直接換熱式液態冷熱源裝置的製作方法

2023-08-03 07:52:56 2

專利名稱：直接換熱式液態冷熱源裝置的製作方法
技術領域：
本發明概括地說涉及了一種熱泵系統，具體地說是涉及了一種以低勢熱源為特徵的壓縮式熱泵。
背景技術：
目前，人們使用的供熱系統主要以煤、天然氣或原油作能源。煤、天然氣和原油不僅儲量有限，而且燃燒後產生大量灰渣、粉塵或廢氣，不僅汙染環境，而且會改變大氣的性質，造成溫室效應，使地球變暖，冰山融化，海平面上升……人們使用的致冷設備主要以電能作為能源，電能不僅價格昂貴，而且一部分電能也是取自煤、天然氣或原油等燃料，同樣存在汙染環境，改變大氣性質等問題。地下、江、河、湖、海水中雖儲存有大量的低位冷熱源，但不能直接用來採暖或致冷，本申請人已就如何利用這些低位冷熱源提出了一系列專利申請，如中國CN1339679A「蓄能式液體冷熱源系統」，CN1339680A「井式液體冷熱源系統」，CN1339685A「地熱式液體冷熱源系統」等，這些系統仍存在著結構較複雜、笨重、價格較高等缺點。

發明內容
本發明的目的在於提供一種利用地熱作能源、無汙染、結構簡單、價格便宜的直接換熱式液態冷熱源裝置。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，包括由蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥通過管路連接構成的制熱裝置，其中所述蒸發器設置在位於地下井水中的封閉容器內，所述封閉容器內腔室的上部為真空室，其通過管道分別與真空泵和放氣閥相連通，所述真空室的下部為換熱室，所述換熱室的容器壁上開有若干個通孔，所述蒸發器位於所述換熱室內。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，其中還包括兩個二位四通閥和兩個節止閥，所述第一二位四通閥的第一接口與冷凝器的出口相連，第一二位四通閥的第二接口與壓縮機的進口相連，第一二位四通閥的第三接口與蒸發器的出口相連，第一二位四通閥的第四接口與膨脹閥的進口相連，所述的第二二位四通閥的第一接口與壓縮機的出口相連，第二二位四通閥的第二接口與蒸發器的進口相連，第二二位四通閥的第三接口通過第一節止閥與膨脹閥的出口相連，第二二位四通閥的第四接口與冷凝器的進口相連，所述第二節止閥的一端與蒸發器的進口相連，另一端與膨脹閥的出口相連。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，其中所述的封閉容器是一個圓筒形容器。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，其中所述圓筒形容器壁開有通孔部分的長度是未開有通孔部分長度的2-5倍。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，其中所述的蒸發器是螺旋管。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，其中所述的蒸發器是U型管。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，其中所述的放氣閥和真空泵由計時器控制。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，其中所述的真空泵為水環式真空泵。
本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置，其中所述的放氣閥為二位電磁閥。
本發明直接換熱式液態冷熱源裝置，通過與大地中的地下水進行熱交換，吸收其能量，加以利用，而無需抽取地下水，沒有任何汙染。並且設備簡單，可廣泛用於中小用戶。在冬季，利用該直接換熱式液態冷熱源裝置從地下收集低位熱能，而到夏季再把熱能歸還地下，因此，它是一種取自地下，歸還地下的最佳良性循環裝置，其工作時不產生任何有毒有害物質，無公害，無汙染，且結構簡單、價格便宜。
本發明的其它細節和特點可通過閱讀下文結合附圖詳細描述的實施例即可清楚明了。


圖1是本發明直接換熱式液態冷熱源裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
