專利名稱：采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及蒸氣壓縮式制冷空調(diào)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用利用地下水、地表水、生活廢水或工業(yè)廢水等水源進行能量回收實現(xiàn)制冷、制熱和提供生活熱水的蒸氣壓縮式熱泵機組。
背景技術(shù)：
水源熱泵采用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)利用地下水、地表水、生活廢水或工業(yè)廢水等水源為空調(diào)系統(tǒng)提供冷熱源的熱力設(shè)備，已經(jīng)在住宅和商業(yè)建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。熱泵裝置可以制取冷、熱水作為介質(zhì)通過空調(diào)末端，或者直接向房間輸送冷、熱風，向房間提供所需要的冷、熱量，從而保證房間的熱舒適性。在夏季供冷運行時，在向房間供冷的同時， 要將大量的冷凝熱排放到水源中去，造成可能的能量損失，也造成環(huán)境的熱污染。由于生活水平的提高，對生活熱水的需求也越來越多，一般家庭或商業(yè)建筑內(nèi)還需設(shè)置熱水鍋爐、燃氣熱水器或電熱水器，增加建筑設(shè)備造價和運行費用。熱泵熱水器也是利用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)從外界大氣或水源中提取低品位熱能制取生活熱水，目前也逐漸得到推廣。住宅或商業(yè)建筑內(nèi)同時裝有熱泵裝置和熱水裝置，增加了設(shè)備費用、占用空間和運行費用。尤其是熱泵空調(diào)和熱泵熱水器具有相同的工作原理，具有很強的重復(fù)性。為實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)既能滿足制冷、制熱的需要，又能提供生活熱水，從而提高設(shè)備的利用率，從20 世紀70年代末開始，就有文獻開展相關(guān)的研究工作。但是由于此類熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜、運行可靠性降低，實際運行效果并不理想。尤其是采用毛細管或者熱力膨脹閥進行節(jié)流的系統(tǒng)中，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)性差，部分負荷效率低，不適應(yīng)全年運行的需要。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實用新型的目的是克服上述不足，提供一種采用電子膨脹閥控制的多功能水源熱水與熱泵機組，實現(xiàn)冷凝廢熱的回收和水源中低品位能源的利用，提高部分負荷效率，實現(xiàn)可全年可靠運行制冷、制熱并提供生活熱水，降低熱泵機組的成本，提高熱泵機組的使用率和運行效率。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，通過制冷劑管路順序連接的壓縮機、四通閥、水源換熱器、第一電子膨脹閥、空調(diào)換熱器、第二電子膨脹閥、熱水換熱器、第一閥門，在第二電子膨脹閥、熱水換熱器和第一閥門這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門，在水源換熱器、熱水換熱器和空調(diào)換熱器的一側(cè)分別設(shè)置有水源水泵、熱水水泵和空調(diào)水泵?？梢詫崿F(xiàn)單獨制冷、單獨制熱、單獨制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水五種運行模式。其中，所述第一閥門和所述第二閥門可以為手動閥門或電動閥門。其中，所述第一閥門和所述第二閥門可以用一個三通閥門替代。其中，所述三通閥門可以為手動閥門或電動閥門或電動調(diào)節(jié)閥門。[0011]其中，所述水源可以是地下水、地表水、景觀水、生活廢水、工業(yè)廢水等直接水源或者利用直接水源、土壤或大氣進行換熱而獲得的間接水源。其中，所述壓縮機可以為定容量壓縮機或變?nèi)萘繅嚎s機，包括變轉(zhuǎn)速壓縮機、變排量壓縮機、轉(zhuǎn)速與排量同時可變的壓縮機和多臺壓縮機并聯(lián)構(gòu)成的可變?nèi)萘康膲嚎s機組。其中，所述水源水泵、所述空調(diào)水泵和所述熱水水泵是定速泵、變速泵或可變排量泵。其中，所述水源換熱器、所述熱水換熱器和所述的空調(diào)換熱器可以為板式換熱器、 套管式換熱器、殼管式換熱器。有益效果本實用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點與常規(guī)的水源熱泵和熱泵熱水器相比，本實用新型可全年高效利用水源熱泵進行制冷、制熱并提供生活熱水；通過電子膨脹閥的控制提高了水源熱泵系統(tǒng)的運行效率和可靠性尤其是部分負荷時的性能；具有舒適、節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強、可靠性高優(yōu)點。

圖1為本實用新型的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1 水源水泵；2 壓縮機；3 水源換熱器；4 四通閥；5 第一電子膨脹閥；6 第二閥門；7 第二電子膨脹閥；8 空調(diào)換熱器；9 空調(diào)水泵；10 熱水水泵；11 熱水換熱器；12:第一閥門；13:三通閥門
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。實施例一如圖1所示，本實用新型的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，通過制冷劑管路順序連接的壓縮機2、四通閥4、水源換熱器3、第一電子膨脹閥5、空調(diào)換熱器8、第二電子膨脹閥7、熱水換熱器11、第一閥門12，在第二電子膨脹閥7、熱水換熱器11和第一閥門12這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門6，在水源換熱器3、熱水換熱器11和空調(diào)換熱器8的一側(cè)分別設(shè)置有水源水泵1、熱水水泵10和空調(diào)水泵9。可以實現(xiàn)單獨制冷、單獨制熱、單獨制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水五種運行模式。