用於空調系統的海水源水環熱泵裝置的製作方法

2023-05-13 12:57:26

專利名稱：用於空調系統的海水源水環熱泵裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種熱泵空調裝置，尤其涉及一種用於空調裝置的海水源水環熱
泵裝置。
背景技術：
目前我國城市冬季供暖還主要依靠燃煤、燃油鍋爐，夏季供冷主要是制冷機加冷 卻塔系統，採用這種傳統的供暖供冷方式不僅使城市的大氣環境汙染日益嚴重，同時也加 劇了能源供應結構與需求的矛盾，隨著對城市環境問題的日益重視和能源結構的調整，採 用燃煤鍋爐供熱被逐步禁止。海水源熱泵是一種以海水為冷、熱源滿足供冷供熱的較好方式。一定深處的海水 溫度在冬、夏變化不大，遠高於冬季的室外溫度，又低於夏季的室外溫度，它不僅克服空氣 源熱泵的空氣障礙，效率大大提高，而且具有節能、環保、換熱穩定的優點。但是，現有技術 中提供的海水源熱泵空調系統必須採用採用耐腐蝕的材料製作在海水供熱供冷的蒸發器 和冷凝器，這樣設備的初投資太大，不利於設備的推廣應用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是在於提供一種經濟、不汙染環境，運行費用低的新 的利用海水熱量進行換熱的水環熱泵裝置，以克服現有技術中不足。本發明中的裝置不僅可以應用於海水，任何江水，河水，湖水均可應用於本發明。為解決上述技術問題，本發明提供了一種不同於現有技術的利用海水熱量進行換 熱的水環熱泵裝置，其包括海水板式換熱器、至少一個水-水熱泵機組、換熱介質存儲裝 置、至少一個電磁閥、運輸換熱介質的管路，其中當所述電磁閥為一個時，位於所述海水板 式換熱器的一側，當所述電磁閥為兩個以上時，分別位於所述海水板式換熱器的兩側。其中，本發明中水環熱泵裝置的所述的水環熱泵裝置優選還包括換熱介質補充 泵、換熱介質循環泵，所述換熱介質補充泵的作用是給出作用力使換熱介質存儲裝置中的 換熱介質轉入運輸換熱介質的管路中，所述換熱介質循環泵的作用是給出作用力使運輸換 熱介質的管路中的換熱介質在管路中循環運行。其中，本發明中水環熱泵裝置優選還包括電子水處理儀，所述電子水處理儀的作 用是淨化換熱介質，去除雜質。其中，本發明中水環熱泵裝置的所述換熱介質存儲裝置的出口通過所述運輸換熱 介質的管路與所述換熱介質補充泵的入口相連，所述換熱介質補充泵的出口通過所述運輸 換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵的入口相連，所述換熱介質循環泵的出口通過所述 運輸換熱介質的管路可以與所述電磁閥的入口相連，所述電磁閥的出口通過所述運輸換熱 介質的管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述換熱介質循環泵的出口也可以直接通 過所述運輸換熱介質的管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水板式換熱器的出 口通過所述運輸換熱介質的管路可以與所述電磁閥的入口相連，所述電磁閥的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述水-水熱泵機組的上端入口相連，所述海水板式換熱器的出 口通過所述運輸換熱介質的管路也可以直接與所述水-水熱泵機組的上端入口相連，所述 水-水熱泵機組的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵的入口 相連。當包括電子水處理儀時，所述水-水熱泵機組的上端出口通過所述運輸換熱介質 的管路與所述電子水處理儀的入口相連，所述電子水處理儀的出口通過所述運輸換熱介質 的管路和所述換熱介質循環泵的入口相連。其中，本發明中水環熱泵裝置的所述電磁閥的個數進一步優選為兩個，分別為第 一電磁閥和第二電磁閥，所述水-水熱泵機組的個數進一步優選為兩個，分別為第一水-水 熱泵機組和第二水-水熱泵機組，所述換熱介質存儲裝置的出口通過所述運輸換熱介質的 管路與所述換熱介質補充泵的入口相連，所述換熱介質補充泵的出口通過所述運輸換熱介 質的管路與所述換熱介質循環泵的入口相連，所述換熱介質循環泵的出口通過所述運輸換 熱介質的管路與所述第二電磁閥的入口相連，所述第二電磁閥的出口通過所述運輸換熱介 質的管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水板式換熱器的出口通過所述運輸換 熱介質的管路與所述第一電磁閥的入口相連，所述第一電磁閥的出口通過所述運輸換熱介 質的管路分別與所述第一水-水熱泵機組的上端入口和所述第二水-水熱泵機組的上端入 口相連，所述第一水-水熱泵機組的上端出口和所述第二水-水熱泵機組的上端出口通過 所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵的入口相連。當包括電子水處理儀時，所述第一水-水熱泵機組的上端出口和所述第二水-水 熱泵機組的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述電子水處理儀的入口相連，所述 電子水處理儀的出口通過所述運輸換熱介質的管路和所述換熱介質循環泵的入口相連。其中，本發明中水環熱泵裝置的所述換熱介質優選為乙二醇水溶液，選用該介質 可以滿足水環熱泵裝置的最低進水溫度為_4°C。其中，本發明中水環熱泵裝置的所述海水板式換熱器的作用是使所述水環熱泵裝 置中的換熱介質與海水進行換熱，由於換熱介質與海水之間的溫度是不同的，因此通過該 換熱器可以使換熱介質和海水之間進行熱量交換，比如，當換熱介質的溫度低於海水的溫 度，換熱介質可以吸收海水的熱量，當換熱介質的溫度高於海水的溫度，則換熱介質可以將 熱量釋放給海水。其中，本發明中水環熱泵裝置的所述的水-水熱泵機組是與室內空調的空氣或者 加熱器中的水進行熱量交換的裝置，能夠加熱或冷卻室內空調的空氣，能夠加熱加熱器中 的水。