一种变温差蒸发水源热泵设备的制作方法

专利名称：一种变温差蒸发水源热泵设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调设备制造领域，特别涉及一种变温差蒸发水源热泵设备。
背景技术：
目前，水源热泵机组是由压缩机、一台蒸发器、一台(或多台)冷凝器、膨胀阀等构成，用地下水做为制冷和制热的冷热源，通过切换水系统来实现制冷或供热。夏季制冷时，使用侧是蒸发器的冷水(12℃/7℃)，系统产生的热量是通过冷凝器将热量释放到地下水；冬季制热时，使用侧是冷凝器里的热水，地下水做为热源通过蒸发器将水中的热量取出。
通常的水源热泵机组，在制冷与热泵工况运行时，蒸发器的冷水进出温差是不同的，夏季运行时Δtw＝5℃(进水温度twi＝12℃，出水温度tw0＝7℃)；冬季运行时，由于地下水温所限(一般15℃)，蒸发器的进出水温差Δtw＝8℃(进水温度twi＝15℃，出水温度tw0＝7℃)，需要的地下水流量大。
设计热泵工况运行时，如果蒸发器的进出水温差Δtw＝8℃，蒸发温度t0＝2℃，蒸发器冬夏季匹配较好，但需要的地下水流量较大，那么打井的费用就较高。如果蒸发器的进出水温差取Δtw＝10℃，蒸发温度t0＝1℃，虽然地下水流量减少，但是由于只有一台蒸发器，也就是说水流经蒸发器的流通面积不变，因此，水流量减少会降低水流速，直接导致传热系数下降，需要的传换面积增大；另一方面由于蒸发温度降低，压机的制冷能力降低，能效比下降。
为了克服现有的水源热泵机组制冷与热泵工况运行时，要么需要的水量大(冬季蒸发器进出水温差Δtw＝8℃)，要么传热效率低(冬季蒸发器进出水温差Δtw＝10℃，水流速低)的问题，本实用新型提供的一种变温差蒸发水源热泵设备，不仅能使蒸发器在冬夏季工况时水的进出口温差相同，而且冬季可以节省地下水流量而不影响传热效率，同时可以保持高的制热效果及高能效比。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案本实用新型所采用的技术方案是由阀门和管道与三通接头进水管道出水管道组成外置管路机构，由管道、干燥过滤器、电磁阀、压缩机、膨胀阀、电器控制箱、蒸发器、减震喉、阀门、蒸发器、冷凝器和机架组成变温差蒸发水源热泵机。由外置管路机构和变温差蒸发水源热泵机组成一种变温差蒸发水源热泵设备。采用两个小型蒸发器，每个蒸发器与一台或几台压缩机及冷凝器、膨胀阀等连接组成各自独立的制冷循环。两个蒸发器的进出水管之间通过阀门连接控制来实现两个蒸发器水系统的串联或并联。夏季制冷工况运行时两个蒸发器水系统并联(进出水温差Δt＝5℃)；冬季热泵工况运行时，两个蒸发器水系统串联，作为热源的地下水通过两个蒸发器来实现Δt＝10℃的温降，经过第一个蒸发器的温降为Δt＝5.5℃，经过第二个蒸发器的温降为Δt＝4.5℃，这样流经每个蒸发器的水流量、流速与夏季工况运行相比差别不大，对传热性能的影响较小。
本实用新型的优点是可以减少地下水的取水量，同时提高系统制热量及能效比，冬、夏两种工况运行时，蒸发器的换热面积均可得到充分利用，系统匹配性好，且结构简单，操作方便。
变温差蒸发水源热泵机由管道60、干燥过滤器1、电磁阀2、压缩机3、膨胀阀4、电器控制箱5、蒸发器6、减震喉7、阀门8、10、11、蒸发器9、冷凝器12、冷凝器1 3和机架61组成。干燥过滤器1、电磁阀2、压缩机3、膨胀阀4、电器控制箱5、蒸发器6、减震喉7、阀门8、10、11、蒸发器9、冷凝器12、冷凝器13固定在机架61上。压缩机3至少有两个压缩机，一个或一组压缩机的输入端经管道60接蒸发器6，输出端经管道60接冷凝器12；另一个或一组压缩机的输入端经管道60接另一蒸发器9，输出端经管道60接另一冷凝器13；冷凝器12的端口之一与另一冷凝器13的端口之一由管道60与管道46连接；冷凝器12的端口之二与另一冷凝器13的端口之二由管道60与管道44连接；冷凝器12的端口之三与蒸发器6之间经由干燥过滤器1、电磁阀2、膨胀阀4的串联由管道60连接；另一冷凝器13的端口之三与另一蒸发器9之间经由另一干燥过滤器1、电磁阀2、膨胀阀4的串联由管道60连接；蒸发器6的输入端口通过管道60与出水管道43连接，管道60的另一端通过阀门8与另一蒸发器9的端口之一连接，该蒸发器9的端口经管道60与阀门10的连接，阀门10再与管道60连接，管道60的另两端各与进水管道45和管道60连接，该管道60通过阀门11与另一蒸发器9的端口之二和蒸发器6连接。