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組在單獨制冷模式運行時，四通閥4按制冷方式運行即a 口與c 口連通，b 口與d 口連通，第一閥門12關(guān)閉，第二閥門6打開，第二電子膨脹閥7全關(guān)，第一電子膨脹閥5控制系統(tǒng)運行，熱水水泵10關(guān)閉， 空調(diào)水泵9開啟、水源水泵1開啟。從壓縮機2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至c 口，再流入水源換熱器3，在水源換熱器3中放熱冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入空調(diào)換熱器8從空調(diào)循環(huán)水中吸收熱量實現(xiàn)制冷的目的并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過第二閥門6回到四通閥4的b 口至d 口，返回壓縮機2的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實現(xiàn)利用水源中低品位熱能向空調(diào)水制冷的目的。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組在單獨制熱模式運行時，四通閥4按制熱方式運行即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門12關(guān)閉，第二閥門6打開，第二電子膨脹閥7關(guān)閉，第一電子膨脹閥5控制系統(tǒng)運行，熱水水泵10關(guān)閉，空調(diào)水泵9開啟、水源水泵1開啟。從壓縮機2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4 的a 口至b 口，再經(jīng)過第二閥門6流向空調(diào)換熱器8，在其中加熱空調(diào)水后冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入水源換熱器3從水源中吸收熱量蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過四通閥4的c 口至d 口，返回壓縮機2的吸氣口， 完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實現(xiàn)利用水源中低品位熱能向空調(diào)水制熱的目的。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組在單獨制生活熱水模式運行時，四通閥4按制熱方式運行即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門12打開、 第二閥門6關(guān)閉，第二電子膨脹閥7全開，第一電子膨脹閥5控制系統(tǒng)運行，熱水水泵10開啟，空調(diào)水泵9關(guān)閉、水源水泵1開啟。從壓縮機2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過第一閥門12流向熱水換熱器11，在其中加熱生活熱水后冷凝為高溫高壓液體，經(jīng)過第二電子膨脹閥7和空調(diào)換熱器8 (由于空調(diào)水泵9關(guān)閉，在空調(diào)換熱器8內(nèi)幾乎不換熱)，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入水源換熱器3中吸收熱量并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過四通閥4返回壓縮機2的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實現(xiàn)利用水源中低品位熱能加熱生活熱水的目的。在此模式下，也可以采用第一電子膨脹閥5全開，而第二電子膨脹閥7控制系統(tǒng)運行，循環(huán)流程相同。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組在制熱與生活熱水模式運行時，四通閥4按制熱方式運行即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門12打開、 第二閥門6關(guān)閉，第二電子膨脹閥7全開，第一電子膨脹閥5控制系統(tǒng)運行，熱水水泵10和空調(diào)水泵9開啟、水源水泵1開啟。從壓縮機2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過第一閥門12流向熱水換熱器11，在其中加熱生活熱水后部分冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第二電子膨脹閥7進入空調(diào)換熱器8，在其中加熱空調(diào)水并全部冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入水源換熱器3中吸收熱量并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過四通閥4的c 口至d 口，返回壓縮機 2的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實現(xiàn)利用水源中低品位熱能加熱空調(diào)水和生活熱水的目的。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組在制冷與生活熱水模式運行時，四通閥4按制熱方式運行即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門12打開、 第二閥門6關(guān)閉，第二電子膨脹閥7控制系統(tǒng)運行，第一電子膨脹閥5全開，熱水水泵10和空調(diào)水泵9開啟、水源水泵1關(guān)閉。從壓縮機2排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過第一閥門12流向熱水換熱器11，在其中加熱生活熱水后冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過第二電子膨脹閥7節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后進入空調(diào)換熱器8，在其中冷卻空調(diào)水并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過第一電子膨脹閥5和水源換熱器3(由于水源水泵1關(guān)閉，在水源換熱器3中幾乎不換熱)，再經(jīng)過四通閥4的c 口至d 口， 返回壓縮機2的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實現(xiàn)在制冷的同時回收冷凝廢熱加熱生活熱水的目的。