專利名稱：采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及蒸氣壓縮式制冷空調(diào)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用利用地下水、地表水、生活廢水或工業(yè)廢水等水源進(jìn)行能量回收實(shí)現(xiàn)制冷、制熱和提供生活熱水的蒸氣壓縮式熱泵機(jī)組。
背景技術(shù)：
水源熱泵采用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)利用地下水、地表水、生活廢水或工業(yè)廢水等水源為空調(diào)系統(tǒng)提供冷熱源的熱力設(shè)備，已經(jīng)在住宅和商業(yè)建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。熱泵裝置可以制取冷、熱水作為介質(zhì)通過空調(diào)末端，或者直接向房間輸送冷、熱風(fēng)，向房間提供所需要的冷、熱量，從而保證房間的熱舒適性。在夏季供冷運(yùn)行時(shí)，在向房間供冷的同時(shí)， 要將大量的冷凝熱排放到水源中去，造成可能的能量損失，也造成環(huán)境的熱污染。由于生活水平的提高，對(duì)生活熱水的需求也越來越多，一般家庭或商業(yè)建筑內(nèi)還需設(shè)置熱水鍋爐、燃?xì)鉄崴骰螂姛崴?，增加建筑設(shè)備造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用。熱泵熱水器也是利用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)從外界大氣或水源中提取低品位熱能制取生活熱水，目前也逐漸得到推廣。住宅或商業(yè)建筑內(nèi)同時(shí)裝有熱泵裝置和熱水裝置，增加了設(shè)備費(fèi)用、占用空間和運(yùn)行費(fèi)用。尤其是熱泵空調(diào)和熱泵熱水器具有相同的工作原理，具有很強(qiáng)的重復(fù)性。為實(shí)現(xiàn)熱泵系統(tǒng)既能滿足制冷、制熱的需要，又能提供生活熱水，從而提高設(shè)備的利用率，從20 世紀(jì)70年代末開始，就有文獻(xiàn)開展相關(guān)的研究工作。但是由于此類熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜、運(yùn)行可靠性降低，實(shí)際運(yùn)行效果并不理想。尤其是采用毛細(xì)管或者熱力膨脹閥進(jìn)行節(jié)流的系統(tǒng)中，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)性差，部分負(fù)荷效率低，不適應(yīng)全年運(yùn)行的需要。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型的目的是克服上述不足，提供一種采用電子膨脹閥控制的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，實(shí)現(xiàn)冷凝廢熱的回收和水源中低品位能源的利用，提高部分負(fù)荷效率，實(shí)現(xiàn)可全年可靠運(yùn)行制冷、制熱并提供生活熱水，降低熱泵機(jī)組的成本，提高熱泵機(jī)組的使用率和運(yùn)行效率。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，通過制冷劑管路順序連接的壓縮機(jī)、四通閥、水源換熱器、第一電子膨脹閥、空調(diào)換熱器、第二電子膨脹閥、熱水換熱器、第一閥門，在第二電子膨脹閥、熱水換熱器和第一閥門這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門，在水源換熱器、熱水換熱器和空調(diào)換熱器的一側(cè)分別設(shè)置有水源水泵、熱水水泵和空調(diào)水泵?？梢詫?shí)現(xiàn)單獨(dú)制冷、單獨(dú)制熱、單獨(dú)制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水五種運(yùn)行模式。其中，所述第一閥門和所述第二閥門可以為手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門。其中，所述第一閥門和所述第二閥門可以用一個(gè)三通閥門替代。其中，所述三通閥門可以為手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。[0011]其中，所述水源可以是地下水、地表水、景觀水、生活廢水、工業(yè)廢水等直接水源或者利用直接水源、土壤或大氣進(jìn)行換熱而獲得的間接水源。其中，所述壓縮機(jī)可以為定容量壓縮機(jī)或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，包括變轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)、變排量壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)速與排量同時(shí)可變的壓縮機(jī)和多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)構(gòu)成的可變?nèi)萘康膲嚎s機(jī)組。其中，所述水源水泵、所述空調(diào)水泵和所述熱水水泵是定速泵、變速泵或可變排量泵。其中，所述水源換熱器、所述熱水換熱器和所述的空調(diào)換熱器可以為板式換熱器、 套管式換熱器、殼管式換熱器。有益效果本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)與常規(guī)的水源熱泵和熱泵熱水器相比，本實(shí)用新型可全年高效利用水源熱泵進(jìn)行制冷、制熱并提供生活熱水；通過電子膨脹閥的控制提高了水源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性尤其是部分負(fù)荷時(shí)的性能；具有舒適、節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強(qiáng)、可靠性高優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1 水源水泵；2 壓縮機(jī)；3 水源換熱器；4 四通閥；5 第一電子膨脹閥；6 第二閥門；7 第二電子膨脹閥；8 空調(diào)換熱器；9 空調(diào)水泵；10 熱水水泵；11 熱水換熱器；12:第一閥門；13:三通閥門