下面根據圖1詳細描述本發明，直接換熱式液態冷熱源裝置包括由蒸發器10、壓縮機6、冷凝器7、膨脹閥5通過管路連接構成的制熱裝置，其中蒸發器10設置在位於地下水井2的井水中封閉容器1內，封閉容器1是一個封閉的圓筒形容器，它的壁上開有若干個通孔11，通孔11集中開在圓筒形容器的位於液面A下面的一段長度上，將開有通孔11的圓筒形容器置於水井2的水面A以下，圓筒形容器開有通孔11的長度是未開有通孔11長度的2-5倍。蒸發器10是螺旋管形(如圖1所示)，或者是U型管形(圖中未示出)。該制熱裝置內裝有製冷劑R22。封閉容器1內腔室的上部通過管道分別與真空泵4和放氣閥3相連通，放氣閥3和真空泵4由計時器控制(圖中未示出)，計時器根據預先設定的時間先對封閉圓筒形容器1的上腔抽真空，在真空狀態下，地下水通過圓筒形側壁的通孔11進入容器1內，容器1內的水面從A升至B，然後計時器控制真空泵4使之停止運轉，同時或經過一段延時時間後，計時器啟動放氣閥3，使容器1與外界大氣相通，空氣進入容器1內迫使容器1內的水從容器側壁的通孔11回流至地下，容器1內的水面從B回落到A，計時器如此往復地控制放氣閥3和真空泵4，使容器1內的水在容器1內上下反覆波動，而地下水通過容器1側壁的通孔11橫向地進出，達到水井2的井水與圓筒形容器內的蒸發器10進行充分的熱交換。
蒸發器10的出口(下面所述的出口均指圖中箭頭離開的方向)通過管道與壓縮機6的進口(下面所述的進口均指圖中箭頭進入的方向)相連，蒸發器10的進口通過管道與膨脹閥5的出口相連，而冷凝器7的進、出口通過管道分別與壓縮機6的出口和膨脹閥5的進口相連。該直接換熱式液態冷熱源裝置還可設置兩個二位四通閥14，15和兩個節止閥12，13，第一二位四通閥14的第一接口14a與冷凝器7的出口相連，第一二位四通閥14的第二接口14b與壓縮機6的進口相連，第一二位四通閥14的第三接口14c與蒸發器10的出口相連，第一二位四通閥14的第四接口14d與膨脹閥5的進口相連，第二二位四通閥15的第一接口15a與壓縮機6的出口相連，第二二位四通閥15的第二接口15b與蒸發器1的進口相連，第二二位四通閥15的第三接口15c通過第一節止閥12與膨脹閥5的出口相連，第二二位四通閥15的第四接口15d與冷凝器7的進口相連，第二節止閥13的一端與蒸發器1的進口相連，另一端與膨脹閥5的出口相連。圖中，每個二位四通閥均可用四個普通的節止閥按圖示的連接方式代替，其中的真空泵可採用水環式真空泵，放氣閥3可採用二位電磁閥。
設置上述兩個二位四通閥和兩個節止閥的目的在於使本發明的直接換熱式液態冷熱源裝置適用於冬夏兩季使用，如果只作為冬季取暖可不安裝上述的二位四通閥和節止閥。
如圖1所示，在取暖狀態下，空白的 符號表示閥門開啟的流道，塗黑的的 符號表示閥門關閉的流道，蒸發器10內的氣態製冷劑工質，從蒸發器10的出口進入第一二位四通閥14的第三接口14c，經過閥門流入第一二位四通閥14的第二接口14b後，進入壓縮機6的進口，經壓縮機6壓縮後，高溫高壓的氣態製冷劑從壓縮機6的出口流出，到達第二二位四通閥15的第一接口15a後，經過閥門從第二二位四通閥15的第四接口15d流出，進入冷凝器7的進口，在冷凝器7內和與其相耦合的熱交換迴路16(供風機盤管組9使用)進行充分的熱交換後，高溫高壓的氣態製冷劑冷凝成液體，同時散發出大量的熱量，液態的製冷劑從冷凝器的出口出來後，到達第一二位四通閥14的第一接口14a後，經過閥門，從第一二位四通閥14的第四接口14d流出，進入膨脹閥5的進口，經膨脹閥5減壓後，從膨脹閥5的出口流入第二節止閥13後，進入蒸發器10的進口，蒸發器10內的液態製冷劑與容器1中的井水進行充分的熱交換後，蒸發成氣體，氣態製冷劑再從蒸發器10的出口進入第一二位四通閥14的第三接口14c，完成一個循環。同時與冷凝器7相耦合部分中的傳熱介質(通常為水)將製冷劑散發出的熱量帶走，經循環泵8抽吸後，送入需要散熱的風盤組9中向居室供暖，這樣不斷地循環往復，直接換熱式液態冷熱源裝置就完成其供熱功能或供應生活熱水的功能。
在製冷狀態下第一、第二二位四通閥換向，即圖1所示的空白的流道和塗黑的流道換向閥，圖中的 流道關閉， 流道打開，蒸發器10和冷凝器7的功能互換。蒸發器10內的液態製冷劑從蒸發器的出口通過管道進入第一二位四通閥14的第三接口14c，經過閥門進入流入第一二位四通閥14的第四接口14d後，進入膨脹閥5的進口，經膨脹閥5減壓後，通過節止閥12流入第二二位四通閥15的第三接口15c，經過閥門流入第二二位四通閥15的第四接口15d後，進入冷凝器7的進口中，在冷凝器7中的和與其相耦合的熱交換迴路16中的工質進行熱交換，吸收熱交換迴路16中的熱量，製冷劑遇熱後蒸發成氣體，氣態製冷劑從冷凝器7的出口流入第一二位四通閥14的第一接口14a，經過閥門後從第一二位四通閥14的第二接口14b流出，經壓縮機6壓縮後，高溫高壓的氣態製冷劑由第二二位四通閥15的第一接口15a進入閥門，到達第二二位四通閥15的第二接口15b後，再流入蒸發器10進口，高溫高壓的氣態製冷劑，在蒸發器10內與容器1內的井水進行充分的熱交換後，冷凝成液態，冷凝後的液態製冷劑再從蒸發器10的出口進入第一二位四通閥14的第三接口14c，完成一個循環，該循環是通過壓縮機6使液態製冷劑在上述的管道中完成其循環的。