CN105180499A - 一种小型可清洗式地源热泵一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型可清洗式地源热泵一体机，包括机壳，位于机壳正面的控制系统以及位于机壳内部的制冷剂环路和水流环路；所述制冷剂环路包括压缩机、冷凝器制冷剂侧、膨胀阀和蒸发器制冷剂侧，所述压缩机的两端分别与所述冷凝器制冷剂侧一端和蒸发器制冷剂侧一端连接，所述冷凝器制冷剂侧的另一端通过所述膨胀阀与所述蒸发器制冷剂侧的另一端连接。本发明提供的小型可清洗式地源热泵一体机，改善了换热器型式，提高了机组系统集成度，具有结构简单、清洗容易、管理方便、易于实现、使用可靠的特点，大大拓宽了地源热泵使用范围，可广泛应用于小型地源热泵空调领域。

Description

一种小型可清洗式地源热泵一体机

技术领域

本发明属于热泵技术领域，涉及一种小型可清洗式地源热泵一体机。

背景技术

随着人们生活水平的提高，小型地源热泵在村镇独栋建筑以及别墅建筑中的使用越来越广泛。地源热泵与常规空调系统不同，由于地埋管换热器施工过程中容易掺入泥沙，并且一般埋深较深，冲洗困难等原因，地埋管换热器中水的含沙量较一般系统高，如果这时依然采用常规热泵机组蒸发器，冷凝器采用的换热器型式，容易造成蒸发器、冷凝器中水流通道的堵塞。另一方面，与简单家用分体式空调器不同之处在于：地源热泵空调系统的开关、调节有着严格的操作逻辑。目前用于公共建筑的大型地源热泵空调系统一般都采用专人管理的模式，操作、维护较为复杂，严重制约了小型地源热泵空调系统的发展。基于以上原因，应当研究一种结构紧凑、功能集成、操作方便、清洗容易、适用于小型地源热泵系统的地源热泵一体机。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种小型可清洗式地源热泵一体机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种小型可清洗式地源热泵一体机，包括机壳，位于机壳正面的控制系统以及位于机壳内部的制冷剂环路和水流环路。

所述制冷剂环路包括压缩机、冷凝器制冷剂侧、膨胀阀和蒸发器制冷剂侧，所述压缩机的两端分别与所述冷凝器制冷剂侧一端和蒸发器制冷剂侧一端连接，所述冷凝器制冷剂侧的另一端通过所述膨胀阀与所述蒸发器制冷剂侧的另一端连接。

所述水流环路包括冷凝器水流侧、蒸发器水流侧、蒸发器侧循环水泵、冷凝器侧循环水泵、第一循环水路四通换向阀和第二循环水路四通换向阀；

所述冷凝器水流侧一端通过所述冷凝器侧循环水泵与所述第一循环水路四通换向阀的一端连接，

所述冷凝器水流侧另一端与所述第二循环水路四通换向阀的一端连接，

所述蒸发器水流侧一端通过所述蒸发器侧循环水泵与所述第二循环水路四通换向阀的一端连接，

所述蒸发器水流侧另一端与所述第一循环水路四通换向阀的一端连接，

所述第一循环水路四通换向阀的另外两端分别连接空调末端和地埋管换热器，

所述第二循环水路四通换向阀的另外两端分别连接空调末端和地埋管换热器。

所述压缩机采用数码涡旋式压缩机。

所述第一循环水路四通换向阀和所述第二循环水路四通换向阀均采用不锈钢电磁四通球阀。

所述冷凝器和所述蒸发器均采用螺旋板式换热器。

所述蒸发器侧循环水泵和所述冷凝器侧循环水泵均采用小型管道变频泵。

所述控制系统是所述地源热泵一体机内部的各个部件的控制逻辑被写入主板的控制单元，所述控制单元接收到指令以控制各个部件。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明提供的小型可清洗式地源热泵一体机，采用螺旋板式换热器作为蒸发器、冷凝器的换热器类型，并采用两个用于循环水路的四通换向阀以及内置于机组的循环水泵，通过不同阀位与水泵不同运行状态的组合，轻松实现了机组制冷、制热、蒸发器清洗、冷凝器清洗不同功能的转换，克服了小型地源热泵系统很难在单体建筑中推广的困难，本发明的结构高度集成，并且管理方便，容易清洗，非常适用于别墅、独栋村镇建筑等小型建筑。

目前，市场上水—水热泵(空调)机组不能较好的适应地源热泵空调系统水质含沙的情况；另一方面，由现行单纯水—水热泵机组所组成的地源热泵空调系统操作、清洗、管理复杂，很难在小型单体建筑中推广；本发明提供的小型可清洗式地源热泵一体机，改善了换热器型式，提高了机组系统集成度，具有结构简单、清洗容易、管理方便、易于实现、使用可靠的特点，大大拓宽了地源热泵使用范围，可广泛应用于小型地源热泵空调领域。

