CN1209587C - 直接换热式液态冷热源装置 - Google Patents
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Abstract
一种直接换热式液态冷热源装置，包括由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀通过管路连接构成的制热装置，其中蒸发器设置在位于地下井水中的封闭容器内，所述封闭容器内腔室的上部为真空室，其通过管道分别与真空泵和放气阀相连通，所述真空室的下部为换热室，所述换热室的容器壁上开有若干个通孔，所述蒸发器位于所述换热室内。本发明直接换热式液态冷热源装置工作时不产生任何有毒有害物质，无公害，无污染，且结构简单、价格便宜，可广泛用于中小用户。
Description
技术领域
本发明概括地说涉及了一种热泵系统，具体地说是涉及了一种以低势热源为特征的压缩式热泵。
背景技术
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……人们使用的致冷设备主要以电能作为能源，电能不仅价格昂贵，而且一部分电能也是取自煤、天然气或原油等燃料，同样存在污染环境，改变大气性质等问题。地下、江、河、湖、海水中虽储存有大量的低位冷热源，但不能直接用来采暖或致冷，本申请人已就如何利用这些低位冷热源提出了一系列专利申请，如中国CN1339679A“蓄能式液体冷热源系统”，CN1339680A“井式液体冷热源系统”，CN1339685A“地热式液体冷热源系统”等，这些系统仍存在着结构较复杂、笨重、价格较高等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用地热作能源、无污染、结构简单、价格便宜的直接换热式液态冷热源装置。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，包括由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀通过管路连接构成的制热装置，其中：所述蒸发器设置在位于地下井水中的封闭容器内，所述封闭容器内腔室的上部为真空室，其通过管道分别与真空泵和放气阀相连通，所述真空室的下部为换热室，所述换热室的容器壁上开有若干个通孔，所述蒸发器位于所述换热室内。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，其中：还包括两个二位四通阀和两个节止阀，所述第一二位四通阀的第一接口与冷凝器的出口相连，第一二位四通阀的第二接口与压缩机的进口相连，第一二位四通阀的第三接口与蒸发器的出口相连，第一二位四通阀的第四接口与膨胀阀的进口相连，所述的第二二位四通阀的第一接口与压缩机的出口相连，第二二位四通阀的第二接口与蒸发器的进口相连，第二二位四通阀的第三接口通过第一节止阀与膨胀阀的出口相连，第二二位四通阀的第四接口与冷凝器的进口相连，所述第二节止阀的一端与蒸发器的进口相连，另一端与膨胀阀的出口相连。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，其中：所述的封闭容器是一个圆筒形容器。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，其中：所述圆筒形容器壁开有通孔部分的长度是未开有通孔部分长度的2-5倍。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，其中：所述的蒸发器是螺旋管。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，其中：所述的蒸发器是U型管。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，其中：所述的放气阀和真空泵由计时器控制。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，其中：所述的真空泵为水环式真空泵。
本发明的直接换热式液态冷热源装置，其中：所述的放气阀为二位电磁阀。
