一種地表水源熱泵空調系統的製作方法

2023-10-22 02:51:22 2

專利名稱：一種地表水源熱泵空調系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地表水源熱泵空調系統，尤其涉及一種帶有水泵一水輪機裝置的地 表水源熱泵空調系統，利用水泵一水輪機裝置來轉化重力勢能。應用於採用地表水源熱泵作 為冷熱源的建築內部空氣調節工程中。
背景技術：
進入二十一世紀，能源緊缺已經成為各國經濟發展的世界性難題，鵬著經濟的持續發展， 人們生活水平的不斷提髙，對空調的舒適性、室內空氣品質的要求也越來越高。但是暖通空 調在為人們營造舒適環境的同時，也帶來了兩大難題 一是能耗問題，二是廢氣排放、溫室 效應和酸雨等問題。因此，開放利用清潔能源的，可持續發展的暖通空調技術非常迫切。近 年來利用地表水資源的水源熱泵空調正是這類暖通空調技術的代表。
地表水源熱泵需要採用地表水源，地表水源不能直接應用於空調系統中。除了水溫，水 質的處理之外，由於存在地表水源與水泵房之間的距離和空調建築與水泵房之間的距離，所 以要利用水泵提升水的重力勢能。由於整個系統是開式系統，則水泵提供的能量除了克服管 道的沿程損失和局部損失外，還要克服由於高度差帶來的重力勢能。常規的地表水源熱泵系 統利用水泵提升水的重力勢能應用於空調系統後，就直接將水回放到地表水源中。它耗去了 循環水泵較多的電能，降低了地表水源熱泵系統的能效，使地表水源熱泵系統的推廣受限。
水輪機是目前廣泛應用於水力發電成套設備的主機，它與水輪發電機、調速器、勵磁系 統和電站控制設備配套使用，組成水力發電站的主體。水輪機是根據水的流量和水頭大小進 行設計和製造的，作用是將水能轉變為機械功，並帶動水輪發電機發電。水輪機的本體由轉 輪、座環、蟎殼和主軸組成。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種利用水的重力勢能給水泵提供機械能或轉化為電能提供給 整個系統的地表水源熱泵空調系統。
為了實現本實甩新型的目的，其技術方案是該系統包括水泵l、水輪機2、聯軸器3、
增壓泵4、水源熱泵空調機組5、供水管6、回水管7、取水管8、排水管9、自動排氣閥IO、
二通電磁閥1K蝶閥12及止回閥13;將水泵的輸入軸與水輪機的輸出軸通過聯軸器連在同
一軸線上。
本實用新型有如下兩個工作方式
1) 利用勢能，將勢能轉化為電能，為機房提供電力，可提升系統能效。
2) 利用勢能，將勢能轉化為機械能，是機械能作為循環水菊的動力，可減去中間 轉換過程，節約成本，提高效率。
本實用新型中的水泵一水輪機裝置由於靠回收的重力勢能做功只能提供部分可供系統 使用的能量，因此要配合本實用新型中的増壓泵裝置聯合運行提供給系統足夠的能量。當水 泵一水輪機在系統啟動的初期不能做功時，要完全靠增壓泵提供給系統能量；當水泵一水輪 機在系統正常運行狀態下幵始做功時，增壓泵只須提供部分系統所需的能量。因此選變頻泵 做為增壓泵。當水衝擊葉片所產生的旋轉速度不夠髙時採用多級齒輪增速裝置，提髙轉軸轉 動速度。
整個實用新型系統的連接如下取水管與增壓泵進口相連，增壓泵前後設置蠊閥並在出 水口設置止回閥。在出水口惻接水泵一水輪機裝置中的水泵，在其前後裝蝶閥，出水口裝止 回閥。水泵出口接供水管，供水管和用戶的水源熱泵機組進口相連。水源熱泵機組可以是水 -水式的水源熱泵機組，也可以是水-空氣式的水源熱泵機組。用戶機組的前後兩端安裝蝶閥。 用戶機組出水口接回水管，回水管在水泵房端接水泵一水輪裝置中的水輪機。水輪機前裝設 蝶閥和二通電磁閥。將水泵的輸入軸與水輪機的輸出軸通過聯軸器連在同一軸線上，水輪機 的出水端接排水管將水排至取水源。
本實用新型的工作流程如下
啟動系統時，首先打開増壓泵，啟動時調到高頻。來自江、河、湖等天然水源的水就從 取水管進入系統中，經過增壓後，水通過水泵進入供水管，供水管的水流入用戶機組，再由 用戶機組流出到回水管。此時，水具有了重力勢能，它將通過回水管流入泵房的水輪機，打 開水泵一水輪機裝置前的電動二通閥，由於重力勢能，水衝擊葉片，皿機的葉片轉動，通 過聯軸器再帶動水泵轉動，水泵開始做功。由於水泵做功，水泵一水輪機正常工作，將增壓 泵的轉速調低。回水衝擊水輪機葉片後，流速降低，由排水管排至江、湖、河等天然地表水 體內。
關閉系統時，先關閉水泵一水輪機裝置前的電動二通閥，再關閉it壓泵。
本實用新型的有益效果表現在於.-
一、 水泵一水輪機設備構造簡單、無電動機，節約能源，易報件少，體積小，重量輕。
二、 由於空調用地表水回水對水輪機葉片的衝擊，將水的重力勢能轉化為機械能直 接傳遞給水泵使其做功，減少能耗的二次傳遞，回收了重力勢能，節約了能耗。 水輪機也可以將重力勢能先轉化為動能，再由動能轉化為電能供給整個系統， 同樣達到節約能耗的目的。
三、 當在用戶機組、水泵房、取水點等多個點，存在多級高達的時候，可以同時串 聯幾級水泵一水輪機裝置。由於它的安裝簡便和節能性，使得推廣性很強。


