一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，其特征在于，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端系统；其中毛细管网前端换热系统包括毛细管网前端换热器及循环水泵A；水源热泵系统包括压缩机，包含接口a、b、c、d、e、f的冷凝器，节流阀和包含接口g、h、i、k、m、n的蒸发器；用户末端系统包括毛细管网末端换热系统及循环水泵B；本发明采用了毛细管网系统代替塑料盘管换热器，具有造价低，换热效率高、环保、经济高效等优点，克服了水源热泵空调系统取水腐蚀等问题上的诸多不足，也克服了土壤源热泵常规打孔困难，耗资高的缺点，是一种节能环保、经济高效的热泵空调系统。
【专利说明】一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种毛细管土壤源热泵系统，特别涉及一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统。
【背景技术】
[0002]目前我国城市冬季供暖还主要依靠燃煤、燃油锅炉，夏季供冷主要是制冷机加冷却塔系统，采用这种传统的供暖供冷方式不仅使城市的大气环境污染日益严重，同时也加剧了能源供应结构与需求的矛盾，随着对城市环境问题的日益重视和能源结构的调整，采用燃煤锅炉供热被逐步禁止。
[0003]地源热泵技术是利用地下常温土壤、地下水、地表水或海水等温度相对稳定的特性，通过埋于地表水、海水、土壤中的管路系统或抽取地下水、地表水和海水与空调主机完成冷热交换的方式。
[0004]水源热泵虽然具有高效节能、运行稳定可靠、环境效益显著等优点，但水源热泵对地下水的要求比较高，需要良好的地下水源条件，直接式系统可能对水源造成污染。闭式系统前端换热器采用塑料盘管换热器，盘管换热器管径较大，一般采用20mm、25mm、32mm、40mm几种规格的塑料管，占地面积大，换热效率低，对水深有一定的要求。然而由于水源的情况复杂多样，普通的地表水前端换热系统不能有效的适应各种水源，并且前端换热系统的造价较高，在一些水条件不好的工程，前端换热系统的造价和维护甚至占总工程的35%?40%左右，因此如何寻找到能够适应各种水域且换热效率高、造价低廉的前端换热系统成为解决地表水前端取热的一个重要问题。
[0005]海水源热泵是一种以海水为冷、热源满足供冷供热的较好方式。一定深处的海水温度在冬、夏变化不大，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，它不仅克服空气源热泵的空气障碍，效率大大提高，而且具有节能、环保、换热稳定的优点。但是，现有技术中提供的海水源热泵空调系统必须采用耐腐蚀的材料制作在海水供热供冷的蒸发器和冷凝器，这样设备的初投资较大，不利于设备的推广应用。
[0006]土壤源热泵系统的应用比海水源热泵更为成熟和广泛，一般不受自然条件的限制，在我国很多地区都得到了应用。不过土壤源热泵系统常规的打孔埋管方式施工较困难，且换热效率不高，系统初投资一般较高。
【发明内容】
[0007]为解决上述现有技术的不足，本发明提出一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，具有结构合理，充分利用可再生能源、节能舒适、安全可靠、环保健康、经济高效的特点。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案为:
[0009]一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端系统；其中毛细管网前端换热系统包括毛细管网前端换热器5及循环水泵A ;水源热泵系统包括压缩机I，包含接口 a、b、C、d、e、f的冷凝器2，节流阀3和包含接口g、h、1、k、m、n的蒸发器4 ;用户末端系统包括毛细管网末端换热系统6及循环水泵B ；
