1.一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统,其特征在于,包括高温热泵蒸汽发生循环子系统、低温冷却制冷循环子系统和热水循环子系统,所述高温热泵蒸汽发生循环子系统包括:满液式蒸发器(1)、过冷换热器(2)、第一冷凝器(3)、第一压缩机(4)、油气分离器(5)干燥过滤器(6)、第一膨胀阀(7)、引射器(8)、油过滤器(9)、油冷却器(10)和油泵(11);所述满液式蒸发器(1)的管程设置有热水进口(a1)和热水出口(a2),以及中间管程补水口(a4)、制冷剂回热换热进口(a5)和制冷剂回热换热出口(a7),壳程设置有制冷剂进口(a3)和制冷剂出口(a6),以及高位回油口和低位回油口;所述满液式蒸发器(1)的制冷剂出口(a6)通过管道接至第一压缩机(4)入口,第一压缩机(4)出口通过管道接至油气分离器(5)入口(c2),油气分离器(5)的油出口(c1)经第一电磁阀(25)接至油过滤器(9)入口;油过滤器(9)出口分两路,一路通过管道经油冷器(10)接至第二单向阀(27)入口,另一路通过管道经第二电磁阀(26)接至油泵(11)入口,所述第二单向阀(27)的出口和油泵(11)的出口通过管道共同接至第一压缩机(4);所述油气分离器(5)气体出口(c3)分两路,一路通过管道经第三电磁阀(28)接至引射器(8)入口(g1),引射器(8)出口(g3)通过管道接至第一压缩机(4)入口,另一路通过管道接至第一冷凝器(3)入口(d1);第一冷凝器(3)出口(d3)通过管道经第一调节阀(20)接至三通电磁阀(21),三通电磁阀(21)出口分两路,一路通过管道供汽,另一路通过管道放空;第一冷凝器(3)出口(d2)通过管道接至过冷换热器(2)入口(b3),过冷换热器(2)出口(b2)通过管道接至第一三通调节阀(22)入口(k3),第一三通调节阀(22)出口(k2)通过管道接至满液式蒸发器(1)入口(a5);所述满液式蒸发器(1)出口(a7)经第一单向阀(23)与第一三通调节阀(22)出口(k1)通过管道共同接至干燥过滤器(6),干燥过滤器(6)出口通过管道经第一膨胀阀(7)接至满液式蒸发器(1)入口(a3);满液式蒸发器(1)中的低位回油口与高位回油口分别经第四电磁阀(29)和五电磁阀(30)共同接入引射器(8)入口(g2);
所述低温制冷循环子系统包括:第二压缩机(12)、第二冷凝器(13)、第二膨胀阀(14)和水冷蒸发器(15);第二压缩机(12)出口通过管道接至第二冷凝器(13)入口(f3),第二冷凝器(13)出口(f2)经第二膨胀阀(14)接至水冷蒸发器(15)入口(e4),水冷蒸发器(15)出口(e3)通过管道接至第二压缩机(12)入口;
所述热水循环子系统包括:满液式蒸发器(1)、过冷换热器(2)、第一冷凝器(3)、水箱(16)、第一水泵(17)、水冷蒸发器(15)、第二水泵(18)和第二冷凝器(13);高温冷凝水通过管道接入第二三通调节阀(19)入口(j1),第二三通调节阀(19)出口(j3)通过管道接入过冷换热器(2)入口(b1),过冷换热器(2)出口(b4)通过管道接入第一冷凝器(3)入口(d4);第二三通调节阀(19)出口(j2)通过管道接至满液式蒸发器(1)入口(a1),满液式蒸发器(1)出口(a2)通过管道接至水箱(16)入口(h4),水箱(16)出口(h1)通过管道经第二水泵(18)接至水冷蒸发器(15)入口(e1),水冷蒸发器(15)出口(e2)通过管道排出低温冷却水,水箱(16)出口(h2)通过管道经第一水泵(17)接至第三三通调节阀(24)入口(n1)第三三通调节阀(24)出口(n3)经管道接至水箱(16)入口(h3),另一出口(n2)经管道接至第二冷凝器(13)入口(f1),第二冷凝器(13)出口(f4)经管道接至满液式蒸发器(1)入口(a4)。
2.根据权利要求1所述一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统,其特征在于,所述第一冷凝器(3)为干式壳管式冷凝器,制冷剂走管程,热水在壳程吸热蒸发产生蒸汽,壳程上设置有第一液位控制器(31),所述第一液位控制器(31)的控制信号通过导线连接第二三通调节阀(19);壳程上还设有第一压力控制器(38),第一压力控制器(38)的控制信号通过导线连接第一压缩机(4)和第一调节阀(20)。
3.根据权利要求1所述一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统,其特征在于,所述第一膨胀阀(7)为电子膨胀阀。
