CN111156569B - 一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，包括装有工质的管线回路以及依次串接在所述管线回路上的蒸发器、压缩机、热水水箱、冷凝器以及节流阀，所述热水水箱与所述节流阀通过装有工质的管线连接，且所述连接管线上设有第一电磁阀，所述冷凝器与热水水箱之间的连接管线上设有第二电磁阀，所述冷凝器为直接接入所述管线回路的地热暖管。本发明不仅能够省去换热器、水泵，免去了换热损失，提高了地暖的系统效率，而且还具备供应热水的功能，极大的提升了地暖系统的利用率。

Description

一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统
技术领域
本发明涉及地暖技术领域，具体涉及一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统。
背景技术
由于环境污染、能源浪费严重等原因，目前我国以煤炭为基本能源的集中供暖方式弊端凸显，必将向以地暖为主的采暖方式转变。目前的地暖系统一般是以燃气、燃油或电力为能源的水暖系统。与热泵方式相比，存在下述主要缺点：(1)能源消耗方面，直接方式的能效比永远小于1，而热泵方式的能效比可达3.0；(2)安全性方面，热泵方式水电分离，不会出现漏点情况，而直热方式则存在漏点可能；(3)空气中的热量绝大部分来自太阳，空气源热泵提取空气中的热量，事实上是间接和深层次地利用太阳能；(4)与水源热泵、地源热泵相比，空气源热泵无需打深井、不需要开挖地面，特别适用于城市居民密集区、远离中央热力站的居民区或独栋建筑，使用极其方便。所以说将空气源热泵与地暖结合，节能环保，将成为未来采暖主要方式。
但是现有的热泵地暖装置中，在地暖管道内制冷工质的外侧加设换热器，并配装水泵进行循环，这种结构形式存在较大换热损失，影响地暖的系统效率；而且这种结构形式的地暖无法实现在冬天采暖季工作的同时向人们供应热水，也无法实现在不使用地暖的夏季同样向人们供应热水，极大的降低了地暖系统的利用率。
发明内容
本发明针对上述存在的问题，提供一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，不仅能够省去换热器、水泵，免去了换热损失，提高了地暖的系统效率，而且还具备供应热水的功能，极大的提升了地暖系统的利用率。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：
一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，包括装有工质的管线回路以及依次串接在所述管线回路上的蒸发器、压缩机、热水水箱、冷凝器以及节流阀，所述热水水箱与所述节流阀通过装有工质的管线连接，且所述连接管线上设有第一电磁阀，所述冷凝器与热水水箱之间的连接管线上设有第二电磁阀，所述冷凝器为直接接入所述管线回路的地热暖管。
优选地，所述冷凝器与节流阀之间的连接管线上设有储液罐。
优选地，所述储液罐与节流阀之间的连接管线上设有低温增焓装置，所述低温增焓装置包括经济器以及与所述经济器连接的主回路和辅回路，所述辅回路上设有氟路电磁阀，所述主回路与辅回路并联，且所述主回路通过经济器与节流阀连接，所述辅回路通过经济器与所述压缩机连接。
优选地，所述氟路电磁阀由第三电磁阀和电子膨胀阀串联组成。
优选地，可供应热水的直凝式空气源地暖系统还包括串接在所述管线回路上的四通换向阀，所述四通换向阀的第一端口与蒸发器的排气端口接通，第二端口与压缩机的吸气端口接通，第三端口分别与冷凝器和节流阀接通，第四端口与热水水箱盘管的排气端口接通。
优选地，所述管线回路上在压缩机的低压入口处设有汽液分离器。
优选地，所述管线回路上在压缩机的高压出口处设有油分离器。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明将地热暖管直接接入管线回路中代替冷凝器，省去换热器、水泵，免去了换热损失，提高了地暖的系统效率；此外，增加热水水箱不仅可以随时向人们供应热水，提升地暖系统的利用率，而且还能够在化霜时，地热暖管不会变成蒸发器从而降低室内温度；此外，低温增焓装置的设置使得本发明的地暖系统的机组在室外环境温度高于－30℃的范围内都能够正常使用，增强本发明地暖系统的能效和安全性。
附图说明
图1为本发明一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细描述。
参见图1，一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，包括装有工质的管线回路以及依次串接在管线回路上的蒸发器1、压缩机2、热水水箱3、冷凝器4以及节流阀5，热水水箱3与节流阀5通过装有工质的管线连接，且连接管线上设有第一电磁阀31，冷凝器4与热水水箱3之间的连接管线上设有第二电磁阀41，冷凝器4为直接接入管线回路的地热暖管。
