閥第二長孔的開口與熱水壓力自控閥的第二長孔相連通。
[0006]所述節流裝置為毛細管或節流閥。
[0007]所述第一進水管和冷水管道分別連接在第一熱交換器的相對兩側;所述第二進水管和熱水管道分別連接在第二熱交換器的相對兩側。
[0008]冷水壓力自控閥可以隨著壓縮機吸氣壓力的波動自動調節第一進水管內的水流量，利用制冷劑的壓力與溫度的對應關系在蒸發溫度降低時自動加大第一進水管內的水流量、并在蒸發溫度升高時自動減少第一進水管內的水流量，從而使供給用冷單位的冷水溫度更加穩定。
[0009]同時，熱水壓力自控閥可以隨著壓縮機排氣壓力的波動自動調節第二進水管內的水流量，利用制冷劑的壓力與溫度的對應關系在冷凝溫度降低時自動減少第二進水管內的水流量、并在冷凝溫度升高時自動加大第二進水管內的水流量，從而使供給用熱單位的熱水溫度更加穩走。
本發明結構簡單，便于制造和安裝使用。本發明中，在一次制冷循環過程中，蒸發器處產生的冷量和冷凝器處產生的熱量同時得到利用，能量利用效率較高，實現了能量的雙向利用，符合節能環保的產業發展方向，也具有降本增效的作用。
【附圖說明】
[00?0]圖1是本發明的系統原理圖；
圖2是冷水壓力自控閥的結構示意圖；
圖3是熱水壓力自控閥的結構示意圖； 圖4是圖3的A— A剖視圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1至圖4所示，本發明的壓力恒溫冷水熱水生產系統包括制冷單元、水源1、第一熱交換器2、第二熱交換器3、冷水壓力自控閥4和熱水壓力自控閥5;
制冷單元包括通過制冷劑管路6依次循環連接的壓縮機7、冷凝器8、節流裝置9和蒸發器10，壓縮機7的排氣口 11連接冷凝器8，壓縮機7的吸氣口 12連接蒸發器10;制冷單元的各部件均為常規裝置，其具體結構不再詳述。
[0012]所述第一熱交換器2和第二熱交換器3均為空腔式結構，所述蒸發器10位于第一熱交換器2內并作為第一熱交換器2的管程，所述冷凝器8位于第二熱交換器3內并作為第二熱交換器2的管程;所述水源I通過第一進水管13連接第一熱交換器2，第一進水管13上設有冷卻栗14;第一熱交換器2連接有用于連接用冷單位16的冷水管道15;制冷劑流體在第一熱交換器2和第二熱交換器3內走的均是管程，水流在第一熱交換器2和第二熱交換器3內走的均是殼程。
[0013I所述水源I通過第二進水管20連接第二熱交換器3，第二進水管20上設有加熱栗17；第二熱交換器3連接有用于連接用熱單位18的熱水管道19;
如圖2所示，冷水壓力自控閥4包括第一閥體21，第一閥體21中部設有第一長孔22，第一長孔22具一個開口，第一長孔22內滑動密封連接有第一閥芯23;
第一閥芯23背離第一長孔22開口的一側連接有第一壓簧24，第一壓簧24的另一端連接在第一長孔22端部的第一閥體21上;第一閥體21內沿垂直于第一長孔22的方向設有第一水孔25，第一水孔25通過所述第一長孔22;所述第一長孔22兩側的第一水孔25的截面呈外大內小的喇叭形;所述第一水孔25與第一長孔22的交匯處形成冷水控制通道26，壓縮機7正常穩定工作時所述第一閥芯23背離第一長孔22的開口的一端位于冷水控制通道26的中部且第一閥芯23的另一端向朝向第一長孔22開口的方向伸出冷水控制通道26，第一閥芯23的厚度大于冷水控制通道26的高度，如圖2所示，這樣可以使第一閥芯23具有阻斷冷水控制通道26的可能。背離第一長孔22開口方向，冷水控制通道26相鄰處的第一長孔22內設有第一定位環27，第一定位環27固定連接在第一長孔22的孔壁上并用于控制第一閥芯23遠離第一長孔22開口的極限距離;第一閥芯23頂壓在第一定位環27上時距離第一長孔22開口最遠，此時第一閥芯23剛好將冷水控制通道26封閉起來。
[0014]熱水壓力自控閥5包括第二閥體31，第二閥體31中部設有第二長孔32，第二長孔32具一個開口，第二長孔32內滑動密封連接有第二閥芯；
