CN202133188U - 一种半热管式水源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半热管式水源热泵系统，包括压缩机、四通换向阀、用户侧换热器、节流膨胀阀、储液器和壳管式半热管换热器，通过壳管式半热管换热器使循环水源在管内流动，方便除垢清理，防止冻管，实现了制冷和热泵循环，可大大促进水源热泵的应用，发挥节能效果。

Description

一种半热管式水源热泵系统

技术领域

本实用新型涉及水源热泵系统技术领域，具体是一种半热管式水源热泵系统。

背景技术

水源、地源热泵相比于空气源热泵具有效率高、结构紧凑等优点，但由于外界水源水质常常不太好，难免带来的结垢、堵塞、腐蚀等问题，严重限制了其应用。目前在水源侧通常采用满液式蒸发器或套管式换热器来实现水源热泵功能，但这些技术应用仍存在很大局限性，满液式蒸发器难以实现小型化，而套管式换热器难以清洗水侧堵塞，因此在很多可以使用水源热泵的场所仍没有充分普及运用水源热泵机组。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种半热管式水源热泵系统，解决现有水源热泵系统使用寿命短，效率低的问题。

本实用新型的技术方案为：

包括压缩机、四通换向阀、用户侧换热器、节流膨胀阀、储液器和壳管式半热管换热器；所述的四通换向阀分别设有四个节点，其第一个节点与压缩机的进气口连接，第二个节点与用户侧换热器的进气口连接，第三个节点与压缩机的出气口连接，第四个节点分别与壳管式半热管换热器的进气口、壳管式半热管换热器的出气口连接；所述的储液器的进液口分别与用户侧换热器的出液口、壳管式半热管换热器的出液口连接，储液器的出液口通过节流膨胀阀分别与用户侧换热器的出液口、壳管式半热管换热器的进液连接。

所述的四通换向阀的第四个节点分别通过第一单向阀与壳管式半热管换热器的进气口连接，通过第二单向阀与壳管式半热管换热器的出气口连接；所述的储液器的进液口分别通过第三单向阀与用户侧换热器的出液口连接，通过第四单向阀与壳管式半热管换热器的出液口连接；所述的储液器的出液口依次通过节流膨胀阀、第五单向阀与用户侧换热器的出液口连接。

所述的壳管式半热管换热器的下部设置有第一平衡液位口，第一平衡液位口通过第一流量调节阀与壳管式半热管换热器的进液口连接；所述的储液器的中部设置有第二平衡液位口，第二平衡液位口通过第二流量调节阀与壳管式半热管换热器的出液口连接。

本实用新型将来自外界的水在壳管式半热管换热器下部的管内流动，冷媒分别在换热器内的换热管外及换热器上半部管内。在需要制热时，采用热管换热的方式实现蒸发器的功能，使制冷循环冷媒从外界水源吸收热量，实现制热功能；在需要制冷时，通过四通阀及单向阀的切换，该壳管式半热管换热器直接转化为直接冷凝式冷凝器，将热量排放到来自外界的循环水源中去，实现制冷功能。本实用新型使得外界水源在管侧流动，因此易于除垢和清理，并且结构较为合理可行，可以实现水源热泵小型化大量运用，充分发挥其节能效果。

本实用新型的优点：

（1）、本制冷系统可实现制冷、制热循环，通过耐腐蚀、易于清洗的壳管式半热管换热器作为外界水源侧的换热装置，对水质要求不高，因此应用场合更广，突破了传统使用板式换热器、套管式换热器的水源热泵对水质要求高的应用瓶颈，可推广应用于船舶水源热泵、地源热泵、江海水源热泵等场合，使水源热泵应用更加广泛，充分发挥其节能作用；

（2）、制冷时，壳管式半热管换热器转换为直接冷凝式冷凝器，效率更高；

（3）、制热时，壳管式半热管换热器内的热管载热介质压力比较稳定，因此不易冻坏换热管。

本实用新型通过壳管式半热管换热器使循环水源在管内流动，方便除垢清理，防止冻管，实现了制冷和热泵循环，可大大促进水源热泵的应用，发挥节能效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

见图1，一种半热管式水源热泵系统，包括压缩机1、四通换向阀2、用户侧换热器3、节流膨胀阀4、储液器5和壳管式半热管换热器6；四通换向阀2分别设有四个节点，其第一个节点2a与压缩机的进气口1a连接，第二个节点2b与用户侧换热器的进气口3a连接，第三个节点2c与压缩机的出气口1b连接，四通换向阀的第四个节点2c分别通过第一单向阀7与壳管式半热管换热器的进气口6b连接，且通过第二单向阀8与壳管式半热管换热器的出气口6d连接；储液器的进液口5a分别通过第三单向阀9与用户侧换热器的出液口3b连接，通过第四单向阀10与壳管式半热管换热器的出液口6a连接，储液器的出液口5b通过节流膨胀阀4分别与用户侧换热器的第五单向阀11、壳管式半热管换热器的进液口6c连接，且第五单向阀11与用户侧换热器的出液口3b连接；壳管式半热管换热器6的下部设置有第一平衡液位口6e，第一平衡液位口6e通过第一流量调节阀12与壳管式半热管换热器的进液口6c连接；储液器5的中部设置有第二平衡液位口5c，第二平衡液位口5c通过第二流量调节阀13与壳管式半热管换热器的出液口6c连接。

