一种双机头热源塔热泵机组技术领域
本发明涉及一种双机头热源塔热泵机组。
背景技术
空调是主要的建筑耗能大户，如何有效降低空调能耗、提高能源利用效率，是空调
行业研究的重点。我国沿长江流域的夏热冬冷地区，其气候特点是夏季酷热，冬季湿冷，空
气湿度较大。目前在该区域传统的大型建筑供冷/热（“/”是“或”的意思）方式主要有三种：
水冷冷水机组+锅炉、水/地源热泵和风冷热泵。
其中，风冷热泵能够同时实现供冷/热，然而供冷/热的能效相对来说较低；水/地
源热泵能同时实现供冷/热且效率均较高，但受到地理环境及初投资高的限制；水冷冷水机
组+锅炉供冷/热方式，其夏季运行效率高，而冬季采用锅炉供热，一次能源利用率低。
热源塔热泵系统即是在充分考虑夏热冬冷地区气候环境和现有三种供冷/热方式
优缺点的基础上产生的，其夏季能够实现高效供冷，冬季能够实现高效供热，且不受地理环
境限制，初投资较低，是夏热冬冷地区较为理想的空调系统。但现有设计的热源塔热泵系统
在使用过程中存在下述不足：
第一、冷水机组无制热功能，通过简单的改变控制系统虽然能够在一定程度上满足要
求，但在热源塔热泵制热工况下尤其在环境温度较低时，其供热效率非常低，且供热量亦严
重不足。
第二、现有成熟的水/地源热泵其供热工况较热源塔热泵工况有较大的差距，其在
热源塔热泵工况运行，尤其在环境温度较低工况下，供热能力非常差。
因而针对热源塔热泵系统的特性，开发一种适合热源塔热泵系统运行的高效热泵
机组是目前研究人员重点关注的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种双机头热源塔热泵机组，极大提高了热源塔热泵
机组在冬季运行时的制热效率和制热量，同时提高压缩机性能，从而提高整个机组性能。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种双机头热源塔热泵机组，其特征在于，包括两套相同的制冷系统A和制冷系统B，每
套制冷系统包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、经济器电磁阀、热力膨胀阀、喷液电磁阀、经
济器、电子膨胀阀和蒸发器，所述压缩机的排气口与冷凝器的制冷剂输入端相连且冷凝器
的制冷剂输出端与干燥过滤器相连，所述干燥过滤器通过喷液电磁阀与压缩机的吸气口相
连，所述经济器的主侧制冷剂输入端与干燥过滤器相连且主侧制冷剂输出端通过电子膨胀
阀与蒸发器的制冷剂输入端相连，所述蒸发器的制冷剂输出端与压缩机的吸气口相连，所
述经济器的辅侧制冷剂输出端与压缩机的经济器接口相连且辅侧制冷剂输入端通过热力
膨胀阀和经济器电磁阀与干燥过滤器相连。
优选，制冷系统A的蒸发器的水侧输出端与制冷系统B的蒸发器的水侧输入端相
连，制冷系统B的冷凝器的水侧输出端与制冷系统A的冷凝器的水侧输入端相连。
优选，冷凝器的制冷剂输出端与干燥过滤器之间设置有球阀。
优选，喷液电磁阀与压缩机的吸气口之间设置有节流阀。
本发明的有益效果是：
第一、机组设置两套相同的制冷系统A和制冷系统B，在低负荷时可通过关闭一个压缩
机来实现单个压缩机在高负荷下运行，在高负荷时同时开启两个压缩机运行，压缩机性能
系数高，从而提高整个机组性能系数。
第二、两个压缩机互为冗余设置，当其中一个故障时，可确保系统的正常运行。
第三、热源塔热泵机组采用低温喷液增焓技术和经济器换热技术，极大提高了热
源塔热泵机组在冬季运行时的制热效率和制热量。
第四、制冷系统A和制冷系统B采用串联逆流式冷凝器和蒸发器，水侧传热系数更
高，从而可以减弱热源塔热泵机组制热工况切换为防冻液时对蒸发器换热的影响。
第五、制冷系统A和制冷系统B采用串联逆流式冷凝器和蒸发器，其每个制冷系统
对应的冷凝压力与蒸发压力比例与传统制冷系统相比，均有较大的降低，从而使得性能系
