熱回收型水源熱泵的製作方法
2023-05-20 13:37:46
專利名稱：熱回收型水源熱泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括熱水換熱器和水源水中間換熱器的熱回收型水源熱泵。
背景技術：
傳統的水源熱泵的水源水利用溫差較小，一般為5-10℃，夏季製冷時需要一直使用水源水。這使得取水回灌流量大，取水回灌泵的耗能高，部分負荷時水源利用溫差更小。採用井水時取水回灌流量大還會帶來相關地質水文的影響，這些限制了水源熱泵的進一步發展。
當今，許多建築物設有集中式空調系統和生活熱水供應。在集中式空調系統使用水源熱泵場合，製冷時水源熱泵主機排出的冷凝熱為耗電的5-8倍，這些冷凝熱需要由水源水連續取水回灌來帶走，如果能將冷凝熱回收來加熱生活熱水的話，可以減少水源水的取水回灌時間，節省生活熱水製取設備投資和能源消耗；制熱時，水源熱泵主機多數時間工作在部分負荷狀態，水源水利用溫差小，若能同時將冷凝熱製取生活熱水，則利用水源水溫差大，水源熱泵主機在滿負荷下高效運行。
發明內容
本發明針對傳統的水源熱泵水源水取水回灌流量大、利用水源水的溫差小、取水回灌時間長，生活熱水製取設備投資高、能源消耗高的不足，其目的在於提供一種經濟、可靠、高效的熱回收型水源熱泵。
為了達到上述目的，本發明為一種熱回收型水源熱泵，包括熱水換熱器、水源水中間換熱器，與熱水換熱器、水源水中間換熱器相連的配置有膨脹水箱、水泵、管路切換閥、水管路的冷水和冷卻水系統，動力控制箱，以及水源熱泵主機。
本發明的熱水換熱器和水源水中間換熱器採用的是水水式換熱器，冷水和冷卻水系統採用閉式系統並使用閉式膨脹水箱，冷水和冷卻水與空氣隔絕，通過水源水中間換熱器的水源水流量變小，溫差加大。所述的熱水換熱器和水源水中間換熱器是板式、殼管式、套管式中的任一種，冷水和冷卻水系統的「水」是指水或乙二醇溶液這樣的介質。
為了統一控制熱回收型水源熱泵系統，動力控制箱具有和水源熱泵主機相連的通訊接口和對外通訊接口，通訊接口形式可以是幹接點、RS485、RS232、USB中的任一種。
本發明的優點是(1)節能節水。製取生活熱水熱量主要是製冷季節冷凝廢熱和供暖季節沒有充分利用的水源水熱量。大量節約了製取生活熱水的相關能源消耗和費用。同時，水源水溫差利用達到12-20℃，意味著外部水源水取水回灌流量比傳統的水源熱泵10℃溫差減少了17％-50％。製冷熱回收時，不需水源水取水回灌。
(2)投資使用維護費用低。熱回收水源熱泵可以減少製取生活熱水設備投資，可取消鍋爐房。水源水取水回灌流量小，節約了水源管路投資，使用井水時還節約了打井費用和水源水使用維護費用。另外，使用清潔的冷水和冷卻水系統，可以少做或不做水源熱泵主機蒸發器和冷凝器維護工作。
(3)可靠性高。水源熱泵主機在穩定的工況下運行，可靠性提高。取水回灌泵工作時間少，故障率減低。
以下結合附圖
及實施例對本發明熱回收型水源熱泵作進一步描述。
附圖是本發明的熱回收型水源熱泵一例實施方式的流程圖。
具體實施例方式
附圖是本發明的熱回收型水源熱泵的一實施例的流程圖。熱回收型水源熱泵的運行模式有製冷、製冷熱回收、制熱、制熱熱回收四種運行模式。
製冷運行模式管路切換閥7、9、11、13、25、27關，管路切換閥8、10、12、14、26、28開。水源水20在水源水中間換熱器2中與水21換熱，水21製冷時作為冷卻水，溫度降低的水21經水泵5加壓後通過管路切換閥8進入水源熱泵主機1的冷凝器18，溫度升高後經管路切換閥26、14流回水源水中間換熱器2完成冷卻水系統一個循環。來自建築物的水22在製冷時作為冷水，經水泵6加壓後經管路切換閥10進入水源熱泵主機1的蒸發器17降溫製冷，再通過管路切換閥12返回建築物完成冷水系統一個循環。
製冷熱回收運行模式管路切換閥7、9、11、13、27關，管路切換閥8、10、12、14、25、28開。管路切換閥26關時，水21作為冷卻水，通過水泵5加壓後通過管路切換閥8進入水源熱泵主機1的冷凝器18，溫度升高後通過管路切換閥25流回熱水換熱器24，在熱水換熱器24中加熱生活熱水23，水21溫度降低後流過管路切換閥28至水泵5完成冷卻水系統一個循環，此時水源水20停止流動；管路切換閥26開時，水21作為冷卻水，通過水泵5加壓後經管路切換閥8進入水源熱泵主機1的冷凝器18，溫度升高後一部分水經管路切換閥25流回熱水換熱器24，在熱水換熱器24中加熱生活熱水23後流過管路切換閥28，其餘的水21流過管路切換閥26、14至水源水中間換熱器2，再和管路切換閥28的水匯集後至水泵5完成冷卻水系統一個循環。來自建築物的水22在製冷熱回收運行模式時作為冷水，經水泵6加壓後經管路切換閥10進入水源熱泵主機1的蒸發器17降溫製冷，再通過管路切換閥12返回建築物完成冷水系統一個循環。
