CN201892347U - 多功能水源热水及空调热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能水源热水及空调热泵机组。该机组通过制冷剂管路顺序连接的压缩机、四通阀、水源换热器、第一节流毛细管、空调换热器、第三阀门、第二节流毛细管、热水换热器、第一阀门，在第三阀门、第二节流毛细管、热水换热器和第一阀门这一管段两端并联有第二阀门，在第三阀门和第二节流毛细管这一管段两端并联有第四阀门，在第一节流毛细管两端并联有第五阀门，在水源换热器、热水换热器和空调换热器的一侧分别设置水源水泵、热水水泵和空调水泵。采用该技术方案的机组可以全年利用水源中的低品位热能实现单独制冷、单独制热、单独制生活热水、制冷与生活热水、制热与生活热水五种模式，提高了产品的使用率、调节性能且节能环保。

Description

多功能水源热水及空调热泵机组

技术领域

[0001] 本实用新型涉及蒸气压缩式制冷空调领域，尤其涉及一种利用地下水、地表水、生 活废水或工业废水等水源进行能量回收实现制冷、制热和提供生活热水的蒸气压缩式热泵 机组。

背景技术

[0002] 水源热泵采用蒸气压缩式制冷循环利用地下水、地表水、生活废水或工业废水等 水源为空调系统提供冷热源的热力设备，已经在住宅和商业建筑中得到了广泛的应用。热 泵装置可以制取冷、热水作为介质通过空调末端，或者直接向房间输送冷、热风，向房间提 供所需要的冷、热量，从而保证房间的热舒适性。在夏季供冷运行时，在向房间供冷的同时， 要将大量的冷凝热排放到水源中去，造成可能的能量损失，也造成环境的热污染。

[0003] 由于生活水平的提高，对生活热水的需求也越来越多，一般家庭或商业建筑内还 需设置热水锅炉、燃气热水器或电热水器，增加建筑设备造价和运行费用。热泵热水器也是 利用蒸气压缩式制冷循环从外界大气或水源中提取低品位热能制取生活热水，目前也逐渐 得到推广。

[0004] 住宅或商业建筑内同时装有热泵装置和热水装置，增加了设备费用、占用空间和 运行费用。尤其是热泵空调和热泵热水器具有相同的工作原理，具有很强的重复性。为实 现热泵系统既能满足制冷、制热的需要，又能提供生活热水，从而提高设备的利用率，从20 世纪70年代末开始，就有文献开展相关的研究工作。但是由于此类热泵系统结构和控制复 杂、运行可靠性降低，实际运行效果并不理想。

发明内容

[0005] 发明目的：本实用新型的目的是克服上述不足，提供一种多功能水源热水及空调 热泵机组，实现冷凝废热的回收和外界水源中的低品位能源和废热能的回收利用，实现可 全年可靠运行制冷、制热并提供生活热水，降低热泵机组的成本，提高热泵机组的使用率和 运行效率。

[0006] 技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

[0007] —种多功能水源热水及空调热泵机组，通过制冷剂管路顺序连接的压缩机、四通 阀、水源换热器、第一节流毛细管、空调换热器、第三阀门、第二节流毛细管、热水换热器、第 一阀门，在第三阀门、第二节流毛细管、热水换热器和第一阀门这一管段两端并联有第二阀 门，在第三阀门和第二节流毛细管这一管段两端并联有第四阀门，在第一节流毛细管两端 并联有第五阀门，在水源换热器、热水换热器和空调换热器的一侧分别设置有水源水泵、热 水水泵和空调水泵。可以实现单独制冷、单独制热、单独制生活热水、制冷与生活热水、制热 与生活热水五种运行模式。

[0008] 其中，所述第一阀门、第二阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门可以为 手动阀门或电动阀门。[0009] 其中，所述第一阀门和所述第二阀门可用一个三通阀门替代。

[0010] 其中，所述三通阀门可以为手动阀门、电动阀门或电动调节阀门。

[0011] 其中，所述压缩机可以为定容量压缩机或变容量压缩机。变容量压缩机可以是变 转速压缩机、变排量压缩机、转速与排量同时可变的压缩机和多台压缩机并联构成的可变 容量的压缩机组。

[0012] 其中，所述水源水泵、所述空调水泵和所述热水水泵是定速泵、变速泵或可变排量泵。

[0013] 其中，所述水源换热器、所述热水换热器和所述的空调换热器可以为板式换热器、 套管式换热器、壳管式换热器。

[0014] 其中，所述水源可以是地下水、地表水、景观水、生活废水、工业废水等直接水源或 者利用直接水源、土壤或大气进行换热而获得的间接水源。

[0015] 有益效果：

[0016] 本实用新型的上述技术方案具有如下优点：与常规的水源热泵和热泵热水器相 比，本实用新型提高了水源热泵系统的利用率和能源使用效率，可全年利用水源热泵进行 制冷、制热并提供生活热水，具有节能环保、结构简单、可控性强、可靠性高等优点。

