原油加熱用空氣源熱泵機(jī)組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱栗系統(tǒng)技術(shù)，尤其是一種空氣源熱栗機(jī)組，該空氣源熱栗機(jī)組可用于油田原油加熱、建筑物供暖及熱水供應(yīng)等場合。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有原油儲罐的加熱方式主要有:電加熱、燃油或燃?xì)忮仩t加熱、太陽能和熱栗加熱。電加熱直接采用高品位能源制熱，使用成本高、一次能源利用率低，既不節(jié)能，也不經(jīng)濟(jì)；燃油或者燃?xì)饧訜岬姆绞綍欧盼廴練怏w；由于太陽輻射的周期性與不確定性，太陽能加熱方式存在供熱不穩(wěn)定，需輔助其他形式的加熱裝置，導(dǎo)致加熱系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性降低；傳統(tǒng)的熱栗加熱的方式只適用于大型油田且有污水和品位較高的低位熱源可利用的場入口 ο
[0003]為此，技術(shù)人員提出了空氣源熱栗加熱的技術(shù)方案，該方案以空氣作為低位熱源通過熱栗機(jī)組提升能源品位后實(shí)現(xiàn)加熱。但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有空氣源熱栗在環(huán)境較高的情況下節(jié)能效果較好，當(dāng)環(huán)境溫度下降時，空氣源熱栗制熱量衰減較為嚴(yán)重，制熱能效比低，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性較差。
[0004]因此，現(xiàn)有空氣源熱栗不能滿足室外較寬溫度變化范圍的需求，運(yùn)行也不夠穩(wěn)定和可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:提供一種原油加熱用空氣源熱栗機(jī)組，以解決現(xiàn)有空氣源熱栗對環(huán)境溫度寬范圍變化全年制熱適應(yīng)性差、低溫環(huán)境下制熱量衰減大及制熱能效比低、運(yùn)行可靠性差等問題。
[0006]技術(shù)方案:一種原油加熱用空氣源熱栗機(jī)組，包括第一級循環(huán)回路和第二級循環(huán)回路，所述第一級循環(huán)回路包括依序連通、形成閉合循環(huán)系統(tǒng)的第一壓縮機(jī)、雙通道換熱器、雙通道蒸發(fā)器和第一氣液分離器，位于雙通道換熱器和雙通道蒸發(fā)器之間的管路上設(shè)置有第一膨脹閥；
所述第二級循環(huán)回路包括相互連通的換熱子回路和蒸發(fā)子回路；所述換熱子回路包括依序連通的第二氣液分離器、第二壓縮機(jī)、油箱換熱器和儲液罐；
所述蒸發(fā)子回路包括第一、第二蒸發(fā)子回路，其兩端分別與儲液罐和第二氣液分離器連通，第一蒸發(fā)子回路連接雙通道換熱器中的一路，第二蒸發(fā)子回路連接雙通道蒸發(fā)器的一路；
第一蒸發(fā)子回路中，雙通道換熱器與儲液罐、第二氣液分離器之間的管道上分別設(shè)置有第二電磁閥和第四電磁閥；第二蒸發(fā)子回路中，雙通道蒸發(fā)器與儲液罐、第二氣液分離器之間的管道上分別設(shè)置有第一電磁閥和第三電磁閥；儲液罐的出口端連接有第二膨脹閥，或者與儲液罐出口端連接的第一蒸發(fā)子回路和第二蒸發(fā)子回路上分別連接有膨脹閥。
[0007]進(jìn)一步的，所述雙通道蒸發(fā)器的制冷劑通道間隔布置，一制冷劑通道的兩端分別設(shè)置有第一分液器和第一集氣管，另一制冷劑通道的兩端分別設(shè)置有第二分液器和第二集氣管。