附图说明

图1为本发明实施例的小型可清洗式地源热泵一体机的结构示意图。

其中：1为压缩机，2为冷凝器，3为膨胀阀，4为蒸发器，5为蒸发器侧循环水泵，6为冷凝器侧循环水泵，7为第一循环水路四通换向阀，8为第二循环水路四通换向阀，9为空调末端，10为地埋管换热器。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种小型可清洗式地源热泵一体机的结构如图1所示，图1为本发明实施例的小型可清洗式地源热泵一体机的结构示意图。包括机壳，位于机壳正面的控制系统以及位于机壳内部的制冷剂环路和水流环路。

所述制冷剂环路包括压缩机1、冷凝器2制冷剂侧、膨胀阀3和蒸发器4制冷剂侧，所述压缩机1的两端分别与所述冷凝器2制冷剂侧一端和蒸发器4制冷剂侧一端连接，所述冷凝器2制冷剂侧的另一端通过所述膨胀阀3与所述蒸发器4制冷剂侧的另一端连接。

所述水流环路包括冷凝器2水流侧、蒸发器4水流侧、蒸发器侧循环水泵5、冷凝器侧循环水泵6、第一循环水路四通换向阀7和第二循环水路四通换向阀8；

所述冷凝器2水流侧一端通过所述冷凝器侧循环水泵6与所述第一循环水路四通换向阀7的一端连接，

所述冷凝器2水流侧另一端与所述第二循环水路四通换向阀8的一端连接，

所述蒸发器4水流侧一端通过所述蒸发器侧循环水泵5与所述第二循环水路四通换向阀8的一端连接，

所述蒸发器4水流侧另一端与所述第一循环水路四通换向阀7的一端连接，

所述第一循环水路四通换向阀7的另外两端分别连接空调末端9和地埋管换热器10，

所述第二循环水路四通换向阀8的另外两端分别连接空调末端9和地埋管换热器10。小型可清洗式地源热泵一体机的进出水管路可直接与室内末端9以及地埋管换热器10连接，不用再额外安装水泵。

所述压缩机1采用数码涡旋式压缩机。

所述第一循环水路四通换向阀7和所述第二循环水路四通换向阀8均采用不锈钢电磁四通球阀。

所述冷凝器2和所述蒸发器4均采用螺旋板式换热器，一方面可以提高换热器的换热效率，另一方面可以克服地埋管换热器(地下水)水质含沙量较大的不利影响。

所述蒸发器侧循环水泵5和所述冷凝器侧循环水泵6均采用小型管道变频泵，水泵高频运行时参数依照地源侧水力工况设计。

本发明通过第一循环水路四通换向阀7、第二循环水路四通换向阀8、蒸发器侧循环水泵5、冷凝器侧循环水泵6不同运行状态的组合，可实现制冷、制热、蒸发器清洗、冷凝器清洗四种功能。

夏季制冷模式及蒸发器清洗模式下：第一循环水路四通换向阀7中的水流通道为：a→b，c→d；第二循环水路四通换向阀8中的水流通道为：n→m，q→p。蒸发器4通过第一循环水路四通换向阀7的a→b水流通道与空调末端9连通，冷冻水经空调末端9后通过第二循环水路四通换向阀8的n→m水流通道与蒸发器侧循环水泵5相连通，水流进而流回蒸发器4，形成冷冻水环路，从而实现向室内供冷的目的。冷凝器2通过第二循环水路四通换向阀8的q→p水流通道与地埋管换热器10连通，冷却水经地埋管换热器10后通过第一循环水路四通换向阀7的c→d水流通道与冷凝器侧循环水泵6相连通，水流进而流回冷凝器2，形成冷却水环路。

冬季制热模式及冷凝器清洗模式下：第一循环水路四通换向阀7中的水流通道为：a→c，b→d；第二循环水路四通换向阀8中的水流通道为：p→m，q→n。冷凝器2通过第二循环水路四通换向阀8的q→n水流通道与空调末端9连通，热水经空调末端9后通过第一循环水路四通换向阀7的b→d水流通道与冷凝器侧循环水泵6相连通，水流进而流回冷凝器2，形成热水环路，从而实现向室内供热的目的。蒸发器4通过第一循环水路四通换向阀7的a→c水流通道与地埋管换热器10连通，冷水经地埋管换热器10后通过第二循环水路四通换向阀8的p→m水流通道与蒸发器侧循环水泵6相连通，水流进而流回蒸发器4，形成冷水环路。

