CN202598951U

CN202598951U - 用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵

Info

Publication number: CN202598951U
Application number: CN 201220244041
Authority: CN
Inventors: 张国庆; 王守金; 高飞; 崔建华
Original assignee: BEIJING HTXY HEATING ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING HTXY HEATING ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-05-28

Abstract

本实用新型涉及一种用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵。本实用新型用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵包括顺序串联的第二冷凝器（21）、第一冷凝器（1）、膨胀阀（2）、蒸发器（3）和压缩机（4），第二冷凝器串联于第一冷凝器所在的管路上，第二冷凝器的制冷剂进口与压缩机的出液口连通，第二冷凝器的制冷剂出口与第一冷凝器的制冷剂进口连通，第二冷凝器的进液口与水箱（22）的进水口连通，第二冷凝器的出液口与水箱的出水口连通，第三水泵（23）串联在第二冷凝器（21）和水箱（22）之间的管路上。该热泵能够在供热或供冷的同时，提供生活用热水，并且无需购置其它设备，节约成本和资源。

Description

用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵

技术领域

本实用新型涉及一种热泵，特别是涉及一种用于供热和供冷，并且还能同时供生活热水的户型土壤源热泵。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对居住环境舒适性的要求逐渐提升，建筑空调已成为现代生活必不可少的设备，而且其使用量随经济的发展而快速增长，建筑空调所占的耗能比例逐年上升，建筑节能已经成为社会普遍关注的焦点，降低供暖空调系统的能耗、节约能源是建筑节能和暖通空调工作者一直追求的目标。

热泵作为一种主要的建筑空调系统，目前常用的功能是冬天供暖和夏天制冷，对于家用型（尤其是别墅）热泵，通常还有一定量的生活热水的使用需求。如果这时仅仅为了生活热水额外再加装一台专门的设备，无论从投资成本和后期运行成本方面均造成了能源、资金的浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵，能够在供热或供冷的同时，提供生活用热水，无需购置其它设备，节约了成本和资源。

本实用新型用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵，包括第一冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机，第一冷凝器的制冷剂出口与膨胀阀的进液口连通，膨胀阀的出液口与蒸发器的制冷剂进口连通，蒸发器的制冷剂出口与压缩机的进液口连通，压缩机的出液口与第一冷凝器的制冷剂进口连通，本装置还包括第二冷凝器、水箱和第三水泵，第二冷凝器串联于第一冷凝器所在的管路上，第二冷凝器的制冷剂进口与压缩机的出液口连通，第二冷凝器的制冷剂出口与第一冷凝器的制冷剂进口连通，或者第二冷凝器的制冷剂进口与第一冷凝器的制冷剂出口连通，第二冷凝器的制冷剂出口与膨胀阀的进液口连通，第二冷凝器的进液口与水箱的进水口连通，第二冷凝器的出液口与水箱的出水口连通，第三水泵串联在第二冷凝器和水箱之间的管路上。

本实用新型用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵，还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一流量计和变频控制器，第一第二温度传感器分别安装在第二冷凝器的进液口和出液口处，第一流量计串联在第二冷凝器和水箱之间的管路上，第一温度传感器、第二温度传感器、第一流量计和第三水泵均通过信号线与变频控制器连接。

本实用新型用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵，其中所述第二冷凝器和水箱之间的管路上还串联有球阀。

本实用新型用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵与现有技术不同之处在于本实用新型通过将第二冷凝器串联于第一冷凝器所在的管路上，同时将水箱和第三水泵与第二冷凝器串联，在冬夏季节，热泵给室内供暖或制冷时，同时启动第一水泵和第三水泵，在满足室内热量或冷量的同时，将水箱内的水加热，从而提供生活热水；春秋季节，室内不需要供暖或制冷的时候，停止运行第一水泵，启动第三水泵，热泵集中提供生活热水，实现热泵机组的充分利用。因此，该热泵能够在供热或供冷的同时，提供生活用热水，并且无需购置其它设备，节约成本和资源。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵的结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵包括第一冷凝器1、第二冷凝器21、膨胀阀2、蒸发器3、压缩机4、风机盘管5、地下埋管6和水箱22。