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。實(shí)施例一如圖1所示，本實(shí)用新型的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，通過制冷劑管路順序連接的壓縮機(jī)2、四通閥4、水源換熱器3、第一電子膨脹閥5、空調(diào)換熱器8、第二電子膨脹閥7、熱水換熱器11、第一閥門12，在第二電子膨脹閥7、熱水換熱器11和第一閥門12這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門6，在水源換熱器3、熱水換熱器11和空調(diào)換熱器8的一側(cè)分別設(shè)置有水源水泵1、熱水水泵10和空調(diào)水泵9?？梢詫?shí)現(xiàn)單獨(dú)制冷、單獨(dú)制熱、單獨(dú)制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水五種運(yùn)行模式。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組在單獨(dú)制冷模式運(yùn)行時(shí)，四通閥4按制冷方式運(yùn)行即a 口與c 口連通，b 口與d 口連通，第一閥門12關(guān)閉，第二閥門6打開，第二電子膨脹閥7全關(guān)，第一電子膨脹閥5控制系統(tǒng)運(yùn)行，熱水水泵10關(guān)閉， 空調(diào)水泵9開啟、水源水泵1開啟。從壓縮機(jī)2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至c 口，再流入水源換熱器3，在水源換熱器3中放熱冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入空調(diào)換熱器8從空調(diào)循環(huán)水中吸收熱量實(shí)現(xiàn)制冷的目的并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過第二閥門6回到四通閥4的b 口至d 口，返回壓縮機(jī)2的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)利用水源中低品位熱能向空調(diào)水制冷的目的。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組在單獨(dú)制熱模式運(yùn)行時(shí)，四通閥4按制熱方式運(yùn)行即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門12關(guān)閉，第二閥門6打開，第二電子膨脹閥7關(guān)閉，第一電子膨脹閥5控制系統(tǒng)運(yùn)行，熱水水泵10關(guān)閉，空調(diào)水泵9開啟、水源水泵1開啟。從壓縮機(jī)2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4 的a 口至b 口，再經(jīng)過第二閥門6流向空調(diào)換熱器8，在其中加熱空調(diào)水后冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入水源換熱器3從水源中吸收熱量蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過四通閥4的c 口至d 口，返回壓縮機(jī)2的吸氣口， 完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)利用水源中低品位熱能向空調(diào)水制熱的目的。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組在單獨(dú)制生活熱水模式運(yùn)行時(shí)，四通閥4按制熱方式運(yùn)行即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門12打開、 第二閥門6關(guān)閉，第二電子膨脹閥7全開，第一電子膨脹閥5控制系統(tǒng)運(yùn)行，熱水水泵10開啟，空調(diào)水泵9關(guān)閉、水源水泵1開啟。從壓縮機(jī)2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過第一閥門12流向熱水換熱器11，在其中加熱生活熱水后冷凝為高溫高壓液體，經(jīng)過第二電子膨脹閥7和空調(diào)換熱器8 (由于空調(diào)水泵9關(guān)閉，在空調(diào)換熱器8內(nèi)幾乎不換熱)，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入水源換熱器3中吸收熱量并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過四通閥4返回壓縮機(jī)2的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)利用水源中低品位熱能加熱生活熱水的目的。在此模式下，也可以采用第一電子膨脹閥5全開，而第二電子膨脹閥7控制系統(tǒng)運(yùn)行，循環(huán)流程相同。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組在制熱與生活熱水模式運(yùn)行時(shí)，四通閥4按制熱方式運(yùn)行即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門12打開、 第二閥門6關(guān)閉，第二電子膨脹閥7全開，第一電子膨脹閥5控制系統(tǒng)運(yùn)行，熱水水泵10和空調(diào)水泵9開啟、水源水泵1開啟。從壓縮機(jī)2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過第一閥門12流向熱水換熱器11，在其中加熱生活熱水后部分冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第二電子膨脹閥7進(jìn)入空調(diào)換熱器8，在其中加熱空調(diào)水并全部冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入水源換熱器3中吸收熱量并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過四通閥4的c 口至d 口，返回壓縮機(jī) 2的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)利用水源中低品位熱能加熱空調(diào)水和生活熱水的目的。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組在制冷與生活熱水模式運(yùn)行時(shí)，四通閥4按制熱方式運(yùn)行即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門12打開、 第二閥門6關(guān)閉，第二電子膨脹閥7控制系統(tǒng)運(yùn)行，第一電子膨脹閥5全開，熱水水泵10和空調(diào)水泵9開啟、水源水泵1關(guān)閉。從壓縮機(jī)2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過第一閥門12流向熱水換熱器11，在其中加熱生活熱水后冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第二電子膨脹閥7節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后進(jìn)入空調(diào)換熱器8，在其中冷卻空調(diào)水并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5和水源換熱器3(由于水源水泵1關(guān)閉，在水源換熱器3中幾乎不換熱)，再經(jīng)過四通閥4的c 口至d 口， 返回壓縮機(jī)2的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)在制冷的同時(shí)回收冷凝廢熱加熱生活熱水的目的。