具体实施方式
夏季制冷工况运行时，阀门37、40、35、42及阀门8、11打开，阀门38、41、36、39及阀门10关闭，经过水处理的地下水经进水管道33、阀门42、出水管道44进入冷凝器12和冷凝器13，换热后经阀门35、出水管道30进入回灌井(同层回灌)，完成冷却水系统循环。而使用侧(冷冻水)水系统是通过关闭阀门10，打开阀门8、11及37、40，实现用户与机组之间的制冷循环。此时，蒸发器6和蒸发器9水系统处于并联状态。两蒸发器设计工况相同，即进水温度12℃，出水温度7℃，蒸发温度2℃。
冬季热泵工况运行时，阀门38、41、36、39及阀门10打开，阀门37、40、42、35及阀门8、11关闭。地下水经过水处理后，经阀门41进入蒸发器6，其进出水温度15℃/9.5℃，蒸发温度te＝5.5℃；然后蒸发器6的出水(9.5℃)作为蒸发器9的进水(9.5℃)，则蒸发器9的进出水温度9.5℃/5℃，蒸发温度te＝1℃，此时两蒸发器的水系统是串联的，由于两蒸发器蒸发温度不同，所以取不同的温差，使每个蒸发器的水流量、流速一致。地下水的10℃温降是通过两个蒸发器来实现的，这样既减少了地下水的流量(总温差Δt＝10℃)，又提高了制热(制冷)量及能效比。尤其是对于地下水含量较少地区具有非常显著的经济和社会效益。
权利要求1.一种变温差蒸发水源热泵设备，由外置管路机构和变温差蒸发水源热泵机组成，其特征在于由阀门和管道与三通接头进水管道出水管道组成外置管路机构，由管道、干燥过滤器、电磁阀、压缩机、膨胀阀、电器控制箱、蒸发器、减震喉、阀门、蒸发器、冷凝器、冷凝器和机架组成变温差蒸发水源热泵机，采用两个小型蒸发器，每个蒸发器与一台或几台压缩机及冷凝器、膨胀阀等连接组成各自独立的制冷循环，两个蒸发器的进出水管之间通过阀门连接控制来实现两个蒸发器水系统的串联或并联。
2.根据权利要求1所述的一种变温差蒸发水源热泵设备，其特征在于阀门与阀门由管道和三通接头连接，三通接头的另一端接进水管道；阀门与阀门由管道和三通接头连接，三通接头的另一端接出水管道。
3.根据权利要求1、2所述的一种变温差蒸发水源热泵设备，其特征在于干燥过滤器、电磁阀、压缩机、膨胀阀、电器控制箱、蒸发器、减震喉、阀门、蒸发器、冷凝器固定在机架上，至少有两个压缩机，一个或一组压缩机的输入端经管道接蒸发器，输出端经管道接另一冷凝器；另一个或一组压缩机的输入端经管道接另一蒸发器，输出端经管道接另一冷凝器；冷凝器的端口之一与另一冷凝器的端口之一由管道连接；冷凝器的端口之二与另一冷凝器的端口之二由管道连接；冷凝器的端口之三与蒸发器之间经由干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀的串联由管道连接；另一冷凝器的端口之三与蒸发器之间经由另一干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀的串联由管道连接；蒸发器的输入端口通过管道与出水管道连接，管道的另一端通过阀门与另一蒸发器的端口之一连接，该蒸发器的端口经阀门与管道的连接，管道的另两端各与进水管道和管道连接，该管道通过阀门与另一蒸发器的端口之二和蒸发器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种变温差蒸发水源热泵设备结构。采用两个小型蒸发器，每个蒸发器与一台或几台压缩机及冷凝器、膨胀阀等连接组成各自独立的制冷循环。两个蒸发器的进出水管之间通过阀门连接控制来实现两个蒸发器水系统的串联或并联。夏季制冷工况运行时两个蒸发器水系统并联(进出水温差Δt＝5℃)；冬季热泵工况运行时，两个蒸发器水系统串联，作为热源的地下水通过两个蒸发器来实现Δt＝10℃的温降。本实用新型的优点是可以减少地下水的取水量，同时提高系统制热量及能效比，冬、夏两种工况运行时，蒸发器的换热面积均可得到充分利用，系统匹配性好，且结构简单，操作方便。
文档编号F25B30/00GK2560905SQ0224677
公开日2003年7月16日 申请日期2002年8月16日 优先权日2002年8月16日
发明者丁卫列, 马立章, 王晓民, 刘景萍, 余雪芳 申请人:北京金万众空调制冷设备有限责任公司