複合空調設備的製作方法

2023-04-24 04:04:16 1

專利名稱：複合空調設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種複合空調設備，特別是涉及一種包括利用地熱能源，以流體，如空氣或水作為換熱介質進行採暖或製冷的空調設備。
背景技術：
目前，一些賓館、飯店、寫字樓、政府機關辦公樓等大型建築，夏季採用空氣熱泵進行製冷降溫；冬季則用鍋爐供熱採暖。而燃煤、燃氣、燃油鍋爐燃燒時會產生大量廢氣，汙染環境。如將已建成的製冷、供熱系統進行徹底更換，採用暫新的本實用新型實用新型的各種利用地下普遍存在的冷熱源進行採暖和降溫的設備，如採用00123494.3號「井式液體冷熱源系統」；00123495.1號「地熱式液體冷熱源系統」等，必然會浪費大量資金，延長工期，在改建過程中甚至停工停業，影響工作。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述缺點，在基本不改變原有空氣熱泵和室內供熱系統，只對採暖鍋爐進行改造的情況下，提供一種複合空調設備。
本實用新型複合空調設備，其具有空氣熱泵，所述空氣熱泵包括室外冷凝器、壓縮機、蒸發器和膨脹閥，它們通過管道連接形成循環迴路，在所述循環迴路中具有換熱介質，所述循環迴路中的蒸發器與換熱盤管耦合，換熱盤管連接室內風盤組，其中設有地下水集熱器，集熱器通過供水管道和回水管道與水側盤管相連，在第二蒸發器中與水側盤管耦合的熱交換盤管的出入口分別通過管道與所述空氣熱泵的循環迴路相連接，在熱泵的迴路中，設有五個二位三通換向閥，當二位三通換向閥處於第一位置時，使通過管道相連通的集熱器、第二蒸發器、壓縮機、蒸發器、膨脹閥和室內風盤組構成的制熱系統進入工作狀態；當二位三通換向閥處於第二位置時，使通過管道相連通的室外冷凝器、壓縮機、蒸發器、膨脹閥和室內風盤組構成的製冷系統進入工作狀態。
本實用新型複合空調設備，其中在所述熱泵中，室外冷凝器的一個埠連通管道一端，管道的另一端連通第一二位三通換向閥的第一埠，第一二位三通換向閥的第二埠連接管道的一端，管道的另一端連接第二蒸發器中換熱盤管的一個埠，第一二位三通換向閥的第三埠連接管道的一端，管道的另一端連接第二二位三通換向閥的第一埠，第二二位三通換向閥的第二埠連接管道的一端，管道的另一端與管道相接，第二二位三通閥的第三埠連接管道的一端，管道的另一端連接壓縮機的出口端，壓縮機的入口端連接管道的一端，管道的另一端連接第四二位三通換向閥的第二埠，第四二位三通換向閥的第一埠連接管道的一端，管道的另一端連通膨脹閥的一端和管道，管道的另一端連通第五二位三通換向閥的第三埠，第四二位三通換向閥的第三埠連通蒸發器中放熱或吸熱盤管的一埠，放熱或吸熱盤管的另一埠連通第五二位三通換向閥的第一埠，第五二位三通換向閥的第二埠連通管道的一端，管道的另一端連通第二二位三通換向閥的第三埠和管道，膨脹閥的另一端通過管道連通第三二位三通換向閥的第三埠，所述第三二位三通換向閥的第三埠還通過管道連通第二二位三通換向閥的第二埠，第三二位三通換向閥的第二埠通過管道連通壓縮機入口端和第四二位三通換向閥之間的管道，第三二位三通換向閥的第一埠通過管道連通室外冷凝器的另一個埠，通過管道連通第三二位三通換向閥的第一埠和第二蒸發器中換熱盤管的另一個埠，與第二蒸發器中換熱盤管耦合的放熱盤管的進水口連通供水管的一端，供水管的另一端連通地下水集熱器中的潛水泵，放熱盤管的出水口連通回水管的一端，回水管的另一端位於集熱器的豎井內。
本實用新型複合空調設備，其中與蒸發器中放熱或吸熱盤管耦合的換熱盤管的一個埠通過管道連通風盤組的第一埠，換熱盤管的另一個埠通過管道連接水泵的出口，水泵的入口通過管道連接風盤組的第二埠。
本實用新型多熱源空調設備，其中在壓縮機和第二二位三通換向閥的第三埠之間的管道中藉助管道串接熱水器的加熱盤管。
