CN102278836B - 一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于空调领域,提供了一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其包括压缩机、热回收换热器、电磁四通换向阀、分置式水/地能换热器、单向阀、热力膨胀阀、电磁阀、干燥过滤器、空调侧换热器、汽液分离器用管道串联连接。本发明将水或土壤作为冷媒的直接冷热源,在制冷季节利用分散安置在水体或土壤中的换热器作为冷凝器,直接冷凝冷媒放热;制取生活热水及采暖季节利用分散安置在水体或土壤中的换热器作为蒸发器,直接蒸发冷媒吸热,换热效率大幅度提高,首创用长距氟路直接在水中或土壤中冷凝或蒸发,大大减少了水土资源占用面积体量及工程造价,彻底突破了地理地质水文环境对使用热泵的限制。

Description

一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组
技术领域
[0001] 本发明属于空调设备领域,尤其涉及一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组领域,更具体地说,是一种涉及将冷凝器或蒸发器分置在水或土壤中并利用水能或地能直接与冷媒换热的冷暖生活热水一体中央空调机组。
背景技术
[0002] 建筑能耗已经占到社会总能耗的40%以上,而建筑能耗中采暖、制冷和制生活热水的能耗又占到建筑能耗的70%。因此,利用清洁再生能源降低采暖、制冷和制生活热水的能耗和排放是全社会实现节能减排的关键。
[0003]目前、利用地表水、地下水或地热能作为冷热源的地源热泵空调系统,具有显著节能(一般至少能节省50%以上能耗)、舒适环保、能效比高、零空气排放零污染、不受气候影响等优点。现已在世界范围得到广泛应用,成为新能源领域最具可靠性、经济性、实用性的清洁再生能源产品。中国中央政府及地方政府已大力扶持推广此项新能源技术的应用,设立多项基金奖励应用地源热泵中央空调系统。但是现有地源热泵中央空调采用低效率的水环管路换热原理具有极大的局限性,其在利用地表水时因需要的水体水量大易受季节和其他环境因素影响,不能确保长期稳定的运行;利用地下水时因需要的水量大易造成地面沉降和受到政府政策限制,同时还有地下水带来的管路堵塞腐蚀难以避免;利用地下埋管受地质水文环境限制,需占用大量土地资源和增加巨额工程造价。现有地源热泵中央空调机组的工作原理也使其能效比在4.(Γ5.0附近形成难以突破的瓶颈。现有地源热泵中央空调的局限性极大地影响了它的使用范围。
[0004] 利用空气显热 吸收冷媒的气化前热的风冷冷水机组具有安装方便、适应性广、模块化设计,且可安装在屋顶、阳台等建筑场所,不占用有效建筑面积,节省了土建投资,目前风冷冷水机组在全国各地都有广泛的应用。但由于风冷热泵自身的特点,其也受到了限制多方面限制:1、空气源热泵的性能随室外气候变化明显。室外空气温度高于40-45°C或低于-5〜-15°C时,热泵机组不能正常工作;2、风冷热泵能效比约为2.5-3.2,换热效率低,耗能大;3、热泵机组的噪音较大,对环境及相邻房间有一定影响。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,旨在解决现有技术中运用地源热泵中央空调带来的的换热效率低、水环管路能耗大、占用水土资源多及工程造价高的问题。
[0006] 本发明是这样实现的。
[0007] —种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其压缩机I用管道依次与热回收换热器2、电磁四通换向阀3、分置式水/地能换热器4、第一单向阀5、干燥过滤器8、第二单向阀11、空调侧换热器12、第三电磁阀13连接,所述第三电磁阀13依次与电磁四通换向阀3、汽液分离器15和压缩机I连接,串接的第一热力膨胀阀7和第一电磁阀6与第一单向阀5并联连接,串接的第二电磁阀9和第二热力膨胀阀10与第二单向阀11并联连接,第四电磁阀14与第二单向阀11、空调侧换热器12和第三电磁阀13并联连接。
[0008] 上述热回收换热器2采用不锈钢管换热器、壳管式换热器、或套管式换热器。
[0009] 上述分置式水/地能换热器4采用不锈钢管换热器、镍铜管换热器、钛合金或耐高温高传导非金属换热器。
[0010] 上述空调侧换热器12采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器及空气换热的翅片式换热器、直膨式换热器。
[0011] 上述热回收换热器2连接生活热水供水管、生活热水循环泵、生活热水回水管和生活热水侧储用水设备。
[0012] 上述空调侧换热器12连接空调侧供水管、空调侧循环泵、空调侧回水干管和空调侧未端风机盘管。
[0013] 上述分置式水/地能换热器4为土壤填埋式换热器、湖泊水源换热器、深井水源换热器、废水换热器或海洋水源换热器。
