一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、用戶末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器及循環(huán)水泵A；水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)，包含接口a、b、c、d、e、f的冷凝器，節(jié)流閥和包含接口g、h、i、k、m、n的蒸發(fā)器；用戶末端系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)及循環(huán)水泵B；本發(fā)明采用了毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)代替塑料盤管換熱器，具有造價低，換熱效率高、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，克服了水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)取水腐蝕等問題上的諸多不足，也克服了土壤源熱泵常規(guī)打孔困難，耗資高的缺點(diǎn)，是一種節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
【專利說明】一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]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(jī)加冷卻塔系統(tǒng)，采用這種傳統(tǒng)的供暖供冷方式不僅使城市的大氣環(huán)境污染日益嚴(yán)重，同時也加劇了能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)與需求的矛盾，隨著對城市環(huán)境問題的日益重視和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，采用燃煤鍋爐供熱被逐步禁止。
[0003]地源熱泵技術(shù)是利用地下常溫土壤、地下水、地表水或海水等溫度相對穩(wěn)定的特性，通過埋于地表水、海水、土壤中的管路系統(tǒng)或抽取地下水、地表水和海水與空調(diào)主機(jī)完成冷熱交換的方式。
[0004]水源熱泵雖然具有高效節(jié)能、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、環(huán)境效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，但水源熱泵對地下水的要求比較高，需要良好的地下水源條件，直接式系統(tǒng)可能對水源造成污染。閉式系統(tǒng)前端換熱器采用塑料盤管換熱器，盤管換熱器管徑較大，一般采用20mm、25mm、32mm、40mm幾種規(guī)格的塑料管，占地面積大，換熱效率低，對水深有一定的要求。然而由于水源的情況復(fù)雜多樣，普通的地表水前端換熱系統(tǒng)不能有效的適應(yīng)各種水源，并且前端換熱系統(tǒng)的造價較高，在一些水條件不好的工程，前端換熱系統(tǒng)的造價和維護(hù)甚至占總工程的35%?40%左右，因此如何尋找到能夠適應(yīng)各種水域且換熱效率高、造價低廉的前端換熱系統(tǒng)成為解決地表水前端取熱的一個重要問題。
[0005]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(yuǎn)高于冬季的室外溫度，又低于夏季的室外溫度，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(jié)能、環(huán)保、換熱穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。但是，現(xiàn)有技術(shù)中提供的海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)必須采用耐腐蝕的材料制作在海水供熱供冷的蒸發(fā)器和冷凝器，這樣設(shè)備的初投資較大，不利于設(shè)備的推廣應(yīng)用。
[0006]土壤源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用比海水源熱泵更為成熟和廣泛，一般不受自然條件的限制，在我國很多地區(qū)都得到了應(yīng)用。不過土壤源熱泵系統(tǒng)常規(guī)的打孔埋管方式施工較困難，且換熱效率不高，系統(tǒng)初投資一般較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)合理，充分利用可再生能源、節(jié)能舒適、安全可靠、環(huán)保健康、經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、用戶末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5及循環(huán)水泵A ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)I，包含接口 a、b、C、d、e、f的冷凝器2，節(jié)流閥3和包含接口g、h、1、k、m、n的蒸發(fā)器4 ;用戶末端系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6及循環(huán)水泵B ；
[0010]整個系統(tǒng)通過管路和閥門連接，壓縮機(jī)I與冷凝器2的c端相連，冷凝器2的f端與節(jié)流閥3的入口相連，節(jié)流閥3的出口與蒸發(fā)器4的h端相連，蒸發(fā)器4的m端與壓縮機(jī)I相連；冷凝器2的d端通過閥門D及循環(huán)水泵A與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5相連，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端通過閥門E與冷凝器2的e端相連；蒸發(fā)器4的g端通過閥門C及循環(huán)水泵A與毛細(xì)管前端換熱器5的一端相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過閥門F與蒸發(fā)器4的k端相連；冷凝器2的a端通過閥門G與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6相連，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6的另一端通過循環(huán)水泵B及閥門I與冷凝器2的b端相連；蒸發(fā)器4的η端通過閥門H與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6相連，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6的另一端通過循環(huán)水泵B及閥門J與蒸發(fā)器的i端相連。
