CN2526717Y - 地源热泵空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地源热泵空调装置，它由取水/回灌井、回灌/取水井、深井潜水泵、滤砂器、冷凝/蒸发器、四通换向阀、节流装置、制冷压缩机、蒸发/冷凝器、空调水泵、空气处理器及自动控制系统组成。该装置最大限度降低了运行成本和管理成本，大幅降低能耗、无污染，其供冷量和供热量不受环境温度限制。

Description

地源热泵空调装置

本实用新型涉及中央空调领域，特别是热泵式空调装置。

常规的热泵式空调装置，存在如下弊端：

1、热泵运行受地理位置限制，北方地区不能适用。

2、风冷热泵空调机组在供冷、供热运行中，均存在供需矛盾。在夏季，环境温度越高，建筑物的空调冷负荷越大，而空调机组能够提供的供冷量却越小。因为，当环境温度升高时，空调运行工况恶化，排气温度升高，制冷量减少，耗功增大。

3、在冬季，环境温度越低，建筑物的空调热负荷越大，而空调机组能提供的供热量却越小。因为，当环境温度很低时，空调热泵运行工况恶化，蒸发温度和蒸发压力降低，室外换热器表面严重结霜，甚至结冰，造成冰、霜堵塞，空气无法流通，很难与空气进行热交换，使制热量大幅降低。同时，当室外环境温度很低时，热泵空调机组会频繁融霜，而在融霜过程中，空调机组均不能供热。所以，环境温度越低，热泵空调机组的供热量越少，甚至不能满足要求。

4、风冷热泵空调机组中，由于冷却源和热源均取自空气，空气中的油雾和尘埃对空气换热器会造成严重污染，并造成较厚的污染物粘附层，影响传热，使热泵式空调机组性能衰减。同时，由于热泵式空调机组的室外换热器在冬季为湿工况运行，更容易粘附空气中的尘埃，加剧了热泵式空调机组的性能衰减。

5、热泵式空调机组室外机在冬、夏季均必须与室外空气进行热交换，通风量大，噪声较大，安装位置受限制。

鉴于热泵式空调机组存在的上述问题，本实用新型的目的是研制一种最大限度降低运行成本和管理成本、空调机组的供冷量和供热量不受环境温度限制、机组性能衰减少、不易结垢、大幅降低能耗、无污染的中央空调系统。

为了实现上述目的，本实用新型由取水/回灌井(夏季为取水井，冬季为回灌井)、回灌/取水井(夏季为回灌井，冬季为取水井)、深井潜水泵、滤砂器、冷凝/蒸发器(夏季为冷凝器，冬季为蒸发器)、四通换向阀、节流装置、制冷压缩机、蒸发/冷凝器(夏季为蒸发器，冬季为冷凝器)、空调水泵、空气处理器及自动控制系统组成；取水/回灌井中设深井潜水泵，深井潜水泵的出口接滤砂器，滤砂器的出口与冷凝/蒸发器的水系统连接，水系统的出口管道接入回灌/取水井，冷凝/蒸发器的冷剂系统两端分别与四通换向阀和节流装置连接，制冷压缩机与四通换向阀连接，蒸发/冷凝器的冷剂系统分别与四通换向阀和节流装置连接，水系统通过空调水泵与空气处理器连接。制冷系统的制冷、热泵运行功能由四通换向阀切换。制冷压缩机可以是螺杆式、离心式、涡旋式、旋转式、往复式，冷凝/蒸发器和蒸发/冷凝器可以是壳管式、板式、套管式。

本实用新型地源热泵空调装置，具有如下特点：

1、空调运行不受环境温度限制。

2、空调系统运行时，夏季向地下排热，冬季向地下吸热，可实现热量的冬储夏用，夏储冬用。

3、地下水采用完全回灌方式，不会污染地下水，仅对地下水进行热量的交换。

4、由于地下水完全回灌，不会引起区域地下水位下降，不会对建筑物的安全造成影响。

5、夏季空调运行：

1)由于地下水温度低，空调制冷机组的运行工况大为改善，排气压力

  降低，制冷压缩比下降，制冷效能比大幅提高，空调能耗大幅降低，

  运行费用降低；

2)由于空调能耗下降，减少了建筑配电容量；

3)由于地下水采用全封闭循环，换热器不易结垢；

4)由于无冷却塔、无风机运行噪声，无漂水等热湿污染；

5)由于采用深井潜水泵，无水泵噪声污染。

6、冬季空调运行：

1)完全不用锅炉，完全节省了锅炉的燃料消耗；

2)地下水温远大于冬季空气温度，使热泵制热效果大为改善，制冷系

  统能耗大幅降低；

3)无需融霜，可连续供热；

4)换热器不会被空气污染，机组性能衰减大幅降低；

5)水系统换热器的制造成本远低于空气换热器，使机组成本降低。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型夏季运行原理图。

