一种利用地球浅层热能的多联机组装置的制作方法

本技术涉及地源热泵应用，具体为一种利用地球浅层热能的多联机组装置。

背景技术：

1、自然界中水往低处流，热量自然从高温物体流向地温物体；借助外界电能做功，水泵可以让水往高处流；同样借助外界电能做功，热泵可以把热量从低温环境转移到高温环境。地球浅层热能是地球浅层积累的太阳能，地球吸收了大部分的太阳辐射热能，地下15米到150米之间，地温或水温常年保持在摄氏17度左右。地球浅层热能比夏天气温低、比冬天气温高；地球浅层热能的特点是稳定性好、成本低、无污染、零排放，缺点是温度低，不能直接使用。运用热力学原理热泵技术分析：冬天环境气温在零度以下，利用地源热泵技术，从地源采暖要比从冬天的空气能采暖效率高；同样夏天环境气温在摄氏30度以上，利用地源热泵技术降温要比从空气能降温效率高。热泵系统中，压缩机是心脏，借助外界电能完成吸入低温低压制冷剂蒸汽、压缩成80度左右的高温高压制冷剂蒸汽输送到冷凝器；冷凝器中制冷剂蒸汽放热凝结高压液体，冷凝器是“向环境”自动放热部件(冷凝器温度高于环境温度)，放出热量将冷媒在蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给环境；从冷凝器出来的制冷剂高压液体温度大约50度，经过电子节流阀(也叫膨胀阀)节流降压作用，并将整个热泵系统分为高压侧和低压侧两大部分，电子节流阀前是高压侧，电子节流阀后是低压侧。低压侧制冷剂液体在蒸发器中扩散吸热变成低压低温制冷剂蒸汽，蒸发器是“向环境”输送冷能量的部件；其后，低压低温制冷剂蒸汽进入气液分离器分离，分离后的低压低温制冷剂蒸汽，再次被吸入压缩机，完成一次循环。除上述四大件之外，常常有一些辅助设备，如四通电磁阀，上端是高压进气口、下端三口是转换接口，用途是改变高温高压制冷剂蒸汽流向，冬天制热，夏天制冷；还有油分离器、压力控制器等部件组成，它们是为了提高热泵运行的经济性、可靠性和安全性而设置。

2、本实用新型运用地源热泵从集水器吸热或放热，完成土气能量转换，通过双管把能量送到多联机组换热器，多联机组换热器给多个房间送入温暖或凉爽；一个地源热泵通过双管可以带动多个换热器。

技术实现思路

1、本实用新型将地源、热泵和多联机组换热器结合起来，组成地源热泵双管多联机组系统，一个地源热泵可以带动多个换热器。

2、本实用新型是采用如下技术方案实现的：

3、一种利用地球浅层热能的多联机组装置，如图1所示，该多联机组装置分为地源热泵机组、双管和多联机组，地源热泵机组安装在地埋集水器机房内，多联机组的换热机组安装在别处房间，多个换热机组之间管道并联，地源热泵机组通过双管密闭连接多联机组；

4、如图1所示，所述地源热泵机组包括变频压缩机、四通电磁阀、冷媒电磁阀1、冷媒电磁阀2、电子节流阀、螺旋金属套管换热器、水泵、地埋集水器、气液分离器和控制模块；变频压缩机的进气口密闭连接四通电磁阀高压进气口，四通电磁阀右侧出气口密闭连接冷媒电磁阀1，冷媒电磁阀1通过管道密闭连接多联机组，多联机组通过管道密闭连接冷媒电磁阀2，冷媒电磁阀2密闭连接电子节流阀密闭连接螺旋金属套管换热器的盘管，螺旋金属套管换热器的盘管密闭连接四通电磁阀左侧出口，四通电磁阀中间出口密闭连接气液分离器入口端，气液分离器出口端密闭连接变频压缩机入口；螺旋金属套管换热器套管的一端密闭连接地埋集水器的u型回水管的一端，地埋集水器的u型回水管的另一端密闭连接水泵进水端，水泵出水端密闭连接螺旋金属套管换热器套管的另一端；