数有较大的提高。
附图说明
图1是本发明一种双机头热源塔热泵机组的结构示意图；
附图的标记含义如下：
1：压缩机A；2：壳管式冷凝器A；2-1：壳管式冷凝器A制冷剂输入端；2-2：壳管式冷凝器A
制冷剂输出端；2-3：壳管式冷凝器A水侧输入端；2-4：壳管式冷凝器A水侧输出端；3：球阀A；
4：干燥过滤器A；5：经济器电磁阀A；6：热力膨胀阀A；7：喷液电磁阀A；8：节流阀A；9：经济器
A；9-1：经济器A主侧制冷剂输入端；9-2：经济器A主侧制冷剂输出端；9-3：经济器A辅侧制冷
剂输入端；9-4：经济器A辅侧制冷剂输出端；10：电子膨胀阀A；11：壳管式蒸发器A；11-1：壳
管式蒸发器A制冷剂输入端；11-2：壳管式蒸发器A制冷剂输出端；11-3：壳管式蒸发器A水侧
输入端；11-4：壳管式蒸发器A水侧输出端；12：压缩机B；13：壳管式冷凝器B；13-1：壳管式冷
凝器B制冷剂输入端；13-2：壳管式冷凝器B制冷剂输出端；13-3：壳管式冷凝器B水侧输入
端；13-4：壳管式冷凝器B水侧输出端；14：球阀B；15：干燥过滤器B；16：经济器电磁阀B；17：
热力膨胀阀B；18：喷液电磁阀B；19：节流阀B；20：经济器B；20-1：经济器B主侧制冷剂输入
端；20-2：经济器B主侧制冷剂输出端；20-3：经济器B辅侧制冷剂输入端；20-4：经济器B辅侧
制冷剂输出端；21：电子膨胀阀B；22：壳管式蒸发器B；22-1：壳管式蒸发器B制冷剂输入端；
22-2：壳管式蒸发器B制冷剂输出端；22-3：壳管式蒸发器B水侧输入端；22-4：壳管式蒸发器
B水侧输出端。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领
域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限
定。
一种双机头（两个压缩机）热源塔热泵机组，如图1所示，包括两套相同的制冷系统
A和制冷系统B，制冷系统A和制冷系统B是相互独立的，每套制冷系统包括压缩机、冷凝器、
干燥过滤器、经济器电磁阀、热力膨胀阀、喷液电磁阀、经济器、电子膨胀阀和蒸发器。
所述压缩机的排气口与冷凝器的制冷剂输入端相连且冷凝器的制冷剂输出端与
干燥过滤器相连，所述干燥过滤器通过喷液电磁阀与压缩机的吸气口相连，所述经济器的
主侧制冷剂输入端与干燥过滤器相连且主侧制冷剂输出端通过电子膨胀阀与蒸发器的制
冷剂输入端相连，所述蒸发器的制冷剂输出端与压缩机的吸气口相连，所述经济器的辅侧
制冷剂输出端与压缩机的经济器接口相连且辅侧制冷剂输入端通过热力膨胀阀和经济器
电磁阀与干燥过滤器相连。
优选，制冷系统A的蒸发器的水侧输出端与制冷系统B的蒸发器的水侧输入端相
连，制冷系统B的冷凝器的水侧输出端与制冷系统A的冷凝器的水侧输入端相连。
优选，冷凝器的制冷剂输出端与干燥过滤器之间设置有球阀，喷液电磁阀与压缩
机的吸气口之间设置有节流阀。
下面结合附图1进行详细说明，图1中，冷凝器是壳管式冷凝器，蒸发器是壳管式蒸
发器，制冷系统A和制冷系统B之间通过连接管道连接。需说明的是，为了便于区分，分别在
各部件名称后加上A或B进行区分，其分别对应制冷系统A和制冷系统B的部件，即制冷系统A
包括压缩机A1、壳管式冷凝器A2、球阀A3、干燥过滤器A4、经济器电磁阀A5、热力膨胀阀A6、
喷液电磁阀A7、节流阀A8、经济器A9、电子膨胀阀A10和壳管式蒸发器A11，制冷系统B包括压
缩机B12、壳管式冷凝器B13、球阀B14、干燥过滤器B15、经济器电磁阀B16、热力膨胀阀B17、
喷液电磁阀B18、节流阀B19、经济器B20、电子膨胀阀B21和壳管式蒸发器B22。
对于制冷系统A：
高温高压的制冷剂气体从压缩机A1的排气口排出进入壳管式冷凝器A制冷剂输入端2-