第二閥芯包括間隔設置的調節閥板33、承壓閥板34以及連接調節閥板33和承壓閥板34的連接桿35;調節閥板33背離第二長孔32開口的一側連接有第二壓簧36，第二壓簧36的另一端連接在第二長孔32端部的第二閥體31上;第二閥體31內沿垂直于第二長孔32的方向設有第二水孔37，第二水孔37通過所述第二長孔32;所述第二長孔32兩側的第二水孔37的截面呈外大內小的喇叭形;所述第二水孔37與第二長孔32的交匯處形成熱水控制通道38，壓縮機7正常穩定工作時所述調節閥板33朝向第二長孔32的開口的一端位于熱水控制通道38的中部且調節閥板33的另一端向背離第二長孔32開口的方向伸出熱水控制通道38，調節閥板33的厚度大于熱水控制通道38的高度，如圖3和圖4所示，這樣可以保證調節閥板33可以阻斷熱水控制通道38;所述連接桿35的截面小于熱水控制通道38的截面，從而使連接桿35不會堵塞熱水控制通道38;朝向第二長孔32開口方向，熱水控制通道38相鄰處的第二長孔32內設有第二定位環39，第二定位環39固定連接在第二長孔32的孔壁上;所述承壓閥板34位于第二定位環39與第二長孔32開口之間的第二長孔32內；所述承壓閥板34和調節閥板33分別與第二長孔32的內壁滑動密封連接；
冷水壓力自控閥4設置在第一進水管13上，第一進水管13與第一水孔25相連通，熱水壓力自控閥5設置在第二進水管20上，第二進水管20與第二水孔37相連通；
壓縮機7吸氣口 12與蒸發器10之間的制冷劑管路6通過冷水壓力自控閥4的第一長孔22的開口與冷水壓力自控閥4的第一長孔22相連通;壓縮機7排氣口 11與冷凝器8之間的制冷劑管路6通過熱水壓力自控閥5的第二長孔32的開口與熱水壓力自控閥5的第二長孔32相連通；
所述節流裝置9為毛細管或節流閥。所述第一進水管13和冷水管道15分別連接在第一熱交換器2的相對兩側;所述第二進水管20和熱水管道19分別連接在第二熱交換器3的相對兩側。
[0015]工作時，制冷單元通過正常的制冷循環過程，在冷凝器8處釋放熱量，在蒸發器10處釋放冷量，從而在第一熱交換器2內制備冷水，同時在第二熱交換器3內制備冷水。具體的制冷原理為本領域公知技術，高壓氣態制冷劑從壓縮機排氣口 11排出，在冷凝器8內冷凝為液態并釋放熱量;高溫液態制冷劑從冷凝器8流至節流裝置9時得到節流降壓，形成低壓低溫的液態制冷劑(此時部分制冷劑蒸發為氣態);液態制冷劑在通過蒸發器10時蒸發為氣態并吸收熱量;最后低溫低壓的氣態制冷劑從壓縮機吸氣口 12吸入，完成一個完整的制冷循環。
[0016]在一次制冷循環過程中，蒸發器10處產生的冷量和冷凝器8處產生的熱量同時得到利用，能量利用效率較高，實現了能量的雙向利用，符合節能環保的產業發展方向，也具有降本增效的作用。
[0017]水源I中的水被冷卻栗14抽出，通過冷水壓力自控閥4后進入第一熱交換器2內，被蒸發器10冷卻，從而制備成冷水，供給用冷單位16。當壓縮機7吸氣壓力降低時，蒸發器10的蒸發壓力同時降低，這樣蒸發器10的溫度下降。如果不增加水流量，則制備的冷水溫度將會降低。反之，當壓縮機7的吸氣壓力升高時，如果不降低水流量，則制備的冷水溫度將會升尚O
[0018]本發明的冷水壓力自控閥4及其連接關系很好地解決了這一問題。壓縮機7正常穩定工作時所述第一閥芯23背離第一長孔22的開口的一端位于冷水控制通道26的中部，冷水控制通道26處于半開狀態。
[0019]當壓縮機7吸氣壓力降低時，在第一壓簧24的彈力作用下，第一閥芯23向接近第一長孔22開口的方向移動，從而增大冷水控制通道26的開啟度，使冷水流量隨著壓縮機7吸氣壓力的降低而增加，進而保證在蒸發器10(蒸發)溫度下降時冷水流量增加，從而使冷水溫度大致保持恒定，提高了冷水出水溫度的穩定性，為用冷單位16提供更加穩定可靠的服務。同理，當壓縮機7吸氣壓力升高時，在第一壓簧24的彈力作用下，第一閥芯23向遠離第一長孔22開口的方向移動，從而降低冷水控制通道26的開啟度，同樣使冷水溫度大致保持恒定，提高了冷水出水溫度的穩定性。
[0020]水源I中的水被加熱栗17抽出，通過熱水壓力自控閥5后進入第二熱交換器3內，被冷凝器8加熱，從而制備成熱水，供給用熱單位18。當壓縮機7排氣壓力降低時，冷凝器8的冷凝壓力同時降低，這樣冷凝器8的溫度下降。如果不減少水流量，則制備的熱水溫度將會降低。反之，當壓縮機7的排氣壓力升高時，如果不升高水流量，則制備的熱水溫度將會升高。
[0021]本發明的熱水壓力自控閥5及其連接關系很好地解決了這一問題。壓縮機7正常穩定工作時所述調節閥板33朝向第二長孔32的開口的一端位于熱水控制通道38的中部且調節閥板33的另一端向背離第二長孔32開口的方向伸出熱水控制通道38，這樣熱水控制通道38處于半開啟狀態。
