CN1122155C - 井式液体冷热源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的井式冷热源系统包括由管路连接在一起的水井、能量提升器、出液泵和抽液泵。水井为能提供15℃左右低位冷热源恒温井水的水井，并用隔板分成上、下两部分，其出液管、回液管分别与能量提升器的进液管和回液管相连。抽液泵置于水井的下部或隔板上。能量提升器的出液管与负载，如空调器相接，其出液管上装有出液泵。负载，如空调器的回液管和与能量提升器的冷凝器相偶合的热交换管路的进液管相连。本系统是一种投资少，无污染的能源系统。

Description

井式液体冷热源系统
本发明涉及一种能源系统，具体地说涉及一种井式液体冷热源系统。
目前，人们使用的供热系统主要以煤、天然气或原油作能源。煤、天然气和原油不仅储量有限，而且燃烧后产生大量灰渣、粉尘或废气，不仅污染环境，而且会改变大气的性质，造成温室效应，使地球变暖，冰山融化，海平面上升……人们使用的制冷设备是以电能作为电源，电能不仅价格贵，而且一部分电能也是取自煤、天燃气或原油等燃料，同样存在污染环境，改变大气性质等问题。地下水中储存有大量的低位冷热源。法国西亚特(CiAT)公司生产的一种水-水热泵系统，就是以井水作为能源。但其需要建造二口水井，其中一口井作为供水井，另一口井作为回水井，因此，造价高。
本发明的目的在于克服上述不足，而提供一种只需一口水井的井式液体冷热源系统，该系统无污染且造价较低。
本发明的井式液体冷热源系统，包括水井、抽液泵、能量提升器和出液泵，其中水井为一口，在其内部设有一块将水井分隔成上、下两部分的隔板；抽液泵置于水井的下部或隔板上；能量提升器包括由压缩机、冷凝器、贮液器、干燥过滤器、节流器、蒸发器和气液分离器通过管道依次连接而组成的制热回路、热交换回路，所述热交换回路中的与所述冷凝器相偶合的热交换管路的出液管通过负载的进液管和出液泵与负载相连，所述负载的回液管和与所述冷凝器相偶合的热交换管路的进液管相连，与所述蒸发器相偶合的热交换管路的出液管与所述水井上部的回液管相连，所述水井的出液管经置于水井下部或隔板上的抽液泵和与所述蒸发器相偶合的热交换管路的进液管相连。
本发明井式液体冷热源系统，其进一步改进之处在于：还包括二个二位四通阀，与所述冷凝器相偶合的热交换管路的出液管与第一二位四通阀的第一接口相连，其进液管与第二二位四通阀的第一接口相连；负载的进液管与第一二位四通阀的第二接口相连，负载的回液管与第二二位四通阀的第四接口相连；与所述蒸发器相偶合的热交换管路的出水管与所述第一二位四通阀的第三接口相连，其进液管与第二二位四通阀的第三接口相连；所述水井的回液管与第一二位四通阀的第四接口相连，其出液管与第二二位四通阀的第二接口相连。
本发明井式液体冷热源系统，其又一改进之处在于所述制热回路中填充有工质R22。
本发明井式液体冷热源系统，其再一改进之处在于所述热交换回路中填充有防冻液。
本发明井式液体冷热源系统，其中在所述水井和能量提升器之间设置有换热器。
本发明井式液体冷热源系统的优点在于：它以地下水所含有的大量低位热源作为能源供冷热所需处(即负载)，例如供室内冬季采暖，夏季制冷使用。其工作时不产生任何有毒有害物质，无公害，无污染。另外，用一口水井代替两口水井的抽水井和回水井的作用，从而降低了水井的投资。再有，当回水不畅时，可采用抽液泵在水井隔板上的这种设置，这样可从水井的上部抽水，下部回水，使回水为有压回水。
下面结合附图对本发明的井式液体冷热系统作进一步的说明。
图1是本发明井式液体冷热源系统的原理图之一；
图2是本发明井式液体冷热源系统的原理图之二；
