專利名稱：復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地源熱泵空調(diào)器具有高效、節(jié)能的特點，但是，初始投資高、低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)效率低等一系列問題正制約著地源熱泵空調(diào)器的廣泛應(yīng)用。如在我國的南方地區(qū)，地源熱泵系統(tǒng)的夏季冷負(fù)荷往往高于冬季的熱負(fù)荷，若按照夏季工況來配置地?zé)釗Q熱系統(tǒng)，將導(dǎo)致地?zé)釗Q熱系統(tǒng)初始投資升高；而在北方地區(qū)，地源熱泵系統(tǒng)的夏季冷負(fù)荷往往低于冬季的熱負(fù)荷，若按照夏季工況來配置地?zé)釗Q熱系統(tǒng)，將導(dǎo)致冬季制熱能力不足。此外，在商業(yè)建筑和大型公共建筑的地源熱泵系統(tǒng)中，往往可埋管的土壤面積無法滿足系統(tǒng)負(fù)荷的要求，設(shè)計時不得不增加埋管的深度，從而使得項目的初投資增加較多。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，不僅解決了地源熱泵空調(diào)器地?zé)釗Q熱系統(tǒng)與系統(tǒng)負(fù)荷匹配難的問題，而且提高了機(jī)組運(yùn)行效率，降低了地?zé)釗Q熱系統(tǒng)的初始投入，同時在地源熱泵空調(diào)器運(yùn)行時，可以提供生活熱水。
本實用新型的技術(shù)方案如下復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，包括壓縮機(jī)、四通換向閥、地?zé)釗Q熱系統(tǒng)、節(jié)流閥和室內(nèi)換熱器，它還設(shè)有風(fēng)冷換熱器，所述風(fēng)冷換熱器和地?zé)釗Q熱系統(tǒng)串聯(lián)組成室外換熱裝置。
在本實用新型中，風(fēng)冷換熱器串接在四通換向閥的高壓出口與地?zé)釗Q熱系統(tǒng)的水冷換熱器的制冷劑進(jìn)口之間；壓縮機(jī)的排氣口與四通換向閥的高壓進(jìn)口之間串接有熱水系統(tǒng)，熱水系統(tǒng)由保溫水箱、水熱換熱器和循環(huán)水泵組成，水熱換熱器的工作介質(zhì)管道串接在壓縮機(jī)的排氣口與四通換向閥的高壓進(jìn)口之間，水熱換熱器的換熱水管道通過管路與保溫水箱、循環(huán)水泵串接。地?zé)釗Q熱系統(tǒng)的冷卻水循環(huán)可以為開式循環(huán)，也可以為閉式循環(huán)。
本實用新型的有益效果是風(fēng)冷換熱器與地?zé)釗Q熱系統(tǒng)串聯(lián)組成地源熱泵空調(diào)器的室外換熱裝置，在設(shè)計地?zé)釗Q熱系統(tǒng)時，就不需要按最大負(fù)荷來設(shè)計，降低了地?zé)釗Q熱系統(tǒng)的初始投入；解決了地源熱泵空調(diào)器地?zé)釗Q熱系統(tǒng)與系統(tǒng)負(fù)荷匹配難的問題，而且在換熱負(fù)荷較小時，通過啟動風(fēng)冷換熱系統(tǒng)，關(guān)閉地?zé)釗Q熱系統(tǒng)，提高了機(jī)組運(yùn)行效率。同時，由于在壓縮機(jī)排氣口與四通換向閥之間串接有熱水系統(tǒng)，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)在制冷或制熱狀態(tài)下運(yùn)行時，熱水系統(tǒng)可以產(chǎn)生熱水，實現(xiàn)了熱水器功能，節(jié)約了能源。


圖1是本實用新型復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器基本原理圖。
具體實施方式
參照附圖，本實用新型復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，包括壓縮機(jī)1、熱水系統(tǒng)2(由保溫水箱3、水熱換熱器4、循環(huán)水泵15等組成)、四通換向閥5、風(fēng)冷換熱器6、地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7(由水冷換熱器10、水泵11、出水井12、回水井13或地?zé)釗Q熱器14等組成)、節(jié)流閥8、室內(nèi)換熱器9，其余為管道連接系統(tǒng)。本實用新型是在傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)中，將風(fēng)冷換熱器6串接在四通換向閥高壓出口與地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7的制冷劑側(cè)進(jìn)口之間；將熱水系統(tǒng)2串接在壓縮機(jī)1的排氣口與四通換向閥5的高壓進(jìn)口之間，從而實現(xiàn)復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器的功能。
