CN104713269A - 多换热器切换的地源热泵热水机组 - Google Patents

多换热器切换的地源热泵热水机组 Download PDF

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张克辉
陈斌
赵贝
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    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02742—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using two four-way valves

Abstract

本发明公开了一种多换热器切换的地源热泵热水机组，包括有压缩机、储液罐、膨胀阀、热水侧冷凝器、空调侧换热器和地源换热器，压缩机的出口端依次通过第一四通阀和第二四通阀与热水侧冷凝器的进口端连接，热水侧冷凝器的出口端通过储液罐与膨胀阀的进口端连接，膨胀阀的出口端并接有第一电磁阀和第二电磁阀；第一电磁阀的出口端与空调侧换热器的一端连接，空调侧换热器的另一端通过第二四通阀与压缩机连接；第二电磁阀的出口端与地源换热器的一端连接，地源换热器的另一端通过第一四通阀与压缩机连接；空调侧换热器和地源换热器分别与储液罐的入口端连接。本发明集约空调、热水、空调+热水等功能于一体，可实现一机多用。

Description

多换热器切换的地源热泵热水机组
技术领域
    本发明涉及空调领域，具体是一种多换热器切换的地源热泵热水机组。
背景技术
从能耗的角度上分析，地源热泵空调技术利用储存于地表浅层或地下的取之不尽的能源，成为可再生能源的一种形式，相对于空气源而言，更高效，更可高。
地源热泵是利用地表浅层土壤里的低位能源，并将之采集、提升、转化为可利用的高品位能源，冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境温度高，夏季比环境温度低，是很好的热泵热源。这种温度特性，使得地源热泵系统比空气源空调系统运行效率高40%，节省运行费用40%左右，且机组运行更可靠、稳定，保证了系统的高效性和经济性，也比传统空调系统更加舒适。另外，提取自然界中的能量，能效高，没有任何污染物排放，是当今最清洁、经济的能源方式。
空气源热泵机组用在北方地区，在冬季寒冷季节，能效低，且换热器易结霜，若结霜问题处理不好严重影响机组运行。地源热泵空调技术解决了空气源热泵热水机在寒冷地区使用的瓶颈问题。
市场上的家用或商用制冷循环系统大概分为两类，一是热泵空调，用来调节空气温度，达到制冷与制热的目的；二是热泵热水机，专门用来制取生活热水。
上述两类在使用时都是单一的利用冷凝热（蒸发热），而把蒸发热（冷凝热）白白的放掉；而且如同时满足空气调节和生活热水需要，须投入两种设备。这样不但初始成本大，运行成本也很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种经济适用、环保节能的多换热器切换的地源热泵热水机组，集约空调、热水、空调+热水等功能于一体，可实现一机多用，在实现一年四季对室内空气调节的同时又能满足生活热水的需求，特别是在夏季实现空调和热水联供模式。
本发明的技术方案如下：
一种多换热器切换的地源热泵热水机组，包括有压缩机、储液罐、膨胀阀、热水侧冷凝器、空调侧换热器和地源换热器，其特征在于：所述压缩机的出口端依次通过第一四通阀和第二四通阀与所述热水侧冷凝器的进口端连接，所述热水侧冷凝器的出口端通过所述的储液罐与所述膨胀阀的进口端连接，所述膨胀阀的出口端并接有第一电磁阀和第二电磁阀；所述第一电磁阀的出口端与所述空调侧换热器的一端连接，所述空调侧换热器的另一端通过所述的第二四通阀与所述的压缩机连接；所述第二电磁阀的出口端与所述地源换热器的一端连接，所述地源换热器的另一端通过所述第一四通阀与所述的压缩机连接；所述的空调侧换热器和地源换热器分别与所述储液罐的入口端连接。
