一種變溫差蒸發水源熱泵設備的製作方法
2023-05-15 10:59:41 1
專利名稱：一種變溫差蒸發水源熱泵設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及空調設備製造領域，特別涉及一種變溫差蒸發水源熱泵設備。
背景技術：
目前，水源熱泵機組是由壓縮機、一臺蒸發器、一臺(或多臺)冷凝器、膨脹閥等構成，用地下水做為製冷和制熱的冷熱源，通過切換水系統來實現製冷或供熱。夏季製冷時，使用側是蒸發器的冷水(12℃/7℃)，系統產生的熱量是通過冷凝器將熱量釋放到地下水；冬季制熱時，使用側是冷凝器裡的熱水，地下水做為熱源通過蒸發器將水中的熱量取出。
通常的水源熱泵機組，在製冷與熱泵工況運行時，蒸發器的冷水進出溫差是不同的，夏季運行時Δtw＝5℃(進水溫度twi＝12℃，出水溫度tw0＝7℃)；冬季運行時，由於地下水溫所限(一般15℃)，蒸發器的進出水溫差Δtw＝8℃(進水溫度twi＝15℃，出水溫度tw0＝7℃)，需要的地下水流量大。
設計熱泵工況運行時，如果蒸發器的進出水溫差Δtw＝8℃，蒸發溫度t0＝2℃，蒸發器冬夏季匹配較好，但需要的地下水流量較大，那麼打井的費用就較高。如果蒸發器的進出水溫差取Δtw＝10℃，蒸發溫度t0＝1℃，雖然地下水流量減少，但是由於只有一臺蒸發器，也就是說水流經蒸發器的流通面積不變，因此，水流量減少會降低水流速，直接導致傳熱係數下降，需要的傳換面積增大；另一方面由於蒸發溫度降低，壓機的製冷能力降低，能效比下降。
為了克服現有的水源熱泵機組製冷與熱泵工況運行時，要麼需要的水量大(冬季蒸發器進出水溫差Δtw＝8℃)，要麼傳熱效率低(冬季蒸發器進出水溫差Δtw＝10℃，水流速低)的問題，本實用新型提供的一種變溫差蒸發水源熱泵設備，不僅能使蒸發器在冬夏季工況時水的進出口溫差相同，而且冬季可以節省地下水流量而不影響傳熱效率，同時可以保持高的制熱效果及高能效比。
為實現上述目的，本實用新型採取以下設計方案本實用新型所採用的技術方案是由閥門和管道與三通接頭進水管道出水管道組成外置管路機構，由管道、乾燥過濾器、電磁閥、壓縮機、膨脹閥、電器控制箱、蒸發器、減震喉、閥門、蒸發器、冷凝器和機架組成變溫差蒸發水源熱泵機。由外置管路機構和變溫差蒸發水源熱泵機組成一種變溫差蒸發水源熱泵設備。採用兩個小型蒸發器，每個蒸發器與一臺或幾臺壓縮機及冷凝器、膨脹閥等連接組成各自獨立的製冷循環。兩個蒸發器的進出水管之間通過閥門連接控制來實現兩個蒸發器水系統的串聯或並聯。夏季製冷工況運行時兩個蒸發器水系統並聯(進出水溫差Δt＝5℃)；冬季熱泵工況運行時，兩個蒸發器水系統串聯，作為熱源的地下水通過兩個蒸發器來實現Δt＝10℃的溫降，經過第一個蒸發器的溫降為Δt＝5.5℃，經過第二個蒸發器的溫降為Δt＝4.5℃，這樣流經每個蒸發器的水流量、流速與夏季工況運行相比差別不大，對傳熱性能的影響較小。
本實用新型的優點是可以減少地下水的取水量，同時提高系統制熱量及能效比，冬、夏兩種工況運行時，蒸發器的換熱面積均可得到充分利用，系統匹配性好，且結構簡單，操作方便。
變溫差蒸發水源熱泵機由管道60、乾燥過濾器1、電磁閥2、壓縮機3、膨脹閥4、電器控制箱5、蒸發器6、減震喉7、閥門8、10、11、蒸發器9、冷凝器12、冷凝器1 3和機架61組成。乾燥過濾器1、電磁閥2、壓縮機3、膨脹閥4、電器控制箱5、蒸發器6、減震喉7、閥門8、10、11、蒸發器9、冷凝器12、冷凝器13固定在機架61上。壓縮機3至少有兩個壓縮機，一個或一組壓縮機的輸入端經管道60接蒸發器6，輸出端經管道60接冷凝器12；另一個或一組壓縮機的輸入端經管道60接另一蒸發器9，輸出端經管道60接另一冷凝器13；冷凝器12的埠之一與另一冷凝器13的埠之一由管道60與管道46連接；冷凝器12的埠之二與另一冷凝器13的埠之二由管道60與管道44連接；冷凝器12的埠之三與蒸發器6之間經由乾燥過濾器1、電磁閥2、膨脹閥4的串聯由管道60連接；另一冷凝器13的埠之三與另一蒸發器9之間經由另一乾燥過濾器1、電磁閥2、膨脹閥4的串聯由管道60連接；蒸發器6的輸入埠通過管道60與出水管道43連接，管道60的另一端通過閥門8與另一蒸發器9的埠之一連接，該蒸發器9的埠經管道60與閥門10的連接，閥門10再與管道60連接，管道60的另兩端各與進水管道45和管道60連接，該管道60通過閥門11與另一蒸發器9的埠之二和蒸發器6連接。
