专利名称：地热热泵辐射末端中央空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空调系统，尤其涉及一种地热热泵辐射末端中央空调系统，属于制冷空调技术领域。
为达到上述目的，本发明可以通过如下措施达到一种地热热泵辐射末端中央空调系统，包括土壤热交换液体循环系统、制冷剂循环系统、一次空调水循环系统、二次空调水循环系统、新风系统和排风系统。土壤热交换液体循环系统由土壤热交换器、液体泵、液体与制冷剂的换热器及管路组成；制冷剂循环系统由压缩机、四通换向阀、冷凝器、蒸发器、双向干燥过滤器、双向节流膨胀装置、气液分离器及管路组成；一次空调水循环系统由水泵、三通阀、表面处理器、水水换热器、水制冷剂换热器及管路组成；二次空调水循环系统由水泵、辐射空调末端、水水换热器及管路组成；新风系统由新风口、空气过滤器、表面处理器、加湿器、空气热交换器、新风机、进风口及风道组成；排风系统由出风口、空气热交换器、排风机、排风口及风道组成。
其工作原理为在夏季，本发明由辐射空调末端从空调区域中吸取热量，通过二次空调水系统将热量转移至一次空调水系统中，一次空调水系统将该热量以及从新风中吸取的热量转移至处于制冷工作模式的制冷剂循环系统，热量通过制冷剂循环系统转移，由土壤热交换液体循环系统散入土壤中，新风系统供给空调区域经过过滤及降温除湿的室外新鲜空气，排风系统排出室内的污浊空气，空气热交换器可以让新风回收排风中的冷量，起节能效果，从而达到了调整夏季空调区域温湿度和空气品质的目的。在冬季，本发明由土壤热交换液体循环系统和处于制热工作模式的制冷剂循环系统从土壤中吸收热量，热量通过制冷剂循环系统和一次、二次空调水系统转移至新风和辐射空调末端，供新风和空调区域升温使用，新风系统供给空调区域经过过滤及加温加湿的室外新鲜空气，排风系统排出室内的污浊空气，从而达到了调整冬季空调区域温湿度和空气品质的目的。在过渡季节，本发明通过新风系统供给空调区域经过过滤的室外新鲜空气，通过排风系统排出室内的污浊空气，从而达到了调整过渡季节空调区域空气品质的目的。本发明所讲的辐射空调末端可以是吊顶安装，也可以是地板安装。
本发明的空调系统具有节能、环保、健康、舒适等现有空调设备的综合优点，提高了空调区域的热舒适水平，充足的新风供给，保证了足够的新鲜空气。利用辐射空调末端和低品质的地热能源，提高了空调机组的效率，空调区域的废热排入地下，没有环境热污染。本发明适用于不同地域、各种气候类型下的建筑物，尤其适用于别墅类建筑物。
图中标记表示压缩机1，四通换向阀2，三通阀3，表面处理器4，加湿器5，水水换热器6，水泵7，水制冷剂换热器8，双向节流膨胀装置9，双向干燥过滤器10，板式换热器11，气液分离器12，土壤热交换器13，液体泵14，水泵15，辐射空调末端16，进风口17，新风机18，出风口19，空气热交换器20，排风机21，空气过滤器22，排风口23，新风口24。
本发明的地热热泵辐射末端中央空调系统结构如
图1所示，包括土壤热交换液体循环系统、制冷剂循环系统、一次空调水循环系统、二次空调水循环系统、新风系统和排风系统。土壤热交换液体循环系统的连接结构为土壤热交换器13的出口通过管路与板式换热器11的液体进口相连，板式换热器11的液体出口通过管路与液体泵14的进口相连，液体泵14的出口通过管路与土壤热交换器13的进口相连；制冷剂循环系统的连接结构为压缩机1的出口通过管路与四通换向阀2的一个进口相连，四通换向阀2的一个出口通过管路与板式换热器11的制冷剂进口相连，板式换热器11的制冷剂出口通过管路与双向干燥过滤器10的进口相连，双向干燥过滤器10的出口通过管路与双向节流膨胀装置9的进口相连，双向节流膨胀装置9的出口通过管路与水制冷剂换热器8的制冷剂进口相连，水制冷剂换热器8的制冷剂出口通过管路与四通换向阀2的另一个进口相连，四通换向阀2的另一个出口通过管路与气液分离器12的进口相连，气液分离器12的出口通过管路与压缩机1的进口相连；一次空调水循环系统的连接结构为水泵7的出口通过管路与三通阀3的进口相连，三通阀3的一个出口通过管路与表面处理器4的水进口相连，另一个的出口通过管路与表面处理器4的水出口相连，表面处理器4的水出口通过管路与水水换热器6的进口相连，同时也与三通阀的出口相连，水水换热器6的出