一種高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)設有冬季井、夏季井、高溫熱泵機組和暖氣片，上述四部分由相應的閥門和管道連接而成，所述冬季井和夏季井提供地下水至高溫熱泵機組或暖氣片進行換熱實現(xiàn)制冷和采暖。本實用新型的高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，可達到去除燃煤鍋爐的效果，使由此造成的冬季PM2.5和碳排放予以消除，實現(xiàn)清潔采暖的效果；同時將原有的單一采暖功能系統(tǒng)變更為冬季采暖夏季空調(diào)的雙功能型系統(tǒng)。此種系統(tǒng)的運行充分利用地下資源，雙季節(jié)的循環(huán)使用，可使地下資源長期保持平衡，同時節(jié)省大量的礦物能源。
【專利說明】一種高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種空調(diào)系統(tǒng)，特別涉及一種基于熱泵技術的空調(diào)系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]目前我國北方村鎮(zhèn)戶型的采暖方式一般為土暖氣形式，既每戶設置一個燃煤熱水鍋爐，房間中安裝熱水型暖氣片，采用自然動力循環(huán)的模式完成采暖系統(tǒng)的供熱運行。這種冬季采暖模式技術簡陋，污染嚴重，熱效率很低，其結果造成我國北方地區(qū)冬季PM2.5嚴重超標，且由于眾多的用戶，采暖燃煤量激增，礦物能消耗極大，帶來的碳排放數(shù)量驚人。另外由于自來水的普及，我國村鎮(zhèn)中閑置了大量的水井，這是地源熱泵利用的最好資源。熱泵系統(tǒng)以其節(jié)能、環(huán)保、運行效果好等優(yōu)點得到越來越多的人們的認可，但存在的問題也不能忽視，例如:目前的空調(diào)采暖系統(tǒng)中制冷劑仍以R22為主，一方面為保護全球環(huán)境，HCFCs制冷劑的使用正在逐步受限制，需要其它環(huán)境友好型制冷劑替代；另一方面，受R22臨界溫度的影響，在使用地源熱作為熱源時，其制熱水溫度一般低于50°C，對于采用熱水供熱采暖的戶型系統(tǒng)，難以保持室內(nèi)達到正常的采暖溫度。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，克服北方村鎮(zhèn)采暖方式污染嚴重、熱效率低的問題。
[0004]本實用新型的技術方案是:
[0005]一種高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)設有冬季井、夏季井、高溫熱泵機組和暖氣片，上述四部分由相應的閥門和管道連接而成，所述高溫熱泵機組包括:蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器及膨脹閥，所述冬季井和夏季井提供地下水至高溫熱泵機組或暖氣片進行換熱實現(xiàn)制冷和米暖。
[0006]夏季運行工況時，系統(tǒng)運行流程如下:(I)關閉高溫熱泵進水及出水閥門；(2)由冬季井中提取井水，直接輸送到系統(tǒng)中，井水進入冷/熱型暖氣片對房間降溫空調(diào)；(3)系統(tǒng)排放的水進入到夏季井中。
[0007]冬季運行工況時，系統(tǒng)運行流程如下:(I)開啟高溫熱泵進水及出水閥門；(2)由夏季井中提取井水輸送到高溫熱泵中，取熱后的水排放到冬季井中；(3)高溫熱泵產(chǎn)生的熱水進入供熱型暖氣片，對房間放熱采暖，然后循環(huán)回到高溫熱泵中繼續(xù)加熱使用。
[0008]所述暖氣片包括供熱型和冷/熱型兩種方式。
[0009]所述冷/熱型暖氣片采用立式風機盤管型暖氣片。
[0010]所述冬季井和夏季井之間的間距保持在相互不受溫度干擾的距離。
[0011]本實用新型的有益效果是:針對目前我國北方地區(qū)住戶普遍使用的土暖氣系統(tǒng)進行技術改進，并利用大量閑置的水井作為高溫熱泵的熱源，可同時解決住戶冬季清潔采暖和夏季高效空調(diào)的雙重效果。