图3是本发明井式液体冷热源系统的能量提升器在冬季制热时的工作原理示意图；
图4是本发明井式液体冷热源系统的能量提升器在夏季制冷时的工作原理示意图。
如图1所示，本发明的井式液体冷热源系统，包括由管路连接在一起的水井20，能量提升器10，出液泵50和抽液泵60，水井20为能提供15℃左右低位冷热源恒温井水的水井，其出液管12a、回液管12b分别与能量提升器10的进液管和回液管相连。抽液泵60置于水井20的下部。能量提升10的出液管102与空调器(图中未示出)相接，出液管102上装有出液泵50，空调器的回液管103和与能量提升器10的冷凝器2相偶合的热交换管路30的进液管2b相连(图3)。
如图2所示，本发明的井式液体冷热源系统，是在图1所示的系统中在所述水井和能量提升器之间设置有换热器80。
图3为本系统的能量提升器10在冬季制热时的工作原理图。能量提升器10包括制热回路和热交换回路，其中，制热回路由压缩机1，冷凝器2，贮液器3，干燥过滤器4，节流器5，蒸发器6和气液分离器7通过管道依次连接而成。该制热回路与普通空调，冰箱采用的制热(冷)回路相同。在制热回路中填充有用于制热循环的工质R22。
在热交换回路中，设有两个二位四通阀，即第一二位四通阀8和第二二位四通阀9。其中，与冷凝器2相偶合的热交换管路30的出液管2a与第一二位四通阀8的第一接口8a相连，其进液管2b与第二二位四通阀9的第一接口9a相连；空调器的进液管102与第一二位四通阀8的第二接口8b相连，其出液管103与第二二位四通阀9的第四接口9d相连；与蒸发器6相偶合的热交换管路40出液管6a与第一二位四通阀8的第三接口8c相连，其进液管6b与第二二位四通阀9的第三接口9c相连；水井20的回液管12b与第一二位四通阀8的第四接口8d相连，其出液管12a与第二二位四通阀9的第二接口9b相连。在热交换回路中填充有水或防冻液等工作介质，本发明利用井水作能源的液体冷热源系统供空调器使用时，其热交换回路充填防冻液；如只用于供应热水，其热交换回路则充填水作工作介质。
所述能量提升器10在冬季制热时的工作过程如下：热交换回路管道内的液体工作介质吸收水井20中的低位热能并在抽液泵的作用下，经第二二位四通阀9、进液管6b送入与蒸发器6相偶合的热交换管路40。在蒸发器6内进行热交换，将热量传递给蒸发器6。经热交换后的液体经出液管6a，第一二位四通阀8、水井20的回液管12b流回至水井20。与此同时，蒸发器6中的工质R22通过蒸发器6的作用被转换为低温低压气体送入气液分离器7，在气液分离器7中经气液分离后被送入压缩机1。低压低温气体通过压缩机变为高温高压气体并被送至冷凝器2。在冷凝器2中，由压缩机1送出的高温高压气体和与冷凝器2相偶合的热交换管路30内的工作介质进行热交换，热交换后，被加热的液体工作介质经出液管2a，第一二位四通阀8，出液泵50及空调器的进液管102流入空调器给室内空气升温。经空调器散热后的液体工作介质通过空调器的回液管103，第二二位四通阀9，进液管2b流回至与冷凝器2相偶合的热交换管路30，完成工作循环。
设置上文所述的两个二位四通阀的目的在于使本发明的井式液体冷热源系统适用于冬夏二季的使用。如果只作为冬季取暖，则可不安装二位四通阀。
图4为本系统能量提升器10在夏季制冷时的工作原理图。在该图中，第一二位四通阀8和第二二位四通阀9换向。其中，第一二位四通阀8接通与蒸发器6相偶合的热交换管路40的出液管6a和空调器的进液管102，并接通与冷凝器2相偶合的热交换管路30的出液管2a和水井20的回液管12b；同时，第二二位四通阀9接通与蒸发器6相偶合的热交换管路40的进液管6b和空调器的回液管103，并接通与冷凝器2相偶合的热交换管路30的进液管2b和水井20的出液管12a，使与蒸发器6相偶合的热交换管路40内的低温工作介质与空调器相连，从而实现向室内提供冷气。