本發明提供的新型的水環熱泵裝置使海水與水環熱泵裝置中的換熱介質通過海 水板式換熱器發生熱量交換，避免了現有技術中的海水直接進入水-水熱泵機組進行換 熱，從而不會腐蝕水-水熱泵機組中的蒸發器和冷凝器，因此水-水熱泵機組中的蒸發器和 冷凝器並不需要採用耐腐蝕的材料製備，從而降低了生產成本。本發明還提供了一種利用海水熱量進行換熱的空調裝置，其包括上述水環熱泵裝 置、海水循環管路裝置、通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置相連的室內空 調和通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置相連的加熱器。其中，本發明中空調裝置的所述室內空調優選還包括至少一個空氣-水熱泵機組，所述空氣-水熱泵機組通過所述運輸換熱介質的管路與所述水-水熱泵機組相連，所述 空氣-水熱泵機組的作用是使換熱介質與空氣進行熱量交換，所述空氣-水熱泵機組也可 以替換為風機盤管，當採用風機盤管時，所述風機盤管通過所述運輸換熱介質的管路與所 述水-水熱泵機組相連。其中，本發明中空調裝置的所述海水循環管路裝置包括海水處理裝置、海水循環 泵以及海水運輸管路。海水經過海水處理裝置的過濾器過濾，再由電解海水法產生的次氯酸鈉殺死海水 管路中的海生物幼蟲或蟲卵，而後在經過海水循環泵輸送到海水板式換熱器進行換熱，其 中海水循環泵優選採用以鋅棒為陽極採用犧牲陽極法防止海水腐蝕。其中，本發明中空調裝置的所述加熱器包括儲熱水箱、熱水循環泵、熱水運輸管路 和供生活熱水頭。其中，本度明中空調裝置的所述水環熱泵裝置的所述換熱介質存儲裝置的出口通 過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質補充泵的入口相連，所述換熱介質補充泵的出 口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵的入口相連，所述換熱介質循環泵 的出口通過所述運輸換熱介質的管路可以與所述電磁閥的入口相連，所述電磁閥的出口通 過所述運輸換熱介質的管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述換熱介質循環泵的出 口也可以直接通過所述運輸換熱介質的管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水 板式換熱器的出口通過所述運輸換熱介質的管路可以與所述電磁閥的入口相連，所述電磁 閥的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述水-水熱泵機組的上端入口相連，所述海水 板式換熱器的出口通過所述運輸換熱介質的管路也可以直接與所述水-水熱泵機組的上 端入口相連，所述水-水熱泵機組的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介 質循環泵的入口相連，所述電磁閥的出口除了與所述水-水熱泵機組的上端入口相連，還 通過運輸換熱介質的管路與所述室內空調的空氣-水熱泵機組的上端入口相連，所述室內 空調的空氣-水熱泵機組的上端出口通過運輸換熱介質的管路也與所述換熱介質循環泵 的入口相連，所述加熱器的所述儲熱水箱下部出口通過熱水運輸管路與所述水-水熱泵機 組的下端入口相連，所述水-水熱泵機組的下端出口通過所述熱水運輸管路與所述熱水循 環泵相連，所述熱水循環泵通過所述熱水運輸管路與所述儲熱水箱的上部出口相連，所述 海水循環管路裝置的入口處設置有所述海水處理裝置，所述海水處理裝置的出口通過海水 運輸管路與所述海水循環泵的入口相連，所述海水循環泵的出口與所述海水板式換熱器的 入口相連，所述海水板式換熱器的出口通過海水運輸管路將海水輸送入大海。本發明中當空調裝置的所述水環熱泵裝置包括電子水處理儀時，所述水-水熱泵 機組的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述電子水處理儀的入口相連，所述電子 水處理儀的出口通過所述運輸換熱介質的管路和所述換熱介質循環泵的入口相連，所述室 內空調的空氣-水熱泵機組的上端出口通過運輸換熱介質的管路也與所述電子水處理儀 的入口相連，所述電子水處理儀的出口通過所述運輸換熱介質的管路和所述換熱介質循環 泵的入口相連。其中，本發明的空調裝置進一步優選所述水環熱泵裝置的所述電磁閥的個數為六 個，分別為第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥和第六電磁閥， 所述空氣-水熱泵機組的個數為兩個，分別為第一空氣-水熱泵機組、第二空氣-水熱泵機組，所述水-水熱泵機組的個數為兩個，分別為第一水-水熱泵機組和第二水-水熱泵機 組，所述換熱介質存儲裝置的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質補充泵的 入口相連，所述換熱介質補充泵的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環 泵的入口相連，所述換熱介質循環泵的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述第二電磁 閥的入口、第三電磁閥的入口相連，所述第二電磁閥的出口通過所述運輸換熱介質的管路 與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水板式換熱器的出口通過所述運輸換熱介質的 管路與所述第一電磁閥的入口相連，所述第一電磁閥的出口和所述第三電磁閥的出口通過 所述運輸換熱介質的管路與所述第一水-水熱泵機組的上端入口、所述第二水-水熱泵機 組的上端入口以及所述第四電磁閥的入口相連，所述第一水-水熱泵機組的上端出口以及 所述第二水-水熱泵機組的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述第五電磁閥和 第六電磁閥的入口相連，所述第四電磁閥和所述第五電磁閥的出口通過運輸換熱介質的管 