第一冷凝器1的制冷剂出口与膨胀阀2的进液口连通，膨胀阀2的出液口与蒸发器3的制冷剂进口连通，蒸发器3的制冷剂出口与压缩机4的进液口连通，压缩机4的出液口与第二冷凝器21的制冷剂进口连通，第二冷凝器21的制冷剂出口与第一冷凝器1的制冷剂进口连通。当然，第一冷凝器1与第二冷凝器21的位置也可以互换。

第一冷凝器1的进液口通过第一管路7与风机盘管5的出液口连通，第一冷凝器1的出液口通过第二管路8与风机盘管5的进液口连通，蒸发器3的进液口通过第三管路9与地下埋管6的出液口连通，蒸发器3的出液口通过第四管路10与地下埋管6的进液口连通，在第一、第二、第三、第四管路7、8、9、10上分别安装第一、第二、第三、第四三通阀11、12、13、14，在第一管路7安装有第一水泵15，在第三管路9上安装有第二水泵16，当然，第一水泵15也可以安装在第二管路8上，第二水泵16也可以安装在第四管路10上。

第一三通阀11的侧出液口B通过第六管路18与第三管路9连通，第六管路18与第三管路9的连接点位于第三三通阀13的正出液口A的一侧，第三三通阀13的侧出液口B通过第五管路17与第一管路7连通，第五管路17与第一管路7的连接点位于第一三通阀11的正出液口A的一侧。第二三通阀12的侧进液口P2通过第七管路19与第四管路10连通，第七管路19与第四管路10的连接点位于第四三通阀14的正进液口P1的一侧，第四三通阀14的侧进液口P2通过第八管路20与第二管路8连通，第八管路20与第二管路8的连接点位于第二三通阀12的正进液口P1的一侧。

第二冷凝器21的进液口与水箱22的进水口连通，第二冷凝器21的出液口与水箱22的出水口连通，第三水泵23串联在第二冷凝器21和水箱22之间的管路上。在第二冷凝器21的进液口和出液口处分别安装有第一、第二温度传感器24、25，在第二冷凝器21和水箱22之间的管路上串联有第一流量计26，第一温度传感器24、第二温度传感器25、第一流量计26和第三水泵23均通过信号线与变频控制器27连接。在第二冷凝器21和水箱22之间的管路上还串联有球阀28。本装置中第一、第二冷凝器1、21均采用相同换热量的换热器，以保证在转换使用时，不会影响整个装置的正常运行，生活热水系统的实际换热量可通过变频控制器27控制，第一温度传感器24、第二温度传感器25、第一流量计26将水流量和第二冷凝器21进出口的温度直接反馈到变频控制器27，变频控制器27控制第三水泵23运行，从而控制生活热水系统的实际换热量。

在第一冷凝器1的进液口和出液口处分别安装有第三、第四温度传感器29、30，在蒸发器3的进液口和出液口处分别安装有第五、第六温度传感器31、32，在压缩机4的出液口处还安装有压力传感器34和第七温度传感器33，在第二管路8上串联有第二流量计36，在第四管路10上串联有第三流量计35，其中第三、四、五、六、七温度传感器29、30、31、32、33和压力传感器34、第二、第三流量计36、35均与热泵的控制系统连接，通过检测到的温度、流量等信息，控制第一、第二水泵15、16的运作。