5、如图1所示，所述多联机组包括多套用户换热机组，多套用户换热机组之间并联；用户换热机组包括用户电磁阀、用户换热风扇和用户金属管翅片换热器，用户电磁阀一端通过管道密闭连接冷媒电磁阀1，用户电磁阀另一端密闭连接金属管翅片换热器的一端，金属管翅片换热器的另一端通过管道密闭连接冷媒电磁阀2，在金属管翅片换热器的背后安装换热风扇；

6、所述金属管翅片换热器是在金属管的周围设置与金属管紧密接触的金属翅片加大金属管的表面积加速散热，优选的金属管和金属翅片为铜质；金属管翅片换热器安装在换热器箱体出风口后，金属管翅片换热器尺寸与换热器箱体出风口适配，金属管翅片换热器后面是风扇，风扇从换热器箱体的上部进风口吸入空气，风扇送风穿过金属管翅片换热器和换热器箱体下部出风口到室内；

7、控制模块电路连接变频压缩机、四通电磁阀、冷媒电磁阀1、冷媒电磁阀2、电子节流阀、水泵、多个用户电磁阀、多个机组换热风扇；

8、所述地埋集水器包括多个地源井和多个u型回水管；u型回水管安装在地源井中，u型回水管内部水温与地源井水温相同；多个u型回水管之间并联其中一端是地埋集水器出水口连接水泵，另一端是地埋集水器回水口连接螺旋金属套管换热器的套管；

9、所述螺旋金属套管换热器的金属套管内套装金属套管，金属盘管内部密闭，金属套管内部密闭，金属套管及内部的金属盘管整体制作成螺旋线圈形状；金属盘管一端连接电子节流阀一端，金属盘管另一端连接四通电磁阀下端左侧接口，金属盘管内部通入冷媒；金属套管一端连接水泵出水口，水泵进水口连接地埋集水器出水口，地埋集水器回水口连接换热套管另一端；

10、优选地，螺旋金属盘管、金属套管的材质选用铜质，提高换热斜率；

11、所述压缩机高压出口连接四通电磁阀上端高压入口，四通电磁阀下端右侧出口连接冷媒电磁阀1、冷媒电磁阀1另一端连接用户电磁阀，用户电磁阀连接金属管翅片换热器金属管的一端，金属管翅片换热器金属管的另一端连接冷媒电磁阀2，冷媒电磁阀2连接电子节流阀、电子节流阀另一端连接螺旋金属套管换热器的盘管，螺旋金属套管换热器的盘管另一端连接四通电磁阀下侧左端接口，四通电磁阀下侧中端接口连接气液分离器入口，；气液分离器出口连接压缩机入口；

12、一种利用地球浅层热能的多联机组装置应用工作原理介绍

13、取暖模式：冬天房间环境温度低于地埋集水器水温，多联机组启动制热取暖模式。多联机组中一用户启动地源热泵双管多联机组系统、打开自己的用户电磁阀和换热风扇，地源热泵双管多联机组系统的控制模块启动变频压缩机和地埋集水器水泵，控制模块打开电子节流阀、冷媒电磁阀1和冷媒电磁阀2，四通电磁阀上端高压入口连通四通电磁阀下端右侧出口、变频压缩机启动，四通电磁阀下端右侧出口通过冷媒电磁阀1连通金属管翅片换热器；这时的金属管翅片换热器就是冷凝器，高温高压的冷媒气体在金属管翅片换热器内放热，气体变成液体相变放热，金属管翅片换热器的温度高于环境温度，换热风扇把金属管翅片换热器的热能吹入室内，实现取暖；该过程为放热过程；放出热量被风扇吹入房间取暖；总热量等于地埋集水携带热量加压缩机物理做功热量；随后从金属管翅片换热器出来的高压冷媒液体经过冷媒电磁阀2进入电子节流阀后、在螺旋金属套管换热器的盘管内扩散吸热、液体变成低压冷媒气体；此时的螺旋金属套管换热器就是蒸发器；低压冷媒气体经过四通电磁阀下端左侧入口、中间出口管道连通气液分离器入口，气液分离器出口管道连接变频压缩机入口，完成循环。多联机组中更多用户启动地源热泵双管多联机组系统，地源热泵双管多联机组系统的控制模块提高变频压缩机的频率，增加制热功率。

