CN102435013A - 一种水与空气双源热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明为一种水与空气双源热泵机组，属于热泵机组，解决现有热泵机组随温度变化换热不稳定，机组效率低的问题，本双源热泵机组由热泵机组，与热泵机组连接的双源换热器以及与热泵机组、双源换热器分别连接的PLC组成。本发明中的换热器是一个由水源换热器及空气源换热器组成的双源换热器，各自均由一个通过PLC控制的阀门控制其开闭，根据使用环境及要求的不同可将其作为一个整体的换热器运行，也可独立运行其中的一个，应用灵活，适应地区广泛。该热泵机组可作为空调冷热源使用，也可作为生活热水热源使用，热泵机组制冷制热运行模式的改变通过PLC控制内置的四通阀切换，无需在外管路做切换，进一步提高了机组的运行效率。

Description

一种水与空气双源热泵机组

技术领域

本发明涉及一种热泵机组，尤其是指一种带有水与空气两种换热源的双源热泵机组。

背景技术

现有的热泵机组中使用的换热器通常采用液态媒质源换热器及空气源换热器。单独的液态媒质源换热器，由于其具有换热效率高的优点而被广泛使用，但其使用时需要液态媒质源稳定的流速及稳定的温度，否则会影响换热器的换热稳定性及换热效率，从而影响热泵机组的运行效率。

单独的空气源换热器使用方便，但本身的换热效率低、受环境温度影响波动大，制热时翅片受结霜的影响使机组运行不稳定，机组效率低，为此，业内需要提供一种能够适应多种环境使用的换热稳定的换热器及与其配套的热泵机组。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种水与空气双源热泵机组，能适应多种环境使用，换热温度，应用灵活，机组运行效率高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水与空气双源热泵机组，其特征在于，所述双源热泵机组由热泵机组，连接于热泵机组的两个制冷剂进出口之间的双源换热器以及与热泵机组、双源换热器分别连接的PLC组成，其中：

所述热泵机组包含：

四通阀，具有四个阀通道，其中第三阀通道为热泵机组第一制冷剂进出口；

压缩机，其制冷剂管路一端通过气液分离器与四通阀的第二阀通道连通；

部分热回收器，其制冷剂管路一端通过第一单向阀与所述压缩机的制冷剂管路另一端连接，另一端与四通阀的第四阀通道连通；

用户侧换热器，其制冷剂管路一端与四通阀的第一阀通道连通；

储液器，其进口端通过第五单向阀与所述用户侧换热器的制冷剂管路另一端连接，其出口端连接一个第六单向阀，第六单向阀的另一端连接一个第七单向阀，第七单向阀的另一端为热泵机组第二制冷剂进出口；

干燥过滤器，其进口端连接第六单向阀与第七单向阀的连接端，其出口端一路通过第二单向阀与所述用户侧换热器的制冷剂管路另一端连接，另一路通过第三单向阀与热泵机组第二制冷剂进出口连接；

所述双源换热器包含：

水源换热器，是一种壳管式换热器，其壳体部分设有水源进出口，壳体内设有热交换管，热交换管的一端设有与所述热泵机组第二制冷剂进出口连通的壳管进口，另一端设有壳管出口，壳管出口通过一个壳管阀门与所述热泵机组第一制冷剂进出口连接；

空气源换热器，是一种由数排翅片管串联成的翅片群及置于翅片群旁的风扇组成的风扇翅片式换热器，翅片群一端设有与热泵机组第二制冷剂进出口连通的翅片管进口，另一端设有翅片管出口，翅片管出口通过一个翅片管阀门与所述热泵机组第一制冷剂进出口连接；

所述PLC的各控制端与所述热泵机组中的四通阀电源控制端、压缩机电源控制端、第一至第三阀门电源控制端、第五至第七阀门电源控制端以及双源换热器中的壳管阀门及翅片管阀门电源控制端分别连接。

