一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組的製作方法

2023-10-09 10:24:04

專利名稱：一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於空調設備領域，尤其涉及一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組領域，更具體地說，是一種涉及將冷凝器或蒸發器分置在水或土壤中並利用水能或地能直接與冷媒換熱的熱泵機組。
背景技術：
建築能耗已經佔到社會總能耗的40%以上，而建築能耗中採暖、製冷和制生活熱水的能耗又佔到建築能耗的70%。因此，利用清潔再生能源降低採暖、製冷和制生活熱水的能耗和排放是全社會實現節能減排的關鍵。目前，利用地表水、地下水或地熱能作為冷熱源的地源熱泵空調系統，具有顯著節能(一般至少能節省50%以上能耗)、舒適環保、能效比高、零空氣排放零汙染、不受氣候影響等優點。現已在世界範圍得到廣泛應用，成為新能源領域最具可靠性、經濟性、實用性的清潔再生能源產品。中國中央政府及地方政府已大力扶持推廣此項新能源技術的應用，設立多項基金獎勵應用地源熱泵中央空調系統。但是現有地源熱泵中央空調採用低效率的水環管路換熱原理具有極大的局限性，其在利用地表水時因需要的水體水量大易受季節和其他環境因素影響，不能確保長期穩定的運行；利用地下水時因需要的水量大易造成地面沉降和受到政府政策限制，同時還有地下水帶來的管路堵塞腐蝕難以避免；利用地下埋管受地質水文環境限制，需佔用大量土地資源和增加巨額工程造價。現有地源熱泵中央空調機組的工作原理也使其能效比在4. (Γ5. 0附近形成難以突破的瓶頸。現有地源熱泵中央空調的局限性極大地影響了它的使用範圍。利用空氣顯熱吸收冷媒的氣化前熱的風冷冷水機組具有安裝方便、適應性廣、模塊化設計，且可安裝在屋頂、陽臺等建築場所，不佔用有效建築面積，節省了土建投資，目前風冷冷水機組在全國各地都有廣泛的應用。但由於風冷熱泵自身的特點，其也受到了限制多方面限制1、空氣源熱泵的性能隨室外氣候變化明顯。室外空氣溫度高於40-45°C或低於-5 -15°C時，熱泵機組不能正常工作；2、風冷熱泵能效比約為2. 5-3. 2，換熱效率低， 耗能大；3、熱泵機組的噪音較大，對環境及相鄰房間有一定影響。實用新型的內容本實用新型的目的在於提供一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組，旨在解決現有級數中運用地源熱泵中央空調帶來的換熱效率低、水環管路能耗大、佔用水土資源多及工程造價高的問題。本實用新型是這樣實現的，一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組，在選擇製冷模式時，經壓縮機壓縮的製冷劑變為高溫高壓氣體後在分置降壓式水/地能換熱器放熱冷凝為低壓製冷劑液體，流向使用側換熱器，製冷劑在使用側換熱器吸熱蒸發為氣體後再流向壓縮機進入下一循環，在選擇加熱模式時，經壓縮機壓縮的製冷劑變為高溫高壓氣體後在使用側換熱器放熱冷凝為製冷劑液體，流向分置降壓式水/地能換熱器，製冷劑在降壓式水/地能換熱器吸熱蒸發為氣體後再流向壓縮機進入下一循環。一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組，包括用管道按順序連接的壓縮機(1)、第一單向電磁閥(4)、分置降壓式水/地能換熱器(2)、使用側換熱器(3)、第二單向電磁閥(5)，第二單向電磁閥(5)再與壓縮機(1)連接。將第三單向電磁閥 (6)與串接的第一單向電磁閥(4)、分置降壓式水/地能換熱器(2)和使用側換熱器(3)並聯連接，將第四單向電磁閥(7)與串接的第二單向電磁閥(5)、使用側換熱器(3)和分置降壓式水/地能換熱器(2 )並聯連接。上述分置降壓式水/地能換熱器(2)採用不鏽鋼降壓式換熱器、鎳銅管降壓式換熱器、鈦合金或耐高溫高傳導非金屬降壓式換熱器。上述使用側換熱器(3)採用冷水換熱的板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器及空氣換熱的翅片式換熱器、直膨式換熱器。上述使用側換熱器(3)與空調側供水管、空調側循環泵、空調側回水幹管和空調側未端風機盤管組成熱量交換水路系統。上述分置降壓式水/地能換熱器(2)為土壤填埋式換熱器、湖泊水源換熱器、深井水源換熱器、廢水換熱器或海洋水源換熱器。採用上述技術方案，本實用新型將水或土壤作為冷媒的直接冷熱源，在製冷季節利用分散安置在水體或土壤中的降壓式換熱器作為冷凝器，直接冷凝冷媒放熱；採暖季節利用分散安置在水體或土壤中的降壓式換熱器作為蒸發器，直接蒸發冷媒吸熱，換熱效率大幅度提高，徹底改變了現有地源熱泵用安置水中或土壤中的水環管路系統換熱的原理和方法，首創用長距氟路直接在水中或土壤中冷凝或蒸發，克服了現有水/地源熱泵因中間介質的多次換熱帶來的換熱效率損失問題，大大減少了水土資源佔用面積體量及工程造價，系統能效比和穩定性成倍提高，徹底突破了地理地質水文環境對熱泵的限制，極大地拓展了水/地能熱泵的應用範圍，具有極其重大深遠的社會經濟價值。