图2为本实用新型冬季运行原理图。

图3为本实用新型集中供应冷热源、分立式机组的运行原理图。

本实用新型由取水/回灌井1(夏季为取水井，冬季为回灌井)、回灌/取水井12(夏季为回灌井，冬季为取水井)、深井潜水泵2、深井潜水泵13、滤砂器3、滤砂器14、冷凝/蒸发器4(夏季为冷凝器、冬季为蒸发器)、四通换向阀5、节流装置6、制冷压缩机8、蒸发/冷凝器9(夏季为蒸发器，冬季为冷凝器)、空调水泵10、空气处理器11及自动控制系统7组成；取水/回灌井1中设深井潜水泵2，深井潜水泵2的出口接滤砂器3、滤砂器3的出口与冷凝/蒸发器4的水系统入口相接，件4的水系统出口管道接入件12中，件4的冷剂系统两端分别与件5的端15和件6相接，件8的输出端19与件5的端18相接，件8的输入端20接件5的端16，件9的冷剂系统分别与件5的端17和件6连接，件9的水系统与空调水供回水系统件10、件11连接。制冷系统的制冷、热泵运行功能由件5切换。件4的水系统在冬季运行的时候，必须反接，件12中设件13，件13接件14，件14与件4的水系统出口端相接，件4水系统的入口管道接入件1中。

本实用新型的工作原理如下：

如图1所示，夏季，地下水通过取水井1中的深井潜水泵2被送至滤砂器3，分离和滤除砂子后，进入冷凝/蒸发器4，冷凝蒸发器4的冷剂系统通过四通换向阀5和节流装置6与制冷压缩机8排气状态的冷剂进行换热，地下水吸热后，温度升高，温度升高后的地下水通过管道全部被送至回灌/取水井12，送回至地下，并将热量储存于地下，供与冬季使用。冷凝/蒸发器4中，制冷压缩机排气状态的高温、高压的气态冷剂向地下水放热后，被冷凝成高压的液态冷剂，高压的液态制冷剂经过节流装置6后，变为低压饱和液态制冷剂，并被送至蒸发/冷凝器9，在蒸发/冷凝器9中，低压饱和液态制冷剂与空调冷媒水进行换热，低压液态饱和制冷剂吸收空调冷媒水的热量后，变成低压气态制冷剂，并不断的被制冷压缩机吸走，始终维持蒸发器内的低压状态，蒸发/冷凝器9中的空调冷媒水被制冷剂吸热后，温度降低，温度降低后的空调冷媒水被送至建筑物的空气处理器，完成夏季空调供冷循环。

图2所示，冬季，制冷系统通过四通换向阀5反向循环。同时，地下水通过深井潜水泵13送至滤砂器14，分离和滤除砂子后，进入冷凝/蒸发器4，与制冷压缩机8吸气状态的低温、低压冷剂进行换热，地下水放热后，温度降低，温度降低后的地下水通过管道全部被送至取水/回灌井1，送回至地下，吸收地下储存的热量，并使地下水、土壤、砂石等的温度降低，供与夏季使用。此时，冷凝/蒸发器4的功能为蒸发器，蒸发/冷凝器9为冷凝器，制冷压缩机8抽吸冷凝/蒸发器4中吸热蒸发后的气态制冷剂，并压缩成高温高压的气态，通过四通换向阀5排至蒸发/冷凝器9中，向空调热媒水放热，将热量传递给空调热媒水，热媒水吸热后，温度升高，温度升高后的热媒水被送至建筑物的空气处理器11，同时，高温高压气态制冷剂向空调热媒水放热后，变成高压液态冷剂，通过节流装置6减压后，变成低压液态制冷剂，被送至冷凝/蒸发器4，完成冬季空调供热循环。

图3所示，本实用新型也可以将制冷装置设置为分散独立的制冷和空气处理系统，深井水系统集中供应。

该装置的深井潜水泵和滤砂器可以设置两套(如图1、图2所示)，也可以只设置一套，按季节需要临时装接。

Claims (2)

1.一种地源热泵空调装置，其特征在于：它由取水/回灌井、回灌/取水井、深并潜水泵、滤砂器、冷凝/蒸发器、四通换向阀、节流装置、制冷压缩机、蒸发/冷凝器、空调水泵、空气处理器及自动控制系统组成；取水/回灌井中设深井潜水泵，深井潜水泵的出口接滤砂器，滤砂器的出口与冷凝/蒸发器的水系统连接，水系统的出口管道接入回灌/取水井冷凝/蒸发器的冷剂系统两端分别与四通换向阀和节流装置连接，制冷压缩机与四通换向阀连接，蒸发/冷凝器的冷剂系统分别与四通换向阀和节流装置连接，水系统通过空调水泵与空气处理器连接。制冷系统的制冷、热泵运行功能由四通换向阀切换。

2.根据权利要求1所述的地源热泵空调装置，其特征在于：制冷压缩机可以是螺杆式、离心式、涡旋式、旋转式、往复式，冷凝/蒸发器和蒸发/冷凝器可以是壳管式、板式、套管式。