水地源熱泵機組制造技術

本實用新型專利技術屬于熱泵領域，具體涉及一種水地源熱泵機組，包括四通閥、壓縮機、使用側換熱器和熱源側換熱器，四通閥具有D、C、S、E四個口，D口通過管道與壓縮機的輸出端連接，S口通過管道與壓縮機的輸入端連接，C口通過管道連接熱源側換熱器的一端，熱源側換熱器的另一端通過雙向管路連接使用側換熱器的一端，使用側換熱器的另一端通過管道連接E口，使用側換熱器的換熱面積是熱源側換熱器的換熱面積的1.03～2.00倍。本實用新型專利技術通過合理匹配使用側換熱器與熱源側換熱器的換熱面積，充分了提高制冷制熱的能效比，使制熱時的冷凝溫度更加合理，并降低整個機組的輸入功率，同時還能延長使用側換熱器和熱源側換熱器的清洗周期。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種水地源熱栗機組，屬于熱栗領域。
技術介紹
水(地)源熱栗機組是一種利用地下淺層地熱資源(也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節能的空調機組。機組通過輸入少量的電能實現低溫位熱能向高溫位轉移，地能分別在冬季作為熱栗供暖的熱源和夏季空調的冷源，機組消耗IkW的能量，獲得4?5kW以上的冷/熱量，能量來源于地下能源，機組不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調”，可廣泛應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。目前，傳統的水地源熱栗機組中，熱源側換熱器和使用側換熱器的外形尺寸和換熱能力是一樣的，即換熱面積相同。夏天制冷時，本機組中的使用側換熱器作為蒸發器，熱源側換熱器作為冷凝器，使用側換熱器的載冷劑12°C左右進、7°C左右出，熱源側換熱器的熱源水20°C左右進、30°C左右出；冬天制熱時，本機組中的使用側換熱器作為冷凝器，熱源側換熱器作為蒸發器，熱源側換熱器的熱源水15°C左右進、7.5°C左右出，使用側換熱器的載冷劑40°C左右進、45°C左右出。由上述可知，夏天，熱源側換熱器以及使用側換熱器的換熱溫度低，不易結垢;而冬天使用側換熱器的換熱溫度較高，因此，使用側換熱器很容易結垢，而且會影響換熱效率，使得制冷制熱的能效比低。
技術實現思路
根據以上現有技術中的不足，本技術要解決的技術問題是:提供一種能夠充分提高制冷制熱的能效比、確保制冷制熱效率的水地源熱栗機組。本技術提供了兩種水地源熱栗機組的方案:方案一:水地源熱栗機組包括四通閥、壓縮機、使用側換熱器和熱源側換熱器，四通閥具有D口、C口、S口、E口四個口，0口通過管道與壓縮機的輸出端連接，S口通過管道與壓縮機的輸入端連接，C 口通過管道連接熱源側換熱器的一端，熱源側換熱器的另一端通過雙向管路連接使用側換熱器的一端，使用側換熱器的另一端通過管道連接E口，使用側換熱器的換熱面積是熱源側換熱器的換熱面積的1.03?2.00倍;雙向管路的第一管路包括順次連接的一管、二管、三管、四管、五管，二管、四管上安裝同向的單向閥，三管上依次設置有過濾器和節流閥，當C 口與D 口接通、S 口與E 口接通時，從熱源側換熱器流出的制冷劑依次流經一管、二管、三管的過濾器及節流閥、四管、五管并進入使用側換熱器;雙向管路的第二管路包括一管、三管、五管、六管、七管，六管連接三管首端和五管首端，七管連接三管末端和一管末端，六管、七管上安裝同向的單向閥，當D 口與E 口接通、C 口與S 口接通時，從使用側換熱器流出的制冷劑依次流經三管的過濾器及節流閥、七管、一管并進入熱源側換熱器。工作原理及過程:制冷時，四通閥的C口與D 口接通、S 口與E 口接通，此時，熱源側換熱器作為冷凝器，使用側換熱器作為蒸發器，由壓縮機排出的高壓制冷劑蒸汽經四通閥的D-C通路進入熱源側換熱器，將熱量傳給熱源水，制冷劑蒸汽被冷凝成液體，之后制冷劑液體經第一管路(經節流閥節流降壓)進入使用側換熱器，并在使用側換熱器中吸熱(吸收載冷劑中的熱量)蒸發，載冷劑得到冷卻，實現制冷，蒸發后的制冷劑蒸汽，經四通閥的S-E通路后被壓縮機吸入，這樣周而復始，實現制冷循環；制熱時，四通閥的D口與E 口接通、C 口與S 口接通，此時，使用側換熱器作為冷凝器，熱源側換熱器作為蒸發器，壓縮機排出的高溫高壓制冷劑蒸汽經四通閥的D-E通路進入使用側換熱器，將熱量傳給載冷劑，載冷劑得到升溫，實現制熱，同時制冷劑蒸汽被冷凝成液體，冷凝后的制冷劑液體通過第二管路(經節流閥節流降壓)進入熱源側換熱器，并在熱源側換熱器中吸熱(吸收熱源水的熱量)蒸發，蒸發后的制冷劑蒸汽，經四通閥的C-S通路后被壓縮機吸入，這樣周而復始，實現制冷循環。本技術根據水地源熱栗機組中熱源水與載冷劑的流量與溫度，合理匹配使用側換熱器與熱源側換熱器的換熱面積，將傳統使用側換熱器的換熱面積加大，并減小傳統熱源側換熱器的換熱面積，使使用側換熱器的換熱面積達到熱源側換熱器的換熱面積的1.03?2.00倍，從而能夠充分提高制冷制熱的能效比，確保制冷制熱效率，使制熱時的冷凝溫度更加合理，降低了整個機組的輸入功率、延長了使用側換熱器和熱源側換熱器的清洗周期。