一种模块式梯级取热乏风热泵机组制造技术

本实用新型专利技术涉及一种模块式梯级取热乏风热泵机组，包括机组外围护结构单元、多级热泵热力系统单元、矿井排风换热器清洗单元以及配电控制单元，且水‑工质换热器均采用逆流方式，按低蒸发低冷凝到高蒸发高冷凝次序与用户热水低温回水到高供水次序一一对应。本实用新型专利技术采用了模块化整体化设计理念，将乏风取热换热器进行分级设置，根据乏风流经的路径，将热泵热力系统分为高温取热区，中温或低温取热区等，而水‑工质换热器采用一个直流串接式换热器，用户回水低温端对应乏风中温或低温取热区的热力系统，用户供水高温端对乏风高温取热区的热力系统，提升了机组整体综合能效，充分取热，进而提升了机组的供热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种模块式梯级取热乏风热泵机组
本技术涉及一种矿井排风热泵，特别是涉及一种模块式梯级取热乏风热泵机组。
技术介绍
随着国内外节能意识的逐步增强，矿井排风(又称之为乏风)热泵技术在矿业节能领域得到了广泛的应用。乏风具有风量大、风温稳定、相对湿度大、连续性好的特点，是热泵良好的低温余热资源，通过热泵技术，将排风中余热通过梯级方式提取出来，可以满足矿业企业建筑采暖、洗浴热水制备和井口防冻用热的更大负荷需要。对于单级取热模块化乏风热泵机组可能存在取热焓差有限，易导致乏风余热利用不充分，进而产生无法满足矿山供热需求的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对单级取热模块化乏风热泵机组存在的问题，提出一种模块式梯级取热乏风热泵机组，其采用了模块化整体化设计理念，将乏风取热换热器进行分级设置，根据乏风流经的路径，将热泵热力系统分为高温取热区，中温或低温取热区等，而水-工质换热器采用一个直流串接式换热器，用户回水低温端对应乏风中温或低温取热区的热力系统，用户供水高温端对乏风高温取热区的热力系统，以提升机组整体综合能效，充分取热，提升供热能力。为实现上述目的，本技术提供了一种模块式梯级取热乏风热泵机组，包括机组外围护结构单元、多级热泵热力系统单元、矿井排风换热器清洗单元以及配电控制单元，所述机组外围护结构单元包括设置在侧面的机组立面外层保温防护板、设置在顶面的顶面外层保温防护板以及设置在底部的底座，所述多级热泵热力系统单元包括并行设置的高温取热区一级热泵机构和低温取热区二级热泵机构，所述高温取热区一级热泵机构包括依次循环连接的一级压缩机、水-工质换热器、一级膨胀阀、一级取热器以及一级气液分离器，所述低温取热区二级热泵机构包括依次循环连接的二级压缩机、水-工质换热器、储液器、二级膨胀阀、二级取热器以及二级气液分离器，所述水-工质换热器上设有水换进水口与水换出水口，所述一级取热器、二级取热器沿乏风进风方向依次设置，所述矿井排风换热器清洗单元包括设置在清洗液主管上的清洗加压泵、清洗电磁阀、清洗单向阀，所述清洗液主管通过清洗分配管与设置在所述一级取热器进风侧的扇形喷嘴相连接，所述配电控制单元包括配电控制柜、设置在所述一级取热器进风侧与二级取热器出风侧的微压差传感器以及温度压力传感器。优选地，所述多级热泵热力系统单元还包括设置在所述一级取热器与二级取热器上侧的顶面外层保温防护板上的风机。优选地，在所述模块式梯级取热乏风热泵机组工作时，乏风从底座处进入，并依次经所述一级取热器与二级取热器换热后从顶面排出。优选地，所述一级取热器与二级取热器的底部设有水盘，所述水盘底部设有水盘排水管。优选地，当所述微压差传感器反馈的压差达到或超过设定压差时，所述配电控制柜控制清洗电磁阀和清洗加压泵开启，清洗液通过清洗液主管与清洗分配管送至扇形喷嘴清洗所述一级取热器；当所述微压差传感器反馈的压差低于设定的回差时，所述配电控制柜控制清洗电磁阀和清洗加压泵关闭。优选地，所述低温取热区二级热泵机构还包括设置在二级压缩机、与水-工质换热器之间的四通阀、并联设置在所述储液器与水-工质换热器之间的制冷用膨胀阀、并联设置在二级膨胀阀上的单向阀。