[0010]整个系统通过管路和阀门连接，压缩机I与冷凝器2的c端相连，冷凝器2的f端与节流阀3的入口相连，节流阀3的出口与蒸发器4的h端相连，蒸发器4的m端与压缩机I相连；冷凝器2的d端通过阀门D及循环水泵A与毛细管网前端换热器5相连，毛细管网前端换热器5的另一端通过阀门E与冷凝器2的e端相连；蒸发器4的g端通过阀门C及循环水泵A与毛细管前端换热器5的一端相连，毛细管前端换热器5的另一端通过阀门F与蒸发器4的k端相连；冷凝器2的a端通过阀门G与毛细管网末端换热系统6相连，毛细管网末端换热系统6的另一端通过循环水泵B及阀门I与冷凝器2的b端相连；蒸发器4的η端通过阀门H与毛细管网末端换热系统6相连，毛细管网末端换热系统6的另一端通过循环水泵B及阀门J与蒸发器的i端相连。
[0011]所述的毛细管网前端换热系统采用毛细管网换热。
[0012]所述的用户末端系统采用毛细管网换热。
[0013]所述的毛细管网前端换热系统及用户末端系统的毛细管网采用4.3X0.85mm标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05?0.2m/s,毛细管间距为10mm、20mm或40mm,管材为PPr管材或pe-rt管材,毛细管内流动状态均为层流。
[0014]所述的毛细管网前端换热器5置于海水浅滩中，从浅滩中提取能量，把传统开式取水系统变成闭式循环系统。
[0015]相对于现有技术，本发明的有益效果为:采用了毛细管网系统代替塑料盘管换热器，具有造价低，换热效率高、环保、经济高效等优点，克服了水源热泵空调系统取水腐蚀等问题上的诸多不足，也克服了土壤源热泵常规打孔困难，耗资高的缺点，从浅滩中提取能量，把传统开式取水系统变成闭式循环系统，是一种节能环保、经济高效的热泵空调系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]附图为本发明的结构示意图。
[0017]其中:1-压缩机，2-冷凝器，3-节流阀，4-蒸发器，5-毛细管网前端换热器，6_毛细管网末端换热系统，A、B-循环水泵，C、D、E、F、G、H、1、J-阀门。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的结构及工作原理做进一步详细描述。
[0019]如图所示，一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端系统；其中毛细管网前端换热系统包括毛细管网前端换热器5及循环水泵A ;水源热泵系统包括压缩机1，包含接口 a、b、C、d、e、f的冷凝器2，节流阀3和包含接口 g、h、1、k、m、n的蒸发器4 ;用户末端系统包括毛细管网末端换热系统6及循环水泵B ;
[0020]整个系统通过管路和阀门连接，压缩机I与冷凝器2的c端相连，冷凝器2的f端与节流阀3的入口相连，节流阀3的出口与蒸发器4的h端相连，蒸发器4的m端与压缩机I相连；冷凝器2的d端通过阀门D及循环水泵A与毛细管网前端换热器5相连，毛细管网前端换热器5的另一端通过阀门E与冷凝器2的e端相连；蒸发器4的g端通过阀门C及循环水泵A与毛细管前端换热器5的一端相连，毛细管前端换热器5的另一端通过阀门F与蒸发器4的k端相连；冷凝器2的a端通过阀门G与毛细管网末端换热系统6相连，毛细管网末端换热系统6的另一端通过循环水泵B及阀门I与冷凝器2的b端相连；蒸发器4的η端通过阀门H与毛细管网末端换热系统6相连，毛细管网末端换热系统6的另一端通过循环水泵B及阀门J与蒸发器的i端相连。
[0021]所述的毛细管网前端换热系统采用毛细管网换热。
[0022]所述的用户末端系统采用毛细管网换热。
[0023]所述的毛细管网前端换热系统及用户末端系统的毛细管网采用4.3X0.85mm标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05?0.2m/s,毛细管间距为10mm、20mm或40mm,管材为PPr管材或pe-rt管材,毛细管内流动状态均为层流。
[0024]所述的毛细管网前端换热器5置于海水浅滩中，从浅滩中提取能量，把传统开式取水系统变成闭式循环系统。
[0025]本发明的工作原理为:
