專利名稱：熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于制冷和制熱裝置技術(shù)，具體的涉及一種應(yīng)用于電力為能源并通過廢熱利用提高制冷和制熱能效比的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，制冷系統(tǒng)主要以電力為能源，可以分為離心式空調(diào)機(jī)組，風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組，活塞式空調(diào)機(jī)組，螺桿式空調(diào)機(jī)組等壓縮式空調(diào)機(jī)組；還有的中央空調(diào)以石化燃料為能源，其根據(jù)工質(zhì)類型不同可分為溴化鋰吸收式空調(diào)機(jī)組，氨一水吸收式空調(diào)機(jī)組等。以電力為能源的壓縮式制冷機(jī)組能效比相對(duì)于吸收式空調(diào)機(jī)組較高，但消耗高品位的電能；吸收式空調(diào)機(jī)組消耗石化燃料或工業(yè)廢熱資源，但能效比低，一般小于I。常規(guī)離心式冷熱水機(jī)組，采用離心式壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)工質(zhì)循環(huán)運(yùn)行，不同工況下實(shí)現(xiàn)制冷或制熱，離心式壓縮機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。目前空調(diào)制冷技術(shù)的運(yùn)行過程均為制冷空調(diào)機(jī)組通過消耗高品位的電能或石化 燃料，把建筑物內(nèi)過多的熱能排到建筑物外，從而達(dá)到建筑物內(nèi)溫度減低的效果。各類建筑使用上述中央空調(diào)均會(huì)存在如下缺陷，例如夏季供電緊張；城市局部空氣溫度大幅度升高，出現(xiàn)熱島效應(yīng)；以及過量空調(diào)制冷劑含氟化合物排放到大氣中，破壞臭氧層的問題。同時(shí)上述制冷空調(diào)還消耗大量能源，直接或間接增加了 C02的排放。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種設(shè)計(jì)合理、能夠有效提高制冷能效比的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)。其可以實(shí)現(xiàn)電能驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)組和利用低品位熱能進(jìn)行機(jī)械能轉(zhuǎn)化結(jié)合，從而降低整個(gè)制冷空調(diào)系統(tǒng)的電能消耗量，提高制冷空調(diào)的能效，同時(shí)降低了地源熱泵向地下排放的熱量。即減少了室外埋管的數(shù)量，降低了造價(jià)，又提高地源熱泵機(jī)組的能效比，也可以減少冷卻水循環(huán)泵的功率。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下一種熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述地源熱泵空調(diào)包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和膨脹機(jī)系統(tǒng)，所述膨脹機(jī)系統(tǒng)的一動(dòng)力輸出軸與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的一壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)連接；所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述膨脹機(jī)系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)；制冷循環(huán)系統(tǒng)包括一熱交換連接的室外埋管系統(tǒng)。—實(shí)施方式中，所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括一蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管，該蒸汽器還連接設(shè)置低溫制冷劑管路，該低溫制冷劑管路的另一端連通位于所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口。—實(shí)施方式中，所述低溫制冷劑管路經(jīng)由所述蒸發(fā)器引出后，串聯(lián)一二次冷凝器內(nèi)的盤管的出口，該盤管的入口連接所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口 ；該二次冷凝器連接一室外埋管系統(tǒng)的循環(huán)管路。一實(shí)施方式中，所述蒸發(fā)器還連通設(shè)置一壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)通過一高溫制冷劑蒸汽管道連接所述冷凝器盤管的入口。[0009]一實(shí)施方式中，所述壓縮機(jī)由一變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)。[0010]另一實(shí)施方式中，所述膨脹機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器、膨脹機(jī)和吸收器，所述發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器和吸收器之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)栗。再一實(shí)施方式中，所述發(fā)生器上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱，該中溫工質(zhì)集液箱通過一工質(zhì)輸送管路連接二次發(fā)生器頂部的工質(zhì)噴淋
>J-U ρ α裝直。又一實(shí)施方式中，所述發(fā)生器的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴，該工質(zhì)噴嘴經(jīng)由一定壓膨脹器連通膨脹機(jī)的進(jìn)氣口，定壓膨脹器連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道，該中溫介質(zhì)蒸汽通道連接二次發(fā)生器的頂部。一實(shí)施方式中，所述膨脹機(jī)的排氣口連接吸收器的頂部，該吸收器的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路連接一位于二次發(fā)生器底部的低濃度工質(zhì)集液箱。一實(shí)施方式中，所述吸收器的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱，該高濃度工質(zhì)集液箱連接一高濃度工質(zhì)輸送管，該高濃度工質(zhì)輸送管的另一端位于發(fā)生器的頂部并連接一常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。該熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)采用膨脹機(jī)系統(tǒng)作為輔助動(dòng)力源，通過膨脹機(jī)系統(tǒng)利用從建筑物內(nèi)向外排放的低品位熱能或者其他低品位熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，該機(jī)械能作為制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的壓縮機(jī)組輔助驅(qū)動(dòng)能源，使整個(gè)制冷劑循環(huán)系統(tǒng)具有更高的能效比，減少了制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的能源消耗，并減少廢熱資源排入建筑外的環(huán)境中，有效降低了室外環(huán)境溫度；同時(shí)該膨脹機(jī)系統(tǒng)還能夠降低制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的使用成本，緩解用電壓力，并減少二氧化碳的排放。其同時(shí)還降低了室外埋管系統(tǒng)向地下排放的熱量。一方面減少了室外埋管的數(shù)量，降低了造價(jià)，又提高地源熱泵機(jī)組的能效比，也可以減少冷卻水循環(huán)泵的功率。在制冷工況下，壓縮機(jī)采用變頻電機(jī)和膨脹機(jī)共同驅(qū)動(dòng)；機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)由變頻電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，待膨脹機(jī)把空調(diào)廢熱轉(zhuǎn)化為軸功輸出時(shí)，共同驅(qū)動(dòng)；在膨脹機(jī)上安裝輸出功率檢測(cè)裝置，膨脹機(jī)輸出功率和變頻電機(jī)的輸出功率由變頻控制系統(tǒng)匹配；在空調(diào)不同的冷負(fù)荷下，變頻電機(jī)輸出相應(yīng)的功率。本實(shí)用新型的有益效果在于，該熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)設(shè)計(jì)合理、能夠有效提高制冷能效比。其可以實(shí)現(xiàn)電能驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)組和利用低品位熱能進(jìn)行機(jī)械能轉(zhuǎn)化結(jié)合，從而降低整個(gè)制冷空調(diào)系統(tǒng)的電能消耗量，提高制冷空調(diào)的能效，同時(shí)降低了地源熱泵向地下排放的熱量。即減少了室外埋管的數(shù)量，降低了造價(jià)，又提高地源熱泵機(jī)組的能效比，也可以減少冷卻水循環(huán)泵的功率。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述。

圖I是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0020]該熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)為應(yīng)用于暖通空調(diào)領(lǐng)域的新型制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，其在采用電能作為驅(qū)動(dòng)能源內(nèi)的同時(shí)，利用從建筑物內(nèi)向外排放的低品位熱能，使其轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。機(jī)械能再驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組制冷，從而降低整個(gè)制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的電能輸入，提高制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的能效比。如圖I所示，該熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)主要包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、室外換熱系統(tǒng)和膨脹機(jī)系統(tǒng)。膨脹機(jī)系統(tǒng)的一動(dòng)力輸出軸131與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的一壓縮機(jī)220驅(qū)動(dòng)連接；制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的制冷劑的冷凝盤管112位于膨脹機(jī)系統(tǒng)的發(fā)生器110內(nèi)。該冷凝盤管作為發(fā)生器內(nèi)的熱源換熱器，實(shí)現(xiàn)余熱的利 用并由膨脹機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。制冷劑循環(huán)系統(tǒng)具有一蒸發(fā)器210，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管211，為用戶提供冷源，蒸發(fā)器連通設(shè)置一低溫制冷劑管路212，該低溫制冷劑管路的另一端連通位于發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管112的出口，在發(fā)生器110內(nèi)經(jīng)過換熱后的冷凝盤管內(nèi)的制冷劑經(jīng)過冷卻后可以作為蒸發(fā)器210的蒸發(fā)吸熱介質(zhì)，該低溫制冷劑管路212經(jīng)由蒸發(fā)器引出后，串聯(lián)一二次冷凝器240內(nèi)的盤管241的出口，該盤管的入口連接發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口 ；該二次冷凝器240連接室外埋管系統(tǒng)242的冷卻水循環(huán)管路。通過該二次冷凝器240可以進(jìn)一步降低制冷劑的溫度，實(shí)現(xiàn)更好的蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱的效果。蒸發(fā)器210的另一端連通設(shè)置壓縮機(jī)220，該壓縮機(jī)通過一高溫制冷劑蒸汽管道221連接冷凝器盤管112的入口。由此組成一個(gè)制冷劑的循環(huán)。壓縮機(jī)220由一變頻電機(jī)222驅(qū)動(dòng)連接，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)223。膨脹機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)生器110、雙效熱能轉(zhuǎn)移器120、二次換熱器124、膨脹機(jī)130和吸收器140，發(fā)生器110、雙效熱能轉(zhuǎn)移器120、二次換熱器124和吸收器140之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)泵，實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的循環(huán)輸送。發(fā)生器110上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱113，中部為冷凝盤管112，該中溫工質(zhì)集液箱113通過一工質(zhì)輸送管路114連接二次發(fā)生器124頂部的工質(zhì)噴淋裝置。