制熱運行模式管路切換閥7、9、11、13、26、27開，管路切換閥8、10、12、14、25、28關。水21在水源水中間換熱器2吸收水源水20的熱量，水21制熱時作為冷水，溫度升高的水21通過水泵5加壓後經管路切換閥7進入水源熱泵主機1的蒸發器17，溫度降低後經管路切換閥11流回水源水中間換熱器2完成冷水系統一個循環。來自建築物的水22在制熱時作為冷卻水，經水泵6加壓後通過管路切換閥9進入水源熱泵主機1的冷凝器18升溫制熱，再通過管路切換閥26、13返回建築物完成冷卻水系統一個循環。
制熱熱回收運行模式管路切換閥7、9、11、13、25、27開，管路切換閥8、10、12、14、28關。管路切換閥26關時，水22作為冷卻水，通過水泵6加壓後經管路切換閥9進入水源熱泵主機1的冷凝器18，溫度升高後經管路切換閥25流回熱水換熱器24，在熱水換熱器24中加熱生活熱水23，水22的溫度降低再通過管路切換閥27至水泵6完成冷卻水系統一個循環，此時水22不流回建築物供熱；管路切換閥26開時，水22作為冷卻水，通過水泵6加壓後經管路切換閥9進入水源熱泵主機1的冷凝器18，溫度升高後一部分水通過管路切換閥25流回熱水換熱器24，在熱水換熱器24中加熱生活熱水23，溫度降低後流過管路切換閥27，其餘的水22流過管路切換閥26、13向建築物供熱，來自建築物的部分水22與經過管路切換閥27的部分水22全部匯合至水泵6完成冷卻水系統一個循環。水21在水源水中間換熱器2吸收水源水20的熱量，水21制熱熱回收運行模式時作為冷水，溫度升高的水21通過水泵5加壓後經管路切換閥7進入水源熱泵主機1的蒸發器17，溫度降低後經管路切換閥11流回水源水中間換熱器2完成冷水系統一個循環。
各運行模式時，其中3、4為閉式膨脹水箱，分別緩衝閉式冷水和冷卻水系統水溫變化引起的水管路16內水體積變化，並保證管內存在一定的壓頭；動力控制箱15與水源熱泵主機1的動力控制箱19通過通訊接口進行通訊，控制熱回收型水源熱泵運行。
權利要求
1.一種熱回收型水源熱泵，其特徵在於，包括熱水換熱器、水源水中間換熱器，與熱水換熱器、水源水中間換熱器相連的配置有膨脹水箱、水泵、管路切換閥、水管路的冷水和冷卻水系統，動力控制箱，以及水源熱泵主機。
2.根據權利要求1記載的熱回收型水源熱泵，其特徵在於，前述熱水換熱器和水源水中間換熱器是水水式換熱器。
3.根據權利要求1記載的熱回收型水源熱泵，其特徵在於，前述的冷水和冷卻水系統是閉式系統。
4.根據權利要求1記載的熱回收型水源熱泵，其特徵在於，前述的膨脹水箱是閉式膨脹水箱。
5.根據權利要求1和權利要求2記載的熱回收型水源熱泵，其特徵在於，前述的熱水換熱器和水源水中間換熱器是板式、殼管式、套管式中的任一種。
6.根據權利要求1記載的熱回收型水源熱泵，其特徵在於，前述冷水和冷卻水系統的「水」是指水或乙二醇溶液這樣的介質。
7.根據權利要求1記載的熱回收型水源熱泵，其特徵在於，前述的動力控制箱具有和水源熱泵主機相連的通訊接口和對外通訊接口。
8.根據權利要求1和權利要求7記載的熱回收型水源熱泵，其特徵在於，前述的通訊接口可以是幹接點、RS485、RS232、USB中的任一種。
全文摘要
一種熱回收型水源熱泵，包括熱水換熱器、水源水中間換熱器，與熱水換熱器、水源水中間換熱器相連的配置有膨脹水箱、水泵、管路切換閥、水管路的冷水和冷卻水系統，動力控制箱，以及水源熱泵主機。由水源熱泵主機的冷凝器提供高溫冷卻水，通過水源熱泵主機外部熱水換熱器製取生活熱水，能充分利用水源熱泵主機的冷凝熱加熱生活熱水，同時滿足製冷採暖的要求，節約能源、取水回灌流量小、利用水源水的溫差大、系統初投資小。適用於使用集中式空調的建築物，對環境保護具有深遠影響。
文檔編號F25B30/06GK1699890SQ20051002697
公開日2005年11月23日 申請日期2005年6月21日 優先權日2005年6月21日
發明者張小力 申請人:上海本家空調系統有限公司