优选地，所述水-工质换热器包括空心柱状壳体板、设置在所述壳体板两端的低温侧管端板与高温侧管端板、分别设置在所述低温侧管端板与高温侧管端板外侧的低温侧管盖板与高温侧管盖板、设置在所述低温侧管端板与低温侧管盖板之间的低温侧工质分隔板、设置在所述高温侧管端板与高温侧管盖板之间的高温侧工质分隔板，所述低温侧工质分隔板将低温侧管端板与低温侧管盖板之间的密封空间分隔成第一分液腔与第一集液腔，所述高温侧工质分隔板将高温侧管端板与高温侧管盖板之间的密封空间分隔成第二分液腔与第二集液腔，所述第一分液腔与第一集液腔之间通过设置在空心柱状壳体板内的低温区水-工质换热管相连通，所述第二分液腔与第二集液腔之间通过设置在空心柱状壳体板内的高温区水-工质换热管相连通，所述空心柱状壳体板上分别设有水换进水口与水换出水口。优选地，所述空心柱状壳体板内交错设有水流分隔板，所述水流分隔板的尺寸小于空心柱状壳体板的内尺寸，所述低温区水-工质换热管与高温区水-工质换热管穿过所述水流分隔板且呈U型设置在空心柱状壳体板内。优选地，所述第一分液腔、第一集液腔、所述第二分液腔、第二集液腔上分别设有低温区二级热泵热力工质进口、低温区二级热泵热力工质出口、高温区一级热泵热力工质进口、高温区一级热泵热力工质出口。基于上述技术方案，本技术的优点是：本技术的模块式梯级取热乏风热泵机组具有单级取热模块化热泵机组的全部特点，进一步本技术中水-工质换热器均采用逆流方式，按低蒸发低冷凝到高蒸发高冷凝次序与用户热水低温回水到高供水次序一一对应，提升了机组总体能效；矿井排风(乏风)梯级取热可大幅增加取热焓差，提高单位矿井排风(乏风)余热利用量，矿井排风(乏风)余热可充分利用，可形成更大的供热能力，以满足矿山供热需求。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为模块式梯级取热乏风热泵机组结构示意图；图2为水-工质换热器结构示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。本技术提供了一种模块式梯级取热乏风热泵机组，如图1、图2所示，其中示出了本技术的一种优选实施方式。其采用了模块化整体化设计理念，将乏风取热换热器进行分级设置，根据乏风流经的路径，将热泵热力系统分为高温取热区，中温或低温取热区等，而水-工质换热器采用一个直流串接式换热器，用户回水低温端对应乏风中温或低温取热区的热力系统，用户供水高温端对乏风高温取热区的热力系统，以提升机组整体综合能效，充分取热，提升供热能力如图1所示，所述模块式梯级取热乏风热泵机组包括机组外围护结构单元、多级热泵热力系统单元、矿井排风换热器清洗单元以及配电控制单元，所述机组外围护结构单元包括设置在侧面的机组立面外层保温防护板16、设置在顶面的顶面外层保温防护板17以及设置在底部的底座15，所述多级热泵热力系统单元包括并行设置的高温取热区一级热泵机构和低温取热区二级热泵机构，所述高温取热区一级热泵机构包括依次循环连接的一级压缩机1-1、水-工质换热器12、一级膨胀阀3-1、一级取热器7-1以及一级气液分离器2-1，所述低温取热区二级热泵机构包括依次循环连接的二级压缩机1-2、水-工质换热器12、储液器5、二级膨胀阀3-3、二级取热器7-2以及二级气液分离器2-2，所述水-工质换热器12上设有水换进水口11与水换出水口10，所述一级取热器7-1、二级取热器7-2沿乏风进风方向依次设置，所述矿井排风换热器清洗单元包括设置在清洗液主管18上的清洗加压泵20、清洗电磁阀19、清洗单向阀21，所述清洗液主管18通过清洗分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块式梯级取热乏风热泵机组，其特征在于：包括机组外围护结构单元、多级热泵热力系统单元、矿井排风换热器清洗单元以及配电控制单元，所述机组外围护结构单元包括设置在侧面的机组立面外层保温防护板(16)、设置在顶面的顶面外层保温防护板(17)以及设置在底部的底座(15)，/n所述多级热泵热力系统单元包括并行设置的高温