路與所述室內空調的第一空氣-水熱泵機組的上端入口、第二空氣-水熱泵機組的上端入 口相連，所述第六電磁閥的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵的入 口相連，所述室內空調的第一空氣-水熱泵機組的上端出口、第二空氣-水熱泵機組的上端 出口通過運輸換熱介質的管路也與所述換熱介質循環泵的入口相連，所述加熱器的所述儲 熱水箱下部出口通過熱水運輸管路與所述第一水-水熱泵機組的下端入口、第二水-水熱 泵機組的下端入口相連，所述第一水-水熱泵機組的下端出口、第二水-水熱泵機組的下端 出口通過所述熱水運輸管路與所述熱水循環泵相連，所述熱水循環泵通過所述熱水運輸管 路與所述儲熱水箱的上部出口相連，所述海水循環管路裝置的入口處設置有所述海水處理 裝置，所述海水處理裝置的出口通過海水運輸管路與所述海水循環泵的入口相連，所述海 水循環泵的出口與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水板式換熱器的出口通過海水 運輸管路將海水輸送入大海。本發明中當空調裝置的所述水環熱泵裝置包括電子水處理儀時，所述第六電磁閥 的出口、所述室內空調的第一空氣-水熱泵機組的上端出口、第二空氣-水熱泵機組的上端 出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述電子水處理儀的入口相連，所述電子水處理儀的 出口通過所述運輸換熱介質的管路和所述換熱介質循環泵的入口相連。其中，本發明中通過控制六個電磁閥的開關，可以控制室內空調和加熱器是並聯 狀態還是串聯狀態。本發明還提供了一種採用上述空調裝置利用海水熱量進行換熱從而同時調節溫 度和提供熱水的方法，其特徵在於在過渡季及冬季時當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵 停止運行，所述換熱介質和所述儲熱水箱中的水直接在所述水-水熱泵機組中加熱，為所 述儲熱水箱提供熱水，隨後經過加熱後的換熱介質的進入到所述空氣-水熱泵機組，與空 氣進行熱量交換，提高室內溫度；當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵 開始運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式換 熱器中進行熱量交換，所述換熱介質吸收所述海水中的熱量，吸收熱量後的換熱介質的一 部分在所述水-水熱泵機組中與所述儲熱水箱中的水進行熱量交換，同時為所述儲熱水箱提供熱水另一部分直接進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，提高室內溫 度；在夏季時當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵 停止運行，所述換熱介質在所述水-水熱泵機組中降溫，隨後經過降溫後的換熱介質的進 入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，降低室內溫度；當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高一定的溫度範圍時，所述海水循環泵開 始運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式換熱 器中進行熱量交換，所述換熱介質釋放熱量到所述海水中，釋放熱量後的換熱介質一部分 直接進入到所述空氣-水熱泵機組，另一部分進入到所述水-水熱泵機組中進一步降低溫 度，隨後進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，降低室內溫度。其中，優選監控換熱介質與海水溫度的溫差範圍在大約5°C -10°C時，控制海水循 環泵的運行。當換熱介質，比如乙二醇水溶液，與海水溫度之差低於一定的溫度範圍，比如 5°C -10°C時，換熱介質與海水中的熱量差別不大，這樣海水中的熱量與換熱介質中的熱量 無法相互轉移，換熱介質不易從海水中吸熱或者放熱，當換熱介質與海水溫度之差高於一 定的溫度，比如5°C -10°C時，換熱介質與海水中的熱量差別比較大，這樣海水中的熱量與 換熱介質中的熱量可以相互轉移，換熱介質易於從海水中吸熱或者放熱。更進一步，本發明優選在過渡季或冬季當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵 停止運行，所述第三電磁閥和所述第五電磁閥打開，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第四電 磁閥和第六電磁閥關閉，所述室內空調和所述加熱器形成串聯結構，所述換熱介質和所述 儲熱水箱中的水直接在所述水-水熱泵機組中加熱，為所述儲熱水箱提供熱水，隨後經過 加熱後的換熱介質的進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，提高室內溫度；當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵 開始運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式換 熱器中進行熱量交換，所述換熱介質吸收所述海水中的熱量，所述第三電磁閥和所述第五 電磁閥關閉，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第四電磁閥和第六電磁閥打開，所述室內空調 和所述加熱器形成並聯結構，吸收熱量後的換熱介質一部分流入所述第一水-水熱泵機組 和所述第二水-水熱泵機組與所述儲熱水箱中的水進行熱量交換，為所述儲熱水箱提供熱 水，另一部分流入所述室內空調的所述第一空氣-水熱泵機組和所述第二空氣-水熱泵機 組，與空氣進行熱量交換，提高室內溫度；在夏季時當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵 停止運行，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和所述第五電磁閥打開，所述第四電 磁閥和第六電磁閥關閉，所述室內空調和所述加熱器形成並聯結構，所述換熱介質在所述 第一水-水熱泵機組和所述第二水-水熱泵機組中降溫，隨後經過降溫後的換熱介質的進 入到所述第一空氣-水熱泵機組和第一空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，降低室內 溫度；
