一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱泵系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱泵系統，包括有CO2壓縮機、氣體冷卻器、熱水水箱、油分離器、儲油罐、回熱器、氣液分離器、蒸發器以及冷水水箱；通過在氣體冷卻器和回熱器之間使用油分離器和儲油罐裝置取代小機組裝置中油分離器設計在壓縮機和氣液分離器之間，同時在氣液分離器底部設計二次回油系統，本系統實現機組大型化，兆瓦功率輸出，避免了機組小、數量龐大的不利因素，同時數量減少、減少占地面積；便于生產制造、安裝、生產操作、運行維護；設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提高，運行周期延長，回油穩定，設備運行效率高；運行成本低，節能效果顯著。
【專利說明】
一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱泵系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及熱栗系統領域技術，尤其是指一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統。
【背景技術】
[0002]前國際制冷學會主席G.Lorentzen大力提倡使用自然工質作為制冷劑。C02作為是一種具備獨特性的自然工質，環境上，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、導熱性能好等等優勢，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《保護臭氧層維也納公約》，同時近年來大力提倡節能減排諸多有利政策，對于C02跨臨界循環制冷工業化和商業化帶來前所未有的發展空間。
[0003]跨臨界二氧化碳熱栗與傳統熱栗相比:
[0004]效率高，跨臨界二氧化碳熱栗平均COP值可以達到4以上，制冷周期的EER值可以達至IJ3以上，遠遠大于普通熱栗的COP值3和EER值2.5;節能效果顯著，運行成本底。由于跨臨界高COP和EER值，具有良好的節能效果。在同樣的大型商場進行供暖和制冷，跨臨界二氧化碳可以比溴化鋰熱栗節省49%的費用，比普通熱栗節省37%，比鍋爐冷水機組節省52%;應用范圍廣，工業、商業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，對制取工業其它制冷需求可以制取-15?0°C的范圍。不僅滿足城市商業用冷暖需求，也同樣適合工業用冷熱源需求;穩定性和可靠性高，使用壽命可以長達15年以上，高于普通熱栗10年和溴化鋁熱栗5年的時間。
[0005]國內目前采用多套組合或者零散設備分布在生活熱水和商場保鮮中，還未能實現兆瓦級工業生產和大型商業的生產中應用。因此，需要改進國內跨臨界二氧化碳熱栗系統設計，進行機組擴大化并投入工業生產和商業生產應用中去，解決當下相同效率，機組小、機組數量多的局面；同時改進措施提高回油效率和優化存儲空間來保證設備性能穩定、長周期運行。
【實用新型內容】
[0006]有鑒于此，本實用新型針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，其能有效解決現有跨臨界二氧化碳系統機組設備小、機組數量多不適用工業和大型商業生產技術要求的問題。
[0007]為實現上述目的，本實用新型采用如下之技術方案:
[0008]—種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，包括有⑶2壓縮機、氣體冷卻器、熱水水箱、油分離器、儲油罐、回熱器、氣液分離器、蒸發器以及冷水水箱;該CO2壓縮機連通氣體冷卻器的進氣口，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，油分離器的出氣口連通回熱器的進氣口，回熱器的出氣口連通蒸發器的進氣口，蒸發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熱器，氣液分離器的出油口連通儲油罐，回熱器連通CO2壓縮機，蒸發器的出水口連通冷水水箱。
[0009]作為一種優選方案，所述CO2壓縮機與氣體冷卻器的進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，氣體冷卻器的進水口處設置有第二截止閥，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壓縮機之間連接第四球閥，油分離器的出氣口與回熱器的進氣口之間連接第五球閥。
[0012]作為一種優選方案，所述回熱器的出氣口與蒸發器的進氣口之間連接節流閥，回熱器與CO2壓縮機之間連接有第六球閥。
[0013]作為一種優選方案，所述蒸發器的進水口處設置有第五截止閥，蒸發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]本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，由上述技術方案可知:
[0017]通過在氣體冷卻器和回熱器之間使用油分離器和儲油罐裝置取代小機組裝置中油分離器設計在壓縮機和氣液分離器之間，同時在氣液分離器底部設計二次回油系統，本系統實現機組大型化，兆瓦功率輸出，避免了機組小、數量龐大的不利因素，同時數量減少、減少占地面積;便于生產制造、安裝、生產操作、運行維護;設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提高，運行周期延長，回油穩定，設備運行效率高;運行成本低，節能效果顯著。
[0018]為更清楚地闡述本實用新型的結構特征和功效，下面結合附圖與具體實施例來對本實用新型進行詳細說明。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型之較佳實施例的結構示意圖。
[0020]附圖標識說明:
[0021]11、C02壓縮機12、氣體冷卻器
[0022]13、熱水水箱14、油分離器
[0023]15、儲油罐16、回熱器
[0024]17、氣液分離器18、蒸發器
[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構，包括有0)2壓縮機11、氣體冷卻器12、熱水水箱13、油分離器14、儲油罐15、回熱器16、氣液分離器17、蒸發器18以及冷水水箱19。