取热区一级热泵机构和低温取热区二级热泵机构，所述高温取热区一级热泵机构包括依次循环连接的一级压缩机(1-1)、水-工质换热器(12)、一级膨胀阀(3-1)、一级取热器(7-1)以及一级气液分离器(2-1)，所述低温取热区二级热泵机构包括依次循环连接的二级压缩机(1-2)、水-工质换热器(12)、储液器(5)、二级膨胀阀(3-3)、二级取热器(7-2)以及二级气液分离器(2-2)，所述水-工质换热器(12)上设有水换进水口(11)与水换出水口(10)，所述一级取热器(7-1)、二级取热器(7-2)沿乏风进风方向依次设置，/n所述矿井排风换热器清洗单元包括设置在清洗液主管(18)上的清洗加压泵(20)、清洗电磁阀(19)、清洗单向阀(21)，所述清洗液主管(18)通过清洗分配管与设置在所述一级取热器(7-1)进风侧的扇形喷嘴(9)相连接，所述配电控制单元包括配电控制柜(23)、设置在所述一级取热器(7-1)进风侧与二级取热器(7-2)出风侧的微压差传感器(22)以及温度压力传感器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种模块式梯级取热乏风热泵机组，其特征在于：包括机组外围护结构单元、多级热泵热力系统单元、矿井排风换热器清洗单元以及配电控制单元，所述机组外围护结构单元包括设置在侧面的机组立面外层保温防护板(16)、设置在顶面的顶面外层保温防护板(17)以及设置在底部的底座(15)，
所述多级热泵热力系统单元包括并行设置的高温取热区一级热泵机构和低温取热区二级热泵机构，所述高温取热区一级热泵机构包括依次循环连接的一级压缩机(1-1)、水-工质换热器(12)、一级膨胀阀(3-1)、一级取热器(7-1)以及一级气液分离器(2-1)，所述低温取热区二级热泵机构包括依次循环连接的二级压缩机(1-2)、水-工质换热器(12)、储液器(5)、二级膨胀阀(3-3)、二级取热器(7-2)以及二级气液分离器(2-2)，所述水-工质换热器(12)上设有水换进水口(11)与水换出水口(10)，所述一级取热器(7-1)、二级取热器(7-2)沿乏风进风方向依次设置，
所述矿井排风换热器清洗单元包括设置在清洗液主管(18)上的清洗加压泵(20)、清洗电磁阀(19)、清洗单向阀(21)，所述清洗液主管(18)通过清洗分配管与设置在所述一级取热器(7-1)进风侧的扇形喷嘴(9)相连接，所述配电控制单元包括配电控制柜(23)、设置在所述一级取热器(7-1)进风侧与二级取热器(7-2)出风侧的微压差传感器(22)以及温度压力传感器。


2.根据权利要求1所述的模块式梯级取热乏风热泵机组，其特征在于：所述多级热泵热力系统单元还包括设置在所述一级取热器(7-1)与二级取热器(7-2)上侧的顶面外层保温防护板(17)上的风机(8)。


3.根据权利要求1所述的模块式梯级取热乏风热泵机组，其特征在于：在所述模块式梯级取热乏风热泵机组工作时，乏风从底座(15)处进入，并依次经所述一级取热器(7-1)与二级取热器(7-2)换热后从顶面排出。


4.根据权利要求1所述的模块式梯级取热乏风热泵机组，其特征在于：所述一级取热器(7-1)与二级取热器(7-2)的底部设有水盘(13)，所述水盘(13)底部设有水盘排水管(14)。


5.根据权利要求1所述的模块式梯级取热乏风热泵机组，其特征在于：当所述微压差传感器(22)反馈的压差达到或超过设定压差时，所述配电控制柜(23)控制清洗电磁阀(19)和清洗加压泵(20)开启，清洗液通过清洗液主管(18)与清洗分配管送至扇形喷嘴(9)清洗所述一级取热器(7-1)；当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷军强，郭平平，陈峰，吕艳波，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：卡林热泵技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13