[0014] 采用上述技术方案,本发明将水或土壤作为冷媒的直接冷热源,在制冷季节利用分散安置在水体或土壤中的换热器作为冷凝器,直接冷凝冷媒放热;采暖季节利用分散安置在水体或土壤中的换热器作为蒸发器,直接蒸发冷媒吸热,换热效率大幅度提高,彻底改变了现有地源热泵用安置水中或土壤中的水环管路系统换热的原理和方法,首创用长距氟路直接在水中或土壤中冷凝或蒸发,克服了现有水地源热泵因中间介质的多次换热带来的换热效率损失问题,大大减少了水土资源占用面积体量及工程造价,系统能效比和稳定性成倍提高,彻底突破了地理地质水文环境对使用热泵的限制,极大地拓展了水/地能热泵的应用范围,具有极其重大深远的社会经济价值。
[0015] 本发明还同时设有了热回收换热器,所述热回收换热器与中央空调机组设有的压缩机和换向四通阀连接,这样使用者可以在使用制冷空调的同时免费制取生活热水,在过渡季节及供暖季节同样可以制取生活热水,极大的方便了日常生活中使用热水的需要。
附图说明
[0016] 图1是本发明实施例提供的系统原理图。
具体实施方式
[0017] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0018] 请参照图1,其压缩机I用管道依次与热回收换热器2、电磁四通换向阀3、分置式水/地能换热器4、第一单向阀5、干燥过滤器8、第二单向阀11、空调侧换热器12、第三电磁阀13连接,所述第三电磁阀13依次与电磁四通换向阀3、汽液分离器15和压缩机I连接,串接的第一热力膨胀阀7和第一电磁阀6与第一单向阀5并联连接,串接的第二电磁阀9和第二热力膨胀阀10与第二单向阀11并联连接,第四电磁阀14与第二单向阀11、空调侧换热器12和第三电磁阀13并联连接,形成一个可使冷媒可在其中循环运转的系统,完成分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组的供暖、制冷及制取生活热水的功能。[0019] 请参阅图1,所述热回收换热器2为板式换热器,其也可以为壳管式换热器、套管式换热器等。所述热回收换热器2,其通过生活热水泵19、生活热水进水管20和生活热水出水管21连接到生活热水使用侧组成的水路系统进行热量交换。
[0020] 请参阅图1,分置式水/地能换热器4为地埋不锈钢管换热器,其也可以为镍铜管换热器、钛合金或其他合金换热器等,它们均是利用了水体或土壤冷热源直接与换热器中的制冷剂进行热量交换来达到节能的目的。
[0021] 请参阅图1,所述空调侧换热器12为板式换热器,其也可以为壳管式换热器、套管式换热器等。所述空调侧换热器12,其通过空调水泵16、空调进水管17和空调出水管18连接到空调使用侧组成的水路系统进行热量交换。
[0022] 本实施例具有以下三种工作状况,在这三种工作状态中,所述热回收换热器2为板式换热器,分置式水/地能换热器4为防腐金属或非金属换热器,所述空调侧换热器12为板式换热器。
[0023] 一、空调制冷+生活热水运行
[0024] 请参阅图1,分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组接通电源后,压缩机I开始工作,通过压缩机I做功,制冷剂由低温低压气体变为高温高压的气体后,流向热回收换热器2,制冷剂在热回收换热器2中部分冷凝放热后的制冷剂流向电磁四通换向阀3,流向分置式水/地能换热器4,制冷剂在分置式水/地能换热器4继续放热冷凝为制冷剂液体后流向第一单向阀5,再流向干燥过滤器8,流向第二电磁阀9,通过第二热力膨胀阀10节流,流向空调侧换热器12,制冷剂在空调侧换热器12吸热蒸发为气体后流经第三电磁阀13然后流向电磁四通换向阀3,再由电磁四通换向阀3流向汽液分离器15,再流向压缩机I进入下一循环。
[0025] 所述循环中,第一电磁阀6、第四电磁阀14关闭,第二电磁阀9、第三电磁阀13打开。
[0026] 空调水系统在空调循环泵16的带动下由空调回水管17流入空调侧换热器(蒸发器)12进行热交换,温度变低后经空调供水管18流向用户风机盘管,为用户提供冷量。
[0027] 生活热水系统在生活热水泵19的带动下由生活热水回水管20流入热回收换热器2进行热交换,温度升高后经生活热水出水管21流向用户终端或储水箱,为用户提供生活热水所需热量。
[0028] 二、空调制热+生活热水运行
[0029] 请参阅图1,分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组接通电源后,压缩机I开始工作,通过压缩机I做功,制冷剂由低温低压气体变为高温高压的气体后,流向热回收换热器2,制冷剂在热回收换热器2中部分冷凝放热后的制冷剂流向电磁四通换向阀3,流向第三电磁阀13,流向空调侧换热器12,制冷剂在空调侧换热器12继续放热冷凝为制冷剂液体后流向第二单向阀11,再流向干燥过虑器8,流向第一电磁阀6,通过第一热力膨胀阀7节流,流向分置式水/地能换器4,制冷剂在分置式水/地能换热器4中吸热蒸发为气体后流向电磁四通换向阀3,再由电磁四通换向阀3流向汽液分离器15,再流向压缩机I进入下一循环。