本實用新型提供的複合空調設備特別適用於已有的僅用於夏季降溫的中央空調系統的改造。通過設置地下水集熱器，利用地下水資源與原有的中央空調系統相結合，能夠在冬季、寒冷地區，向需要的場合提供熱能。而在夏季，依然採用原有中央空調系統進行製冷。本實用新型是通過在原有的中央空調系統中，安裝多個二位三通換向閥門，使地下水集熱器中的換熱器中氟路側串接到空氣熱泵的氟路中。在冬季，通過轉換多個二位三通換向閥門與管路的接口，切斷原中央空調系統中氟路的室外部分，接通地下水集熱器中的換熱器的氟路部分，從而使地下水集熱器進入制熱工作系統。
當通過地下水集熱器中的潛水泵向地下水集熱器中的水側盤管提供具有低品位熱能的地下水時，與其耦合的第二蒸發器中的含氟介質吸收熱量蒸發，再經過壓縮機壓縮升溫之後，在冷凝器中釋放熱量。在冷凝器中水側管路中的水吸收熱量，然後被輸送到風盤組中釋放熱量，從而達到供暖目的。
下面通過結合附圖進行描述，可以更加清楚、具體地理解本實用新型的詳細內容。


圖1是本實用新型第一實施例的示意圖；圖2是本實用新型第二實施例的示意圖；圖3是現有技術中的中央空調系統的簡化示意圖。
具體實施方式
圖3描繪了現有技術中常見的用於賓館、寫字樓、飯店等降溫的中央空調系統簡化的示意圖，其中由置於室外散熱/吸熱器或涼水塔內的冷凝器2、壓縮機5、蒸發器7和膨脹閥6通過管道連接形成製冷/制熱迴路20，及和蒸發器7相耦合的散熱盤管相連接的水泵90和室內風盤組94，當置於室外散熱/吸熱器或涼水塔內的冷凝器2作為散熱器時，中央空調系統相對於室內風盤組94進行製冷。天氣較冷時，空氣熱泵用於供暖效率低，當室外溫度低於4℃時，不能工作，因而，冬季採暖時，則需將採暖鍋爐98接入風盤組，用鍋爐的熱水或熱氣供暖。
參照附圖1，其中描繪了本實用新型提供的一種複合空調設備，其中具有空氣熱泵10，所述空氣熱泵10包括置於室外流體散熱器內的冷凝器2、壓縮機5、蒸發器7和膨脹閥6，它們通過管道連接形成製冷/制熱迴路。在製冷/制熱迴路中具有換熱介質或製冷劑。設有地下水集熱器1，集熱器1通過供水管道11和回水管道12與第二蒸發器4相連。在第二蒸發器4中與水側盤管14耦合的熱交換盤管18的出入口分別通過管道23、24與流體熱泵10的製冷/制熱迴路相連接。
如圖1所示，在熱泵10的制熱迴路中，設有五個二位三通換向閥30、40、50、60、70，當這五個二位三通換向閥30、40、50、60、70處於圖1所示的第一位置時(圖中塗黑的部分表示關閉的流道)，通過管道相連通的集熱器1、第二蒸發器4、壓縮機5、蒸發器7、膨脹閥6和室內風盤組94構成的制熱系統處於工作狀態。此時，蒸發器7作為冷凝器作用。
如圖2所示，當二位三通換向閥30、40、50、60、70處於第二位置時，使通過管道相連通的冷凝器2、壓縮機5、蒸發器7、膨脹閥6和室內風盤組94構成的製冷系統進入工作狀態。
下面參照附圖1和2詳細描述本實用新型提供的複合空調設備的優選實施例。
在所述熱泵10中，冷凝器2的一個埠21連通管道26一端，管道26的另一端連通第一二位三通換向閥30的第一埠31。第一二位三通換向閥30的第二埠32連接管道24的一端，管道24的另一端連接蒸發器4中換熱盤管18的一個埠17。第一二位三通換向閥30的第四埠33連接管道35的一端，管道35的另一端連接第二二位三通換向閥40的第一埠41。第二二位三通換向閥40的第二埠42連接管道38的一端，管道38的另一端與管道36相接；第二二位三通閥40的第三埠43連接管道45的一端，管道45的另一端連接壓縮機5的出口端，壓縮機5的入口端連接管道48的一端，管道48的另一端連接第四二位三通換向閥60的第二埠62。第四二位三通換向閥60的第一埠61連接管道47的一端。管道47的另一端連通膨脹閥6的一端和管道37，管道37的另一端連通第五二位三通換向閥70的第三埠73。