同時與冷凝器7相耦合的熱交換迴路16中的傳熱介質(通常為水)散熱降溫後，經循環泵8抽吸後，送入需要製冷的風盤組9中向居室供應冷氣，這樣不斷地循環往復，直接換熱式液態冷熱源裝置就完成其製冷功能。
權利要求
1.一種直接換熱式液態冷熱源裝置，包括由蒸發器(10)、壓縮機(6)、冷凝器(7)和膨脹閥(5)通過管路連接構成的制熱裝置，其特徵在於所述蒸發器(10)設置在位於地下井水中的封閉容器(1)內，所述封閉容器(1)內腔室的上部為真空室，其通過管道分別與真空泵(4)和放氣閥(3)相連通，所述真空室的下部為換熱室，所述換熱室的容器壁上開有若干個通孔(11)，所述蒸發器(10)位於所述換熱室內。
2.如權利要求1所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於還包括兩個二位四通閥(14，15)和兩個節止閥(12，13)，所述第一二位四通閥(14)的第一接口(14a)與冷凝器(7)的出口相連，第一二位四通閥(14)的第二接口(14b)與壓縮機(6)的進口相連，第一二位四通閥(14)的第三接口(14c)與蒸發器(10)的出口相連，第一二位四通閥(14)的第四接口(14d)與膨脹閥(5)的進口相連，所述的第二二位四通閥(15)的第一接口(15a)與壓縮機(6)的出口相連，第二二位四通閥(15)的第二接口(15b)與蒸發器(10)的進口相連，第二二位四通閥(15)的第三接口(15c)通過第一節止閥(12)與膨脹閥(5)的出口相連，第二二位四通閥(15)的第四接口(15d)與冷凝器(7)的進口相連，所述第二節止閥(13)的一端與蒸發器(10)的進口相連，另一端與膨脹閥(5)的出口相連。
3.如權利要求2所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於所述的封閉容器(1)是一個圓筒形容器。
4.如權利要求3所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於所述圓筒形容器壁開有通孔(11)部分的長度是未開有通孔(11)部分長度的2-5倍。
5.如權利要求1至4任一權利要求所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於所述的蒸發器(10)是螺旋管。
6.如權利要求1至4任一權利要求所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於所述的蒸發器(10)是U型管。
7.如權利要求5所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於所述的放氣閥(3)和真空泵(4)由計時器控制。
8.如權利要求6所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於所述的放氣閥(3)和真空泵(4)由計時器控制。
9.如權利要求7或8所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於所述的真空泵為水環式真空泵。
10.如權利要求9所述的直接換熱式液態冷熱源裝置，其特徵在於所述的放氣閥為二位電磁閥。
全文摘要
一種直接換熱式液態冷熱源裝置，包括由蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥通過管路連接構成的制熱裝置，其中蒸發器設置在位於地下井水中的封閉容器內，所述封閉容器內腔室的上部為真空室，其通過管道分別與真空泵和放氣閥相連通，所述真空室的下部為換熱室，所述換熱室的容器壁上開有若干個通孔，所述蒸發器位於所述換熱室內。本發明直接換熱式液態冷熱源裝置工作時不產生任何有毒有害物質，無公害，無汙染，且結構簡單、價格便宜，可廣泛用於中小用戶。
文檔編號F25B30/06GK1482423SQ0213063
公開日2004年3月17日 申請日期2002年9月10日 優先權日2002年9月10日
發明者徐生恆 申請人:徐生恆