當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高於一定的溫度範圍時，所述海水循環 泵開始運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式 換熱器中進行熱量交換，所述換熱介質釋放熱量到所述海水中，所述第一電磁閥、第二電磁 閥、第三電磁閥和所述第五電磁閥關閉，所述第四電磁閥和第六電磁閥打開，所述室內空調 和所述加熱器形成串聯結構，吸收熱量後的換熱介質一部分流入所述第一水-水熱泵機組 和所述第二水-水熱泵機組與所述儲熱水箱中的水進行熱量交換，另一部分流入所述室內 空調的所述第一空氣-水熱泵機組和所述第二空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，提 高室內溫度，釋放熱量後的換熱介質一部分直接進入到所述第一空氣-水熱泵機組和第二 空氣-水熱泵機組，另一部分進入到所述第一水-水熱泵機組和第二水-水熱泵機組中進 一步降低溫度，隨後進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，降低室內溫度。其中，優選監控換熱介質與海水溫度的溫差範圍在大約5°C -10°C時，控制海水循 環泵的運行。其中，所述冬季、夏季各個電磁閥開關的選擇是通過檢測器和控制器獲得的。其中，本發明中當水-水熱泵機組需要同時供熱供冷時，可將將室內空調排出的 部分冷凝熱輸送給熱水器，用來加熱儲熱水箱中的洗澡熱水，而多餘的熱量則排放給海水。 當需熱量與需冷量平衡時，可不需向海水排熱或從海水吸熱。本發明還提供了 一種利用海水熱量進行換熱的加熱器裝置，其包括上述水環熱泵 裝置、海水循環管路裝置、通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置相連的加熱
ο其中，本發明中加熱器裝置的所述海水循環管路裝置包括海水處理裝置、海水循 環泵以及海水運輸管路。其中，本發明中加熱器裝置的所述加熱器包括儲熱水箱、熱水循環泵、熱水運輸管 路和供生活熱水頭。其中，本發明中加熱器裝置的所述水環熱泵裝置的所述換熱介質存儲裝置的出口 通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質補充泵的入口相連，所述換熱介質補充泵的 出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵的入口相連，所述換熱介質循環 泵的出口通過所述運輸換熱介質的管路可以所述電磁閥的入口相連，所述電磁閥的出口通 過所述運輸換熱介質的管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述換熱介質循環泵的出 口也可以直接通過所述運輸換熱介質的管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水 板式換熱器的出口通過所述運輸換熱介質的管路可以與所述電磁閥的入口相連，所述電磁 閥的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述水-水熱泵機組的上端入口相連，所述海水 板式換熱器的出口通過所述運輸換熱介質的管路也可以直接與所述水-水熱泵機組的上 端入口相連，所述水-水熱泵機組的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱 介質循環泵的入口相連，所述加熱器的所述儲熱水箱下部出口通過熱水運輸管路與所述 水-水熱泵機組的下端入口相連，所述水-水熱泵機組的下端出口通過所述熱水運輸管路 與所述熱水循環泵相連，所述熱水循環泵通過所述熱水運輸管路與所述儲熱水箱的上部出 口相連，所述海水循環管路裝置的入口處設置有所述海水處理裝置，所述海水處理裝置的 出口通過海水運輸管路與所述海水循環泵的入口相連，所述海水循環泵的出口與所述海水 板式換熱器的入口相連，所述海水板式換熱器的出口通過海水運輸管路將海水輸送入大
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本發明中當加熱器裝置的所述水環熱泵裝置包括電子水處理儀時，所述水-水熱 泵機組的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述電子水處理儀的入口相連，所述電 子水處理儀的出口通過所述運輸換熱介質的管路和所述換熱介質循環泵的入口相連。本發明還提供了採用上述加熱器裝置利用海水熱量進行換熱從而提供熱水的方 法，其特徵在於當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵 停止運行，所述換熱介質和所述儲熱水箱中的水直接在所述水-水熱泵機組中加熱，為所 述儲熱水箱提供熱水；當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵 開始運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式換 熱器中進行熱量交換，所述換熱介質吸收所述海水中的熱量，吸收熱量後的換熱介質的在 所述水-水熱泵機組中與所述儲熱水箱中的水進行熱量交換，為所述儲熱水箱提供熱水。其中，優選監控換熱介質與海水溫度的溫差範圍在大約5°C -10°C時，控制海水循 環泵的運行。本發明還提供了上述的水環熱泵裝置在空調系統中利用海水進行換熱過程中的 應用。本發明還提供了上述的水環熱泵裝置在加熱器系統中利用海水進行換熱過程中 的應用。本發明還提供了上述的空調裝置在利用海水進行換熱從而控制溫度過程中的應用。本發明還提供了採用上述的加熱器裝置在利用海水進行換熱從而對水加熱過程 中的應用。本發明通過水環熱泵裝置進行了兩次換熱過程將海水的低品位能源的傳遞給室 內空氣或熱水，達到向室內供熱、供冷、供生活熱水的目的。該裝置通過一個海水板式換熱 器進行換熱介質與海水之間的熱量交換，避免了海水進入水-水熱泵機組腐蝕熱泵機組， 採用這種方式不必使用耐腐蝕材料的蒸發器和冷凝器，減少了設備的初投資，便於實際推