所述的多换热器切换的地源热泵热水机组，其特征在于：所述第一电磁阀与第二电磁阀的出口端均设有单向阀。
所述的多换热器切换的地源热泵热水机组，其特征在于：所述的空调侧换热器与所述储液罐之间以及所述的地源换热器与所述储液罐之间分别设有单向阀。
所述的多换热器切换的地源热泵热水机组，其特征在于：所述的水源换热器为利用地源热源换热的水冷式换热器。
所述的多换热器切换的地源热泵热水机组，其特征在于：所述压缩机出口端与所述第一四通阀的A口连接，所述第一四通阀的D口与所述第二四通阀的A口连接，所述第二四通阀的D口与所述热水侧冷凝器的入口端连接；所述第一四通阀的B口与所述的地源换热器连接，所述第一四通阀的C口与所述的压缩机连接；所述第二四通阀的B口与所述的空调侧换热器连接，所述第二四通阀的C口与所述的压缩机连接。
四通阀的工作原理是：当四通阀不通电时，四通阀中A、D口连通，B、C口连通；四通阀通电时，内部活塞移动，使A、B口连通，C、D连通。
本发明通过两个四通阀的切换完成三个换热器高压侧的切换工作，再通过储液罐、电磁阀、单向阀组合完成三个换热器在膨胀阀前后的切换工作，实现生活热水、空调+热水、空调制热、空调制冷四种功能。
本发明的有益效果：
1、本发明可以实现生活热水、空调+热水、空调制热、空调制冷四种功能的流程；
2、本发明可靠性强，通过四通阀、电磁阀的开关和单向阀引导实现所需分配冷凝器和蒸发器任务时的唯一流程，参与流程的零部件与不参与功能的零部件完全隔离，不会出现串氟现象；
3、本发明结构简单，利用储液罐、电磁阀和单向阀的组合实现三个换热器切换实现四个流程；
4、本发明安全可靠，选用的四通阀、储液罐、电磁阀、单向阀都是制冷领域常用零配件，严格恪守零件使用范围和条件，不改变零部件的本身的结构及特性，且成本低。
附图说明
    图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种多换热器切换的地源热泵热水机组，包括有压缩机1、储液罐7、膨胀阀3、热水侧冷凝器2、空调侧换热器4和地源换热器5，压缩机1的出口端依次通过第一四通阀6a和第二四通阀6b与热水侧冷凝器2的进口端连接，热水侧冷凝器2的出口端通过储液罐7与膨胀阀3的进口端连接，膨胀阀3的出口端并接有第一电磁阀8a和第二电磁阀8b；第一电磁阀8a的出口端与空调侧换热器4的一端连接，空调侧换热器4的另一端通过第二四通阀6b与压缩机1连接；第二电磁阀8b的出口端与地源换热器5的一端连接，地源换热器5的另一端通过第一四通阀6a与压缩机连接；空调侧换热器4和地源换热器5分别与储液罐7的入口端连接。
本发明中，第一电磁阀8a与第二电磁阀8b的出口端均设有单向阀9a、9b。空调侧换热器4与储液罐7之间设有单向阀9d，地源换热器5与储液罐7之间设有单向阀9c；水源换热器5为利用地源热源换热的水冷式换热器。
压缩机1出口端与第一四通阀6a的A口连接，第一四通阀6a的D口与第二四通阀6b的A口连接，第二四通阀6b的D口与热水侧冷凝器2的入口端连接；第一四通阀6a的B口与地源换热器5连接，第一四通阀6a的C口与压缩机1连接；第二四通阀6b的B口与空调侧换热器4连接，第二四通阀6b的C口与压缩机1连接。
本发明的工作过程如下：
一、生活热水过程：
第一四通阀6a、第二四通阀6b断电；第一电磁阀8a关闭，第二电磁阀8b开启。
制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气体，经过第一四通阀6a的A、D口、第二四通阀6b的A、D口进入热水侧冷凝器3进行冷凝，冷凝后的高压液体工质进入储液罐7中，再经膨胀阀3节流成低压气液混合工质，经第二电磁阀8b、单向阀9b进入地源换热器5进行蒸发换热汽化，经第一四通阀6a的B、C口回到压缩机1中进行循环。在此过程中将热水侧冷凝器中的水进行加热并做为生活热水使用。