[0012](I)傳統(tǒng)的暖氣片只能滿足冬季采暖需求，且其換熱方式為自然對流和輻射，而明裝的立式風機盤管型暖氣片由于增加了風機，換熱方式變?yōu)閺娭茖α骷拜椛鋼Q熱，這樣增強了換熱效果并且提高了換熱速率。
[0013]另外，該明裝立式風機盤管型暖氣片不僅能夠滿足冬季采暖需求，同時能夠滿足夏季空調(diào)，功能更加完善。
[0014](2)該系統(tǒng)采用的高溫熱泵機組，解決了傳統(tǒng)的單級熱泵裝置無法產(chǎn)生70°C的熱水來滿足暖氣片對采暖溫度要求的問題。
[0015](3)冬季將水路閥門調(diào)整為高溫熱泵供水方式，地下水直接進入高溫熱泵進行制熱循環(huán)，將產(chǎn)生的熱水輸送到采暖系統(tǒng)中，熱量通過所有暖氣片散熱到房間。
[0016](4)暖氣片分為供熱型和冷/熱型兩種方式。在需要夏季空調(diào)的房間設置冷/熱型暖氣片，其他房間設置供熱型暖氣片。
[0017](5)夏季將水路調(diào)整為地源井直接供水方式，地下水通過系統(tǒng)進入冷/熱型暖氣片，冷量被傳輸?shù)叫枰照{(diào)的房間。
[0018](6)分井運行的效果將使冬季井持續(xù)溫降，夏季井持續(xù)溫升，有利于夏季直接空調(diào)和冬季高溫熱泵采暖的需求；
[0019](7)地源高溫熱泵取代燃煤鍋爐，既保護了環(huán)境，又減少了煤炭消耗；雙井設置和冷/熱型暖氣片的應用方案，使原有的單一采暖功能系統(tǒng)變更為采暖空調(diào)雙重功能系統(tǒng)。
[0020]本實用新型的高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，在使用地源熱作為熱源時，其制熱水溫度可達到70°C，足以滿足冬季戶型熱水采暖系統(tǒng)的要求；另外選用立式風機盤管更換戶型系統(tǒng)的部分暖氣，使在夏季可以直接利用地下水實施空調(diào)，一方面完全節(jié)省了壓縮機耗功，達到節(jié)能的目的，另一方面可以減少夏季排入地下的熱量，按照機組cop為4考慮，部分負荷運行時可以減少四分之一的熱量排入。經(jīng)過本實用新型的改進，可達到去除燃煤鍋爐的效果，使由此造成的冬季PM2.5和碳排放予以消除，實現(xiàn)清潔采暖的效果；同時將原有的單一采暖功能系統(tǒng)變更為冬季采暖夏季空調(diào)的雙功能型系統(tǒng)。此種系統(tǒng)的運行充分利用地下資源，雙季節(jié)的循環(huán)使用，可使地下資源長期保持平衡，同時節(jié)省大量的礦物能源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型聞溫熱栗空調(diào)系統(tǒng)結構不意圖；
[0022]圖2是高溫熱泵系統(tǒng)流程圖；
[0023]其中，I —立式風機盤管；2 —高溫熱泵機組；3a —冬季井；3b —夏季井；4_9 —閥門；10-蒸發(fā)器；11-壓縮機；12-冷凝器；13-膨脹閥。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0025]如圖1所示，本實用新型的高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括冬季井、夏季井、高溫熱泵機組和立式風機盤管，由相應的閥門和管道連接而成。冬季井和夏季井之間的間距保持在相互不受溫度干擾的距離。
[0026]該系統(tǒng)中，通過閥門的開關實現(xiàn)冬季采暖和夏季空調(diào)的調(diào)節(jié)功能。夏季時，關閉閥門6、7、8、9，打開閥門4、5，通過閥門4、5將冬季井3a、夏季井3b及立式風機盤管相連。來自冬季井3a中的低溫水經(jīng)立式風機盤管I與室內(nèi)換熱，吸熱溫度升高后排入夏季井3b中，同時達到為冬季蓄熱的目的。