在此模式下，當制冷負荷較小時，可部分開啟水源水泵1，水源換熱器3也作為蒸發(fā)器，同時利用制冷的冷凝廢熱和室外低品位熱源實現(xiàn)加熱生活熱水的目的在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組中，水源可以是地下水、地表水、景觀水、生活廢水、工業(yè)廢水等直接水源或者利用直接水源、土壤或大氣進行換熱而獲得的間接水源。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組中，壓縮機2可以為定容量壓縮機或變?nèi)萘繅嚎s機，包括變轉(zhuǎn)速壓縮機、變排量壓縮機、轉(zhuǎn)速與排量同時可變的壓縮機和多臺壓縮機并聯(lián)構(gòu)成的可變?nèi)萘康膲嚎s機組等。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組中，水源水泵1、空調(diào)水泵9和熱水水泵10可以是定速泵、變速泵或可變排量泵。在本實施例的多功能水源熱水及空調(diào)熱泵機組中，水源換熱器3、熱水換熱器11 和的空調(diào)換熱器8可以為板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器等。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組中，第一閥門12、第二閥門6可以為手動閥門或電動閥門。實施例二如圖2所示，為本實用新型的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實施例是對第一實施例的改進變型，其中，第一實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組中的第一閥門12和第二閥門6用三通閥門13代替，通過閥門數(shù)量的減少，可以簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制。在單獨制冷和單獨制熱模式下，三通閥門13的ο 口和η 口連通，其他部件的運行方式不變。而在單獨制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水模式下，三通閥門13的 ο 口和m 口連通，其他運行方式不變。三通閥門13也可以為電動調(diào)節(jié)閥門，在制熱與生活熱水模式下，ο 口與m 口和η 口同時連通，通過閥門的調(diào)節(jié)可以改變熱水制熱量和空調(diào)制熱量的分配。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組中，三通閥13可以為手動閥門或電動閥門或電動調(diào)節(jié)閥門。
權(quán)利要求1.一種采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，其特征在于通過制冷劑管路順序連接的壓縮機O)、四通閥(4)、水源換熱器C3)、第一電子膨脹閥( 、空調(diào)換熱器(8)、 第二電子膨脹閥(7)、熱水換熱器(11)、第一閥門(12)，在第二電子膨脹閥(7)、熱水換熱器 (11)和第一閥門(1 這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門(6)，在水源換熱器(3)、熱水換熱器 (11)和空調(diào)換熱器(8)的一側(cè)分別設(shè)置有水源水泵(1)、熱水水泵(10)和空調(diào)水泵(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，其特征在于所述第一閥門(12)和所述第二閥門(6)為手動閥門或電動閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，其特征在于所述第一閥門(12)和所述第二閥門(6)用一個三通閥門替代。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，其特征在于，所述三通閥門為手動閥門或電動調(diào)節(jié)閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，其特征在于所述壓縮機( 為定容量壓縮機或變?nèi)萘繅嚎s機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，其特征在于所述水源水泵(1)、所述空調(diào)水泵(9)和所述熱水水泵(10)是定速泵、變速泵或可變排量泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，其特征在于所述水源換熱器(3)、所述熱水換熱器(11)和所述的空調(diào)換熱器(8)可以為板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器。
專利摘要本實用新型公開了一種采用電子膨脹閥的多功能水源熱水與熱泵機組，該機組通過制冷劑管路順序連接的壓縮機、四通閥、水源換熱器、第一節(jié)電子膨脹閥、空調(diào)換熱器、第二電子膨脹閥、熱水換熱器、第一閥門，在第二電子膨脹閥、熱水換熱器和第一閥門這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門，在水源換熱器、熱水換熱器和空調(diào)換熱器的一側(cè)分別設(shè)置有水源水泵、熱水水泵和空調(diào)水泵。可以實現(xiàn)單獨制冷、單獨制熱、單獨制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水五種運行模式。電子膨脹閥可以有效提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能、運行效率和可靠性，本實用新型的機組可以全年利用水源中的低品位熱能滿足制冷、制熱和提供生活熱水的需求，提高了產(chǎn)品的使用率和能源利用效率。
文檔編號F25B13/00GK202057112SQ201020619769
公開日2011年11月30日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者戴興泉, 羊海龍, 邵雙全 申請人:揚州碧源空調(diào)設(shè)備有限公司