附图说明

[0017] 图1为本实用新型的多功能水源热水及空调热泵机组的第一实施例的结构示意 图；

[0018] 图2为本实用新型的多功能水源热水及空调热泵机组的第二实施例的结构示意 图。

[0019] 其中，1 ：水源水泵；2 ：压缩机；3 ：水源换热器；4 ：四通阀；5 ：第五阀门；6 ：第一节 流毛细管；7 ：第二阀门；8 ：第三阀门；9 ：第四阀门；10 ：空调换热器；11 ：空调水泵；12 ：热 水水泵；13 ：热水换热器；14 ：第二节流毛细管；15 ：第一阀门；16 ：三通阀门

具体实施方式

[0020] 下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

[0021] 实施例一

[0022] 如图1所示，本实用新型的多功能水源热水及空调热泵机组的第一实施例的结构 示意图，包括：通过制冷剂管路顺序连接的压缩机2、四通阀4、水源换热器3、第一节流毛细 管6、空调换热器10、第三阀门8、第二节流毛细管14、热水换热器13、第一阀门15，在第三 阀门8、第二节流毛细管14、热水换热器13和第一阀门15这一管段两端并联有第二阀门7， 在第三阀门8和第二节流毛细管14这一管段两端并联有第四阀门9，在第一节流毛细管6 两端并联有第五阀门5，在水源换热器3、热水换热器13和空调换热器10的一侧分别设置 有水源水泵1、热水水泵12和空调水泵11。可以实现单独制冷、单独制热、单独制生活热水、 制冷与生活热水、制热与生活热水等五种运行模式。

[0023] 本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组在单独制冷模式运行时，四通阀4按 制冷方式运行即a 口与c 口连通，b 口与d 口连通，第一阀门15、第三阀门8、第四阀门9和第五阀门5关闭、第二阀门7打开，热水水泵12关闭，空调水泵11开启、水源水泵1开启。 从压缩机2排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀4的a 口至c 口，再流入室外换热 器3，在水源换热器3中放热冷凝为高温高压液体，再经过第一节流毛细管6节流变为低温 低压气液两相流体，然后流入空调换热器10从空调循环水中吸收热量实现制冷的目的并 蒸发为低压气体，再经过第二阀门7回到四通阀4的b 口至d 口，返回压缩机2的吸气口， 完成蒸气压缩式制冷循环，实现利用水源中低品位热能向空调水制冷的目的。

[0024] 本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组在单独制热模式运行时，四通阀4按 制热方式运行即a 口与b 口连通，c 口与d 口连通，第一阀门15、第三阀门8、第四阀门9和 第五阀门5关闭、第二阀门7打开，热水水泵12关闭，空调水泵11开启、水源水泵1开启。 从压缩机2排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀4的a 口至b 口，再经过第二阀门 7流向空调换热器10，在其中加热空调水后冷凝为高温高压液体，再经过第一节流毛细管6 节流变为低温低压气液两相流体，然后流入水源换热器3中吸收热量蒸发为低压气体，再 经过四通阀4的c 口至d 口，返回压缩机2的吸气口，完成蒸气压缩式制冷循环，实现利用 水源中低品位热能向空调水制热的目的。

[0025] 本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组在单独制生活热水模式运行时，四通 阀4按制热方式运行即a 口与b 口连通，c 口与d 口连通，第一阀门15和第四阀门9打开、 第二阀门7、第三阀门8和第五阀门5关闭，热水水泵12开启，空调水泵11关闭、水源水泵 1开启。从压缩机2排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀4的a 口至b 口，再经过第 一阀门15流向热水换热器13，在其中加热生活热水后冷凝为高温高压液体，经过第四阀门 9和空调换热器10 (由于空调水泵11关闭，在空调换热器10内几乎不换热），再经过第一 节流毛细管6节流变为低温低压气液两相流体，然后流入水源换热器3中吸收热量并蒸发 为低压气体，再经过四通阀4返回压缩机2的吸气口，完成蒸气压缩式制冷循环，实现利用 水源中低品位热能加热生活热水的目的。

[0026] 本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组在制热与生活热水模式运行时，四通 阀4按制热方式运行即a 口与b 口连通，c 口与d 口连通，第一阀门15和第四阀门9打开、 第二阀门7、第三阀门8和第五阀门5关闭，热水水泵12和空调水泵11开启、水源水泵1开 启。从压缩机2排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀4的a口至b 口，再经过第一 阀门15流向热水换热器13，在其中加热生活热水后部分冷凝为高温高压液体，再经过第四 阀门9和进入空调换热器10，在其中加热空调水并全部冷凝为高温高压液体，再经过第一 节流毛细管6节流变为低温低压气液两相流体，然后流入室外换热器3中吸收热量并蒸发 为低压气体，再经过四通阀4的c 口至d 口，返回压缩机2的吸气口，完成蒸气压缩式制冷 循环，实现利用水源中低品位热能加热空调水和生活热水的目的。