二、空调制冷与热水过程：
第一四通阀6a、第二四通阀6b断电；第一电磁阀8a开启，第二电磁阀8b关闭。
制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气体，经过第一四通阀6a的A、D口、第二四通阀6b的A、D口进入热水侧冷凝器2进行冷凝，冷凝后的高压液体工质进入储液罐7中，再经膨胀阀3节流成低压气液混合工质，经第一电磁阀8a、单向阀9a 进入空调侧换热器4进行蒸发换热汽化，经第二四通阀6b的B、C口回到压缩机1中进行循环。空调在制冷的同时将热水侧冷凝器中循环水进行加热并做为生活热水使用。
三、空调制热过程：
第一四通阀6a断电；第二四通阀6b通电；第一电磁阀8a关闭，第二电磁阀8b开启。
制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气体，经过第一四通阀6a的A、D口、第二四通阀6b的A、B口进入空调侧换热器4进行冷凝，冷凝后的高压液体工质经单向阀9d 进入储液罐7中，再经膨胀阀3节流成低压气液混合工质，经第二电磁阀8b、单向阀9b进入地源换热器5进行蒸发换热汽化，经第一四通阀6a的B、C口回到压缩机1中进行循环，实现空调制冷功能。
四、空调制冷过程：
第一四通阀6a通电，其A、B口连通，C、D口连通；第二四通阀6b断电，其为A、D口连通，B、C口连通状态；第一电磁阀8a开启，第二电磁阀8b关闭。
制冷剂经压缩机1压缩成高温高压气体，经过第一四通阀6a的A、B口进入地源换热器5进行冷凝，冷凝后的高压液体工质经单向阀9c进入储液罐5中，再经膨胀阀3节流成低压气液混合工质，经第一电磁阀8a、单向阀9a进入空调侧换热器4进行蒸发换热汽化，经第二四通阀6b的B、C口回到压缩机1中进行循环，实现空调制热功能。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种多换热器切换的地源热泵热水机组，包括有压缩机、储液罐、膨胀阀、热水侧冷凝器、空调侧换热器和地源换热器，其特征在于：所述压缩机的出口端依次通过第一四通阀和第二四通阀与所述热水侧冷凝器的进口端连接，所述热水侧冷凝器的出口端通过所述的储液罐与所述膨胀阀的进口端连接，所述膨胀阀的出口端并接有第一电磁阀和第二电磁阀；所述第一电磁阀的出口端与所述空调侧换热器的一端连接，所述空调侧换热器的另一端通过所述的第二四通阀与所述的压缩机连接；所述第二电磁阀的出口端与所述地源换热器的一端连接，所述地源换热器的另一端通过所述第一四通阀与所述的压缩机连接；所述的空调侧换热器和地源换热器分别与所述储液罐的入口端连接。
2.根据权利要求1所述的多换热器切换的地源热泵热水机组，其特征在于：所述第一电磁阀与第二电磁阀的出口端均设有单向阀。
3.根据权利要求1所述的多换热器切换的地源热泵热水机组，其特征在于：所述的空调侧换热器与所述储液罐之间以及所述的地源换热器与所述储液罐之间分别设有单向阀。
4.根据权利要求1所述的多换热器切换的地源热泵热水机组，其特征在于：所述的水源换热器为利用地源热源换热的水冷式换热器。
5.根据权利要求1所述的多换热器切换的地源热泵热水机组，其特征在于：所述压缩机出口端与所述第一四通阀的A口连接，所述第一四通阀的D口与所述第二四通阀的A口连接，所述第二四通阀的D口与所述热水侧冷凝器的入口端连接；所述第一四通阀的B口与所述的地源换热器连接，所述第一四通阀的C口与所述的压缩机连接；所述第二四通阀的B口与所述的空调侧换热器连接，所述第二四通阀的C口与所述的压缩机连接。
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