廣應用。


圖1為本發明實施例空調裝置的原理圖；圖2為本發明實施例加熱器裝置的原理具體實施例方式以下結合附圖和實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技 術手段來解決技術問題，並達成技術效果的實現過程能充分理解並據以實施。實施例1本發明的利用海水熱量進行換熱的空調裝置包括水環熱泵裝置、海水循環管路裝 置、通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置相連的室內空調23和通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置相連的加熱器。其中，水環熱泵裝置包括海水板式換熱器4、第一水-水熱泵機組12、第二水-水 熱泵機組11、乙二醇水溶液存儲裝置19、第一電磁閥5、第二電磁閥6、第三電磁閥7、第四電 磁閥16、第五電磁閥17、第六電磁閥18、運輸換熱介質的管路，換熱介質補充泵10、換熱介 質循環泵8和電子水處理儀9。其中，室內空調23包括第一空氣-水熱泵機組20、第二空氣-水熱泵機組21。其中，加熱器包括儲熱水箱14、熱水循環泵13、熱水運輸管路和供生活熱水頭15。其中，海水循環管路裝置包括海水處理裝置2、海水循環泵3以及海水運輸管路。海水經過海水處理裝置2的過濾器過濾，再由電解海水法產生的次氯酸鈉殺死海 水管路中的海生物幼蟲或蟲卵，而後在經過海水循環泵3輸送到海水板式換熱器4進行換 熱，其中海水循環泵優選採用以鋅棒為陽極採用犧牲陽極法防止海水腐蝕。本發明中空調裝置的乙二醇水溶液存儲裝置19的出口通過所述運輸換熱介質的 管路與所述換熱介質補充泵10的入口相連，所述換熱介質補充泵10的出口通過所述運輸 換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵8的入口相連，所述換熱介質循環泵8的出口通過 所述運輸換熱介質的管路與所述第二電磁閥6的入口、第三電磁閥7的入口相連，所述第二 電磁閥6的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述海水板式換熱器4的入口相連，所述 海水板式換熱器4的出口通過所述運輸換熱介質的管路可以與所述第一電磁閥5的入口相 連，所述第一電磁閥5的出口和所述第三電磁閥7的出口通過所述運輸換熱介質的管路與 所述第一水-水熱泵機組12的上端入口、所述第二水-水熱泵機組11的上端入口以及所述 第四電磁閥16的入口相連，所述第一水-水熱泵機組12的上端出口以及所述第二水-水 熱泵機組11的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述第五電磁閥17和第六電磁閥 18的入口相連，所述第四電磁閥16和所述第五電磁閥17的出口通過運輸換熱介質的管路 與所述室內空調的第一空氣-水熱泵機組20的上端入口、第二空氣-水熱泵機組21的上端 入口相連，所述第六電磁閥18的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述電子水處理儀9 的入口相連，所述室內空調的第一空氣-水熱泵機組20的上端出口、第二空氣-水熱泵機 組21的上端出口通過運輸換熱介質的管路也與所述電子水處理儀9的入口相連，所述電子 水處理儀9的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵8的進口相連，所 述加熱器的所述儲熱水箱14下部出口通過熱水運輸管路與所述第一水-水熱泵機組12的 下端入口、第二水-水熱泵機組11的下端入口相連，所述第一水-水熱泵機組12的下端出 口、第二水-水熱泵機組11的下端出口通過所述熱水運輸管路與所述熱水循環泵13相連， 所述熱水循環泵13通過所述熱水運輸管路與所述儲熱水箱14的上部出口相連，所述海水 循環管路裝置的入口處設置有所述海水處理裝置2，所述海水處理裝置的出口通過海水運 輸管路與所述海水循環泵3的入口相連，所述海水循環泵3的出口與所述海水板式換熱器 4的入口相連，所述海水板式換熱器4的出口通過海水運輸管路將海水輸送入大海。在過渡季及冬季時當通過監測，發現當乙二醇水溶液的溫度與海水溫度之差低於5°C時，控制所述海 水循環泵3停止運行，所述第三電磁閥7和所述第五電磁閥17打開，所述第一電磁閥5、第 二電磁閥6、第四電磁閥16和第六電磁閥18關閉，所述室內空調23和所述加熱器形成串聯 結構，所述乙二醇水溶液和所述儲熱水箱14中的水直接在第一水-水熱泵機組12和第二水-水熱泵機組11中加熱，為所述儲熱水箱14提供熱水，隨後經過加熱後的乙二醇的進入 到第一空氣-水熱泵機組20和第二空氣-水熱泵機組21，與空氣進行熱量交換，提高室內 溫度；當乙二醇水溶液的溫度與海水溫度之差高於5°C時，所述海水循環泵3開始運行， 將海水送入所述海水板式換熱器4，所述乙二醇水溶液和所述海水在所述海水板式換熱器 4中進行熱量交換，所述乙二醇水溶液吸收所述海水中的熱量，所述第三電磁閥7和所述第 五電磁閥17關閉，所述第一電磁閥5、第二電磁閥6、第四電磁閥16和第六電磁閥18打開， 所述室內空調23和所述加熱器形成並聯結構，吸收熱量後的乙二醇水溶液一部分流入所 述第一水-水熱泵機組12和所述第二水-水熱泵機組11與所述儲熱水箱14中的水進行 熱量交換，同時為所述儲熱水箱14提供熱水，另一部分流入所述室內空調23的所述第一空 