優選的，所述的三管上，在過濾器之前或者過濾器與節流閥之間設置一貯液器。通過貯液器能夠及時排出冷凝的制冷劑液體，保證冷凝熱交換面積與冷凝熱交換能力，使熱栗機組穩定高效運行。優選的，所述的使用側換熱器、熱源側換熱器均采用殼管式換熱器或者均采用板式換熱器。殼管式換熱器以及板式換熱器與傳統套管式換熱器相比，不會因水流不均造成換熱器被凍壞的問題;殼管式換熱器相比板式換熱器還有一定的優勢，其不容易因水質差造成臟堵問題，從而能夠延長自身結垢的清洗周期。優選的，節流閥采用膨脹閥。無論在制熱還是制冷過程中，制冷劑液體經過節流閥節流降壓之后都會變成氣液兩相，如果還繼續采用相同管徑，就會增大流體阻力，降低流速，進而影響整個機組的制冷制熱效率，為了解決這一問題，本技術中采用如下設計:一管、四管、五管、七管的管徑大于二管、三管、六管的管徑。通過上述改進能夠大大降低流體阻力，確保制冷劑的流速。進一步優選的，一管、四管、五管、七管的管徑Φ均為22cm，二管、三管、六管的管徑Φ均為16cm0方案二:水地源熱栗機組，包括四通閥、壓縮機、使用側換熱器和熱源側換熱器，四通閥具有D口、C口、S口、E口四個口，0口通過管道與壓縮機的輸出端連接，S口通過管道與壓縮機的輸入端連接，C 口通過管道連接熱源側換熱器的一端，熱源側換熱器的另一端通過雙向管路與使用側換熱器的一端連接，使用側換熱器的另一端通過管道連接E口，使用側換熱器的換熱面積是熱源側換熱器的換熱面積的1.03?2.00倍;雙向管路包括兩端的總管和并列設置在兩總管之間的兩支路，兩支路上沿制冷劑流動方向均依次設有單向閥、過濾器、節流閥、單向閥，且同一支路上的兩單向閥同向，不同支路上的單向閥反向；當C口與D口接通、S口與E口接通時，制冷劑通過雙向管路的一支路從熱源側換熱器流入使用側換熱器;當D口與E口接通、C口與S口接通時，制冷劑通過雙向管路的另一支路從使用側換熱器流入熱源側換熱器。本方案中，水地源熱栗機組的工作原理及過程與方案一相同，也可以采用方案一中的優選方案:所述的使用側換熱器、熱源側換熱器均采用殼管式換熱器或者均采用板式換熱器;節流閥采用膨脹閥；所述的兩支路上，在過濾器之前或者過濾器與節流閥之間設置一貯液器。為了降低流體阻力，確保制冷劑的流速，作如下設計:兩支路上節流閥之后的部分以及兩總管的管徑大于兩支路上節流閥之前的部分的管徑。進一步優選的，兩支路上節流閥之后的部分以及兩總管的管徑Φ均為22cm，兩支路上節流閥之前的部分的管徑Φ均為16cm ο本技術與現有技術相比所具有的有益效果是:整個水地源熱栗機組結構設計合理，通過合理匹配使用側換熱器與熱源側換熱器的換熱面積，使使用側換熱器的換熱面積大于熱源側換熱器，能夠充分提高制冷制熱的能效比，確保制冷制熱效率，使制熱時的冷凝溫度更加合理，并降低整個機組的輸入功率，同時還能延長使用側換熱器和熱源側換熱器的清洗周期?！靖綀D說明】圖1是實施例一的結構示意圖；圖2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水地源熱泵機組，其特征在于：包括四通閥(5)、壓縮機(1)、使用側換熱器(3)和熱源側換熱器(8)，四通閥(5)具有D口、C口、S口、E口四個口，D口通過管道(2)與壓縮機(1)的輸出端連接，S口通過管道(6)與壓縮機(1)的輸入端連接，C口通過管道(7)連接熱源側換熱器(8)的一端，熱源側換熱器(8)的另一端通過雙向管路連接使用側換熱器(3)的一端，使用側換熱器(3)的另一端通過管道(4)連接E口，使用側換熱器(3)的換熱面積是熱源側換熱器(8)的換熱面積的1.03～2.00倍；雙向管路的第一管路包括順次連接的一管(13)、二管(15)、三管(17)、四管(9)、五管(19)，二管(15)、四管(9)上安裝同向的單向閥(12)，三管(17)上依次設置有過濾器(14)和節流閥(11)，當C口與D口接通、S口與E口接通時，從熱源側換熱器(8)流出的制冷劑依次流經一管(13)、二管(15)、三管(17)的過濾器(14)及節流閥(11)、四管(9)、五管(19)并進入使用側換熱器(3)；雙向管路的第二管路包括一管(13)、三管(17)、五管(19)、六管(18)、七管(10)，六管(18)連接三管(17)首端和五管(19)首端，七管(10)連接三管(17)末端和一管(13)末端，六管(18)、七管(10)上安裝同向的單向閥(12)，當D口與E口接通、C口與S口接通時，從使用側換熱器(3)流出的制冷劑依次流經三管(17)的過濾器(14)及節流閥(11)、七管(10)、一管(13)并進入熱源側換熱器(8)。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳澤，荊茂銀，段曉晨，
申請(專利權)人：山東創爾沃熱泵技術股份有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37