本实用新型用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵的工作过程如下：

当夏季热泵给室内制冷时，第一三通阀11的正出液口A关闭，侧出液口B打开，第二三通阀12的正进液口P1关闭，侧进液口P2打开，第三三通阀13的正出液口A关闭，侧出液口B打开，第四三通阀14的正进液口P1关闭，侧进液口P2打开。第一、第二、第三水泵15、16、23均运行，地源水从地下埋管6被抽出，经第五管路17、第一冷凝器1、第八管路20，流回地下埋管6，风机盘管5中的建筑用制冷水被抽出后，经第六管路18、蒸发器3、第七管路19，流回风机盘管5，在此过程中，高温高压的制冷剂气体从压缩机4出来，依次流经第二、第一冷凝器21、1，当高温高压的制冷剂气体流经第二冷凝器21时，制冷剂向经第三水泵23从水箱22中抽出的生活用水中放出热量,使生活用水水温升高，从而实现提供生活用热水，当高温高压的制冷剂气体流经第一冷凝器1时，制冷剂向冷却水（地源水）中放出热量,高温高压的制冷剂气体形成高温高压液体，并使冷却水水温升高。制冷剂再经过膨胀阀膨胀成低温低压液体，进入蒸发器吸收冷冻水（建筑制冷用水）中的热量，蒸发成低压蒸汽，并使冷冻水水温降低。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高温高压气体，如此循环在蒸发器中获得冷冻水。从而实现夏季在给室内制冷的同时，提供生活热水。

同理，当冬季热泵给室内供暖时，将第一三通阀11的正出液口A打开，侧出液口B关闭，第二三通阀12的正进液口P1打开，侧进液口P2关闭，第三三通阀13的正出液口A打开，侧出液口B关闭，第四三通阀14的正进液口P1打开，侧进液口P2关闭，即可实现给室内供暖的同时，提供生活热水。

当春秋季节，室内不需供暖和供冷时，将第一水泵15关闭，同时保持第二、第三水泵16、23开启，第三三通阀13的正出液口A打开，侧出液口B关闭，第四三通阀14的正进液口P1打开，侧进液口P2关闭，即可实现提供生活热水。

本实用新型通过设置双级冷凝器，实现了室内供暖或制冷与提供生活热水交替进行，在供热或制冷的同时提供生活热水，大大提高的了热泵的能量利用程度，扩大了热泵系统的供热应用范围，实现了热泵的一机三用的目的，使得地源热泵系统有了更加广泛的应用范围，既节省了投资和运行成本，又减少了碳排放，符合国家节能减排的政策和要求。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵，包括第一冷凝器（1）、膨胀阀（2）、蒸发器（3）和压缩机（4），所述第一冷凝器（1）的制冷剂出口与膨胀阀（2）的进液口连通，所述膨胀阀（2）的出液口与蒸发器（3）的制冷剂进口连通，所述蒸发器（3）的制冷剂出口与压缩机（4）的进液口连通，所述压缩机（4）的出液口与第一冷凝器（1）的制冷剂进口连通，其特征在于：还包括第二冷凝器（21）、水箱（22）和第三水泵（23），所述第二冷凝器（21）串联于第一冷凝器（1）所在的管路上，第二冷凝器（21）的制冷剂进口与压缩机（4）的出液口连通，第二冷凝器（21）的制冷剂出口与第一冷凝器（1）的制冷剂进口连通，或者第二冷凝器（21）的制冷剂进口与第一冷凝器（1）的制冷剂出口连通，第二冷凝器（21）的制冷剂出口与膨胀阀（2）的进液口连通，所述第二冷凝器（21）的进液口与水箱（22）的进水口连通，第二冷凝器（21）的出液口与水箱（22）的出水口连通，所述第三水泵（23）串联在第二冷凝器（21）和水箱（22）之间的管路上。

2.根据权利要求1所述的用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵，其特征在于：还包括第一温度传感器（24）、第二温度传感器（25）、第一流量计（26）和变频控制器（27），所述第一、第二温度传感器（24、25）分别安装在第二冷凝器（21）的进液口和出液口处，所述第一流量计（26）串联在第二冷凝器（21）和水箱（22）之间的管路上，所述第一温度传感器（24）、第二温度传感器（25）、第一流量计（26）和第三水泵（23）均通过信号线与变频控制器（27）连接。

3.根据权利要求2所述的用于供热、供冷和供生活热水的土壤源热泵，其特征在于：在所述第二冷凝器（21）和水箱（22）之间的管路上还串联有球阀（28）。