4.根据权利要求1所述一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统,其特征在于,所述油气分离器(5)制冷剂出口管路上设有第二压力控制器(37),第二压力控制器(37)的控制信号通过导线连接第一膨胀阀(7);所述油气分离器(5)内设置有第二液位控制器(32),所述满液式蒸发器(1)的壳程上设置有第三液位控制器(33),所述第二液位控制器(32)和第三液位控制器(33)控制信号通过导线分别连接第三电磁阀(28)、第四电磁阀(29)和第五电磁阀(30)。
5.根据权利要求1所述一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统,其特征在于,所述第一压缩机(4)入口管路设置第一温度传感器(34),所述第一温度传感器(34)控制信号通过导线连接第一三通调节阀(22);所述第一压缩机(4)进出口管路间设置压差控制器(39),所述压差控制器(39)控制信号通过导线分别连接第二电磁阀(26)和油泵(11)。
6.根据权利要求1所述一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统,其特征在于,所述第二冷凝器(13)出口(f4)的连接管路上设置有第二温度传感器(35),其控制信号通过导线连接第三三通调节阀(24)。
7.根据权利要求1所述一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统,其特征在于,所述水冷蒸发器(15)的出水口(e2)连接管路上设置有第三温度传感器(36),其控制信号通过导线连接第二压缩机(12)。
8.根据权利要求1所述一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统,其特征在于,所述满液式蒸发器(1)的中间入口(a4)需根据接入水,即第二冷凝器(13)出口(f4)的水的温度范围,选择在第一管程和最后管程直接的合适管程并入满液式蒸发器(1)内进行放热降温。
9.一种根据权利要求1~8任一项所述一种热水自热回收蒸汽发生与冷却系统的控制方法,其特征在于:热水流量分配控制,蒸汽压力控制,高温热泵压缩机供/回油控制,高温热泵压缩机吸气过热度控制,补水温度控制和冷却出水温度控制,热水流量分配控制:
工业高温冷却水或蒸汽冷凝水优先保障蒸汽供应,由第一冷凝器(3)内的第一液位控制器(31)控制第一三通调节阀(19)流入过冷换热器(2)的热水流量,剩余的热水才进入满液式蒸发器(1)内由高温热泵蒸汽发生循环系统进行自热回收,第一液位控制器(31)的液位信号减小,则需增大第一三通调节阀(19)流入过冷换热器(2)侧的热水流量;
蒸汽压力控制:
依据第一冷凝器(3)壳侧第一压力控制器(38)的蒸汽压力信号,优先控制第一调节阀(20)的开度,蒸汽压力不足,则减小第一调节阀(20)开度,但第一调节阀(20)开度需满足用户侧蒸汽供应需求;当第一调节阀(20)的开度调节无法满足蒸汽压力控制要求时,则控制第一压缩机(4)的流量,即蒸汽压力低,则需增大第一压缩机(4)的流量,进而提高第一冷凝器(3)内制冷剂的供热量;
高温热泵压缩机供/回油控制:
供油:高温热泵压缩机为第一压缩机(4),其启动时压缩机吸排气管路无压差,第二电磁阀(26)通电,并启动油泵(11),由油泵(11)完成压缩机供油,当压差控制器(39)检测的压缩机吸排气压差信号满足要求时,则控制第二电磁阀(26)和油泵(11)断电;
回油:当油气分离器(5)内油位低于第二液位控制器(32)液位设定值,或者满液式蒸发器(1)内液位高于第三液位控制器(33)液位设定值时,系统进行回油,由第二液位控制器(32)控制第三电磁阀(28)和第四电磁阀(29)或第五电磁阀(30)通电,由油气分离器(5)出口高压制冷剂气体通过引射器(8)将满液式蒸发器(1)液位上方的润滑油引射回第一压缩机(4)的吸气管路;当回油由第二液位控制器(32)触发,则由第三液位控制器(33)的液位信号控制第四电磁阀(29)或第五电磁阀(30)的通电,确保引射器(8)引入的液体为制冷剂上方的润滑油;
高温热泵压缩机吸气过热度控制:
由第一压缩机(4)吸气管路温度传感器(34)控制第二三通调节阀(22)流入满液式蒸发器(1)上方回热换热管路的制冷剂流量,吸气温度升高,则减小进入回热换热管路的高温制冷剂流量;
补水温度控制:
满液式蒸发器(1)流出的一级冷却后热水饱和进入高温热泵供蒸汽发生剩下的热水和低温制冷循环第二冷凝器(13)流出的热水两部分,由第二温度传感器(35)控制第三三通调节阀(24)流出补入满液式蒸发器(1)的水流量;
冷却出水温度控制:
热水的二级冷却由低温制冷循环的水冷蒸发器(15)完成,根据其出水管路上的第三温度传感器(36)控制第二制冷压缩机(14)的制冷剂流量实现温度控制,出水温度升高,需增大第二制冷压缩机(14)的流量,增大低温制冷循环的制冷量。