復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器的制冷劑系統(tǒng)管路壓縮機(jī)1排氣口接熱水系統(tǒng)2中水熱換熱器4的進(jìn)口，水熱換熱器4出口接四通換向閥5高壓進(jìn)口，四通換向閥5高壓出口接風(fēng)冷換熱器6進(jìn)口，風(fēng)冷換熱器6出口接地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7中水冷換熱器10進(jìn)口，水冷換熱器10出口接節(jié)流閥8進(jìn)口，節(jié)流閥8出口接室內(nèi)換熱器9進(jìn)口，室內(nèi)換熱器9出口接四通換向閥5低壓進(jìn)口，四通換向閥5低壓出口接壓縮機(jī)1吸氣口，形成封閉循環(huán)。
地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7中冷卻水系統(tǒng)管路出水井12與冷卻水循環(huán)水泵11進(jìn)口相連，冷卻水循環(huán)水泵11出口接水冷換熱器10水側(cè)進(jìn)口，水冷換熱器10水側(cè)出口接回水井13，形成冷卻水開式循環(huán)回路；或冷卻水循環(huán)水泵11出口接水冷換熱器10水側(cè)進(jìn)口，水冷換熱器10水側(cè)出口接地?zé)釗Q熱器14進(jìn)口，地?zé)釗Q熱器14出口接冷卻循環(huán)水泵11進(jìn)口，再回到冷卻水循環(huán)水泵11出口，形成冷卻水封閉循環(huán)回路。
熱水系統(tǒng)2中水系統(tǒng)管路進(jìn)水閥接水熱換熱器4水側(cè)進(jìn)口，水熱換熱器4水側(cè)出口接保溫水箱3進(jìn)口，形成開式水循環(huán)回路。
一、本實用新型的制冷運(yùn)行工作流程如附圖所示，制冷劑由壓縮機(jī)1排氣口→水熱換熱器4制冷劑側(cè)進(jìn)口→水熱換熱器4制冷劑側(cè)出口→四通換向閥5高壓進(jìn)口A→四通換向閥5高壓出口B→風(fēng)冷換熱器6進(jìn)口→風(fēng)冷換熱器6出口→水冷換熱器10制冷劑側(cè)進(jìn)口→水冷換熱器10制冷劑側(cè)出口→節(jié)流閥8進(jìn)口→節(jié)流閥8出口→室內(nèi)換熱器9進(jìn)口→室內(nèi)換熱器9出口→四通換向閥5的低壓進(jìn)口D→四通換向閥5的低壓出口C→壓縮機(jī)1吸氣口，從而形成一個完整的制冷循環(huán)流程。在制冷劑循環(huán)過程中，高溫高壓的制冷劑先在熱水系統(tǒng)2及風(fēng)冷換熱器6中冷凝放熱后，再經(jīng)地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7冷凝降溫后進(jìn)入節(jié)流閥8。
二、本實用新型的制熱運(yùn)行工作流程如附圖所示，制冷劑由壓縮機(jī)1排氣口→水熱換熱器4制冷劑側(cè)進(jìn)口→水熱換熱器4制冷劑側(cè)出口→四通換向閥5高壓進(jìn)口A→四通換向閥5出口D→室內(nèi)換熱器9進(jìn)口→室內(nèi)換熱器9出口→節(jié)流閥8進(jìn)口→節(jié)流閥8出口→水冷換熱器10制冷劑側(cè)進(jìn)口→水冷換熱器10制冷劑側(cè)出口→風(fēng)冷換熱器6進(jìn)口→風(fēng)冷換熱器6出口→四通換向閥5進(jìn)口B→四通換向閥5出口C→壓縮機(jī)1吸氣口，從而形成一個完整的制熱循環(huán)流程。在制冷劑循環(huán)過程中，低溫低壓的制冷劑先后在地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7和風(fēng)冷換熱器6中蒸發(fā)吸熱，再進(jìn)入壓縮機(jī)。
