專利名稱：基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種地源熱泵機(jī)組，具體是指一種基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi) 生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵機(jī)組。
背景技術(shù)：
地源熱泵系統(tǒng)是一種節(jié)能高效的采暖空調(diào)系統(tǒng)，它可以從土壤、地下水或地表水 中提取免費(fèi)的低品位熱量獲取45°C以上的高品位熱量，其能效比可高達(dá)400%以上。夏天 制冷時(shí)，因土壤或地下水的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于空氣溫度，因此機(jī)組制冷的效率可達(dá)到6. 0以上， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣冷卻的制冷機(jī)組3. 0左右的能效比；若地源熱泵熱水機(jī)組用于制取同量同溫 度的衛(wèi)生熱水其消耗的電量僅相當(dāng)于電熱水器的1/3 1/5，不存在空氣源熱泵熱水器冬 天結(jié)霜效率極低的問題，是目前最節(jié)能的熱水供應(yīng)形式。地源熱泵系統(tǒng)在夏天可以不用冷卻塔提供制冷功能，冬天不用鍋爐或電加熱器提 供制熱功能，因此地源熱泵系統(tǒng)在需要集中供水的地區(qū)，諸如學(xué)校、賓館、大型住宅等地方 應(yīng)用的較為廣泛。但是，目前這些諸如學(xué)校、賓館、大型住宅等場(chǎng)所均是既需要供應(yīng)空調(diào)，又 需要供應(yīng)衛(wèi)生熱水的建筑，而目前市場(chǎng)上絕大部份的地源熱泵機(jī)組都只能提供夏天空調(diào)制 冷、冬天空調(diào)制熱的功能，因此遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足目前人們多層次的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服目前這些地源熱泵機(jī)組只能單一的提供夏天空調(diào)制 冷和冬天空調(diào)制熱的功能，而不能再次回收熱能提供衛(wèi)生用水的缺陷，提供一種不僅結(jié)構(gòu) 簡單、制作成本低廉，而且還能同時(shí)或單獨(dú)實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷、空調(diào)制熱以及提供衛(wèi)生用熱水的 基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵機(jī)組。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水 的戶式三聯(lián)供地源熱泵機(jī)組，主要由節(jié)流元件、四通換向閥，以及與該四通換向閥相連接的 用戶側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和水源側(cè)換熱器組成，同時(shí)所述的節(jié)流元件連接于用戶側(cè)換熱器與 水源側(cè)換熱器之間。在壓縮機(jī)的排氣口與四通換向閥之間還串接有電磁閥二和熱回收換熱 器，且電磁閥二與熱回收換熱器之間的管路通過電磁閥一及膨脹閥后與節(jié)流元件和水源側(cè) 換熱器之間的管路相連接。為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述的節(jié)流元件采用毛細(xì)管、電子膨脹閥或熱力膨 脹閥；所述熱回收換熱器的換熱面積大于或等于水源側(cè)換熱器的換熱面積。進(jìn)一步地，所述四通換向閥與水源側(cè)換熱器之間的管路上還連接有膨脹閥的取壓 平衡管；在電磁閥一與膨脹閥之間的管路上還串接有儲(chǔ)液罐和干燥過濾器一；在節(jié)流元件 與用戶側(cè)換熱器之間的管路上還串接有干燥過濾器三；在水源側(cè)換熱器與節(jié)流元件之間的 管路上還串接有干燥過濾器二。所述壓縮機(jī)的回氣口與四通換向閥之間的管路上還串接有氣液分離器；所述水源
3側(cè)換熱器所取用的水源為地埋管循環(huán)水、地下水、地表水或污水。本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果(1)本實(shí)用新型的用戶側(cè)換熱器能有效、重復(fù)性地回收夏季空調(diào)的廢熱，因此能減 少熱能的排放，有利于環(huán)保。(2)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，僅用一臺(tái)壓縮機(jī)和三個(gè)換熱器便實(shí)現(xiàn)了供冷、供暖、和 供熱水三種功能，且人們根據(jù)需要還可以任意轉(zhuǎn)換其功能，從而能充分滿足人們的多種生 活需求。