[0022]當壓縮機7排氣壓力降低時，在第二壓簧36的彈力作用下，調節閥板33向接近第二長孔32開口的方向移動，從而減小熱水控制通道38的開啟度，使熱水流量隨著壓縮機7排氣壓力的降低而減少，進而保證在冷凝器8溫度下降時熱水流量相應減少，從而使熱水溫度大致保持恒定，提高了熱水出水溫度的穩定性，為用熱單位18提供更加穩定可靠的服務。同理，當壓縮機7排氣壓力升高時，在第二壓簧36的彈力作用下，調節閥板33向遠離第二長孔
32開口的方向移動，從而增大熱水控制通道38的開啟度，同樣使熱水溫度大致保持恒定，提高了熱水出水溫度的穩定性。
[0023]以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.壓力恒溫冷水熱水生產系統，其特征在于:包括制冷單元、水源、第一熱交換器、第二熱交換器、冷水壓力自控閥和熱水壓力自控閥； 制冷單元包括通過制冷劑管路依次循環連接的壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器，壓縮機的排氣口連接冷凝器，壓縮機的吸氣口連接蒸發器； 所述第一熱交換器和第二熱交換器均為空腔式結構，所述蒸發器位于第一熱交換器內，所述冷凝器位于第二熱交換器內；所述水源通過第一進水管連接第一熱交換器，第一進水管上設有冷卻栗;第一熱交換器連接有用于連接用冷單位的冷水管道； 所述水源通過第二進水管連接第二熱交換器，第二進水管上設有加熱栗;第二熱交換器連接有用于連接用熱單位的熱水管道； 冷水壓力自控閥包括第一閥體，第一閥體中部設有第一長孔，第一長孔具一個開口，第一長孔內滑動密封連接有第一閥芯； 第一閥芯背離第一長孔開口的一側連接有第一壓簧，第一壓簧的另一端連接在第一長孔端部的第一閥體上;第一閥體內沿垂直于第一長孔的方向設有第一水孔，第一水孔通過所述第一長孔;所述第一長孔兩側的第一水孔的截面呈外大內小的喇叭形;所述第一水孔與第一長孔的交匯處形成冷水控制通道，所述第一閥芯背離第一長孔的開口的一端位于冷水控制通道的中部且第一閥芯的另一端向朝向第一長孔開口的方向伸出冷水控制通道;背離第一長孔開口方向，冷水控制通道相鄰處的第一長孔內設有第一定位環，第一定位環固定連接在第一長孔的孔壁上； 熱水壓力自控閥包括第二閥體，第二閥體中部設有第二長孔，第二長孔具一個開口；第二長孔內滑動密封連接有第二閥芯； 第二閥芯包括間隔設置的調節閥板、承壓閥板以及連接調節閥板和承壓閥板的連接桿;調節閥板背離第二長孔開口的一側連接有第二壓簧，第二壓簧的另一端連接在第二長孔端部的第二閥體上;第二閥體內沿垂直于第二長孔的方向設有第二水孔，第二水孔通過所述第二長孔;所述第二長孔兩側的第二水孔的截面呈外大內小的喇叭形;所述第二水孔與第二長孔的交匯處形成熱水控制通道，所述調節閥板朝向第二長孔的開口的一端位于熱水控制通道的中部且調節閥板的另一端向背離第二長孔開口的方向伸出熱水控制通道;朝向第二長孔開口方向，熱水控制通道相鄰處的第二長孔內設有第二定位環，定位環固定連接在第二長孔的孔壁上;所述承壓閥板位于第二定位環與第二長孔開口之間的第二長孔內；所述承壓閥板和調節閥板分別與第二長孔內壁滑動密封連接； 冷水壓力自控閥設置在第一進水管上，第一進水管與第一水孔相連通，熱水壓力自控閥設置在第二進水管上，第二進水管與第二水孔相連通； 壓縮機吸氣口與蒸發器之間的制冷劑管路通過第一長孔的開口與冷水壓力自控閥的第一長孔相連通;壓縮機排氣口與冷凝器之間的制冷劑管路通過熱水壓力自控閥第二長孔的開口與熱水壓力自控閥的第二長孔相連通。2.根據權利要求1所述的壓力恒溫冷水熱水生產系統，其特征在于:所述節流裝置為毛細管或節流閥。3.根據權利要求1或2所述的壓力恒溫冷水熱水生產系統，其特征在于:所述第一進水管和冷水管道分別連接在第一熱交換器的相對兩側;所述第二進水管和熱水管道分別連接在第二熱交換器的相對兩側。
【文檔編號】F16K3/314GK105841397SQ201610208433
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】徐珂, 周澤, 張忠陽, 倫蹤怡, 梁亮
【申請人】廣州萬寶集團民權電器有限公司