1，高温高压制冷剂气体冷凝为常温高压制冷剂液体，常温高压制冷剂液体通过壳管式冷凝
器A制冷剂输出端2-2、球阀A3流入干燥过滤器A4。
常温高压制冷剂在干燥过滤器A4出口分为三路：一部分制冷剂通过喷液电磁阀
A7、节流阀A8流入压缩机A1的吸气口；另一部分制冷剂通过经济器电磁阀A5、热力膨胀阀A6
进入经济器A辅侧制冷剂输入端9-3，然后通过经济器A辅侧制冷剂输出端9-4流入到压缩机
A1的经济器接口；大部分制冷剂通过经济器A主侧制冷剂输入端9-1、经济器A主侧制冷剂输
出端9-2流入电子膨胀阀A10，常温高压制冷剂液体节流变为低温低压的气液混合物进入壳
管式蒸发器A制冷剂输入端11-1，低温低压的制冷剂液体在蒸发器中沸腾，变为低温低压制
冷剂气体后，经壳管式蒸发器A制冷剂输出端11-2流回压缩机A1的吸气口。
对于制冷系统B：
高温高压的制冷剂气体从压缩机B12的排气口排出进入壳管式冷凝器B制冷剂输入端
13-1，高温高压制冷剂气体冷凝为常温高压制冷剂液体，常温高压制冷剂液体通过壳管式
冷凝器B制冷剂输出端13-2、球阀B14流入干燥过滤器B15。
常温高压制冷剂在干燥过滤器B15出口分为三路：一部分制冷剂通过喷液电磁阀
B18、节流阀B19流入压缩机B12的吸气口；另一部分制冷剂通过经济器电磁阀B16、热力膨胀
阀B17进入经济器B辅侧制冷剂输入端20-3，然后通过经济器B辅侧制冷剂输出端20-4流入
到压缩机B12的经济器接口；大部分制冷剂通过经济器B主侧制冷剂输入端20-1、经济器B主
侧制冷剂输出端20-2流入电子膨胀阀B21，常温高压制冷剂液体节流变为低温低压的气液
混合物进入壳管式蒸发器B制冷剂输入端22-1，低温低压的制冷剂液体在蒸发器中沸腾，变
为低温低压制冷剂气体后，经壳管式蒸发器B制冷剂输出端22-2流回压缩机B12的吸气口。
冷冻水通过壳管式蒸发器A水侧输入端11-3流入，壳管式蒸发器A水侧输出端11-4
与壳管式蒸发器B水侧输入端22-3通过管道连接，冷冻水通过壳管式蒸发器B水侧输出端
22-4流出。蒸发器A11和蒸发器B22采用串联逆流的方式连接，实现压缩机A1所在系统蒸发
温度高，系统性能系数高，换热量增加。
冷却水通过壳管式冷凝器B水侧输入端13-3流入，壳管式冷凝器B水侧输出端13-4
与壳管式冷凝器A水侧输入端2-3通过管道连接，冷却水通过壳管式冷凝器A水侧输出端2-4
流出。冷凝器A2和冷凝器B13采用串联逆流的方式连接，实现压缩机B12所在系统冷凝温度
低，系统性能系数高。
在冷凝器出口配置经济器，提高在低温环境下热源塔热泵机组的性能系数和制热
量，在冷凝器出口配置喷液电磁阀和喷液节流阀，提高在低温环境下热源塔热泵机组的制
热量。
本发明的有益效果是：
第一、机组设置两套相同的制冷系统A和制冷系统B，在低负荷时可通过关闭一个压缩
机来实现单个压缩机在高负荷下运行，在高负荷时同时开启两个压缩机运行，压缩机性能
系数高，从而提高整个机组性能系数。
第二、两个压缩机互为冗余设置，当其中一个故障时，可确保系统的正常运行。
第三、热源塔热泵机组采用低温喷液增焓技术和经济器换热技术，极大提高了热
源塔热泵机组在冬季运行时的制热效率和制热量。
第四、制冷系统A和制冷系统B采用串联逆流式冷凝器和蒸发器，水侧传热系数更
高，从而可以减弱热源塔热泵机组制热工况切换为防冻液时对蒸发器换热的影响。
第五、制冷系统A和制冷系统B采用串联逆流式冷凝器和蒸发器，其每个制冷系统
对应的冷凝压力与蒸发压力比例与传统制冷系统相比，均有较大的降低，从而使得性能系
数有较大的提高。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关
的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。