[0026]在夏季供冷时，阀门D、E、H、J开启，阀门C、F、G、I关闭，即毛细管网前端换热器5通过循环水泵A、阀门D与冷凝器2的d端相连，冷凝器2的e端通过阀门E与毛细管网前端换热器5的另一端相连。毛细管网末端换热系统6通过循环水泵B及阀门J与蒸发器4的i端相连，蒸发器4的η端通过阀门H与毛细管网末端换热系统6相连。压缩机I排出的高温高压的制冷剂气体进入冷凝器2，在冷凝器2内与毛细管网前端换热器5的水进行换热，毛细管网前端换热器5与浅滩通过毛细管网进行换热，把热量排放到浅滩中。冷凝器2内的制冷剂气体冷凝变成制冷剂液体，制冷剂液体通过节流阀3，进入蒸发器4后，在蒸发器4内蒸发吸收热量，制取冷冻水，通过循环水泵B输送到毛细管网末端换热系统6，为用户供冷。
[0027]在冬季供热时，阀门C、F、G、I开启，阀门D、E、H、J关闭，即毛细管网前端换热器5通过循环水泵A及阀门C与蒸发器4的g端相连，蒸发器4的k端通过阀门F与毛细管网前端换热器5相连。毛细管网末端换热系统6通过循环水泵B及阀门I与冷凝器2的b端相连，冷凝器2的a端通过阀门G与毛细管网末端换热系统6相连。压缩机I排出的高温高压的制冷剂气体的进入冷凝器2中，释放热量，制取热水或热风，热水或热风到毛细管网末端换热系统6释放热量，为建筑供暖，同时制冷剂气体冷凝成为液体，制冷剂液体通过节流阀3进入蒸发器4，在蒸发器4中与毛细管网前端换热器5换热，吸收毛细管网前端换热器5中水的热量，毛细管网前端换热器5中的水通过毛细管网与浅滩进行换热，吸收浅滩中的热量，同时制冷剂液体变成制冷剂气体，制冷剂气体进入压缩机I完成制热循环。
【权利要求】
1.一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，其特征在于，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端系统；其中毛细管网前端换热系统包括毛细管网前端换热器(5)及循环水泵A ;水源热泵系统包括压缩机(1)，包含接口&、13、(3、(1、6、￡的冷凝器(2)，节流阀(3)和包含接口 g、h、1、k、m、n的蒸发器(4);用户末端系统包括毛细管网末端换热系统(6)及循环水泵B ；整个系统通过管路和阀门连接，压缩机(I)与冷凝器(2)的c端相连，冷凝器(2)的f端与节流阀⑶的入口相连，节流阀⑶的出口与蒸发器⑷的h端相连，蒸发器(4)的m端与压缩机(I)相连；冷凝器(2)的d端通过阀门D及循环水泵A与毛细管网前端换热器(5)相连，毛细管网前端换热器(5)的另一端通过阀门E与冷凝器(2)的e端相连；蒸发器(4)的g端通过阀门C及循环水泵A与毛细管前端换热器(5)的一端相连，毛细管前端换热器(5)的另一端通过阀门F与蒸发器(4)的k端相连；冷凝器⑵的a端通过阀门G与毛细管网末端换热系统(6)相连，毛细管网末端换热系统(6)的另一端通过循环水泵B及阀门I与冷凝器(2)的b端相连；蒸发器(4)的η端通过阀门H与毛细管网末端换热系统(6)相连，毛细管网末端换热系统(6)的另一端通过循环水泵B及阀门J与蒸发器的i端相连。
2.根据权利要求1所述的一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，其特征在于，所述的毛细管网前端换热系统采用毛细管网换热。
3.根据权利要求1所述的一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，其特征在于，所述的用户末端系统采用毛细管网换热。
4.根据权利要求2或3所述的一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，其特征在于，所述的毛细管网前端换热系统及用`户末端系统的毛细管网采用4.3X0.85_标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05~0.2m/s,毛细管间距为10mm、20mm或40mm,管材为ppr管材或pe-rt管材,毛细管内流动状态均为层流。
5.根据上述任一权利要求所述的一种应用于浅滩的毛细管热泵空调系统，其特征在于，所述的毛细管网前端换热器(5)为置于海水浅滩中的闭式循环系统。
【文档编号】F24F13/30GK103604182SQ201310629225
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】施志钢, 胡松涛, 常忠, 王海英, 刘国丹, 王刚, 李绪泉, 于慧俐 申请人:青岛理工大学