[0008]進(jìn)一步的，所述第一級循環(huán)回路中設(shè)置有四通換向閥，該四通換向閥的接口分別與第一壓縮機(jī)的排氣口、第一氣液分離器的入口、雙通道換熱器的一次側(cè)入口和雙通道蒸發(fā)器的第一集氣管連通。
[0009]進(jìn)一步的，所述換熱子回路還包括油分離器，其連接于第二壓縮機(jī)和油箱換熱器之間，該油分離器的回油口與第二壓縮機(jī)的吸氣口連接；油分離器出氣口與油箱換熱器之間的管路上依次設(shè)置有單向閥和第一球閥；油分離器回油口與第二壓縮機(jī)吸氣口之間的管路上依次設(shè)置有視鏡和第三球閥。
[0010]進(jìn)一步的，所述油箱換熱器與儲液罐之間的管路上設(shè)置有第二球閥。所述油箱換熱器為雙螺旋盤管冷凝器。
[0011]有益效果:本發(fā)明設(shè)置有兩級循環(huán)回路，兩級回路獨(dú)立，可實(shí)現(xiàn)雙級制熱、兩回路同時單獨(dú)制熱及第二回路單獨(dú)制熱等運(yùn)行模式，使機(jī)組能夠適應(yīng)較寬的環(huán)境溫度變化，全年制熱效果更好，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性提高。
【附圖說明】
[0012]圖1:本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2:本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合圖1和圖2詳細(xì)描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、原理和設(shè)計思路。
[0015]如圖1所示，該實(shí)施例中的原油加熱用空氣源熱栗機(jī)組，主要包括兩組相對獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)，可單獨(dú)運(yùn)行，也可以同時運(yùn)行。在環(huán)境溫度較高時，根據(jù)加熱溫度可控制幾組分別單級運(yùn)行；在環(huán)境溫度較低或加熱溫度較高時，同熱栗機(jī)組同時運(yùn)行，從而使機(jī)組能夠在較寬的溫度變化范圍時穩(wěn)定運(yùn)行(_25°C -40°C )，特別是能夠使機(jī)組能夠在較低環(huán)境溫度中可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。
[0016]在該實(shí)施例中，第一級循環(huán)回路主要包括第一壓縮機(jī)1、四通換向閥2、雙通道換熱器3、第一膨脹閥4、第一制冷劑分液器51、雙通道蒸發(fā)器5和第一氣液分離器6，各裝置之間通過管體依序連通，形成一個相對封閉的循環(huán)系統(tǒng)。
[0017]雙通道蒸發(fā)器中設(shè)置有多路低溫級制冷劑通道53和多路高溫級制冷劑通道54，它們間隔設(shè)置，其兩端分別連接分液器和集氣管，即低溫級制冷劑通道的兩端分別設(shè)置有低溫級制冷劑分液器51 (第一制冷劑分液器)和低溫級制冷劑集氣管55 (第一集氣管)。同時，第一制冷器分液器51可以為雙通道蒸發(fā)器的一部分，即集成于雙通道蒸發(fā)器上。
[0018]該循環(huán)回路為低溫循環(huán)回路，在下文中，第一壓縮機(jī)I指低溫級壓縮機(jī)，雙通道換熱器3為板式換熱器，第一膨脹閥4為低溫級膨脹閥，第一級氣液分離器6為低溫級氣液分離器，為方便起見，在描述該實(shí)施例時，上述概念可以相互換用。