14、制冷模式：夏天房间环境温度高于地埋集水器水温，多联机组启动制冷模式。多联机组中一用户启动地源热泵双管多联机组系统、打开自己的用户电磁阀和换热风扇，地源热泵双管多联机组系统的控制模块启动变频压缩机和地埋集水器水泵，控制模块反向打开电子节流阀、冷媒电磁阀1和冷媒电磁阀2，四通电磁阀上端高压入口连通四通电磁阀下端左侧出口、变频压缩机启动，四通电磁阀下端左侧出口通过连通金属管翅片换热器；这时的金属管翅片换热器就是冷凝器，高温高压的冷媒气体在金属管翅片换热器内放热，气体变成液体相变放热，金属管翅片换热器的温度高于环境温度，换热风扇把金属管翅片换热器的热能吹入室内，实现取暖；该过程为放热过程；放出热量被风扇吹入房间取暖；总热量等于地埋集水携带热量加压缩机物理做功热量；随后从金属管翅片换热器出来的高压冷媒液体经过冷媒电磁阀2进入电子节流阀后、在螺旋金属套管换热器的盘管内扩散吸热、液体变成低压冷媒气体；此时的螺旋金属套管换热器就是蒸发器；低压冷媒气体经过四通电磁阀下端左侧入口、中间出口管道连通气液分离器入口，气液分离器出口管道连接变频压缩机入口，完成循环。多联机组中更多用户启动地源热泵双管多联机组系统，地源热泵双管多联机组系统的控制模块提高变频压缩机的频率，增加制热功率。

15、制冷模式：夏天房间环境温度高于地埋集水器水温，多联机组启动制冷模式。多联机组中一用户启动地源热泵双管多联机组系统、打开自己的用户电磁阀和换热风扇，地源热泵双管多联机组系统的控制模块启动变频压缩机和地埋集水器水泵，控制模块反向打开电子节流阀、冷媒电磁阀1和冷媒电磁阀2，控制模块控制四通电磁阀上端高压入口连通四通电磁阀下端左侧出口，四通电磁阀下端左侧出口连通连通螺旋金属套管换热器的盘管，螺旋金属套管换热器是此时的冷凝器；高温高压的冷媒气体在螺旋金属套管换热器的盘管内相变放热变成高压液体，放出的热量被螺旋套管内部的水量带入地埋集水器；控制模块启动水泵，水泵从地埋集水器抽水穿过螺旋金属套管换热器的换热套管，再次流回地埋集水器，带走冷凝器热量；高压液体经过电子节流阀后扩散、穿过冷媒电磁阀2，在通金属管翅片换热器扩散吸热，冷媒高压液体吸热相变成冷媒低压气体；金属管翅片换热器是此时的蒸发器，金属管翅片换热器的温度低于环境温度；蒸发过程为吸热过程；吸热过程的负热量被风扇吹入房间降温；冷媒低压气体穿过用户电磁阀和冷媒电磁阀1到四通电磁阀下端右侧接口；四通电磁阀下端右侧接口连接四通电磁阀下端中间接口，四通电磁阀下端中间接口连接气液分离器入口，气液分离器出口连接变频压缩机入口，低压蒸汽经过气液分离器，再次进入压缩机完成循环。

16、本实用新型多联机组装置的有益之处是设计合理，一个地源热泵带动多个换热机组，结构简单经济实用，夏天降温把自然环境的热量注入地下，冬天采暖又把夏天注入地下的热量再拿回来，不污染环境，实现节电节能，减少运行费用。