[0030] 所述循环中,第二电磁阀9、第四电磁阀14关闭,第一电磁阀6、第三电磁阀13打开。[0031] 空调水系统在空调循环泵16的带动下由空调回水管17流入空调侧换热器(冷凝器)12进行热交换,温度升高后经空调供水管18流向用户风机盘管,为用户提供热量。
[0032] 生活热水系统在生活热水泵19的带动下由生活热水回水管20流入热回收换热器2进行热交换,温度升高后经生活热水出水管21流向用户终端或储水箱,为用户提供生活热水所需热量。
[0033] 三、生活热水运行
[0034] 请参阅图1,分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组接通电源后,压缩机I开始工作,通过压缩机I做功,制冷剂由低温低压气体变为高温高压的气体后,流向热回收换热器2,制冷剂在热回收换热器2中冷凝放热后的制冷剂液体流向电磁四通换向阀3,流向第四电磁阀14,再流向干燥过虑器8,流向第一电磁阀6,通过第一热力膨胀阀7节流,流向地能换器4,制冷剂在分置式水/地能换热器4中吸热蒸发为气体后流向电磁四通换向阀3,再由电磁四通换向阀3流向汽液分离器15,再流向压缩机I进入下一循环。
[0035] 所述循环中,第二电磁阀9、第三电磁阀13关闭,第一电磁阀6、第四电磁阀14打开。
[0036] 生活热水系统在生活热水泵19的带动下由生活热水回水管20流入热回收换热器2 (冷凝器)进行热交换,温度升高后经生活热水出水管21流向用户终端或储水箱,为用户提供生活热水所需热量。
[0037] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其特征在于:压缩机(I)用管道依次与热回收换热器(2)、电磁四通换向阀(3)、分置式水/地能换热器(4)、第一单向阀(5)、干燥过滤器(8)、第二单向阀(11)、空调侧换热器(12)、第三电磁阀(13)连接,所述第三电磁阀(13)依次与电磁四通换向阀(3)、汽液分离器(15)和压缩机(I)连接,串接的第一热力膨胀阀(7)和第一电磁阀(6)与第一单向阀(5)并联连接,串接的第二电磁阀(9)和第二热力膨胀阀(10)与第二单向阀(11)并联连接,第四电磁阀(14)与第二单向阀(11)、空调侧换热器(12)和第三电磁阀(13)并联连接。
2.如权利要求1所述的一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其特征在于:所述热回收换热器(2)采用壳管式换热器或套管式换热器。
3.如权利要求1所述的一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其特征在于:所述分置式水/地能换热器(4)采用不锈钢管换热器、镍铜管换热器、钛合金或耐高温高传导非金属换热器。
4.如权利要求1所述的一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其特征在于:所述空调侧换热器(12)采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器或空气换热的翅片式换热器、直膨式换热器。
5.如权利要求2所述的一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其特征在于:所述热回收换热器(2)连接生活热水供水管、生活热水循环泵、生活热水回水管和生活热水侧储用水设备。
6.如权利要求4所述的一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其特征在于:所述空调侧换热器(12)连接空调侧供水管、空调侧循环泵、空调侧回水干管和空调侧未端风机盘管。
7.如权利要求1所述的一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组,其特征在于:所述分置式水/地能换热器(4)为土壤填埋式换热器、湖泊水源换热器、深井水源换热器、废水换热器或海洋水源换热器。
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Denomination of invention: Separate hydraulic/geothermal energy cold and hot domestic hotwater integrated central air-conditioning unit

Granted publication date: 20130619

License type: Exclusive License

Record date: 20131219

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