圖1為本實用新型示意圖。
圖2為本實用新型中水泵一水輪機裝置正視結構示意圖。 圖3為本實用新型中水泵一水輪機裝置俯視結構示意圖。
圖l中水泵l、水輪機2、聯軸器3、增壓泵4、水源熱泵空調機組5、供水管6、回 水管7、取水管8、排水管9、自動排氣閥10、電動二通閥11、蝶閥12、止回閥13、蝶閥 H、蝶閥15、止回閥16、蝶閥17、蠊閥18、蝶閥19、蝶閥20。
圖2中水泵1、水泵進水口 1-1、水泵出水口 1-2、水泵輸入軸1-3、託架14、底座1-5、 水輪機2、水輪機進水口2-l、蝸殼2-2、水輪機輸出軸2-3、聯軸器3。
圖3中水泵1、水泵進水口 1-1、水泵出水口 1-2、水泵輸入軸1-3、託架14、底座1-5、 水輪機2、水輪機進水口2-l、蝸殼2-2、水輪機輸出軸2，3、聯軸器3。
具體實施方式
本實用新型如圖1
一種地表水源熱泵空調系統，該系統包括水泵(1)、水輪機(2)、主軸(3)、增壓泵(4)、 水源熱泵空調機組(5)、供水管(6)、回水管(7)、取水管(8)、排水管(9)、自動排氣閥 (10)、 二通電磁閎(11)、蠊閥(12)及止回閥(13);其特徵在於採用主軸(3)將水泵(1〉 的轉軸與水輪機(2)轉軸通過連在同一軸線上，構成水泵一水輪機組，
啟動系統時，首先打開增壓泵(4),啟動時調到高頻。來自江、河、湖等天然水源的水
就從取水管(8)進入系統中，經過增壓後，水通過水泵進入供水管(6)，供水管(6)的水 流入用戶機組(5)，再由用戶機組(5)流出到回水管(7)。此時，水具有了重力勢能，它 將通過回水管(7)流入泵房的水輪機(2)，打開水泵(1) 一水輪機(2)裝置前的電動二 通閥(11),由於重力勢能，水衝擊葉片，水輪機的葉片轉動，通過聯軸器(3)再帶動水泵 (1)轉動，水泵(1)開始做功。由於水泵(1)做功，水泵(1)—水輪(2)機正常工作， 將增壓泵(4)的轉速調低。回水衝擊水輪機葉片後，流速降低，由排水管(9)排至江、湖、 河等天然地表水體內。
關閉系統時，先關閉水泵(1) 一水輪機(2)裝置前的電動二通闔(11),再關閉增壓泵。
顯然，本實用新型系統還應當有必要的水溫調控設備和水質處理設備或者結合本實用新 型的搡作要求採用本領域技術人員熟知的常規設計來完成，但不是本實用新型需要保護的主 題。因此，在本說明書中省略了部分在水源熱泵空調系統中所必需的裝置的介紹。
權利要求1、一種地表水源熱泵空調系統，該系統包括水泵(1)、水輪機(2)、聯軸器(3)、增壓泵(4)、水源熱泵空調機組(5)、供水管(6)、回水管(7)、取水管(8)、排水管(9)、自動排氣閥(10)、二通電磁閥(11)、蝶閥(12)及止回閥(13)；其特徵在於水泵的輸入軸(1-3)與水輪機的輸出軸(2-3)通過聯軸器(3)連在同一軸線上。
專利摘要一種地表水源熱泵空調系統涉及水源熱泵。它能回收水的重力勢能，節省系統能耗。該系統包括水泵、水輪機、聯軸器、增壓泵、水源熱泵空調機組、供水管、回水管、取水管、排水管、自動排氣閥、二通電磁閥、蝶閥及止回閥。其中水泵-水輪機裝置的特徵是將水泵的輸入軸與水輪機的輸出軸通過聯軸器連在同一軸線上，利用水衝擊水輪機葉片產生的機械能帶動水泵轉動回收重力勢能。應用於採用地表水源熱泵作為冷熱源的建築內部空氣調節工程中。
文檔編號F03B13/06GK201014843SQ200720123470
公開日2008年1月30日 申請日期2007年1月31日 優先權日2007年1月31日
發明者軍 盧, 王佐君, 靜 陳 申請人:重慶大學