第四二位三通換向閥60的第三埠63連通冷凝器7中放熱或吸熱盤管65的一埠64。放熱或吸熱盤管65的另一埠66連通第五二位三通換向閥70的第一埠71。第五二位三通換向閥70的第二埠72連通管道44的一端，管道44的另一端連通第二二位三通換向閥40的第三埠43和管道45。膨脹閥6的另一端通過管道36連通第三二位三通換向閥50的第三埠53。所述第三二位三通換向閥50的第三埠53還通過管道38連通第二二位三通換向閥40的第二埠42。第三二位三通換向閥50的第二埠52通過管道34連通壓縮機5入口端和第四二位三通換向閥60之間的管道48。第三二位三通換向閥50的第一埠51通過管道28連通冷凝器2的另一個埠22，通過管道23連通第三二位三通換向閥50的第一埠51和第二蒸發器4中換熱盤管18的另一個埠19。與第二蒸發器4中換熱盤管18耦合的放熱盤管14的進水口15連通供水管11的一端，供水管11的另一端連通地下水集熱器1中的潛水泵3。放熱盤管14的出水口13連通回水管12的一端。回水管12的另一端位於集熱器1的豎井內，將使用過的水通過豎井排入地下。
如圖1和2所示，與蒸發器7中放熱或吸熱盤管65耦合的換熱盤管75的一個埠76通過管道95連通至少一組風盤組94的第一埠96，換熱盤管75的另一個埠74通過管道97連接水泵90的一個埠。水泵90的另一個埠通過管道93連接風盤組94的第二埠92。
如圖2所示，在壓縮機5和第二二位三通換向閥40的第三埠43之間的管道45中藉助管道46串接熱水器80的加熱盤管81。
下面參照圖1描述本實用新型的第一實施例的運行過程。
根據圖1所示本實用新型第一實施例的構造，其中五個二位三通換向閥30、40、50、60、70處於圖1中所示的第一位置，此時，第一二位三通換向閥30的第一埠31關閉，第一二位三通換向閥30的第二埠32和第四埠33導通。第二二位三通換向閥40的第三埠43關閉，第二二位三通換向閥40的第一埠41和第二埠42導通。第四二位三通換向閥60的第二埠62關閉，第四二位三通換向閥60的第一埠61和第三埠63導通。第五二位三通換向閥70的第三埠73關閉，第五二位三通換向閥70的第一埠71和第二埠72導通。第三二位三通換向閥50的第三埠53關閉，第三二位三通換向閥50的第一埠51和第二埠52導通。設備進入制熱工作狀態。
此時空氣熱泵10中通過管道24和管道23與第二蒸發器4中的熱交換盤管18連接的通道被導通，而室外冷凝器2的通道被關閉。開啟集熱器1中的潛水泵3，使地下水通過管道11進入換熱器4中的放熱盤管14，地下水在放熱盤管14中將其攜帶的熱量釋放給與放熱盤管14耦合的吸熱盤管18中的熱介質，釋放過熱量的水通過回水管12返回地下水集熱器1。在吸熱盤管18中的熱介質獲得來自與其耦合的放熱盤管14中的熱量後，通過管道23進入第三二位三通換向閥50的第一埠51，經第三二位三通換向閥50的第二埠52，進入管道34到達壓縮機5的入口，通過壓縮機5後熱介質進一步提升熱量，經過提升熱量後的熱介質進入管道45，由於連接管道45的第二二位三通換向閥40的第二埠42關閉，熱介質進入管道44，然後進入第五二位三通換向閥70的第二埠72，接著通過導通的第五二位三通換向閥70的第一埠71進入作冷凝器用的蒸發器7中的放熱盤管65，熱介質在此處冷凝放熱，將攜帶的熱量釋放給與放熱盤管65耦合的吸熱盤管75。通過放熱盤管65釋放熱量後的熱介質進入第四二位三通換向閥60的第三埠63，再經過導通的第四二位三通換向閥60的第一埠61進入管道47，然後釋放熱量後的熱介質通過膨脹閥6，通過膨脹閥6後的熱介質進入管道36，由於第三二位三通換向閥50的第三埠53關閉，熱介質僅沿管道38移動進入第二二位三通換向閥40的第二埠42，再經過導通的第二二位三通換向閥40的第一埠41，經過管道35，進入第一二位三通換向閥30的第四埠33，再經過導通的第一二位三通換向閥30的第二埠32，通過管道24進入第二蒸發器4的吸熱盤管18，接著進入下一工作循環。