本实用新型在制热循环时，压缩机1排出的气态冷媒依次通过四通换向阀2进入用户侧换热器3中释放热量并凝结为液态冷媒，然后液态冷媒依次通过第三单向阀9、储液罐5、节流膨胀阀4节流后，从壳管式半热管换热器的出液口6c进入壳管式半热管换热器6内的上部换热管内，液态冷媒经上部换热管外部的气态冷媒换热蒸发为气态冷媒，然后从壳管式半热管换热器的出气口6d排出，依次流经第二单向阀8和四通换向阀2后进入压缩机1吸气口。在壳管式半热管换热器6内，制冷系统循环冷媒通过热管内的热管载热介质（与制冷系统同样类型的冷媒）吸收来自热管下部流经换热管内的外界水源的热量，通过制冷循环将这些热量输送到客户侧换热器。

制冷循环时，四通换向阀2换向，压缩机1排出高压气态冷媒依次经过第一单向阀7、壳管式半热管换热器的进气口6b进入壳管式半热管换热器6内，此时壳管式半热管换热器6成为直接冷凝式水冷冷凝器，高压气态冷媒凝结并将热量传递给换热器下部管内的外界水源，凝结后的液态冷媒从壳管式半热管换热器的出液口6a流出，依次流经第四单向阀10、储液器5、节流膨胀阀4、第五单向阀11进入用户侧换热器3中换热蒸发并带走热量，然后经四通换向阀2回到压缩机1。

在制热循环时，为了维持热管和制冷循环中的冷媒平衡，通过设置于储液器5的中部的第二平衡液位口5c将储液罐5中高于该接口位置的液态冷媒依次通过第二流量调节阀13、壳管式半热管换热器的出液口6a进入壳管式半热管换热器6内，从而这些循环冷媒进入热管中充当载热介质；同时，半热管换热器6下部的第一平衡液位口6e将充当热管载热介质的部分冷媒通过第一流量调节阀12导入到节流膨胀阀4节流后管路中，从而使这部分热管载热介质进入制冷循环。

在壳管式半热管换热器6在制热循环时利用壳侧的冷媒作为热管介质，将壳管式半热管换热器6下部流经管内的外界水源的热量传输给壳管式半热管换热器6上部管内蒸发的循环冷媒。在制冷时，壳管式半热管换热器6成为直接换热的壳管式冷凝器，压缩机1高压排气直接进入壳管式半热管换热器6的壳侧，将热量释放给壳管式半热管换热器6下半部分流经换热管内的循环水源。

Claims (3)

1.一种半热管式水源热泵系统，其特征在于：包括压缩机（1）、四通换向阀（2）、用户侧换热器（3）、节流膨胀阀（4）、储液器（5）和壳管式半热管换热器（6）；所述的四通换向阀（2）分别设有四个节点，其第一个节点（2a）与压缩机的进气口（1a）连接，第二个节点（2b）与用户侧换热器的进气口（3a）连接，第三个节点（2c）与压缩机的出气口（1b）连接，第四个节点（2c）分别与壳管式半热管换热器的进气口（6b）、壳管式半热管换热器的出气口（6d）连接；所述的储液器的进液口（5a）分别与用户侧换热器的出液口（3b）、壳管式半热管换热器的出液口（6a）连接，储液器的出液口（5b）通过节流膨胀阀（4）分别与用户侧换热器的出液口（3b）、壳管式半热管换热器的进液口（6c）连接。

2.根据权利要求1所述的一种半热管式水源热泵系统，其特征在于：所述的四通换向阀的第四个节点（2c）分别通过第一单向阀（7）与壳管式半热管换热器的进气口（6b）连接，通过第二单向阀（8）与壳管式半热管换热器的出气口（6d）连接；所述的储液器的进液口（5a）分别通过第三单向阀（9）与用户侧换热器的出液口（3b）连接，通过第四单向阀（10）与壳管式半热管换热器的出液口（6a）连接；所述的储液器的出液口（5b）依次通过节流膨胀阀（4）、第五单向阀（11）与用户侧换热器的出液口（3b）连接。

3.根据权利要求1所述的一种半热管式水源热泵系统，其特征在于：所述的壳管式半热管换热器（6）的下部设置有第一平衡液位口（6e），第一平衡液位口（6e）通过第一流量调节阀（12）与壳管式半热管换热器的进液口（6c）连接；所述的储液器（5）的中部设置有第二平衡液位口（5c），第二平衡液位口（5c）通过第二流量调节阀（13）与壳管式半热管换热器的出液口（6c）连接。