圖1是本實用新型實施例提供的系統原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。請參照圖1，為本實用新型的一較佳實施例，一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組，包括用管道按順序連接的壓縮機1、第一單向電磁閥4、分置降壓式水/地能換熱器2、使用側換熱器3、第二單向電磁閥5，第二單向電磁閥5再與壓縮機 1連接。將第三單向電磁閥6與串接的第一單向電磁閥4、分置降壓式水/地能換熱器2和使用側換熱器3並聯連接，將第四單向電磁閥7與串接的第二單向電磁閥5、使用側換熱器 3和分置降壓式水/地能換熱器2並聯連接。上述連接方式形成一個可使冷媒在其中循環運轉的系統，完成分置降壓式水/地能熱泵機組的供暖、製冷的功能。請參閱圖1，分置降壓式水/地能換熱器2為不鏽鋼降壓式換熱器，其也可以為鎳銅管降壓式換熱器、鈦合金或耐高溫高傳導非金屬降壓式換熱器等，它們均是利用了水體或土壤冷熱源直接與換熱器中的製冷劑進行熱量交換來達到節能的目的。請參閱圖1，使用側換熱器3為板式換熱器，其也可以為殼管式換熱器、套管式換熱器等。所述使用側換熱器3通過空調水泵8、空調進水管9和空調出水管10連接到空調使用側組成水路系統進行熱量交換。本實施例具有以下兩種工作狀況，在這兩種工作狀態中，所述分置降壓式水/地能換熱器2為防腐金屬或非金屬降壓式換熱器，所述使用側換熱器3為板式換熱器。一、空調製冷運行請參閱圖1，分置降壓式水/地能熱泵機組接通電源後，壓縮機1開始工作，通過壓縮機1做功，製冷劑由低溫低壓氣體變為高溫高壓的氣體後，流向電磁閥4，流向分置降壓式水/地能換熱器2，製冷劑在分置降壓式水/地能換熱器2放熱冷凝為低壓製冷劑液體後流使用側換熱器3，製冷劑在使用側換熱器3吸熱蒸發為氣體後流向電磁閥5，再由電磁閥 5流向壓縮機1進入下一循環。所述循環中，電磁閥6、7關閉，電磁閥4、5打開。空調水系統在空調循環泵8的帶動下由空調回水管9流入使用側換熱器(蒸發器) 3進行熱交換，溫度變低後經空調供水管10流向用戶風機盤管，為用戶提供冷量。二、空調製熱運行請參閱圖1，分置降壓式水/地能熱泵機組接通電源後，壓縮機1開始工作，通過壓縮機1做功，製冷劑由低溫低壓氣體變為高溫高壓的氣體後，流向電磁閥6，流向使用側換熱器3，製冷劑在使用側換熱器3放熱冷凝為製冷劑液體後流向分置降壓式地能換器2，製冷劑在分置降壓式能換熱器2中吸熱蒸發為氣體後流向電磁閥7，再由電磁閥7流向壓縮機 1進入下一循環。所述循環中，電磁閥4、5關閉，電磁閥6、7打開。空調水系統在空調循環泵8的帶動下由空調回水管9流入使用側換熱器(冷凝器) 3進行熱交換，溫度升高後經空調供水管10流向用戶風機盤管，為用戶提供熱量。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組，其特徵在於包括用管道按順序連接的壓縮機(1)、第一單向電磁閥(4)、分置降壓式水/地能換熱器(2)、 使用側換熱器(3)、第二單向電磁閥(5)，第二單向電磁閥(5)再與壓縮機(1)連接；將第三單向電磁閥(6)與串接的第一單向電磁閥(4)、分置降壓式水/地能換熱器(2)和使用側換熱器(3)並聯連接，將第四單向電磁閥(7)與串接的第二單向電磁閥(5)使用側換熱器(3) 和分置降壓式水/地能換熱器(2)並聯連接。
2.如權利要求1所述的熱泵機組，其特徵在於所述分置降壓式水/地能換熱器(2)採用不鏽鋼降壓式換熱器、鎳銅管降壓式換熱器、鈦合金或耐高溫高傳導非金屬降壓式換熱器ο
3.如權利要求1所述的熱泵機組，其特徵在於所述使用側換熱器(3)採用冷水換熱的板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器及空氣換熱的翅片式換熱器、直膨式換熱器。
4.如權利要求1所述的熱泵機組，其特徵在於所述使用側換熱器(3)與空調側供水管、空調側循環泵、空調側回水幹管和空調側未端風機盤管組成熱量交換水路系統。
5.如權利要求1所述的熱泵機組，其特徵在於所述分置降壓式水/地能換熱器(2)為土壤填埋式換熱器、湖泊水源換熱器、深井水源換熱器、廢水換熱器或海洋水源換熱器。
專利摘要本實用新型適用於空調領域，提供了一種利用水/地能進行空氣調節的分置降壓式水/地能熱泵機組，包括用管道串聯連接的壓縮機、分置降壓式水/地能換熱器、電磁閥、使用側換熱器。本實用新型將水或土壤作為冷媒的直接冷熱源，在製冷季節利用分散安置在水體或土壤中的降壓式換熱器作為冷凝器，直接冷凝冷媒放熱；採暖季節利用分散安置在水體或土壤中的降壓式換熱器作為蒸發器，直接蒸發冷媒吸熱；首創用長距氟路直接在水中或土壤中冷凝或蒸發，克服了現有水/地源熱泵因中間介質的多次換熱帶來的換熱效率損失，系統能效比和穩定性成倍提高，徹底突破了地理地質水文環境對使用熱泵的限制，極大地拓展了水/地能熱泵的應用範圍。
文檔編號F24F5/00GK202083059SQ20112015921
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月18日 優先權日2011年5月18日
發明者巢民強 申請人:巢民強