显然，本发明的井式液体冷热源系统，也可直接用于向用户提供热水，此时，只需要将空调器的进液管102安装上阀门，将空调器的回液管103与自来水管连接即可。
在图1和图2所示的情况下，抽液泵60通常设置在水井20的下部。在特殊情况下，当回水不畅时，可将抽液泵60置于隔板70上，从水井上部抽水，下部回水，这样的回水为有压回水。
在冬季制热时，进入能量提升器10的液体温度例如约为15℃时，经能量提升器10输出的液体温度可达50℃左右。经负载如空调器后，在空调器回液管103内液体的温度约为45℃，在水井回液管12b中液体的温度约为10℃。
在夏季制冷时，进入能量提升器10的液体温度例如同样约为15℃时，经能量提升器10输出的液体温度约为7℃，经负载如空调器后，在空调器回液管103内液体的温度约为12℃，在水井回液管12b中液体的温度约为20℃。

Claims (6)

1、一种井式液体冷热源系统，包括水井(20)，其特征在于：还包括抽液泵(60)、能量提升器(10)和出液泵(50)，其中水井(20)为一口，在其内部设有一块将水井(20)分隔成上、下两部分的隔板(70)；抽液泵(60)置于水井(20)的下部或隔板(70)上；能量提升器(10)包括由压缩机(1)、冷凝器(2)、贮液器(3)、干燥过滤器(4)、节流器(5)、蒸发器(6)和气液分离器(7)通过管道依次连接而组成的制热回路、热交换回路，所述热交换回路中的与所述冷凝器(2)相偶合的热交换管路(30)的出液管(2a)通过负载的进液管(102)和出液泵(50)与负载相连，所述负载的回液管(103)和与所述冷凝器(2)相偶合的热交换管路(30)的进液管(2b)相连，与所述蒸发器(6)相偶合的热交换管路(40)的出液管(6a)与所述水井(20)上部的回液管(12b)相连，所述水井(20)的出液管(12a)经置于水井(20)下部或隔板(70)上的抽液泵(60)和与所述蒸发器(6)相偶合的热交换管路(40)的进液管(6b)相连。
2、按照权利要求1所述的井式液体冷热源系统，其特征在于：还包括二个二位四通阀，与所述冷凝器(2)相偶合的热交换管路(30)的出液管(2a)与第一二位四通阀(8)的第一接口(8a)相连，其进液管(2b)与第二二位四通阀(9)的第一接口(9a)相连；负载的进液管(102)与第一二位四通阀(8)的第二接口(8b)相连，负载的回液管(103)与第二二位四通阀(9)的第四接口(9d)相连；与所述蒸发器(6)相偶合的热交换管路(40)的出水管(6a)与所述第一二位四通阀(8)的第三接口(8c)相连，其进液管(6b)与第二二位四通阀(9)的第三接口(9c)相连；所述水井(20)上部的回液管(12b)与第一二位四通阀(8)的第四接口(8d)相连，其出液管(12a)与第二二位四通阀(9)的第二接口(9b)相连。
3、按照权利要求1或2所述的井式液体冷热源系统，其特征在于：所述制热回路中填充有工质R22。
4、按照权利要求3所述的井式液体冷热源系统，其特征在于：所述热交换回路中填充有防冻液。
5、根据权利要求1、2或4所述的井式液体冷热源系统，其特征在于：在所述水井(20)和能量提升器(10)之间设置有换热器(80)。
6、根据权利要求3所述的井式液体冷热源系统，其特征在于：在所述水井(60)和能量提升器(10)之间设置有换热器(80)。
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