(3)本實(shí)用新型在建筑不需要供冷供暖的過渡季節(jié)及冬夏兩季個(gè)別時(shí)段，能夠單 獨(dú)產(chǎn)生足量的熱水，不需要鍋爐或熱水器等輔助熱水設(shè)備，克服了空氣源熱泵熱水器冬天 結(jié)霜不能正常制熱水的缺陷；生產(chǎn)同樣的熱水成本僅相當(dāng)于電熱水器的1/3 1/5，不僅有 效地降低了人們的生活成本，而且切實(shí)地推進(jìn)了節(jié)能減排。(4)本實(shí)用新型在夏季冷負(fù)荷遠(yuǎn)大于冬季熱負(fù)荷的地區(qū)，彌補(bǔ)了長期使用地?zé)崮?進(jìn)行供冷采暖，造成地下冷熱量不平衡的問題，有效地保護(hù)了地下的溫度場(chǎng)及生態(tài)環(huán)境。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型單獨(dú)制冷或同時(shí)熱回收制熱水時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型單獨(dú)制熱或同時(shí)制取衛(wèi)生熱水時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型單獨(dú)制熱水時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖中的附圖標(biāo)記的名稱為1-壓縮機(jī)，2-熱回收換熱器，3-電磁閥一，4-電磁閥二，5-四通換向閥，6-干燥 過濾器一，7-膨脹閥，8-水源側(cè)換熱器，9-干燥過濾器二，10-毛細(xì)管，11-干燥過濾器三， 12-用戶側(cè)換熱器，13-氣液分離器，14-儲(chǔ)液罐，15-取壓平衡管。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不 限于此。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型的四通換向閥5的一個(gè)端口經(jīng)銅管與氣液分離器13相連 接，而該氣液分離器13的另一端則經(jīng)銅管與壓縮機(jī)1的輸入端相連接。為了滿足供冷、供 暖和供熱水三種功能，本實(shí)用新型包括有三種不同的換熱器，即用于供冷和/或供熱的用 戶側(cè)換熱器12和水源側(cè)換熱器8，以及用于熱水供應(yīng)的熱回收換熱器2。為了較好的實(shí)現(xiàn) 本實(shí)用新型，所述熱回收換熱器2的換熱面積要大于或等于水源側(cè)換熱器8的換熱面積。用戶側(cè)換熱器12的其中一個(gè)冷煤管道接口直接與四通換向閥5的一個(gè)端口相連 接，另一個(gè)冷煤管道接口則經(jīng)干燥過濾器三11后與節(jié)流元件10相連接。該用戶側(cè)換熱器 12的兩個(gè)交換接口則外接空調(diào)的廢熱管道或其他能再利用的廢熱管道。根據(jù)需要，該節(jié)流 元件10可以采用毛細(xì)管、電子膨脹閥或熱力膨脹閥來實(shí)現(xiàn)。所述的壓縮機(jī)1的排氣口通過銅管與熱回收換熱器2的冷煤管道接口相連接，而 該熱回收換熱器2的另一個(gè)冷煤管道接口則經(jīng)電磁閥二4后連接于四通換向閥5的第三個(gè)端口。該熱回收換熱器2的兩個(gè)交換接口則可以外接需要使用熱水的管道，以便通過與該 熱回收換熱器2內(nèi)部的熱交換，在該交換接口內(nèi)產(chǎn)生40°C 60°C的衛(wèi)生熱水。四通換向閥 5的最后一個(gè)端口則直接與水源側(cè)換熱器8的冷煤管道接口相連接，該水源側(cè)換熱器8的另 一個(gè)冷煤管道接口則經(jīng)干燥過濾器二 9后經(jīng)過“T”型的三通管與節(jié)流元件10相連通。該 水源側(cè)換熱器8的兩個(gè)交換接口則通過管道與諸如地埋管循環(huán)水、地下水、地表水或污水 等水源相連接，以便從中吸取熱能。同時(shí)，在電磁閥二 4與熱回收換熱器2的管路之間還設(shè)有一個(gè)與“T”型的三通管 相連接的支路。該支路包括設(shè)置于電磁閥二 4與熱回收換熱器2管路之間的電磁閥一 3， 且該電磁閥一 3則通過銅管依次串接有儲(chǔ)液罐14、干燥過濾器一 6及膨脹閥7。該膨脹閥 7的另一端則與該“T”型的三通管相連接，為了確保使用效果，該膨脹閥7的取壓平衡管15 還連接于水源側(cè)換熱器8與四通換向閥5之間的管路上。使用時(shí)，根據(jù)不同的需要，如需要制冷、供熱或提供衛(wèi)生熱水時(shí)，只需要在四通換 向閥5、電磁閥一 3和電磁閥二 4之間進(jìn)行各種切換即可實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)以在夏季單獨(dú)制冷或同時(shí)進(jìn)行熱回收制熱水為例進(jìn)行說明，其具體結(jié)構(gòu)如圖2 所示，其流程為電磁閥二 4開啟，電磁閥一 3關(guān)閉。