本发明直接换热式液态冷热源装置，通过与大地中的地下水进行热交换，吸收其能量，加以利用，而无需抽取地下水，没有任何污染。并且设备简单，可广泛用于中小用户。在冬季，利用该直接换热式液态冷热源装置从地下收集低位热能，而到夏季再把热能归还地下，因此，它是一种取自地下，归还地下的最佳良性循环装置，其工作时不产生任何有毒有害物质，无公害，无污染，且结构简单、价格便宜。
本发明的其它细节和特点可通过阅读下文结合附图详细描述的实施例即可清楚明了。
附图说明
图1是本发明直接换热式液态冷热源装置的结构示意图。
具体实施方式
下面根据图1详细描述本发明，直接换热式液态冷热源装置包括由蒸发器10、压缩机6、冷凝器7、膨胀阀5通过管路连接构成的制热装置，其中蒸发器10设置在位于地下水井2的井水中封闭容器1内，封闭容器1是一个封闭的圆筒形容器，它的壁上开有若干个通孔11，通孔11集中开在圆筒形容器的位于液面A下面的一段长度上，将开有通孔11的圆筒形容器置于水井2的水面A以下，圆筒形容器开有通孔11的长度是未开有通孔11长度的2-5倍。蒸发器10是螺旋管形(如图1所示)，或者是U型管形(图中未示出)。该制热装置内装有制冷剂R22。封闭容器1内腔室的上部通过管道分别与真空泵4和放气阀3相连通，放气阀3和真空泵4由计时器控制(图中未示出)，计时器根据预先设定的时间先对封闭圆筒形容器1的上腔抽真空，在真空状态下，地下水通过圆筒形侧壁的通孔11进入容器1内，容器1内的水面从A升至B，然后计时器控制真空泵4使之停止运转，同时或经过一段延时时间后，计时器启动放气阀3，使容器1与外界大气相通，空气进入容器1内迫使容器1内的水从容器侧壁的通孔11回流至地下，容器1内的水面从B回落到A，计时器如此往复地控制放气阀3和真空泵4，使容器1内的水在容器1内上下反复波动，而地下水通过容器1侧壁的通孔11横向地进出，达到水井2的井水与圆筒形容器内的蒸发器10进行充分的热交换。
蒸发器10的出口(下面所述的出口均指图中箭头离开的方向)通过管道与压缩机6的进口(下面所述的进口均指图中箭头进入的方向)相连，蒸发器10的进口通过管道与膨胀阀5的出口相连，而冷凝器7的进、出口通过管道分别与压缩机6的出口和膨胀阀5的进口相连。该直接换热式液态冷热源装置还可设置两个二位四通阀14，15和两个节止阀12，13，第一二位四通阀14的第一接口14a与冷凝器7的出口相连，第一二位四通阀14的第二接口14b与压缩机6的进口相连，第一二位四通阀14的第三接口14c与蒸发器10的出口相连，第一二位四通阀14的第四接口14d与膨胀阀5的进口相连，第二二位四通阀15的第一接口15a与压缩机6的出口相连，第二二位四通阀15的第二接口15b与蒸发器1的进口相连，第二二位四通阀15的第三接口15c通过第一节止阀12与膨胀阀5的出口相连，第二二位四通阀15的第四接口15d与冷凝器7的进口相连，第二节止阀13的一端与蒸发器1的进口相连，另一端与膨胀阀5的出口相连。图中，每个二位四通阀均可用四个普通的节止阀按图示的连接方式代替，其中的真空泵可采用水环式真空泵，放气阀3可采用二位电磁阀。
设置上述两个二位四通阀和两个节止阀的目的在于使本发明的直接换热式液态冷热源装置适用于冬夏两季使用，如果只作为冬季取暖可不安装上述的二位四通阀和节止阀。如图1所示，在取暖状态下，空白的
符号表示阀门开启的流道，涂黑的的
符号表示阀门关闭的流道，蒸发器10内的气态制冷剂工质，从蒸发器10的出口进入第一二位四通阀14的第三接口14c，经过阀门流入第一二位四通阀14的第二接口14b后，进入压缩机6的进口，经压缩机6压缩后，高温高压的气态制冷剂从压缩机6的出口流出，到达第二二位四通阀15的第一接口15a后，经过阀门从第二二位四通阀15的第四接口15d流出，进入冷凝器7的进口，在冷凝器7内和与其相耦合的热交换回路16(供风机盘管组9使用)进行充分的热交换后，高温高压的气态制冷剂冷凝成液体，同时散发出大量的热量，液态的制冷剂从冷凝器的出口出来后，到达第一二位四通阀14的第一接口14a后，经过阀门，从第一二位四通阀14的第四接口14d流出，进入膨胀阀5的进口，经膨胀阀5减压后，从膨胀阀5的出口流入第二节止阀13后，进入蒸发器10的进口，蒸发器10内的液态制冷剂与容器1中的井水进行充分的热交换后，蒸发成气体，气态制冷剂再从蒸发器10的出口进入第一二位四通阀14的第三接口14c，完成一个循环。同时与冷凝器7相耦合部分中的传热介质(通常为水)将制冷剂散发出的热量带走，经循环泵8抽吸后，送入需要散热的风盘组9中向居室供暖，这样不断地循环往复，直接换热式液态冷热源装置就完成其供热功能或供应生活热水的功能。