本实施例中，地暖系统工作时，压缩机运行，不断压缩管线回路内的工质，并通过工质将蒸发器周围的热量运输至地热暖管，从而为用户进行供暖，本实施例中管线回路和地热暖管直接对接，省去传统结构中的换热器、水泵，进而免去了换热损失，进一步提高地暖系统的效率。本实施例中装有工质的管线回路采用紫铜管。
进一步的，本实施例在压缩机与冷凝器之间的管路上还设有热水水箱，这样当地暖系统在冬季采暖季节使用时就可以在地热供暖的同时供应热水，既方便人们使用热水，又能最大程度的提升地暖系统的利用率；当夏季不需要供暖时地暖系统就可以只供应热水，具体为通过关闭热水水箱与地热暖管之间的连接管路上设置的电磁阀来阻止热量传输进地热暖管中。热水水箱的设置还能够确保在化霜时，地热暖管不会变成蒸发器从而降低室内温度。
可选的，冷凝器4与节流阀5之间的连接管线上设有储液罐6。储液罐用于储存工质，地暖系统在不同的制冷阶段由于压差不同、流量不同，所需的工质量也不同，安个储液罐以满足各个阶段的工质量的要求。
可选的，储液罐6与节流阀5之间的连接管线上设有低温增焓装置，低温增焓装置包括经济器71以及与经济器71连接的主回路72和辅回路73，辅回路73上设有氟路电磁阀，主回路72与辅回路73并联，且主回路72通过经济器71与节流阀5连接，辅回路73通过经济器71与压缩机2连接。
可选的，氟路电磁阀由第三电磁阀74和电子膨胀阀75串联组成。
上述低温增焓装置的工作过程是：从直凝式冷凝器回来的冷媒，先经过储液罐，然后分流到主回路和辅回路，主回路先经过经济器然后再经过节流阀节流才回到蒸发器进行吸热，辅回路是由常闭氟路电磁阀控制，需要在超低温的环境温度下才启动氟路电磁阀，由辅回路的电子膨胀阀节流再经过经济器，两个回路在经济器内进行热量的交换，使得辅回路回压缩机的冷媒焓值增加，而主回路的冷媒放热后进入蒸发器中吸取最多的热量，从而达到提升制热量的效果。
可选的，本实施例还包括串接在管线回路上的四通换向阀8，四通换向阀8的第一端口81与蒸发器1的排气端口接通，第二端口82与压缩机2的吸气端口接通，第三端口83分别与冷凝器4和节流阀5接通，第四端口84与热水水箱3盘管的排气端口接通。
通过上述结构，本实施例的地暖系统在采暖季使用时需要地暖管道和热水水箱同时生热，其生热过程为：蒸发器中产生的热蒸汽通过连接管线进入到四通换向阀，然后再从四通换向阀的第二端口进入压缩机，压缩机对低压的热蒸汽进行升压，升压后的蒸汽会进入热水水箱的管道中，随后再进入四通换向阀的第四端口，经过四通换向阀的第三端口进入地暖管道中，从地暖管道中流出的热水会经过节流阀流回蒸发器进行循环。
本实施例的地暖系统在夏季使用时只需要热水水箱供热水即可，其生热过程为：蒸发器中产生的热蒸汽通过连接管线进入到四通换向阀，然后再从四通换向阀的第二端口进入压缩机，压缩机对低压的热蒸汽进行升压，升压后的蒸汽会进入热水水箱的管道中，随后再进入四通换向阀的第四端口，此时第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，因此热水水箱中的水会直接进入节流阀再流回蒸发器进行循环。
本实施例的地暖系统化霜的工作过程是：地暖系统的机组启动化霜时，经过压缩机升压后的蒸汽经过四通换向阀进入翅片冷凝器，即制热时的蒸发器，对翅片冷凝器进行除霜，然后经过节流阀对高压蒸汽降压后，进入热水水箱的盘管换热器，此时在地暖管处加装单向阀，使得从节流阀流出的低压蒸汽不经过地暖管直接进入热水水箱的盘管换热器，最后进入四通换向阀的第四端口，再经过四通换向阀的第二端口回到压缩机。
可选的，管线回路上在压缩机2的低压入口处21设有汽液分离器9。汽液分离器的作用是将工质的气相和液相分离，其目的是保证压缩机内不要进入液态工质，防止压缩机因液击而造成损坏。
可选的，管线回路上在压缩机2的高压出口处22设有油分离器10。油分离器的作用是将压缩机排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，防止压缩机排出的润滑油到了地暖管道内部不流回来，导致压缩机缺油损坏，设置油分离器就保证了压缩机排出的润滑油出来以后不经过地暖管道，而先由油分离器进行分离，保证让压缩机不缺油，以保证装置安全高效地运行。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明将地热暖管直接接入管线回路中代替冷凝器，省去换热器、水泵，免去了换热损失，提高了地暖的系统效率；此外，增加热水水箱不仅可以随时向人们供应热水，提升地暖系统的利用率，而且还能够在化霜时，地热暖管不会变成蒸发器从而降低室内温度；此外，低温增焓装置的设置使得本发明的地暖系统的机组在室外环境温度高于－30℃的范围内都能够正常使用，增强本发明地暖系统的能效和安全性。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明之权利范围。