壓縮機(jī)1工作時(shí)，高溫高壓制冷劑蒸汽 從其輸出端排出，經(jīng)過熱回收換熱器2放熱制取40 60°C熱水(當(dāng)有水通過熱回收換熱器 2時(shí)即自動(dòng)進(jìn)行熱回收，其熱回收量根據(jù)流經(jīng)的水的溫度確定)，氣態(tài)制冷劑放出部分熱量 后經(jīng)四通換向閥5流到水源側(cè)換熱器8冷凝放熱，釋放熱量給地埋管網(wǎng)循環(huán)水或其他可用 水源，如地表水或地下水(水源水的溫度一般為10 35°C )，冷凝放熱后的制冷劑變?yōu)橹?溫高壓的液態(tài)，經(jīng)干燥過濾器二 9、毛細(xì)管10節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖簝上嘀评鋭?，?溫低壓的氣液兩相制冷劑經(jīng)干燥過濾器三11，流到用戶側(cè)換熱器12中與空調(diào)循環(huán)水交換 熱量(空調(diào)循環(huán)水的進(jìn)出溫度一般為7 12°C )，低溫低壓的氣液兩相制冷劑吸熱后變?yōu)?低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通換向閥5，氣液分離器13回到壓縮機(jī)1輸入端，完成一個(gè)工作 循環(huán)。壓縮機(jī)1連續(xù)工作，熱量就源源不斷地釋放給熱回收換熱器2制熱水及通過水源側(cè) 換熱器8釋放到地下或其他可用水源，用戶側(cè)換熱器12則通過空調(diào)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)源源不 斷地吸收房間的熱量達(dá)到制冷的目的。熱回收換熱器2是否啟用則根據(jù)熱水的需求確定， 只要空調(diào)制冷在運(yùn)行，隨時(shí)都可以通過開啟熱回收換熱器2的循環(huán)水或直流水來回收空調(diào) 排出的免費(fèi)熱量。以在冬季單獨(dú)制熱或同時(shí)制取熱水為例進(jìn)行說明，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，其工作流 程為電磁閥二 4開啟，電磁閥一 3關(guān)閉。壓縮機(jī)1工作時(shí)，高溫高壓制冷劑蒸汽從其輸出 端排出，經(jīng)過熱回收換熱器2放熱制取40 60°C熱水(當(dāng)有水通過熱回收換熱器2時(shí)即 自動(dòng)進(jìn)行熱交換，其熱交換量根據(jù)流經(jīng)的水的溫度確定)，氣態(tài)制冷劑放出部分熱量后經(jīng)四 通換向閥5流到用戶側(cè)換熱器12冷凝放熱，釋放熱量給空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水(空調(diào)循環(huán)水的 進(jìn)出溫度一般為40 45°C )，冷凝放熱后的制冷劑變?yōu)橹袦馗邏旱囊簯B(tài)，經(jīng)干燥過濾器三 11、毛細(xì)管10節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖簝上嘀评鋭?，低溫低壓的氣液兩相制冷劑?jīng)干 燥過濾器二 9，流到水源側(cè)換熱器8中與地埋管循環(huán)水或其他可用水源交換熱量(水源水的 溫度一般為10 35°C )，低溫低壓的氣液兩相制冷劑吸取水源中的熱量后變?yōu)榈蜏氐蛪旱?氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通換向閥5，氣液分離器13回到壓縮機(jī)1輸入端，完成一個(gè)工作循環(huán)。壓縮 機(jī)1連續(xù)工作，熱量就源源不斷地釋放給熱回收換熱器2制熱水及通過用戶側(cè)換熱器12釋放到空調(diào)熱水循環(huán)系統(tǒng)源源不斷地向房間散熱量達(dá)到制熱的目的，水源側(cè)換熱器8則通過 水源循環(huán)系統(tǒng)源源不斷地吸收地埋管循環(huán)水或其他可用水源中的熱量。熱回收換熱器2是 否啟用則根據(jù)熱水的需求確定，只要空調(diào)制熱在運(yùn)行，隨時(shí)都可以通過開啟熱回收換熱器2 的循環(huán)水或直流水來制取熱水，制取熱水時(shí)供應(yīng)房間的采暖量會(huì)有所降低，但由于增大了 冷凝面積，降低了冷凝器傳熱溫差及冷凝溫度，機(jī)組效率會(huì)提高。以全年單獨(dú)制熱水時(shí)為例，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，其工作流程為電磁閥一 3開啟，電 磁閥二 4關(guān)閉。壓縮機(jī)1工作時(shí)，高溫高壓制冷劑蒸汽從其輸出端排出，經(jīng)過熱回收換熱器 2放熱制取40 60°C熱水，氣態(tài)制冷劑冷凝放熱后變?yōu)橹袦馗邏旱囊簯B(tài)，經(jīng)儲(chǔ)液罐14、干燥 過濾器一 6、膨脹閥7節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖簝上嘀评鋭?，低溫低壓的氣液兩相制?