本實用新型實現(xiàn)的功能及控制原理如下功能I制冷功能的實現(xiàn)及控制當(dāng)系統(tǒng)冷負(fù)荷適中或環(huán)境溫度高時，風(fēng)冷換熱器6冷卻風(fēng)扇斷電，冷卻水循環(huán)水泵11通電。壓縮機(jī)1排出的高溫高壓制冷劑經(jīng)熱水系統(tǒng)2、四通換向閥5、風(fēng)冷換熱器6，在地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7中冷凝降溫，再經(jīng)節(jié)流閥8進(jìn)行節(jié)流降壓，在室內(nèi)換熱器9中蒸發(fā)吸熱，再經(jīng)四通換向閥5回到壓縮機(jī)1。
當(dāng)系統(tǒng)冷負(fù)荷偏大，單純依靠地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)換熱要求時，或水冷換熱器10水側(cè)出水溫度超出一個確定的上限和水冷換熱器10制冷劑側(cè)制冷劑出口溫度高于一個確定的上限時，啟動風(fēng)冷換熱器6來分擔(dān)地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7的換熱負(fù)荷。水冷換熱器10水側(cè)出水溫度的上限取決于當(dāng)?shù)厍闆r和換熱器狀況。
當(dāng)系統(tǒng)冷負(fù)荷偏小或環(huán)境溫度低時，地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7已經(jīng)遠(yuǎn)超過系統(tǒng)換熱要求時，或水冷換熱器10水側(cè)出水溫度低于一個確定的下限和水冷換熱器10制冷劑側(cè)制冷劑出口溫度低于一個確定的下限時，斷開冷卻水循環(huán)水泵11，啟動風(fēng)冷換熱器6來替代地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7的換熱負(fù)荷。
功能II制熱功能的實現(xiàn)及控制當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷適中或環(huán)境溫度低時，風(fēng)冷換熱器6冷卻風(fēng)扇斷電，冷卻水循環(huán)水泵11通電。壓縮機(jī)1排出的高溫高壓制冷劑經(jīng)熱水系統(tǒng)2、四通換向閥5，在室內(nèi)換熱器9中進(jìn)行冷凝降溫，再經(jīng)節(jié)流閥8進(jìn)行節(jié)流降壓，在地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7中蒸發(fā)吸熱，再經(jīng)風(fēng)冷換熱器6、四通換向閥5回到壓縮機(jī)1。
當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷偏大時，單純地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)換熱要求時，啟動風(fēng)冷換熱器6來分擔(dān)地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7的換熱負(fù)荷。
當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷偏小或環(huán)境溫度高時，地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7已經(jīng)超過系統(tǒng)換熱要求時，斷開冷卻水循環(huán)水泵11，啟動風(fēng)冷換熱器6來替代地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7的換熱負(fù)荷。
功能III熱水器功能的實現(xiàn)及控制當(dāng)系統(tǒng)在制冷或制熱狀態(tài)下運(yùn)行時，打開熱水系統(tǒng)2的進(jìn)水閥，可以實現(xiàn)熱水器功能。水與高溫高壓制冷劑蒸汽在水熱換熱器4中進(jìn)行逆流換熱，被加熱后的熱水流進(jìn)保溫水箱3中。