[0011]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)采用毛細(xì)管網(wǎng)換熱。
[0012]所述的用戶末端系統(tǒng)采用毛細(xì)管網(wǎng)換熱。
[0013]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)及用戶末端系統(tǒng)的毛細(xì)管網(wǎng)采用4.3X0.85mm標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管，每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05?0.2m/s,毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm,管材為PPr管材或pe-rt管材,毛細(xì)管內(nèi)流動狀態(tài)均為層流。
[0014]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5置于海水淺灘中，從淺灘中提取能量，把傳統(tǒng)開式取水系統(tǒng)變成閉式循環(huán)系統(tǒng)。
[0015]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:采用了毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)代替塑料盤管換熱器，具有造價低，換熱效率高、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，克服了水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)取水腐蝕等問題上的諸多不足，也克服了土壤源熱泵常規(guī)打孔困難，耗資高的缺點(diǎn)，從淺灘中提取能量，把傳統(tǒng)開式取水系統(tǒng)變成閉式循環(huán)系統(tǒng)，是一種節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中:1-壓縮機(jī)，2-冷凝器，3-節(jié)流閥，4-蒸發(fā)器，5-毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器，6_毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)，A、B-循環(huán)水泵，C、D、E、F、G、H、1、J-閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]如圖所示，一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、用戶末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5及循環(huán)水泵A ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)1，包含接口 a、b、C、d、e、f的冷凝器2，節(jié)流閥3和包含接口 g、h、1、k、m、n的蒸發(fā)器4 ;用戶末端系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6及循環(huán)水泵B ;
[0020]整個系統(tǒng)通過管路和閥門連接，壓縮機(jī)I與冷凝器2的c端相連，冷凝器2的f端與節(jié)流閥3的入口相連，節(jié)流閥3的出口與蒸發(fā)器4的h端相連，蒸發(fā)器4的m端與壓縮機(jī)I相連；冷凝器2的d端通過閥門D及循環(huán)水泵A與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5相連，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端通過閥門E與冷凝器2的e端相連；蒸發(fā)器4的g端通過閥門C及循環(huán)水泵A與毛細(xì)管前端換熱器5的一端相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過閥門F與蒸發(fā)器4的k端相連；冷凝器2的a端通過閥門G與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6相連，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6的另一端通過循環(huán)水泵B及閥門I與冷凝器2的b端相連；蒸發(fā)器4的η端通過閥門H與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6相連，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6的另一端通過循環(huán)水泵B及閥門J與蒸發(fā)器的i端相連。
[0021]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)采用毛細(xì)管網(wǎng)換熱。
[0022]所述的用戶末端系統(tǒng)采用毛細(xì)管網(wǎng)換熱。
[0023]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)及用戶末端系統(tǒng)的毛細(xì)管網(wǎng)采用4.3X0.85mm標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管，每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05?0.2m/s,毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm,管材為PPr管材或pe-rt管材,毛細(xì)管內(nèi)流動狀態(tài)均為層流。
[0024]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5置于海水淺灘中，從淺灘中提取能量，把傳統(tǒng)開式取水系統(tǒng)變成閉式循環(huán)系統(tǒng)。
[0025]本發(fā)明的工作原理為:
[0026]在夏季供冷時，閥門D、E、H、J開啟，閥門C、F、G、I關(guān)閉，即毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5通過循環(huán)水泵A、閥門D與冷凝器2的d端相連，冷凝器2的e端通過閥門E與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端相連。毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6通過循環(huán)水泵B及閥門J與蒸發(fā)器4的i端相連，蒸發(fā)器4的η端通過閥門H與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6相連。壓縮機(jī)I排出的高溫高壓的制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器2，在冷凝器2內(nèi)與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的水進(jìn)行換熱，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5與淺灘通過毛細(xì)管網(wǎng)進(jìn)行換熱，把熱量排放到淺灘中。冷凝器2內(nèi)的制冷劑氣體冷凝變成制冷劑液體，制冷劑液體通過節(jié)流閥3，進(jìn)入蒸發(fā)器4后，在蒸發(fā)器4內(nèi)蒸發(fā)吸收熱量，制取冷凍水，通過循環(huán)水泵B輸送到毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6，為用戶供冷。
[0027]在冬季供熱時，閥門C、F、G、I開啟，閥門D、E、H、J關(guān)閉，即毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5通過循環(huán)水泵A及閥門C與蒸發(fā)器4的g端相連，蒸發(fā)器4的k端通過閥門F與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5相連。毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6通過循環(huán)水泵B及閥門I與冷凝器2的b端相連，冷凝器2的a端通過閥門G與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6相連。壓縮機(jī)I排出的高溫高壓的制冷劑氣體的進(jìn)入冷凝器2中，釋放熱量，制取熱水或熱風(fēng)，熱水或熱風(fēng)到毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6釋放熱量，為建筑供暖，同時制冷劑氣體冷凝成為液體，制冷劑液體通過節(jié)流閥3進(jìn)入蒸發(fā)器4，在蒸發(fā)器4中與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5換熱，吸收毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5中水的熱量，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5中的水通過毛細(xì)管網(wǎng)與淺灘進(jìn)行換熱，吸收淺灘中的熱量，同時制冷劑液體變成制冷劑氣體，制冷劑氣體進(jìn)入壓縮機(jī)I完成制熱循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、用戶末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)及循環(huán)水泵A ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)(1)，包含接口&、13、(3、(1、6、￡的冷凝器(2)，節(jié)流閥(3)和包含接口 g、h、1、k、m、n的蒸發(fā)器(4);用戶末端系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)及循環(huán)水泵B ；整個系統(tǒng)通過管路和閥門連接，壓縮機(jī)(I)與冷凝器(2)的c端相連，冷凝器(2)的f端與節(jié)流閥⑶的入口相連，節(jié)流閥⑶的出口與蒸發(fā)器⑷的h端相連，蒸發(fā)器(4)的m端與壓縮機(jī)(I)相連；冷凝器(2)的d端通過閥門D及循環(huán)水泵A與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)相連，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)的另一端通過閥門E與冷凝器(2)的e端相連；蒸發(fā)器(4)的g端通過閥門C及循環(huán)水泵A與毛細(xì)管前端換熱器(5)的一端相連，毛細(xì)管前端換熱器(5)的另一端通過閥門F與蒸發(fā)器(4)的k端相連；冷凝器⑵的a端通過閥門G與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)相連，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)的另一端通過循環(huán)水泵B及閥門I與冷凝器(2)的b端相連；蒸發(fā)器(4)的η端通過閥門H與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)相連，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)的另一端通過循環(huán)水泵B及閥門J與蒸發(fā)器的i端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)采用毛細(xì)管網(wǎng)換熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的用戶末端系統(tǒng)采用毛細(xì)管網(wǎng)換熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)及用`戶末端系統(tǒng)的毛細(xì)管網(wǎng)采用4.3X0.85_標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管，每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05~0.2m/s,毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm,管材為ppr管材或pe-rt管材,毛細(xì)管內(nèi)流動狀態(tài)均為層流。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的一種應(yīng)用于淺灘的毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)為置于海水淺灘中的閉式循環(huán)系統(tǒng)。
【文檔編號】F24F13/30GK103604182SQ201310629225
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】施志鋼, 胡松濤, 常忠, 王海英, 劉國丹, 王剛, 李緒泉, 于慧俐 申請人:青島理工大學(xué)