氣-水熱泵機組20和所述第二空氣-水熱泵機組21，與空氣進行熱量交換，提高室內溫度；在夏季時當乙二醇水溶液的溫度與海水溫度之差低於5°C時，所述海水循環泵3停止運行， 所述第一電磁閥5、第二電磁閥6、第三電磁閥7和所述第五電磁閥17打開，所述第四電磁 閥6和第六電磁閥18關閉，所述室內空調23和所述加熱器形成並聯結構，所述乙二醇水溶 液在所述第一水-水熱泵機組12和所述第二水-水熱泵機組11中降溫，隨後經過降溫後 的乙二醇水溶液的進入到所述第一空氣-水熱泵機組20和第二空氣-水熱泵機組21，與空 氣進行熱量交換，降低室內溫度；當乙二醇水溶液的溫度與海水溫度之差高於5°C時，所述海水循環泵3開始運行， 將海水送入所述海水板式換熱器4，所述乙二醇水溶液和所述海水在所述海水板式換熱器 4中進行熱量交換，所述乙二醇水溶液釋放熱量到所述海水中，所述第一電磁閥5、第二電 磁閥6、第三電磁閥7和所述第五電磁閥17關閉，所述第四電磁閥16和第六電磁閥18打 開，所述室內空調23和所述加熱器形成串聯結構，吸收熱量後的乙二醇水溶液一部分流入 所述第一水-水熱泵機組12和所述第二水-水熱泵機組11與所述儲熱水箱14中的水進 行熱量交換，另一部分流入所述室內空調23的所述第一空氣-水熱泵機組20和所述第二 空氣-水熱泵機組21，與空氣進行熱量交換，提高室內溫度，釋放熱量後的乙二醇水溶液一 部分直接進入到所述第一空氣-水熱泵機組20和第二空氣-水熱泵機組21，另一部分進入 到所述第一水-水熱泵機組12和第二水-水熱泵機組11中進一步降低溫度，隨後進入到 所述第一空氣-水熱泵機組20和第二空氣-水熱泵機組21，與空氣進行熱量交換，降低室 內溫度。通過上面的方法，就可以完成利用海水實現冬、夏季同時供熱、供冷和生活熱水。實施例2本發明的利用海水熱量進行換熱的加熱器裝置包括水環熱泵裝置、海水循環管路 裝置和通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置相連的加熱器。其中，水環熱泵裝置包括海水板式換熱器4、第一水-水熱泵機組12、第二水-水 熱泵機組11、乙二醇水溶液存儲裝置19、第一電磁閥5、第二電磁閥6、運輸換熱介質的管 路，換熱介質補充泵10、換熱介質循環泵8和電子水處理儀9。其中，加熱器包括儲熱水箱14、熱水循環泵13、熱水運輸管路和供生活熱水頭15。其中，海水循環管路裝置包括海水處理裝置2、海水循環泵3以及海水運輸管路。
海水經過海水處理裝置2的過濾器過濾，再由電解海水法產生的次氯酸鈉殺死海 水管路中的海生物幼蟲或蟲卵，而後在經過海水循環泵3輸送到海水板式換熱器4進行換 熱，其中海水循環泵優選採用以鋅棒為陽極採用犧牲陽極法防止海水腐蝕。本發明中加熱器裝置的乙二醇水溶液存儲裝置19的出口通過所述運輸換熱介質 的管路與所述換熱介質補充泵10的入口相連，所述換熱介質補充泵10的出口通過所述運 輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵8的入口相連，所述換熱介質循環泵8的出口通 過所述運輸換熱介質的管路與所述第二電磁閥6的入口相連，所述第二電磁閥6的出口通 過所述運輸換熱介質的管路與所述海水板式換熱器4的入口相連，所述海水板式換熱器4 的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述第一電磁閥5的入口相連，所述第一電磁閥5 的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述第一水-水熱泵機組12的上端入口、所述第二 水-水熱泵機組11的上端入口相連，所述第一水-水熱泵機組12的上端出口、所述第二 水-水熱泵機組11的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述電子水處理儀9的入 口相連，所述電子水處理儀9的出口通過運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵8的 入口相連，所述加熱器的所述儲熱水箱14下部出口通過熱水運輸管路與所述第一水-水熱 泵機組12的下端入口、第二水-水熱泵機組11的下端入口相連，所述第一水-水熱泵機組 12的下端出口、第二水-水熱泵機組11的下端出口通過所述熱水運輸管路與所述熱水循 環泵13相連，所述熱水循環泵13通過所述熱水運輸管路與所述儲熱水箱14的上部出口相 連，所述海水循環管路裝置的入口處設置有所述海水處理裝置2，所述海水處理裝置的出口 通過海水運輸管路與所述海水循環泵3的入口相連，所述海水循環泵3的出口與所述海水 板式換熱器4的入口相連，所述海水板式換熱器4的出口通過海水運輸管路將海水輸送入 大海。經過檢測，當乙二醇水溶液的溫度與海水溫度之差低於5°C時，所述海水循環泵3 停止運行，所述乙二醇水溶液和所述儲熱水箱14中的水直接在所述第一水-水熱泵機組12 和所述第二水-水熱泵機組11中加熱，為所述儲熱水箱14提供熱水；當乙二醇水溶液的溫度與海水溫度之差高於5°C時，所述海水循環泵3開始運行， 將海水送入所述海水板式換熱器4，所述乙二醇水溶液和所述海水在所述海水板式換熱器 4中進行熱量交換，所述乙二醇水溶液吸收所述海水中的熱量，吸收熱量後的乙二醇水溶液 的在所述第一水-水熱泵機組12和所述第二水-水熱泵機組11中與所述儲熱水箱14中 的水進行熱量交換，為所述儲熱水箱14提供熱水。所有上述的首要實施這一智慧財產權，並沒有設定限制其他形式的實施這種新產品 和/或新方法。本領域技術人員將利用這一重要信息，上述內容修改，以實現類似的執行情 況。但是，所有修改或改造基於本發明新產品屬於保留的權利。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本發明技術方案的保護範圍。
1權利要求
1.一種利用海水熱量進行換熱的水環熱泵裝置，其特徵在於包括海水板式換熱器、 至少一個水-水熱泵機組、換熱介質存儲裝置、至少一個電磁閥和運輸換熱介質的管路，其 中當所述電磁閥為一個時，位於所述海水板式換熱器的一側，當所述電磁閥為兩個以上時， 分別位於所述海水板式換熱器的兩側。