[0027] 本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组在制冷与生活热水模式运行时，四通 阀4按制热方式运行即a 口与b 口连通，c 口与d 口连通，第一阀门15、第三阀门8和第五 阀门5打开、第二阀门7、第四阀门9关闭，热水水泵12和空调水泵11开启、水源水泵1关 闭。从压缩机2排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀4的a 口至b 口，再经过第一 阀门15流向热水换热器13，在其中加热生活热水后冷凝为高温高压液体，再经过第二节流 毛细管14节流后变为低温低压气液两相流体，然后经过第三阀门8和进入空调换热器10， 在其中冷却空调水并蒸发为低压气体，再经过第五阀门5和水源换热器3，由于水源水泵1关闭，在水源换热器3中几乎不换热，再经过四通阀4的c 口至d 口，返回压缩机2的吸气 口，完成蒸气压缩式制冷循环，实现在制冷的同时回收冷凝废热加热生活热水的目的。在此 模式下，当制冷负荷较小时，可部分开启水源水泵1，水源换热器5也作为蒸发器，同时利用 制冷的冷凝废热和水源中低品位热源实现加热生活热水的目的。

[0028] 在本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组中，水源可以是地下水、地表水、景 观水、生活废水、工业废水等直接水源或者利用直接水源、土壤或大气等进行换热而获得的 间接水源。

[0029] 在本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组中，所述压缩机2可以为定容量压 缩机或变容量压缩机，变容量压缩机可以是变转速压缩机、变排量压缩机、转速排量同时可 变的压缩机和多台压缩机并联构成的可变容量的压缩机组。

[0030] 在本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组中，水源水泵1、空调水泵11和热 水水泵12可以是定速泵、变速泵或可变排量泵。

[0031] 在本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组中，水源换热器3、热水换热器13 和的空调换热器10可以为板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器等。

[0032] 在本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组中，第一阀门15、第二阀门7、第三 阀门8、第四阀门9和第五阀门5可以为手动阀门或电动阀门。

[0033] 实施例二

[0034] 如图2所示，为本实用新型的多功能水源热水及空调热泵机组的第二实施例的结 构示意图，该实施例是对第一实施例的改进变型，其中，第一实施例的多功能水源热水及空 调热泵机组中的第一阀门15和第二阀门7被三通阀门16代替，通过阀门数量的减少，可以 简化系统的结构和控制。

[0035] 在单独制冷和单独制热模式下，三通阀门16的ο 口和η 口连通，ο 口和m 口关闭， 其他部件的运行方式不变。而在单独制生活热水、制冷与生活热水、制热与生活热水模式 下，三通阀门16的0 口和m 口连通，ο 口和η 口关闭，其他运行方式不变。三通阀门16也 可以为电动调节阀门，在制热与生活热水模式下，ο 口与m 口和η 口同时连通，通过阀门的 调节可以改变热水制热量和空调制热量的分配。

[0036] 在本实施例的多功能水源热水及空调热泵机组中，三通阀16可以为手动阀门或 电动阀门或电动调节阀门。

6

Claims (7)

1. 一种多功能水源热水及空调热泵机组，其特征在于：通过制冷剂管路顺序连接的压 缩机O)、四通阀G)、水源换热器（3)、第一节流毛细管（6)、空调换热器（10)、第三阀门 (8)、第二节流毛细管（14)、热水换热器（13)、第一阀门（15)，在第三阀门（8)、第二节流毛 细管（14)、热水换热器（1¾和第一阀门（1¾这一管段两端并联有第二阀门（7)，在第三阀 门（8)和第二节流毛细管（14)这一管段两端并联有第四阀门（9)，在第一节流毛细管（6) 两端并联有第五阀门（5)，在水源换热器（3)、热水换热器（1¾和空调换热器（10)的一侧 分别设置有水源水泵（1)、热水水泵（1¾和空调水泵（U)。

2.根据权利要求1所述的多功能水源热水及空调热泵机组，其特征在于：所述第一阀 门（15)、第二阀门（7)、第三阀门（8)、第四阀门（9)、第五阀门(5)为手动阀门或电动阀门。

3.根据权利要求1所述的多功能水源热水及空调热泵机组，其特征在于：所述第一阀 门（15)和所述第二阀门（7)用一个三通阀门代替。

4.根据权利要求3所述的多功能水源热水及空调热泵机组，其特征在于：所述三通阀 门可以为手动阀门、电动阀门或电动调节阀门。

5.根据权利要求1和权利要求3所述的多功能水源热水及空调热泵机组，其特征在于： 所述压缩机（¾为定容量压缩机或变容量压缩机。

6.根据权利要求1和权利要求3所述的多功能水源热水及空调热泵机组，其特征在于： 所述水源水泵（1)、所述空调水泵（11)和所述热水水泵（1¾是定速泵、变速泵或可变排量 泵。

7.根据权利要求1和权利要求3所述的多功能水源热水及空调热泵机组，其特征在于： 所述水源换热器（3)、所述热水换热器（1¾和所述的空调换热器（10)为板式换热器、套管 式换热器、壳管式换热器。