劑經(jīng)干燥過濾器二 9，流到水源側(cè)換熱器8中與地埋管循環(huán)水或其他可用水源交換熱量(水 源水的溫度一般為10 35°C )，低溫低壓的氣液兩相制冷劑吸取水源中的熱量后變?yōu)榈蜏?低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通換向閥5，氣液分離器13回到壓縮機(jī)1輸入端，完成一個(gè)工作循 環(huán)。壓縮機(jī)1連續(xù)工作，熱量就源源不斷地釋放給熱回收換熱器2制熱水直到熱水溫度滿 足使用要求，水源側(cè)換熱器8則通過水源循環(huán)系統(tǒng)源源不斷地吸收地埋管循環(huán)水或其他可 用水源中的熱量。單獨(dú)制熱水時(shí)，機(jī)組的能效比可達(dá)3 5，其耗電量僅相當(dāng)于電熱水器的 1/3 1/5，冬天制熱水時(shí)比空氣源熱泵熱水器效率高80%以上。如上所述，便可以很好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵機(jī)組，主要由節(jié)流元件 (10)、四通換向閥(5)，以及與該四通換向閥(5)相連接的用戶側(cè)換熱器(12)、壓縮機(jī)⑴ 和水源側(cè)換熱器⑶組成，同時(shí)所述的節(jié)流元件(10)連接于用戶側(cè)換熱器(12)與水源側(cè) 換熱器⑶之間，其特征在于在壓縮機(jī)⑴的排氣口與四通換向閥(5)之間還串接有電磁 閥二(4)和熱回收換熱器(2)，且電磁閥二(4)與熱回收換熱器(2)之間的管路還通過電磁 閥一(3)及膨脹閥(7)后與節(jié)流元件(10)和水源側(cè)換熱器(8)之間的管路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵 機(jī)組，其特征在于所述的節(jié)流元件(10)為毛細(xì)管、電子膨脹閥或熱力膨脹閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源 熱泵機(jī)組，其特征在于所述熱回收換熱器(2)的換熱面積大于或等于水源側(cè)換熱器(8)的 換熱面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵 機(jī)組，其特征在于所述四通換向閥(5)與水源側(cè)換熱器(8)之間的管路上還連接有膨脹閥 (7)的取壓平衡管(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵 機(jī)組，其特征在于在電磁閥一⑶與膨脹閥(7)之間的管路上還串接有儲(chǔ)液罐(14)和干 燥過濾器一(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵 機(jī)組，其特征在于在節(jié)流元件(10)與用戶側(cè)換熱器(12)之間的管路上還串接有干燥過濾 器三(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵 機(jī)組，其特征在于在水源側(cè)換熱器(8)與節(jié)流元件(10)之間的管路上還串接有干燥過濾 器二 (9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵 機(jī)組，其特征在于所述壓縮機(jī)(1)的回氣口與四通換向閥(5)之間的管路上還串接有氣液 分離器(13)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵 機(jī)組，其特征在于所述水源側(cè)換熱器(8)所取用的水源為地埋管循環(huán)水、地下水、地表水 或污水。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于空調(diào)制冷、空調(diào)制熱和衛(wèi)生熱水的戶式三聯(lián)供地源熱泵機(jī)組，主要由節(jié)流元件、四通換向閥，以及與該四通換向閥相連接的用戶側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和水源側(cè)換熱器組成，同時(shí)所述的節(jié)流元件連接于用戶側(cè)換熱器與水源側(cè)換熱器之間，其特征在于在壓縮機(jī)的排氣口與四通換向閥之間還串接有電磁閥二和熱回收換熱器，且電磁閥二與熱回收換熱器之間的管路還通過電磁閥一及膨脹閥后與節(jié)流元件和水源側(cè)換熱器之間的管路相連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，僅用一臺(tái)壓縮機(jī)和三個(gè)換熱器便實(shí)現(xiàn)了供冷、供暖、和供熱水三種功能，且人們根據(jù)需要還可以任意轉(zhuǎn)換其功能，從而能充分滿足人們的多種生活需求。
文檔編號(hào)F25B30/06GK201779922SQ20102022334
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者喬振勇, 倪吉, 徐斌斌, 高波 申請(qǐng)人:四川省建筑科學(xué)研究院