口通过管路与水制冷剂换热器8的水进口相连，水制冷剂换热器8的水出口通过管路与水泵7的进口相连；二次空调水循环系统的连接结构为水水换热器6的出口通过管路与水泵15的进口相连，水泵15的出口通过管路与辐射空调末端16的进口相连，辐射空调末端16的出口通过管路与水水换热器6的进口相连；新风系统的连接结构为大气与新风口24的进口相通，新风口24的出口通过风道与空气过滤器22的进口相连，空气过滤器22的出口通过风道与表面处理器4的空气进口相连，表面处理器4的空气出口通过风道与加湿器5的进口相连，加湿器5的出口通过风道与空气热交换器20的新风进口相连，空气热交换器20的新风出口通过风道与新风机18的进口相连，新风机18的出口通过风道与进风口17的进口相连，进风口17的出口与空调区域相通；排风系统连接结构为空调区域与出风口19的进口相通，出风口19的出口通过风道与空气热交换器20的排风进口相连，空气热交换器20的排风出口与排风机21的进口相连，排风机21的出口通过风道与排风口23的进口相连，排风口23的出口与大气相通。本发明的工作过程为当空调区域在夏季具有冷负荷时，其潜热负荷和室内污浊空气由新风和排风消除，显热负荷由辐射空调末端消除。此时制冷剂循环系统处于制冷工作模式，加湿器5不工作，三通阀3的ab开通，ac关闭。制冷剂循环系统由压缩机1、四通换向阀2、板式换热器11、双向干燥过滤器10、双向节流膨胀装置9、水制冷剂换热器8、气液分离器12组成，此时板式换热器11是制冷剂循环系统的冷凝器，水制冷剂换热器8是制冷剂循环系统的蒸发器。室外新鲜空气由新风机18从新风口24引入，经空气过滤器22，除去空气中的尘粒，再流经空气降温除湿装置-表面处理器4冷却除湿，将热量释放至一次空调水系统后，流过加湿器5，在空气热交换器20中被排风中的余热加热，温度接近空调区域的温度，再流经新风机18，通过进风口17，送往空调区域。空调区域中的污浊含湿空气，经出风口19流出，排风流入空气热交换器20，将其中的热量释放给新风后，由排风机21，经排风口23排入大气。空调区域中的显热负荷由辐射空调末端16中的二次空调水吸收，进辐射空调末端的空调水温高于空调区域的空气露点温度1-2℃，供水温度范围为16-20℃，二次空调水由水泵15驱动，流经水水换热器6时，二次空调水降温，释放热量至一次空调水系统中，再流回辐射空调末端吸热循环工作。水泵7驱动从水制冷剂换热器8中流出的一次空调水经三通阀3的ab通路流入表面处理器4中，吸收新风系统新风中的热量升温，再流入水水换热器6中，吸收通过二次空调水系统转移过来的空调区域的热量，再次升温，然后流入做制冷剂循环系统蒸发器的水制冷剂换热器8中降温，如此循环工作，做蒸发器的水制冷剂换热器8从一次空调水中吸收热量，经制冷剂循环系统制冷工作循环将所有热量经做冷凝器的板式换热器11转移至土壤热交换液体循环系统的液体中，该液体经液体泵14驱动循环，经土壤热交换器13，将热量排至土壤中降温，再流回板式换热器11升温循环工作。这样，空调区域和新风中的冷负荷就源源不断地通过本系统散入土壤中，新风不断地送往空调区域，从而保持空调区域的舒适环境。
当空调区域在冬季需要供暖时，此时制冷剂循环系统处于制热工作模式，加湿器5工作，三通阀3的ac开通，ab关闭。由压缩机1、四通换向阀2、板式换热器11、双向干燥过滤器10、双向节流膨胀装置9、水制冷剂换热器8、气液分离器12组成的制冷剂循环系统，其制热工作原理众所周知，此不赘述。此时板式换热器11是制冷剂循环系统的蒸发器，水制冷剂换热器8是制冷剂循环系统的冷凝器。室外新鲜空气由新风机18从新风口24引入，经空气过滤器22，除去空气中的尘粒，再流过表面处理器4，流入加湿器5中加湿，流经空气热交换器20时，被排风中的余热加热，温度接近空调区域的温度，再流经新风机18，通过进风口17，送往空调区域。空调区域中的污浊空气，经出风口19流出，排风流入空气热交换器20，将其中的热量释放给新风后，由排风机21，经排风口23，排入大气。土壤热交换器13从土壤中吸取热量转移至土壤热交换液体循环系统的液体中，液体经液体泵14驱动流经作为制冷剂循环系统蒸发器的板式换热器11放热降温，热量转移入制冷剂循环系统，液体再流回土壤热交换器13，从土壤中吸热升温，如此循环工作。处于制热循环工作模式的制冷剂循环系统，将从土壤中转移过来的热量通过做冷凝器的水制冷剂换热器8，将热量转移至一次空调水系统的水中，经水泵7驱动，流经三通阀3的ac通路进入水水换热器6中，将热量释放至二次空调水系统中降温后，再流入水制冷剂换热器8中升温，如此循环工作。从水水换热器6中吸热升温的二次空调水，温度范围为30-40℃，经水泵15驱动，流入辐射空调末端16中，将热量排入空调区域，空调水水温降低，返回水水换热器6再吸热升温，如此循环工作。这样，土壤中的热量以及新风就源源不断地通过本发明送入空调区域，从而保持了空调区域的舒适环境。