在吸熱盤管75中獲得熱量的熱介質，通常是水，通過管道95進入風盤組94，向用戶供暖。從風盤組94中排出的回水經管道93和水泵90，再經過管道97進入換熱盤管75的另一個埠74，進入下一工作循環。
下面參照圖2描述本實用新型的第二實施例的運行過程。
根據圖2所示本實用新型第二實施例的構造，其中五個二位三通換向閥30、40、50、60、70處於圖2中所示的第二位置，此時，第一二位三通換向閥30的第二埠32關閉，第一二位三通換向閥30的第一埠31和第三埠33導通。第二二位三通換向閥40的第二埠42關閉，第二二位三通換向閥40的第一埠41和第三埠43導通。第四二位三通換向閥60的第一埠61關閉，第四二位三通換向閥60的第二埠62和第四埠63導通。第五二位三通換向閥70的第二埠72關閉，第五二位三通換向閥70的第一埠71和第四埠73導通。第三二位三通換向閥50的第二埠52關閉，第三二位三通換向閥50的第一埠51和第三埠53導通。設備進入製冷工作狀態。
此時流體熱泵10中通過管道24和管道23與第二蒸發器4中的熱交換盤管18連接的通道被關閉，而室外冷凝器2的通道被導通。此時本實用新型實施例的設備運行過程是來自風盤組94的熱介質在水泵90的推動作用下通過換熱盤管75，向與其耦合的吸熱盤管65釋放熱量，釋放熱量後的熱介質由埠76出來後，經管道95返回換風盤組94，從而提供製冷，使室內溫度降低。在吸熱盤管65獲取熱量的熱介質經第四二位三通換向閥60的第三埠63和導通的第四二位三通換向閥60的第二埠62，進入管道48，熱介質從管道48進入壓縮機5，熱介質通過壓縮機5提升溫度，隨後沿管道46進入熱水器80中的加熱盤管81，向熱水器80中的水釋放熱量。然後，通過管道45進入第二二位三通換向閥40的第三埠43和導通的第二二位三通換向閥40的第一埠41，再經過管道35進入第一二位三通換向閥30的第四埠33和導通的第一二位三通換向閥30的第一埠31。熱介質流出第一二位三通換向閥30的第一埠31後，由管道26經過埠21進入室外冷凝器2，熱介質在此處通過空氣或水釋放熱量，釋放熱量後的熱介質再通過管道28、36、37依次通過第三二位三通換向閥50、膨脹閥6和第五二位三通換向閥70返回吸熱盤管65，進入下一工作循環。
上面所述實施例是對本實用新型進行說明，並非對本實用新型進行限定。本實用新型要求保護的構思和範圍，都記載在本實用新型的權利要求書中。
權利要求1.一種複合空調設備，其具有空氣熱泵(10)，所述空氣熱泵(10)包括室外冷凝器(2)、壓縮機(5)、蒸發器(7)和膨脹閥(6)，它們通過管道連接形成循環迴路，在所述循環迴路中具有換熱介質，所述循環迴路中的蒸發器(7)與換熱盤管(75)耦合，換熱盤管(75)連接室內風盤組(94)，其特徵是設有地下水集熱器(1)，集熱器(1)通過供水管道(11)和回水管道(12)與水側盤管(14)相連，在第二蒸發器(4)中與水側盤管(14)耦合的熱交換盤管(18)的出入口分別通過管道(23、24)與所述空氣熱泵(10)的循環迴路相連接，在熱泵(10)的迴路中，設有五個二位三通換向閥(30、40、50、60、70)，當二位三通換向閥(30、40、50、60、70)處於第一位置時，使通過管道相連通的集熱器(1)、第二蒸發器(4)、壓縮機(5)、蒸發器(7)、膨脹閥(6)和室內風盤組(94)構成的制熱系統進入工作狀態；當二位三通換向閥(30、40、50、60、70)處於第二位置時，使通過管道相連通的室外冷凝器(2)、壓縮機(5)、蒸發器(7)、膨脹閥(6)和室內風盤組(94)構成的製冷系統進入工作狀態。