2.如權利要求1所述的水環熱泵裝置，其特徵在於所述水環熱泵裝置還包括換熱介 質補充泵和換熱介質循環泵中的至少一個。
3.如權利要求1或2所述的水環熱泵裝置，其特徵在於所述電磁閥的個數為兩個，分 別為第一電磁閥和第二電磁閥，所述水-水熱泵機組的個數為兩個，分別為第一水-水熱泵 機組和第二水-水熱泵機組，所述換熱介質存儲裝置的出口通過所述運輸換熱介質的管路 與所述換熱介質補充泵的入口相連，所述換熱介質補充泵的出口通過所述運輸換熱介質的 管路與所述換熱介質循環泵的入口相連，所述換熱介質循環泵的出口通過所述運輸換熱介 質的管路與所述第二電磁閥的入口相連，所述第二電磁閥的出口通過所述運輸換熱介質的 管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水板式換熱器的出口通過所述運輸換熱介 質的管路與所述第一電磁閥的入口相連，所述第一電磁閥的出口通過所述運輸換熱介質的 管路分別與所述第一水-水熱泵機組的上端入口和所述第二水-水熱泵機組的上端入口相 連，所述第一水-水熱泵機組的上端出口和所述第二水-水熱泵機組的上端出口通過所述 運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環泵的入口相連。
4.一種利用海水熱量進行換熱的空調裝置，其特徵在於包括權利要求1至3所述的 水環熱泵裝置、海水循環管路裝置、通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置相 連的室內空調和通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置相連的加熱器。
5.如權利要求4所述的空調裝置，其特徵在於所述室內空調包括至少一個空氣-水 熱泵機組，所述空氣-水熱泵機組通過所述運輸換熱介質的管路與所述水-水熱泵機組相 連，所述海水循環管路裝置包括海水處理裝置、海水循環泵以及海水運輸管路，所述加熱器 包括儲熱水箱、熱水循環泵、熱水運輸管路和供生活熱水頭。
6.如權利要求5所述的空調裝置，其特徵在於所述水環熱泵裝置的所述電磁閥的個 數為六個，分別為第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥和第六電 磁閥，所述空氣-水熱泵機組的個數為兩個，分別為第一空氣-水熱泵機組、第二空氣-水 熱泵機組，所述水-水熱泵機組的個數為兩個，分別為第一水-水熱泵機組和第二水-水 熱泵機組，所述換熱介質存儲裝置的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質補 充泵的入口相連，所述換熱介質補充泵的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介 質循環泵的入口相連，所述換熱介質循環泵的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述第 二電磁閥的入口、第三電磁閥的入口相連，所述第二電磁閥的出口通過所述運輸換熱介質 的管路與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水板式換熱器的出口通過所述運輸換熱 介質的管路與所述第一電磁閥的入口相連，所述第一電磁閥的出口和所述第三電磁閥的出 口通過所述運輸換熱介質的管路與所述第一水-水熱泵機組的上端入口、所述第二水-水 熱泵機組的上端入口以及所述第四電磁閥的入口相連，所述第一水-水熱泵機組的上端出 口以及所述第二水-水熱泵機組的上端出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述第五電 磁閥和第六電磁閥的入口相連，所述第四電磁閥和所述第五電磁閥的出口通過運輸換熱介 質的管路與所述室內空調的第一空氣-水熱泵機組的上端入口、第二空氣-水熱泵機組的上端入口相連，所述第六電磁閥的出口通過所述運輸換熱介質的管路與所述換熱介質循環 泵的入口相連，所述室內空調的第一空氣-水熱泵機組的上端出口、第二空氣-水熱泵機 組的上端出口通過運輸換熱介質的管路也與所述換熱介質循環泵的入口相連，所述加熱器 的所述儲熱水箱下部出口通過熱水運輸管路與所述第一水-水熱泵機組的下端入口、第二 水-水熱泵機組的下端入口相連，所述第一水-水熱泵機組的下端出口、第二水-水熱泵 機組的下端出口通過所述熱水運輸管路與所述熱水循環泵相連，所述熱水循環泵通過所述 熱水運輸管路與所述儲熱水箱的上部出口相連，所述海水循環管路裝置的入口處設置有所 述海水處理裝置，所述海水處理裝置的出口通過海水運輸管路與所述海水循環泵的入口相 連，所述海水循環泵的出口與所述海水板式換熱器的入口相連，所述海水板式換熱器的出 口通過海水運輸管路將海水輸送入大海。
7.一種採用權利要求4或5所述的空調裝置利用海水熱量進行換熱從而同時調節溫度 和提供熱水的方法，其特徵在於在過渡季及冬季時當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵停止 運行，所述換熱介質和所述儲熱水箱中的水直接在所述水-水熱泵機組中加熱，同時為所 述儲熱水箱提供熱水隨後經過加熱後的換熱介質的進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣 進行熱量交換，提高室內溫度；當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵開 始運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式換熱 器中進行熱量交換，所述換熱介質吸收所述海水中的熱量，吸收熱量後的換熱介質的一部 分在所述水-水熱泵機組中與所述儲熱水箱中的水進行熱量交換，，同時為所述儲熱水箱 提供熱水，另一部分直接進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，提高室內溫 度。