当空调区域在过渡季节需要通风时，制冷剂循环系统不工作，所有的水泵不工作。室外新鲜空气由新风机18从新风口24引入，经空气过滤器22，除去空气中的尘粒，流过表面处理器4，进入加湿器5后，视空气的湿度大小，加湿器5可工作对新风加湿，也可不工作，空气再流经空气热交换器20，在其中与排风进行热交换后，流经新风机18，通过进风口17，送往空调区域。空调区域中的污浊空气，经出风口19流出，排风经空气热交换器20与新风热交换后，流经排风机21，通过排风口23，排入大气。这样，新鲜的空气就源源不断地供空调区域使用，保证了空调区域的空气品质。
本发明由于采用了上述结构和技术措施，具有构思新颖，运行安静，节能，舒适，环保，健康，经济高效，易于安装、管理，使用方便等优点，克服了现有空调技术的诸多不足，综合发展了现有空调技术的综合优点，是一种全新意义上的“节能、健康、舒适、环保”的新型中央空调系统。
权利要求
1.一种地热热泵辐射末端中央空调系统，其特征在于包括土壤热交换液体循环系统、制冷剂循环系统、一次空调水循环系统、二次空调水循环系统、新风系统和排风系统，土壤热交换器(13)的出口与板式换热器(11)的液体进口相连，板式换热器(11)的液体出口与液体泵(14)的进口相连，液体泵(14)的出口与土壤热交换器(13)的进口相连，压缩机(1)的出口经四通换向阀(2)与板式换热器(11)的制冷剂进口相连，板式换热器(11)的制冷剂出口与双向干燥过滤器(10)的进口相连，双向干燥过滤器(10)的出口与双向节流膨胀装置(9)的进口相连，双向节流膨胀装置(9)的出口与水制冷剂换热器(8)的制冷剂进口相连，水制冷剂换热器(8)的制冷剂出口经四通换向阀(2)与气液分离器(12)的进口相连，气液分离器(12)的出口与压缩机(1)的进口相连，水泵(7)经三通阀(3)与表面处理器4相连，表面处理器(4)的水出口经水水换热器(6)、水制冷剂换热器(8)与水泵(7)的进口相连，板式换热器(6)的出口与水泵(15)的进口相连，水泵(15)的出口与辐射空调末端(16)的进口相连，辐射空调末端(16)的出口与水水换热器(6)的进口相连，新风口(24)与空气过滤器(22)的进口相连，空气过滤器(22)的出口与表面处理器(4)的空气进口相连，表面处理器(4)的空气出口与加湿器(5)的进口相连，加湿器(5)的出口经空气热交换器(20)、新风机(18)与空调区域的进风口(17)相通，空调区域的出风口(19)经空气热交换器(20)、排风机(21)与排风口(23)相连。
2.如权利要求1所述的地热热泵辐射末端中央空调系统，其特征在于所说的辐射空调末端(16)的进水温度夏季为16-20℃，比空调区域的空气露点温度高1-2℃，冬季进水温度为30-40℃。
全文摘要
一种地热热泵辐射末端中央空调系统，包括土壤热交换液体循环、制冷剂循环、一次及二次空调水循环、新风和排风系统。在夏季，辐射空调末端从空调区域中吸取热量，通过二次和一次空调水系统将热量转移至制冷剂循环系统，再由土壤热交换液体循环系统散入土壤中。在冬季，则由土壤热交换器从土壤中吸热，供空调区域使用。制冷剂循环系统为可逆，在夏季对新风降温除湿，在冬季对新风加温加湿，在过渡季节，则通过新风系统和排风系统调整空调区域空气品质。本发明利用辐射空调末端和低品质的地热能源，提高了空调机组的效率，具有节能、环保、健康、舒适等现有空调设备的综合优点，适用于各种气候类型下的建筑物，尤其适用于别墅类建筑物。
文档编号F24J3/08GK1421663SQ02157730
公开日2003年6月4日 申请日期2002年12月25日 优先权日2002年12月25日
发明者刘洪胜, 陈江平, 陈芝久 申请人:上海交通大学