Claims (6)

1.一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，其特征在于，包括装有工质的管线回路以及依次串接在所述管线回路上的蒸发器、压缩机、热水水箱、冷凝器以及节流阀，所述热水水箱与所述节流阀通过装有工质的管线连接，且连接管线上设有第一电磁阀，所述冷凝器与热水水箱之间的连接管线上设有第二电磁阀，所述冷凝器为直接接入所述管线回路的地热暖管；
还包括串接在所述管线回路上的四通换向阀，所述四通换向阀的第一端口与蒸发器的排气端口接通，第二端口与压缩机的吸气端口接通，第三端口分别与冷凝器和节流阀接通，第四端口与热水水箱盘管的排气端口接通；
所述压缩机与冷凝器之间的管路上还设有热水水箱，这样当地暖系统在冬季采暖季节使用时就能够在地热供暖的同时供应热水，既方便人们使用热水，又能最大程度的提升地暖系统的利用率；当夏季不需要供暖时地暖系统就可以只供应热水，具体为通过关闭热水水箱与地热暖管之间的连接管路上设置的电磁阀来阻止热量传输进地热暖管中，热水水箱的设置还能够确保在化霜时，地热暖管不会变成蒸发器从而降低室内温度；
所述地暖系统在采暖季使用时需要地暖管道和热水水箱同时生热，其生热过程为：蒸发器中产生的热蒸汽通过连接管线进入到四通换向阀，然后再从四通换向阀的第二端口进入压缩机，压缩机对低压的热蒸汽进行升压，升压后的蒸汽会进入热水水箱的管道中，随后再进入四通换向阀的第四端口，经过四通换向阀的第三端口进入地暖管道中，从地暖管道中流出的热水会经过节流阀流回蒸发器进行循环。
2.根据权利要求1所述的一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，其特征在于，所述冷凝器与节流阀之间的连接管线上设有储液罐。
3.根据权利要求2所述的一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，其特征在于，所述储液罐与节流阀之间的连接管线上设有低温增焓装置，所述低温增焓装置包括经济器以及与所述经济器连接的主回路和辅回路，所述辅回路上设有氟路电磁阀，所述主回路与辅回路并联，且所述主回路通过经济器与节流阀连接，所述辅回路通过经济器与所述压缩机连接。
4.根据权利要求3所述的一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，其特征在于，所述氟路电磁阀由第三电磁阀和电子膨胀阀串联组成。
5.根据权利要求4所述的一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，其特征在于，所述管线回路上在压缩机的低压入口处设有汽液分离器。
6.根据权利要求4所述的一种可供应热水的直凝式空气源热泵地暖系统，其特征在于，所述管线回路上在压缩机的高压出口处设有油分离器。
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Denomination of invention: A Direct Condensing Air Source Heat Pump Floor Heating System for Hot Water Supply

Effective date of registration: 20221017

Granted publication date: 20220422

Pledgee: Ping An Bank Co.,Ltd. Foshan branch

Pledgor: FOSHAN JUYANG NEW ENERGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980018561