所述储液器的进出口之间还连接一个开关阀。

所述开关阀的电源控制端与PLC的一个控制端连接。

所述干燥过滤器的出口端与第二单向阀及第三单向阀的连接端之间还连接一个调节阀。

所述调节阀的电源控制端与PLC的一个控制端连接。

本发明的有益效果：

本发明热泵机组中的换热器是一个由水源换热器及空气源换热器通过制冷剂管路并联连接组成双源换热器，各自均由一个阀门控制其开闭，根据使用环境及使用要求的不同可以将其作为一个整体的换热器运行，也可通过阀门的开闭独立运行其中一个换热器，在源侧，结合水源和空气源，当水源工况优于空气源工况时由PLC控制，按照水源工况运行；当空气源工况优于水源工况时由PLC控制，按照空气源工况运行。在夏季制冷时，可通过空气源运行模式来消除热不平衡性，机组运行稳定性高，运行效率高，且适用的范围广，基本可涵盖所有地域的应用。该热泵可作为空调冷热源使用，也可作为生活热水热源使用。因此本机组应用灵活，适应地区广泛。本热泵机组相比于水源热泵机组，其安装方便，在消除热不平衡性方面具有天然优势，不需要辅助冷却塔系统；相比于空气源热泵机组，其运行受环境温度影响小，制热时可消除翅片结霜的影响，运行稳定，效率高。另外，热泵机组制冷制热运行模式的改变通过PLC控制内置的四通阀切换，无需在外管路做切换，更进一步提高了机组的运行效率。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的水与空气双源热泵机组结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

本发明的水与空气双源热泵机组结构参见图1，如图所示，其由热泵机组10，连接于热泵机组10的两个制冷剂进出口之间的双源换热器20以及与热泵机组10、双源换热器20分别连接的PLC(可编程逻辑控制器)30组成，图中箭头表示制冷剂流动方向(可以往两个方向正逆流动)，其中：

热泵机组10包含：

四通阀13，具有四个阀通道，其中第三阀通道为热泵机组第一制冷剂进出口A；

压缩机14，其制冷剂管路一端通过气液分离器15与四通阀13的第二阀通道连通；

部分热回收器12，其制冷剂管路一端通过第一单向阀181与所述压缩机14的制冷剂管路另一端连接，另一端与四通阀13的第四阀通道连通；

用户侧换热器11，其制冷剂管路一端与四通阀13的第一阀通道连通；

储液器17，其进口端通过第五单向阀185与所述用户侧换热器11的制冷剂管路另一端连接，储液器17的出口端连接一个第六单向阀186，第六单向阀186的另一端连接一个第七单向阀187，第七单向阀187的另一端为热泵机组第二制冷剂进出口B；在储液器17的进出口之间还可以连接一个开关阀188；

干燥过滤器16，其进口端连接第六单向阀186与第七单向阀187的连接端，其出口端一路通过第二单向阀182与所述用户侧换热器11的制冷剂管路另一端连接；其出口端另一路通过第三单向阀183与热泵机组第二制冷剂进出口B连接；在干燥过滤器16的出口端与第二单向阀182及第三单向阀183的连接端之间还可以连接一个调节阀184。

双源换热器20包含：

水源换热器21，是一种壳管式换热器，其壳体部分设有水源进出口213、214，壳体内设有热交换管，热交换管的一端设有与所述热泵机组第二制冷剂进出口B连通的壳管进口211，另一端设有壳管出口212，所述水源在壳体内与热交换内流动的制冷剂进行热交换；壳管出口212通过一个壳管阀门215与所述热泵机组第一制冷剂进出口A连接。

空气源换热器22，是一种由数排翅片管串联成的翅片群221及置于翅片群221旁的风扇222组成的风扇翅片式换热器，翅片群221一端设有与热泵机组第二制冷剂进出口B连通的翅片管进口2211，另一端设有翅片管出口2212，制冷剂从翅片管进口2211进入翅片群221，经风扇222作用使制冷剂与快速流动的空气进行热交换，再从翅片管出口2212流出；翅片管出口2212通过一个翅片管阀门223与所述热泵机组第一制冷剂进出口A连接。

上述结构的双源换热器20是一个水源换热器21及空气源换热器22通过制冷剂管路并联连接组成的集成换热器系统。根据使用环境及使用要求的不同可以将其作为一个整体的换热器运行(此时壳管阀门215及翅片管阀门223均处于开通状态)，也可通过阀门的开闭独立运行其中一个换热器(使用水源换热器21时：壳管阀门215开通，翅片管阀门223关闭；使用空气源换热器22时：翅片管阀门223开通，壳管阀门215关闭)。这种换热器可作为冷凝器使用，也可作为蒸发器使用，适用于热泵机组的换热源侧，根据源侧的液态媒质源温度或者空气温度情况，选择有利的热源，提高机组整体运行效率。