發(fā)生器110的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴111，該工質(zhì)噴嘴經(jīng)由一定壓膨脹器122連通膨脹機(jī)的進(jìn)氣口 121，定壓膨脹器122連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道123，該中溫介質(zhì)蒸汽通道123連接二次發(fā)生器124的頂部。膨脹機(jī)的排氣口連接吸收器140的頂部，該吸收器的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路126連接位于二次發(fā)生器底部的低濃度工質(zhì)集液箱125。吸收器的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱141，該高濃度工質(zhì)集液箱141連接一高濃度工質(zhì)輸送管142，該高濃度工質(zhì)輸送管的另一端位于發(fā)生器110的頂部并連接常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。
權(quán)利要求1.一種熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述地源熱泵空調(diào)包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和膨脹機(jī)系統(tǒng)，所述膨脹機(jī)系統(tǒng)的一動(dòng)力輸出軸與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的一壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)連接；所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述膨脹機(jī)系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)；制冷循環(huán)系統(tǒng)包括一熱交換連接的室外埋管系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括一蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管，該蒸汽器還連接設(shè)置低溫制冷劑管路，該低溫制冷劑管路的另一端連通位于所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述低溫制冷劑管路經(jīng)由所述蒸發(fā)器引出后，串聯(lián)一二次冷凝器內(nèi)的盤管的出口，該盤管的入口連接所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口 ；該二次冷凝器連接一室外埋管系統(tǒng)的循環(huán)管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述蒸發(fā)器還連通設(shè)置一壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)通過一高溫制冷劑蒸汽管道連接所述冷凝器盤管的入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述壓縮機(jī)由一變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述膨脹機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器、膨脹機(jī)和吸收器，所述發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器和吸收器之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述發(fā)生器上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱，該中溫工質(zhì)集液箱通過一工質(zhì)輸送管路連接二次發(fā)生器頂部的工質(zhì)噴淋裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述發(fā)生器的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴，該工質(zhì)噴嘴經(jīng)由一定壓膨脹器連通膨脹機(jī)的進(jìn)氣口，定壓膨脹器連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道，該中溫介質(zhì)蒸汽通道連接二次發(fā)生器的頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述膨脹機(jī)的排氣口連接吸收器的頂部，該吸收器的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路連接一位于二次發(fā)生器底部的低濃度工質(zhì)集液箱。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述吸收器的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱，該高濃度工質(zhì)集液箱連接一高濃度工質(zhì)輸送管，該高濃度工質(zhì)輸送管的另一端位于發(fā)生器的頂部并連接一常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)，其特征在于所述地源熱泵空調(diào)包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和膨脹機(jī)系統(tǒng)，所述膨脹機(jī)系統(tǒng)的一動(dòng)力輸出軸與制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的一壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)連接；所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述膨脹機(jī)系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)；制冷循環(huán)系統(tǒng)包括一熱交換連接的室外埋管系統(tǒng)。該熱動(dòng)力式地源熱泵空調(diào)設(shè)計(jì)合理、能夠有效提高制冷能效比。其可以實(shí)現(xiàn)電能驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)組和利用低品位熱能進(jìn)行機(jī)械能轉(zhuǎn)化結(jié)合，從而降低整個(gè)制冷空調(diào)系統(tǒng)的電能消耗量，提高制冷空調(diào)的能效，同時(shí)降低了地源熱泵向地下排放的熱量。即減少了室外埋管的數(shù)量，降低了造價(jià)，又提高地源熱泵機(jī)組的能效比，也可以減少冷卻水循環(huán)泵的功率。
文檔編號(hào)F25B27/02GK202393070SQ20112054338
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者王彬, 謝學(xué)軍 申請(qǐng)人:江蘇合正能源科技有限公司