在夏季時當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵停止 運行，所述換熱介質在所述水-水熱泵機組中降溫，隨後經過降溫後的換熱介質的進入到 所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，降低室內溫度；當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵開始 運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式換熱器 中進行熱量交換，所述換熱介質釋放熱量到所述海水中，釋放熱量後的換熱介質一部分直 接進入到所述空氣-水熱泵機組，另一部分進入到所述水-水熱泵機組中進一步降低溫度， 隨後進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，降低室內溫度。
8.一種採用權利要求7所述的空調裝置利用海水熱量進行換熱從而同時調節溫度和 提供熱水的方法，其特徵在於在過渡季及冬季時當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵停止 運行，所述第三電磁閥和所述第五電磁閥打開，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第四電磁閥 和第六電磁閥關閉，所述室內空調和所述加熱器形成串聯結構，所述換熱介質和所述儲熱 水箱中的水直接在所述水-水熱泵機組中加熱，為所述儲熱水箱提供熱水，隨後經過加熱後的換熱介質的進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，提高室內溫度；當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵開始 運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式換熱器 中進行熱量交換，所述換熱介質吸收所述海水中的熱量，所述第三電磁閥和所述第五電磁 閥關閉，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第四電磁閥和第六電磁閥打開，所述室內空調和所 述加熱器形成並聯結構，吸收熱量後的換熱介質一部分流入所述第一水-水熱泵機組和所 述第二水-水熱泵機組與所述儲熱水箱中的水進行熱量交換，同時為所述儲熱水箱提供熱 水，另一部分流入所述室內空調的所述第一空氣-水熱泵機組和所述第二空氣-水熱泵機 組，與空氣進行熱量交換，提高室內溫度；在夏季時當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差低於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵停止 運行，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和所述第五電磁閥打開，所述第四電磁閥 和第六電磁閥關閉，所述室內空調和所述加熱器形成並聯結構，所述換熱介質在所述第一 水-水熱泵機組和所述第二水-水熱泵機組中降溫，隨後經過降溫後的換熱介質的進入到 所述第一空氣-水熱泵機組和第一空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，降低室內溫 度；當所述換熱介質的溫度與海水溫度之差高於一定的溫度範圍時，所述海水循環泵開始 運行，將海水送入所述海水板式換熱器，所述換熱介質和所述海水在所述海水板式換熱器 中進行熱量交換，所述換熱介質釋放熱量到所述海水中，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第 三電磁閥和所述第五電磁閥關閉，所述第四電磁閥和第六電磁閥打開，所述室內空調和所 述加熱器形成串聯結構，吸收熱量後的換熱介質一部分流入所述第一水-水熱泵機組和所 述第二水-水熱泵機組與所述儲熱水箱中的水進行熱量交換，另一部分流入所述室內空調 的所述第一空氣-水熱泵機組和所述第二空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，提高 室內溫度，釋放熱量後的換熱介質一部分直接進入到所述第一空氣-水熱泵機組和第二空 氣-水熱泵機組，另一部分進入到所述第一水-水熱泵機組和第二水-水熱泵機組中進一 步降低溫度，隨後進入到所述空氣-水熱泵機組，與空氣進行熱量交換，降低室內溫度。
9.一種利用海水熱量進行換熱的加熱器裝置，其特徵在於包括權利要求1至3所述 的水環熱泵裝置、海水循環管路裝置、通過所述運輸換熱介質的管路與所述水環熱泵裝置 相連的加熱器。
10.如權利要求1至3任一項所述的水環熱泵裝置在空調系統中利用海水進行換熱過 程中的應用。
全文摘要
本發明提供了一種利用海水熱量進行換熱的水環熱泵裝置，其包括海水板式換熱器、至少一個水-水熱泵機組、換熱介質存儲裝置、至少一個電磁閥和運輸換熱介質的管路，其中當所述電磁閥為一個時，位於所述海水板式換熱器的一側，當所述電磁閥為兩個以上時，分別位於所述海水板式換熱器的兩側。本發明通過水環熱泵裝置進行了兩次換熱過程將海水的低品位能源的傳遞給室內空氣或熱水，達到向室內供熱、供冷、供生活熱水的目的。該裝置通過一個海水板式換熱器進行換熱介質與海水之間的熱量交換，避免了海水進入水-水熱泵機組腐蝕熱泵機組，採用這種方式不必使用耐腐蝕材料的蒸發器和冷凝器，減少了設備的初投資，便於實際推廣應用。
文檔編號F25B30/06GK102095281SQ20111003386
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者施志剛, 李緒泉, 王剛, 王海英, 胡松濤, 郭金山 申請人:青島沃富地源熱泵工程有限公司, 青島理工大學