CN202057112U - 采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组 - Google Patents

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戴兴泉
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Abstract

本实用新型公开了一种采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,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、第一节电子膨胀阀、空调换热器、第二电子膨胀阀、热水换热器、第一阀门,在第二电子膨胀阀、热水换热器和第一阀门这一管段两端并联有第二阀门,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。电子膨胀阀可以有效提高系统的调节性能、运行效率和可靠性,本实用新型的机组可以全年利用水源中的低品位热能满足制冷、制热和提供生活热水的需求,提高了产品的使用率和能源利用效率。

Description

采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组
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。尤其是采用毛细管或者热力膨胀阀进行节流的系统中,系统可调节性差,部分负荷效率低,不适应全年运行的需要。
发明内容
[0005] 发明目的:本实用新型的目的是克服上述不足,提供一种采用电子膨胀阀控制的多功能水源热水与热泵机组,实现冷凝废热的回收和水源中低品位能源的利用,提高部分负荷效率,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] 采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,通过制冷剂管路顺序连接的压缩机、四通阀、水源换热器、第一电子膨胀阀、空调换热器、第二电子膨胀阀、热水换热器、第一阀门,在第二电子膨胀阀、热水换热器和第一阀门这一管段两端并联有第二阀门,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,所述第一阀门和所述第二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以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或电动阀门或电动调节阀门。[0011] 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。
[0012] 其中,所述压缩机可以为定容量压缩机或变容量压缩机,包括变转速压缩机、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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[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,本实用新型可全年高效利用水源热泵进行制冷、制热并提供生活热水;通过电子膨胀阀的控制提高了水源热泵系统的运行效率和可靠性尤其是部分负荷时的性能;具有舒适、节能、环保、结构简单、可控性强、可靠性高优点。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组的第一实施例的结构示意图;
[0018] 图2为本实用新型的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与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 :第一电子膨胀阀;6 : 第二阀门;7 :第二电子膨胀阀;8 :空调换热器;9 :空调水泵;10 :热水水泵;11 :热水换热器;12:第一阀门;13:三通阀门
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,本实用新型的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组的第一实施例的结构示意图,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、第一电子膨胀阀5、空调换热器8、第二电子膨胀阀7、热水换热器11、第一阀门12,在第二电子膨胀阀7、热水换热器11和第一阀门12这一管段两端并联有第二阀门6,在水源换热器3、热水换热器11和空调换热器8的一侧分别设置有水源水泵1、热水水泵10和空调水泵9。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。
[0023] 本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与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12关闭,第二阀门6打开,第二电子膨胀阀7全关,第一电子膨胀阀5控制系统运行,热水水泵10关闭, 空调水泵9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,再流入水源换热器3,在水源换热器3中放热冷凝为高温高压液体,再经过第一电子膨胀阀5节流变为低温低压气液两相流体,然后流入空调换热器8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6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] 本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与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12关闭,第二阀门6打开,第二电子膨胀阀7关闭,第一电子膨胀阀5控制系统运行,热水水泵10关闭,空调水泵9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6流向空调换热器8,在其中加热空调水后冷凝为高温高压液体,再经过第一电子膨胀阀5节流变为低温低压气液两相流体,然后流入水源换热器3从水源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] 本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与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12打开、 第二阀门6关闭,第二电子膨胀阀7全开,第一电子膨胀阀5控制系统运行,热水水泵10开启,空调水泵9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12流向热水换热器11,在其中加热生活热水后冷凝为高温高压液体,经过第二电子膨胀阀7和空调换热器8 (由于空调水泵9关闭,在空调换热器8内几乎不换热),再经过第一电子膨胀阀5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。在此模式下,也可以采用第一电子膨胀阀5全开,而第二电子膨胀阀7控制系统运行,循环流程相同。
[0026] 本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与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12打开、 第二阀门6关闭,第二电子膨胀阀7全开,第一电子膨胀阀5控制系统运行,热水水泵10和空调水泵9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12流向热水换热器11,在其中加热生活热水后部分冷凝为高温高压液体,再经过第二电子膨胀阀7进入空调换热器8,在其中加热空调水并全部冷凝为高温高压液体,再经过第一电子膨胀阀5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] 本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与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12打开、 第二阀门6关闭,第二电子膨胀阀7控制系统运行,第一电子膨胀阀5全开,热水水泵10和空调水泵9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12流向热水换热器11,在其中加热生活热水后冷凝为高温高压液体,再经过第二电子膨胀阀7节流后变为低温低压气液两相流体,然后进入空调换热器8,在其中冷却空调水并蒸发为低压气体,再经过第一电子膨胀阀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3也作为蒸发器,同时利用制冷的冷凝废热和室外低品位热源实现加热生活热水的目的
[0028] 在本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组中,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、土壤或大气进行换热而获得的间接水源。
[0029] 在本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组中,压缩机2可以为定容量压缩机或变容量压缩机,包括变转速压缩机、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等。
[0030] 在本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组中,水源水泵1、空调水泵9和热水水泵10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11 和的空调换热器8可以为板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器等。
[0032] 在本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组中,第一阀门12、第二阀门6可以为手动阀门或电动阀门。
[0033] 实施例二
[0034] 如图2所示,为本实用新型的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与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,第一实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组中的第一阀门12和第二阀门6用三通阀门13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13的ο 口和η 口连通,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13的 ο 口和m 口连通,其他运行方式不变。三通阀门13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] 在本实施例的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组中,三通阀13可以为手动阀门或电动阀门或电动调节阀门。

Claims (7)

1. 一种采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,其特征在于:通过制冷剂管路顺序连接的压缩机O)、四通阀(4)、水源换热器C3)、第一电子膨胀阀(¾、空调换热器(8)、 第二电子膨胀阀(7)、热水换热器(11)、第一阀门(12),在第二电子膨胀阀(7)、热水换热器 (11)和第一阀门(1¾这一管段两端并联有第二阀门(6),在水源换热器(3)、热水换热器 (11)和空调换热器(8)的一侧分别设置有水源水泵(1)、热水水泵(10)和空调水泵(9)。
2.根据权利要求1所述的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,其特征在于:所述第一阀门(12)和所述第二阀门(6)为手动阀门或电动阀门。
3.根据权利要求1所述的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,其特征在于:所述第一阀门(12)和所述第二阀门(6)用一个三通阀门替代。
4.根据权利要求3所述的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,其特征在于,所述三通阀门为手动阀门或电动调节阀门。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,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或权利要求2所述的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,其特征在于:所述水源水泵(1)、所述空调水泵(9)和所述热水水泵(10)是定速泵、变速泵或可变排量泵。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的采用电子膨胀阀的多功能水源热水与热泵机组,其特征在于:所述水源换热器(3)、所述热水换热器(11)和所述的空调换热器(8)可以为板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。
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