在制冷状态下第一、第二二位四通阀换向，即图1所示的空白的流道和涂黑的流道换向阀，图中的
流道关闭，
流道打开，蒸发器10和冷凝器7的功能互换。蒸发器10内的液态制冷剂从蒸发器的出口通过管道进入第一二位四通阀14的第三接口14c，经过阀门进入流入第一二位四通阀14的第四接口14d后，进入膨胀阀5的进口，经膨胀阀5减压后，通过节止阀12流入第二二位四通阀15的第三接口15c，经过阀门流入第二二位四通阀15的第四接口15d后，进入冷凝器7的进口中，在冷凝器7中的和与其相耦合的热交换回路16中的工质进行热交换，吸收热交换回路16中的热量，制冷剂遇热后蒸发成气体，气态制冷剂从冷凝器7的出口流入第一二位四通阀14的第一接口14a，经过阀门后从第一二位四通阀14的第二接口14b流出，经压缩机6压缩后，高温高压的气态制冷剂由第二二位四通阀15的第一接口15a进入阀门，到达第二二位四通阀15的第二接口15b后，再流入蒸发器10进口，高温高压的气态制冷剂，在蒸发器10内与容器1内的井水进行充分的热交换后，冷凝成液态，冷凝后的液态制冷剂再从蒸发器10的出口进入第一二位四通阀14的第三接口14c，完成一个循环，该循环是通过压缩机6使液态制冷剂在上述的管道中完成其循环的。同时与冷凝器7相耦合的热交换回路16中的传热介质(通常为水)散热降温后，经循环泵8抽吸后，送入需要制冷的风盘组9中向居室供应冷气，这样不断地循环往复，直接换热式液态冷热源装置就完成其制冷功能。
Claims (8)
1.一种直接换热式液态冷热源装置，包括由蒸发器(10)、压缩机(6)、冷凝器(7)和膨胀阀(5)通过管路连接构成的制热装置，其特征在于：所述蒸发器(10)设置在位于地下井水中的封闭容器(1)内，所述封闭容器(1)内腔室的上部为真空室，其通过管道分别与真空泵(4)和放气阀(3)相连通，所述真空室的下部为换热室，所述换热室的容器壁上开有若干个通孔(11)，所述蒸发器(10)位于所述换热室内。
2.如权利要求1所述的直接换热式液态冷热源装置，其特征在于：还包括两个二位四通阀(14，15)和两个节止阀(12，13)，所述第一二位四通阀(14)的第一接口(14a)与冷凝器(7)的出口相连，第一二位四通阀(14)的第二接口(14b)与压缩机(6)的进口相连，第一二位四通阀(14)的第三接口(14c)与蒸发器(10)的出口相连，第一二位四通阀(14)的第四接口(14d)与膨胀阀(5)的进口相连，所述的第二二位四通阀(15)的第一接口(15a)与压缩机(6)的出口相连，第二二位四通阀(15)的第二接口(15b)与蒸发器(10)的进口相连，第二二位四通阀(15)的第三接口(15c)通过第一节止阀(12)与膨胀阀(5)的出口相连，第二二位四通阀(15)的第四接口(15d)与冷凝器(7)的进口相连，所述第二节止阀(13)的一端与蒸发器(10)的进口相连，另一端与膨胀阀(5)的出口相连。
3.如权利要求2所述的直接换热式液态冷热源装置，其特征在于：所述的封闭容器(1)是一个圆筒形容器。
4.如权利要求3所述的直接换热式液态冷热源装置，其特征在于：所述圆筒形容器壁开有通孔(11)部分的长度是未开有通孔(11)部分长度的2-5倍。
5.如权利要求1至4任一权利要求所述的直接换热式液态冷热源装置，其特征在于：所述蒸发器(10)是螺旋管或U型管。
6.如权利要求5所述的直接换热式液态冷热源装置，其特征在于：所述的放气阀(3)和真空泵(4)由计时器控制。
7.如权利要求6所述的直接换热式液态冷热源装置，其特征在于：所述的真空泵(4)为水环式真空泵。
8.如权利要求7所述的直接换热式液态冷热源装置，其特征在于：所述的放气阀(3)为二位电磁阀。
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2002
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