[0019]在實(shí)踐中，各裝置的連接關(guān)系為:低溫級氣液分離器的出口與低溫級壓縮機(jī)的吸氣口連接，低溫級壓縮機(jī)的排氣口和四通換向閥的進(jìn)氣口連接，四通換向閥的回氣口與低溫級氣液分離器的入口連接，四通換向閥的另外兩個接口分別與板式換熱器的低溫級制冷劑進(jìn)口及雙通道蒸發(fā)器的低溫級制冷劑集氣管55連接，板式換熱器的低溫級制冷劑出口和低溫級膨脹閥的進(jìn)口連接，低溫級膨脹閥的出口和雙通道蒸發(fā)器的低溫級制冷劑分液器連接。
[0020]第二級循環(huán)回路主要包括兩部分，即換熱子回路和蒸發(fā)子回路，分別用以加熱原油(氣體和原油換熱)和制冷劑再生處理(氣體由液態(tài)蒸發(fā)，再次變成氣態(tài))。在換熱子回路中，包括第二氣液分離器19、第二壓縮機(jī)7、油分離器8、油箱換熱器11和儲液罐13，各裝置依序連通，形成回路的一部分，部分連通管路上設(shè)置有電磁閥。油分離器與油箱換熱器之間的管路上設(shè)置有單向閥9和第一球閥10，油箱換熱器和儲液罐之間的管路上設(shè)置有第二球閥12。油分離器的出油口與第二壓縮機(jī)的進(jìn)口端連接，且連接管路上設(shè)置有視鏡20和第三球閥21。在冷凝管中，氣體放熱，加熱原油，氣體自身降溫，形成高壓低溫液體，進(jìn)入儲液罐。
[0021]蒸發(fā)子回路有兩支，第一蒸發(fā)子回路和第二蒸發(fā)子回路，分別在不同的工作情況下與換熱子回路組成閉合回路，它們(第一蒸發(fā)子回路和第二蒸發(fā)子回路)的兩端分別與儲液罐和第二氣液分離器連通，連接方式可以為各自直接與儲液罐和第二氣液分離器連通，或者儲液罐和第二氣液分離器上設(shè)置有多通管或連接管，第一、第二子回路與多通管或連接管連通。
[0022]第一蒸發(fā)子回路和第二蒸發(fā)子回路分別經(jīng)由第一級循環(huán)回路中的不同裝置，其中，第一蒸發(fā)子回路經(jīng)由雙通道換熱器中的一路，第二蒸發(fā)子回路經(jīng)由雙通道蒸發(fā)器中的一路。在第二蒸發(fā)子回路中，通過高溫級制冷劑分液器52與雙通道蒸發(fā)器中的高溫級制冷劑通道連通，并從高溫級制冷劑集氣管56流出，流回第二氣液分離器。
[0023]在第一蒸發(fā)子回路中，雙通道換熱器與儲液罐、第二氣液分離器之間的連通管道上分別設(shè)置有第二電磁閥16和第四電磁閥18，用以控制該回路的通斷狀態(tài)。
[0024]在第二蒸發(fā)子回路中，雙通道蒸發(fā)器與儲液罐、第二氣液分離器之間的連通管道上分別設(shè)置第一電磁閥15和第三電磁閥17，用以控制該回路的通斷狀態(tài)。
[0025]儲液罐的出口處設(shè)置有第二膨脹閥14。或者在第一蒸發(fā)子回路和第二蒸發(fā)子回路中各自設(shè)置有膨脹閥(第二膨脹閥14和第三膨脹閥22)，詳見實(shí)施例二。
[0026]通過控制第一、第三和第二、第四電磁閥的開閉，可以控制第一、第二蒸發(fā)子回路的通斷，以確定是哪個子回路與換熱子回路形成閉合回路。
[0027]在該實(shí)施例中，第二循環(huán)回路為高溫級循環(huán)回路，因此在描述該部分時，第二氣液分離器指高溫級氣液分離器，第二壓縮機(jī)為高溫級壓縮機(jī)，儲液罐為高壓儲液罐，油箱換熱器為雙螺旋盤管油箱換熱器，第二膨脹閥為高溫級熱力膨脹閥，描述時，上述概念可以換用。
[0028]在實(shí)踐中，高溫級壓縮機(jī)的排氣口和油分離器的進(jìn)氣口連接，油分離器的回油口依次與視鏡、第三球閥、高溫級壓縮機(jī)進(jìn)氣口連接，油分離器的出氣口依次與單向閥、第一球閥連接，第一球閥出口和雙螺旋盤管油箱換熱器入口連接，雙螺旋盤管油箱換熱器出口和第二球閥入口連接，第二球閥出口