PLC(可编程逻辑控制器)30，其各控制端与所述热泵机组10中的四通阀13电源控制端、压缩机14电源控制端、第一至第三单向阀181-183电源控制端、第五至第七单向阀(185-187)电源控制端、调节阀184与开关阀188的电源控制端以及双源换热器20中的壳管阀门215与翅片管阀门223电源控制端分别连接。由PLC30控制热泵机组与双源换热器的运行，热泵机组制冷制热运行模式的改变通过PLC控制内置的四通阀切换，无需在外管路做切换；双源换热器20中两种换热器的使用状态由PLC控制切换。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种水与空气双源热泵机组，其特征在于，所述双源热泵机组由热泵机组(10)，连接于热泵机组(10)的两个制冷剂进出口之间的双源换热器(20)以及与热泵机组(10)、双源换热器(20)分别连接的PLC(30)组成，其中：

所述热泵机组(10)包含：

四通阀(13)，具有四个阀通道，其中第三阀通道为热泵机组第一制冷剂进出口(A)；

压缩机(14)，其制冷剂管路一端通过气液分离器(15)与四通阀(13)的第二阀通道连通；

部分热回收器(12)，其制冷剂管路一端通过第一单向阀(181)与所述压缩机(14)的制冷剂管路另一端连接，另一端与四通阀(13)的第四阀通道连通；

用户侧换热器(11)，其制冷剂管路一端与四通阀(13)的第一阀通道连通；

储液器(17)，其进口端通过第五单向阀(185)与所述用户侧换热器(11)的制冷剂管路另一端连接，其出口端连接一个第六单向阀(186)，第六单向阀(186)的另一端连接一个第七单向阀(187)，第七单向阀(187)的另一端为热泵机组第二制冷剂进出口(B)；

干燥过滤器(16)，其进口端连接第六单向阀(186)与第七单向阀(187)的连接端，其出口端一路通过第二单向阀(182)与所述用户侧换热器(11)的制冷剂管路另一端连接，另一路通过第三单向阀(183)与热泵机组第二制冷剂进出口(B)连接；

所述双源换热器(20)包含：

水源换热器(21)，是一种壳管式换热器，其壳体部分设有水源进出口(213、214)，壳体内设有热交换管，热交换管的一端设有与所述热泵机组第二制冷剂进出口(B)连通的壳管进口(211)，另一端设有壳管出口(212)，壳管出口(212)通过一个壳管阀门(215)与所述热泵机组第一制冷剂进出口(A)连接；

空气源换热器(22)，是一种由数排翅片管串联成的翅片群(221)及置于翅片群(221)旁的风扇(222)组成的风扇翅片式换热器，翅片群(221)一端设有与热泵机组第二制冷剂进出口(B)连通的翅片管进口(2211)，另一端设有翅片管出口(2212)，翅片管出口(2212)通过一个翅片管阀门(223)与所述热泵机组第一制冷剂进出口(A)连接；

所述PLC(30)的各控制端与所述热泵机组(10)中的四通阀(13)电源控制端、压缩机(14)电源控制端、第一至第三阀门(181-183)电源控制端、第五至第七阀门(185-187)电源控制端以及双源换热器(20)中的壳管阀门(215)及翅片管阀门(223)电源控制端分别连接。

2.如权利要求1所述的水与空气双源热泵机组，其特征在于：

所述储液器(17)的进出口之间还连接一个开关阀(188)。

3.如权利要求2所述的水与空气双源热泵机组，其特征在于：

所述开关阀(188)的电源控制端与PLC(30)的一个控制端连接。

4.如权利要求3所述的水与空气双源热泵机组，其特征在于：

所述干燥过滤器(16)的出口端与第二单向阀(182)及第三单向阀(183)的连接端之间还连接一个调节阀(184)。

5.如权利要求1所述的水与空气双源热泵机组，其特征在于：

所述调节阀(184)的电源控制端与PLC(30)的一个控制端连接。

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