[0027]冬季時，關閉閥門4、5，打開閥門6、7、8、9，通過閥門6、7將高溫熱泵機組2與冬季井3a和夏季井3b相連，通過閥門8、9將高溫熱泵機組2與立式風機盤管I相連。來自夏季井3b的水在高溫熱泵機組2的低溫側中經(jīng)過循環(huán)降低溫度排入冬季井3a中，另一方面，高溫熱泵機組2的高溫側產(chǎn)生70°C熱水進入立式風機盤管I中，與室內(nèi)完成換熱溫度降低后回到高溫熱泵機組2繼續(xù)吸熱，完成循環(huán)。
[0028]該空調(diào)系統(tǒng)中的高溫熱泵機組2的系統(tǒng)流程圖如圖2所示，其主要由蒸發(fā)器10、壓縮機11、冷凝器12及膨脹閥13組成。
[0029]冬季時，來自夏季井3b的水在高溫熱泵機組2的蒸發(fā)器10中經(jīng)過循環(huán)降低溫度排入冬季井3a中，另一方面，高溫熱泵機組2的冷凝器12產(chǎn)生70°C熱水進入立式風機盤管I中，與室內(nèi)完成換熱溫度降低后回到高溫熱泵機組2的冷凝器12繼續(xù)吸熱，完成循環(huán)。
[0030]設河北省某住戶，其內(nèi)部房間為5個標準間(25平米)+客廳+衛(wèi)生間+廚房+餐廳等附屬房間，實際采暖面積為200平米。冬季的采暖房間為4個標準間+客廳+衛(wèi)生間+餐廳，計150平米面積；夏季空調(diào)的房間為3個標準間+客廳+餐廳，計110平米面積。冬季熱負荷指標為80W/m2 ;夏季冷負荷指標為100W/m2。則有:
[0031]冬季需要熱負荷為:Q= 150*80*0.7*0.7 = 5.88kffh
[0032]夏季需要冷負荷為:Q= 110*100*0.7*0.7 = 5.39kffh
[0033]式中系數(shù):同時使用系數(shù)=0.7 ；日平均負荷系數(shù)=0.7
[0034]設高溫熱泵COP系數(shù)=4.5，則有:
[0035]冬季吸取地源的熱量為:Q’ = (Q-Q/C0P) = 4.57kffh
[0036]壓縮機功耗:P= 1-Q，= 1.3Ikff
[0037]夏季排放到地源的熱量為:Q’ =5.39kffh
[0038]我國河北省地源水溫度約計16_17°C，實踐表明冬季吸熱后井水溫度可下降至8-10°C，此溫度是夏季直接水冷卻的較好溫度；實踐表明夏季放熱后井水溫度可上升至20-22°C，這將是冬季高溫熱泵提取熱量的更加溫度，會提高原機組的COP系數(shù)，降低高溫熱泵的耗電量。并且由于不斷的連年使用，冬季取熱井的溫度會持續(xù)下降，夏季放熱井的溫度也將會持續(xù)上升，其結果將使系統(tǒng)趨向越來越佳的運行狀態(tài)。
[0039]以上參照附圖和實施例，對本實用新型進行了示意性描述，該描述沒有限制性。本領域的普通技術人員應能理解，在實際應用中，本實用新型中各部件的設置方式均可能發(fā)生某些改變，而其他人員在其啟示下也可能做出多種形式的相似設計。需要指出的是，只要不脫離本實用新型的設計宗旨，所有顯而易見的改變及其相似設計，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)設有冬季井、夏季井、高溫熱泵機組和暖氣片，上述四部分由相應的閥門和管道連接而成；所述高溫熱泵機組包括:蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器及膨脹閥；所述冬季井和夏季井提供地下水至高溫熱泵機組或暖氣片進行換熱實現(xiàn)制冷和采暖。
2.根據(jù)權利要求1所述高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述暖氣片包括供熱型和冷/熱型兩種方式。
3.根據(jù)權利要求2所述高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述冷/熱型暖氣片采用立式風機盤管型暖氣片。
4.根據(jù)權利要求1所述高溫熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述冬季井和夏季井之間的間距保持在相互不受溫度干擾的距離。
【文檔編號】F25B29/00GK204165273SQ201420542218
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】張于峰, 張彥 申請人:張于峰, 張彥