2.按照權利要求1所述的複合空調設備，其特徵是在所述熱泵(10)中，室外冷凝器(2)的一個埠(21)連通管道(26)一端，管道(26)的另一端連通第一二位三通換向閥(30)的第一埠(31)，第一二位三通換向閥(30)的第二埠(32)連接管道(24)的一端，管道(24)的另一端連接第二蒸發器(4)中換熱盤管(18)的一個埠(17)，第一二位三通換向閥(30)的第三埠(33)連接管道(35)的一端，管道(35)的另一端連接第二二位三通換向閥(40)的第一埠(41)，第二二位三通換向閥(40)的第二埠(42)連接管道(38)的一端，管道(38)的另一端與管道(36)相接，第二二位三通閥(40)的第三埠(43)連接管道(45)的一端，管道(45)的另一端連接壓縮機(5)的出口端，壓縮機(5)的入口端連接管道(48)的一端，管道(48)的另一端連接第四二位三通換向閥(60)的第二埠(62)，第四二位三通換向閥(60)的第一埠(61)連接管道(47)的一端，管道(47)的另一端連通膨脹閥(6)的一端和管道(37)，管道(37)的另一端連通第五二位三通換向閥(70)的第三埠(73)，第四二位三通換向閥(60)的第三埠(63)連通蒸發器(7)中放熱或吸熱盤管(65)的一埠(64)，放熱或吸熱盤管(65)的另一埠(66)連通第五二位三通換向閥(70)的第一埠(71)，第五二位三通換向閥(70)的第二埠(72)連通管道(44)的一端，管道(44)的另一端連通第二二位三通換向閥(40)的第三埠(43)和管道(45)，膨脹閥(6)的另一端通過管道(36)連通第三二位三通換向閥(50)的第三埠(53)，所述第三二位三通換向閥(50)的第三埠(53)還通過管道(38)連通第二二位三通換向閥(40)的第二埠(42)，第三二位三通換向閥(50)的第二埠(52)通過管道(34)連通壓縮機(5)入口端和第四二位三通換向閥(60)之間的管道(48)，第三二位三通換向閥(50)的第一埠(51)通過管道(28)連通室外冷凝器(2)的另一個埠(22)，通過管道(23)連通第三二位三通換向閥(50)的第一埠(51)和第二蒸發器(4)中換熱盤管(18)的另一個埠(19)，與第二蒸發器(4)中換熱盤管(18)耦合的放熱盤管(14)的進水口(15)連通供水管(11)的一端，供水管(11)的另一端連通地下水集熱器(1)中的潛水泵(3)，放熱盤管(14)的出水口(13)連通回水管(12)的一端，回水管(12)的另一端位於集熱器(1)的豎井內。
3.按照權利要求2所述的複合空調設備，其特徵是與蒸發器(7)中放熱或吸熱盤管(65)耦合的換熱盤管(75)的一個埠(76)通過管道(95)連通風盤組(94)的第一埠(96)，換熱盤管(75)的另一個埠(74)通過管道(97)連接水泵(90)的出口，水泵(90)的入口通過管道(93)連接風盤組(94)的第二埠(92)。
4.按照權利要求2所述的複合空調設備，其特徵是在壓縮機(5)和第二二位三通換向閥(40)的第三埠(43)之間的管道(45)中藉助管道(46)串接熱水器(80)的加熱盤管(81)。
專利摘要一種複合空調設備，其中具有空氣熱泵(10)，所述空氣熱泵(10)包括室外冷凝器(2)、壓縮機(5)、蒸發器(7)和膨脹閥(6)，它們通過管道連接形成循環迴路。所述循環迴路中的蒸發器(7)與換熱盤管(75)耦合，換熱盤管(75)連接室內風盤組(94)，由此形成製冷/制熱系統。設有地下水集熱器(1)。在第二蒸發器(4)中與水側盤管(14)耦合的熱交換盤管(18)的出入口分別通過管道與空氣熱泵(10)的循環迴路相連接。在熱泵(10)的循環迴路中，設有五個二位三通換向閥，當五個二位三通換向閥處於第一位置時，系統進入制熱工作狀態；當五個二位三通換向閥處於第二位置時，系統進入製冷工作狀態。
文檔編號F24F3/06GK2643199SQ0326645
公開日2004年9月22日 申請日期2003年7月1日 優先權日2003年7月1日
發明者徐生恆 申請人:徐生恆