具體實施方式
夏季製冷工況運行時，閥門37、40、35、42及閥門8、11打開，閥門38、41、36、39及閥門10關閉，經過水處理的地下水經進水管道33、閥門42、出水管道44進入冷凝器12和冷凝器13，換熱後經閥門35、出水管道30進入回灌井(同層回灌)，完成冷卻水系統循環。而使用側(冷凍水)水系統是通過關閉閥門10，打開閥門8、11及37、40，實現用戶與機組之間的製冷循環。此時，蒸發器6和蒸發器9水系統處於並聯狀態。兩蒸發器設計工況相同，即進水溫度12℃，出水溫度7℃，蒸發溫度2℃。
冬季熱泵工況運行時，閥門38、41、36、39及閥門10打開，閥門37、40、42、35及閥門8、11關閉。地下水經過水處理後，經閥門41進入蒸發器6，其進出水溫度15℃/9.5℃，蒸發溫度te＝5.5℃；然後蒸發器6的出水(9.5℃)作為蒸發器9的進水(9.5℃)，則蒸發器9的進出水溫度9.5℃/5℃，蒸發溫度te＝1℃，此時兩蒸發器的水系統是串聯的，由於兩蒸發器蒸發溫度不同，所以取不同的溫差，使每個蒸發器的水流量、流速一致。地下水的10℃溫降是通過兩個蒸發器來實現的，這樣既減少了地下水的流量(總溫差Δt＝10℃)，又提高了制熱(製冷)量及能效比。尤其是對於地下水含量較少地區具有非常顯著的經濟和社會效益。
權利要求1.一種變溫差蒸發水源熱泵設備，由外置管路機構和變溫差蒸發水源熱泵機組成，其特徵在於由閥門和管道與三通接頭進水管道出水管道組成外置管路機構，由管道、乾燥過濾器、電磁閥、壓縮機、膨脹閥、電器控制箱、蒸發器、減震喉、閥門、蒸發器、冷凝器、冷凝器和機架組成變溫差蒸發水源熱泵機，採用兩個小型蒸發器，每個蒸發器與一臺或幾臺壓縮機及冷凝器、膨脹閥等連接組成各自獨立的製冷循環，兩個蒸發器的進出水管之間通過閥門連接控制來實現兩個蒸發器水系統的串聯或並聯。
2.根據權利要求1所述的一種變溫差蒸發水源熱泵設備，其特徵在於閥門與閥門由管道和三通接頭連接，三通接頭的另一端接進水管道；閥門與閥門由管道和三通接頭連接，三通接頭的另一端接出水管道。
3.根據權利要求1、2所述的一種變溫差蒸發水源熱泵設備，其特徵在於乾燥過濾器、電磁閥、壓縮機、膨脹閥、電器控制箱、蒸發器、減震喉、閥門、蒸發器、冷凝器固定在機架上，至少有兩個壓縮機，一個或一組壓縮機的輸入端經管道接蒸發器，輸出端經管道接另一冷凝器；另一個或一組壓縮機的輸入端經管道接另一蒸發器，輸出端經管道接另一冷凝器；冷凝器的埠之一與另一冷凝器的埠之一由管道連接；冷凝器的埠之二與另一冷凝器的埠之二由管道連接；冷凝器的埠之三與蒸發器之間經由乾燥過濾器、電磁閥、膨脹閥的串聯由管道連接；另一冷凝器的埠之三與蒸發器之間經由另一乾燥過濾器、電磁閥、膨脹閥的串聯由管道連接；蒸發器的輸入埠通過管道與出水管道連接，管道的另一端通過閥門與另一蒸發器的埠之一連接，該蒸發器的埠經閥門與管道的連接，管道的另兩端各與進水管道和管道連接，該管道通過閥門與另一蒸發器的埠之二和蒸發器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種變溫差蒸發水源熱泵設備結構。採用兩個小型蒸發器，每個蒸發器與一臺或幾臺壓縮機及冷凝器、膨脹閥等連接組成各自獨立的製冷循環。兩個蒸發器的進出水管之間通過閥門連接控制來實現兩個蒸發器水系統的串聯或並聯。夏季製冷工況運行時兩個蒸發器水系統並聯(進出水溫差Δt＝5℃)；冬季熱泵工況運行時，兩個蒸發器水系統串聯，作為熱源的地下水通過兩個蒸發器來實現Δt＝10℃的溫降。本實用新型的優點是可以減少地下水的取水量，同時提高系統制熱量及能效比，冬、夏兩種工況運行時，蒸發器的換熱面積均可得到充分利用，系統匹配性好，且結構簡單，操作方便。
文檔編號F25B30/00GK2560905SQ0224677
公開日2003年7月16日 申請日期2002年8月16日 優先權日2002年8月16日
發明者丁衛列, 馬立章, 王曉民, 劉景萍, 餘雪芳 申請人:北京金萬眾空調製冷設備有限責任公司