在此模式下，當(dāng)制冷負(fù)荷較小時(shí)，可部分開啟水源水泵1，水源換熱器3也作為蒸發(fā)器，同時(shí)利用制冷的冷凝廢熱和室外低品位熱源實(shí)現(xiàn)加熱生活熱水的目的在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組中，水源可以是地下水、地表水、景觀水、生活廢水、工業(yè)廢水等直接水源或者利用直接水源、土壤或大氣進(jìn)行換熱而獲得的間接水源。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組中，壓縮機(jī)2可以為定容量壓縮機(jī)或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，包括變轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)、變排量壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)速與排量同時(shí)可變的壓縮機(jī)和多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)構(gòu)成的可變?nèi)萘康膲嚎s機(jī)組等。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組中，水源水泵1、空調(diào)水泵9和熱水水泵10可以是定速泵、變速泵或可變排量泵。在本實(shí)施例的多功能水源熱水及空調(diào)熱泵機(jī)組中，水源換熱器3、熱水換熱器11 和的空調(diào)換熱器8可以為板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器等。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組中，第一閥門12、第二閥門6可以為手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門。實(shí)施例二如圖2所示，為本實(shí)用新型的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例是對(duì)第一實(shí)施例的改進(jìn)變型，其中，第一實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組中的第一閥門12和第二閥門6用三通閥門13代替，通過閥門數(shù)量的減少，可以簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制。在單獨(dú)制冷和單獨(dú)制熱模式下，三通閥門13的ο 口和η 口連通，其他部件的運(yùn)行方式不變。而在單獨(dú)制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水模式下，三通閥門13的 ο 口和m 口連通，其他運(yùn)行方式不變。三通閥門13也可以為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，在制熱與生活熱水模式下，ο 口與m 口和η 口同時(shí)連通，通過閥門的調(diào)節(jié)可以改變熱水制熱量和空調(diào)制熱量的分配。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組中，三通閥13可以為手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。
權(quán)利要求1.一種采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在于通過制冷劑管路順序連接的壓縮機(jī)O)、四通閥(4)、水源換熱器C3)、第一電子膨脹閥( 、空調(diào)換熱器(8)、 第二電子膨脹閥(7)、熱水換熱器(11)、第一閥門(12)，在第二電子膨脹閥(7)、熱水換熱器 (11)和第一閥門(1 這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門(6)，在水源換熱器(3)、熱水換熱器 (11)和空調(diào)換熱器(8)的一側(cè)分別設(shè)置有水源水泵(1)、熱水水泵(10)和空調(diào)水泵(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在于所述第一閥門(12)和所述第二閥門(6)為手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在于所述第一閥門(12)和所述第二閥門(6)用一個(gè)三通閥門替代。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在于，所述三通閥門為手動(dòng)閥門或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在于所述壓縮機(jī)( 為定容量壓縮機(jī)或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在于所述水源水泵(1)、所述空調(diào)水泵(9)和所述熱水水泵(10)是定速泵、變速泵或可變排量泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在于所述水源換熱器(3)、所述熱水換熱器(11)和所述的空調(diào)換熱器(8)可以為板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機(jī)組，該機(jī)組通過制冷劑管路順序連接的壓縮機(jī)、四通閥、水源換熱器、第一節(jié)電子膨脹閥、空調(diào)換熱器、第二電子膨脹閥、熱水換熱器、第一閥門，在第二電子膨脹閥、熱水換熱器和第一閥門這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門，在水源換熱器、熱水換熱器和空調(diào)換熱器的一側(cè)分別設(shè)置有水源水泵、熱水水泵和空調(diào)水泵?？梢詫?shí)現(xiàn)單獨(dú)制冷、單獨(dú)制熱、單獨(dú)制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水五種運(yùn)行模式。電子膨脹閥可以有效提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能、運(yùn)行效率和可靠性，本實(shí)用新型的機(jī)組可以全年利用水源中的低品位熱能滿足制冷、制熱和提供生活熱水的需求，提高了產(chǎn)品的使用率和能源利用效率。
文檔編號(hào)F25B13/00GK202057112SQ201020619769
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者戴興泉, 羊海龍, 邵雙全 申請(qǐng)人:揚(yáng)州碧源空調(diào)設(shè)備有限公司