[0039]該⑶2壓縮機11連通氣體冷卻器12的進氣口，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11，油分離器14的出氣口連通回熱器16的進氣口，回熱器16的出氣口連通蒸發器18的進氣口，蒸發器18的出氣口連通氣液分離器17的入口，氣液分離器17的出氣口連通回熱器16，氣液分離器17的出油口連通儲油罐15，回熱器16連通⑶2壓縮機11，蒸發器18的出水口連通冷水水箱19。
[0040]具體而言，所述CO2壓縮機11與氣體冷卻器12的進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的進水口處設置有第二截止閥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11之間連接第四球閥31，油分離器14的出氣口與回熱器16的進氣口之間連接第五球閥32。所述回熱器16的出氣口與蒸發器18的進氣口之間連接節流閥33，回熱器16與CO2壓縮機11之間連接有第六球閥34。所述蒸發器18的進水口處設置有第五截止閥35，蒸發器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]運行中，高壓側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后進入氣體冷卻器12，通過與水路介質的熱量交換，經氣體冷卻器12降溫后進入油分離器14，C02與油進行分離，分離后的0)2經過回熱器16再次冷卻，冷卻后的CO2通過節流閥33節流進入到蒸發器18進行熱量交換，吸收熱量后通過氣液分離器17將液態CO2及未完全過濾干凈的油沉降，CO2氣體通過回熱器16進一步加熱后回到CO2壓縮機11進氣口循環使用；油分離器14的油通過儲油罐15存儲，氣液分離器17的油經過沉降后存儲在氣液分離器17底部，根據液位高低適當的給儲油罐15進行補油工作。CO2壓縮機11缺油后自動發出補油指令控制第二電磁閥42，自動給壓縮補油口進行補充。
[0044]外界熱水水路通過調節氣體冷卻器12出口的第一截止閥22，進行調節流量，達到業主工況要求;冷水水路也是通過調節蒸發器18出口的第六截止閥36，進行調節流量，達到業主工況要求。
[0045]回油運行:C02和油通過氣體冷卻器12降溫后，進入油分離器14后進行分離，CO2和極少量的潤滑油通過過濾器往回熱器16輸送，潤滑油通過油分離器14分離后存儲到一定的液位后，當液位達到存儲上限，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，當達到下限存儲量時自動關閉第一電磁閥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，關閉氣液分離器17與儲油罐15之間的第二電磁閥42，實現一次回油存儲；當油分離器14不向儲油罐15輸送時間里，氣液分離器17與儲油罐15保持聯通，隨時保證二次回油。
[0046]本實用新型的設計重點在于:通過在氣體冷卻器和回熱器之間使用油分離器和儲油罐裝置取代小機組裝置中油分離器設計在壓縮機和氣液分離器之間，同時在氣液分離器底部設計二次回油系統，本系統實現機組大型化，兆瓦功率輸出，避免了機組小、數量龐大的不利因素，同時數量減少、減少占地面積;便于生產制造、安裝、生產操作、運行維護;設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提高，運行周期延長，回油穩定，設備運行效率高;運行成本低，節能效果顯著。
[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范圍作任何限制，故凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，其特征在于:包括有CO2壓縮機、氣體冷卻器、熱水水箱、油分離器、儲油罐、回熱器、氣液分離器、蒸發器以及冷水水箱;該CO2壓縮機連通氣體冷卻器的進氣口，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，油分離器的出氣口連通回熱器的進氣口，回熱器的出氣口連通蒸發器的進氣口，蒸發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熱器，氣液分離器的出油口連通儲油罐，回熱器連通CO2壓縮機，蒸發器的出水口連通冷水水箱。2.根據權利要求1所述的一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，其特征在于:所述CO2壓縮機與氣體冷卻器的進氣口之間依次串接有第一安全閥和第一球閥。3.根據權利要求1所述的一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，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，氣體冷卻器的進水口處設置有第二截止閥，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.根據權利要求1所述的一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，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壓縮機之間連接第四球閥，油分離器的出氣口與回熱器的進氣口之間連接第五球閥。5.根據權利要求1所述的一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，其特征在于:所述回熱器的出氣口與蒸發器的進氣口之間連接節流閥，回熱器與CO2壓縮機之間連接有第六球閥。6.根據權利要求1所述的一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，其特征在于:所述蒸發器的進水口處設置有第五截止閥，蒸發器的出水口與冷水水箱之間連接有第六截止閥。7.根據權利要求1所述的一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，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.根據權利要求1所述的一種工業商業用兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗系統，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】福建欣隆環保有限公司