夏季制冷模式下，蒸发器侧循环水泵5低频运行，冷凝器侧循环水泵6高频运行；冬季制热模式下，蒸发器侧循环水泵5高频运行，冷凝器侧循环水泵6低频运行，通过蒸发器侧循环水泵5和冷凝器侧循环水泵6运行频率的变化，以适应源侧与负荷侧水力工况的变化。

蒸发器清洗模式下压缩机不启动，蒸发器侧循环水泵5高频运行，冷凝器侧循环水泵6停止运行，通过增大蒸发器侧换热器的水流压力可以达到将蒸发器内部的颗粒物等杂质清出，然后将循环水放出即可达到清洗蒸发器的目的；同理，冷凝器清洗模式下压缩机不启动，蒸发器侧循环水泵5停止运行，冷凝器侧循环水泵6高频运行。

压缩机1、第一循环水路四通换向阀7、第二循环水路四通换向阀8、蒸发器侧循环水泵5、冷凝器侧循环水泵6等部件的控制逻辑均被写入主板的控制单元，由主板控制单元根据所接收到的制冷/制热/蒸发器清洗/冷凝器清洗信号控制相应的水路模式、水泵运行频率或完成不同模式之间水路的切换，无需人工手动切换，操作方便。

具体实施方式及顺序为：主板控制单元接收到具体信号时，

首先调整压缩机1的运行状态，确保压缩机1处于停机状态，

待确认压缩机1停止运行后，调整蒸发器侧循环水泵5、冷凝器侧循环水泵6的运行状态，确保蒸发器侧循环水泵5、冷凝器侧循环水泵6处于停机状态；

待确认蒸发器侧循环水泵5、冷凝器侧循环水泵6停止运行后，控制第一循环水路四通换向阀7的阀位；

确定第一循环水路四通换向阀7的具体水流通道后，调整第二循环水路四通换向阀8的阀位；

待第二循环水路四通换向阀8的水流通道确定后，再确定蒸发器侧循环水泵5的运行状态，进而调整冷凝器侧循环水泵6的运行状态；

待水路通道及水泵运行频率调整到位后，再确定压缩机1是否启动。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型可清洗式地源热泵一体机，其特征在于：包括机壳，位于机壳正面的控制系统以及位于机壳内部的制冷剂环路和水流环路。

2.根据权利要求1所述的小型可清洗式地源热泵一体机，其特征在于：所述制冷剂环路包括压缩机、冷凝器制冷剂侧、膨胀阀和蒸发器制冷剂侧，所述压缩机的两端分别与所述冷凝器制冷剂侧一端和蒸发器制冷剂侧一端连接，所述冷凝器制冷剂侧的另一端通过所述膨胀阀与所述蒸发器制冷剂侧的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的小型可清洗式地源热泵一体机，其特征在于：所述水流环路包括冷凝器水流侧、蒸发器水流侧、蒸发器侧循环水泵、冷凝器侧循环水泵、第一循环水路四通换向阀和第二循环水路四通换向阀；

所述冷凝器水流侧一端通过所述冷凝器侧循环水泵与所述第一循环水路四通换向阀的一端连接，

所述冷凝器水流侧另一端与所述第二循环水路四通换向阀的一端连接，

所述蒸发器水流侧一端通过所述蒸发器侧循环水泵与所述第二循环水路四通换向阀的一端连接，

所述蒸发器水流侧另一端与所述第一循环水路四通换向阀的一端连接，

所述第一循环水路四通换向阀的另外两端分别连接空调末端和地埋管换热器，

所述第二循环水路四通换向阀的另外两端分别连接空调末端和地埋管换热器。

4.根据权利要求2所述的小型可清洗式地源热泵一体机，其特征在于：所述压缩机采用数码涡旋式压缩机。

5.根据权利要求3所述的小型可清洗式地源热泵一体机，其特征在于：所述第一循环水路四通换向阀和所述第二循环水路四通换向阀均采用不锈钢电磁四通球阀。

6.根据权利要求2或3所述的小型可清洗式地源热泵一体机，其特征在于：所述冷凝器和所述蒸发器均采用螺旋板式换热器。

7.根据权利要求3所述的小型可清洗式地源热泵一体机，其特征在于：所述蒸发器侧循环水泵和所述冷凝器侧循环水泵均采用小型管道变频泵。

8.根据权利要求1所述的小型可清洗式地源热泵一体机，其特征在于：所述控制系统是所述地源热泵一体机内部的各个部件的控制逻辑被写入主板的控制单元，所述控制单元接收到指令以控制各个部件。