實施例一采用一臺10匹地源熱泵空調(diào)器，在壓縮機(jī)1排氣口與四通換向閥5之間串接一板式水熱換熱器4，該板式水熱換熱器4水側(cè)進(jìn)口與自來水相連，出口熱水流進(jìn)150升保溫水箱3內(nèi)。在四通換向閥5與地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7之間串接一風(fēng)冷換熱器6。該地源熱泵空調(diào)器地?zé)釗Q熱系統(tǒng)7的水冷換熱器10采用板式水冷換熱器10，冷卻水循環(huán)水泵11將河水抽至板式水冷換熱器10水側(cè)進(jìn)口，經(jīng)板式水冷換熱器10換熱后，回流到河中。樣機(jī)將壓縮機(jī)1、板式水熱換熱器4、四通換向閥5、風(fēng)冷換熱器6、板式水冷換熱器10及節(jié)流閥8裝配在同一室外機(jī)中，結(jié)構(gòu)緊湊。
實驗表明風(fēng)冷換熱器6的引入不僅提高了地源熱泵空調(diào)器的制冷、制熱運(yùn)行效率，而且可以制熱水，并且系統(tǒng)制冷、熱量在一定的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，大大提高了地源熱泵空調(diào)器的應(yīng)用范圍。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，包括壓縮機(jī)(1)、四通換向閥(5)、地?zé)釗Q熱系統(tǒng)(7)、節(jié)流閥(8)和室內(nèi)換熱器(9)，其特征在于它還設(shè)有風(fēng)冷換熱器(6)，所述風(fēng)冷換熱器(6)和地?zé)釗Q熱系統(tǒng)(7)串聯(lián)組成室外換熱裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，其特征在于風(fēng)冷換熱器(6)串接在四通換向閥(5)的高壓出口與地?zé)釗Q熱系統(tǒng)(7)的水冷換熱器(10)的制冷劑進(jìn)口之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，其特征在于壓縮機(jī)(1)的排氣口與四通換向閥(5)的高壓進(jìn)口之間串接有熱水系統(tǒng)(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，其特征在于地?zé)釗Q熱系統(tǒng)(7)的冷卻水循環(huán)為開式循環(huán)或者為閉式循環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，其特征在于熱水系統(tǒng)(2)由保溫水箱(3)、水熱換熱器(4)和循環(huán)水泵(15)組成，水熱換熱器(4)的工作介質(zhì)管道串接在壓縮機(jī)(1)的排氣口與四通換向閥(5)的高壓進(jìn)口之間，水熱換熱器(4)的換熱水管道通過管路與保溫水箱(3)、循環(huán)水泵(15)串接。
專利摘要本實用新型公開了一種復(fù)合型地源熱泵空調(diào)器，包括壓縮機(jī)(1)、熱水系統(tǒng)(2)、四通換向閥(5)、風(fēng)冷換熱器(6)、地?zé)釗Q熱系統(tǒng)(7)、節(jié)流閥(8)和室內(nèi)換熱器(9)，風(fēng)冷換熱器(6)和地?zé)釗Q熱系統(tǒng)(7)串聯(lián)組成地源熱泵系統(tǒng)的室外換熱裝置，在壓縮機(jī)(1)的排氣口與四通換向閥(5)的高壓進(jìn)口之間串接有熱水系統(tǒng)(2)。由于采用了風(fēng)冷換熱器(6)，在設(shè)計地?zé)釗Q熱系統(tǒng)部分時，就不需要按最大負(fù)荷來設(shè)計，降低了地?zé)釗Q熱系統(tǒng)的初始投入；解決了地源熱泵空調(diào)器地?zé)釗Q熱系統(tǒng)與系統(tǒng)負(fù)荷匹配難的問題，而且在換熱負(fù)荷較小時，通過啟動風(fēng)冷換熱系統(tǒng)，關(guān)閉地?zé)釗Q熱系統(tǒng)，提高了機(jī)組運(yùn)行效率；另外由于地?zé)釗Q熱器的間隙運(yùn)行，使得地溫得以恢復(fù)，熱泵空調(diào)器的效率得到提高。由于系統(tǒng)中串接有熱水系統(tǒng)，在地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行時，可以提供生活熱水。
文檔編號F25B13/00GK2872220SQ20052013419
公開日2007年2月21日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者顧中華, 奚育紅 申請人:春蘭(集團(tuán))公司