一种基于水源的冷暖循环装置的制作方法

文档序号:15957929发布日期:2018-11-16 21:58阅读:182来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统热泵在制冷制热模式下换热效率不均的问题,提出通过冷媒流向与水流方向相反的创新设计。装置采用串联单向阀与并联切换组件,使冷媒在制热时与用户侧水逆向流动,在制冷时与水源侧水逆向流动,实现双侧高效热交换。该方案通过四通阀切换循环路径,结合储液器与气液分离器优化系统稳定性,显著提升冷暖循环效率。
关键词:水源热泵,换热效率

本实用新型涉及热泵技术领域,具体涉及一种基于水源的冷暖循环装置。



背景技术:

空气源热泵冷热水机组是与环境空气进行热交换,以少量电为驱动力,完成热品位提升的节能产品。空气源热泵的性能随室外气候变化明显,室外温度过高或过低,热泵机组均不能正常工作,换热效率较低。为了解决上述技术问题,中国专利文献CN202083059U公开了一种利用水/地能进行空气调节的分置降压式水/地能热泵机组,包括:用管道按顺序连接的压缩机、第一单向电磁阀、分置降压式水/地能换热器、使用侧换热器、第二单向电磁阀,第二单向电磁阀再与压缩机连接;将第三单向电磁阀与串接的第一单向电磁阀、分置降压式水/地能换热器和使用侧换热器并联连接,将第四单向电磁阀与串接的第二单向电磁阀、使用侧换热器和分置降压式水/地能换热器并联连接。在制热运行时,制冷剂自上而下经过使用侧换热器,水是自下而上经过使用侧换热器,即制冷剂和水为逆向换热,换热效率较高;但是在制冷运行时,制冷剂是自下而上经过使用侧换热器,而水也是自下而上经过使用侧换热器,即制冷剂和水为同向换热,换热效率较低。



技术实现要素:

因此,本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的热泵机组在制冷运行时换热效率低的缺陷,从而提供一种在制冷和制热运行时换热效率均较高的基于水源的冷暖循环装置。

为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种基于水源的冷暖循环装置,包括:

冷媒循环管路,包括依次连接的压缩机、第一换热器和第二换热器,所述第二换热器的出口连接所述压缩机的进口;

第一水循环管路和第二水循环管路,分别连通所述第一换热器和所述第二换热器;

若干个流向切换组件,设置在所述冷媒循环管路中,用于在制热循环或制冷循环中使得所述第一换热器和所述第二换热器中冷媒的运动方向与所述第一水循环管路和所述第二水循环管路中水的流向始终相反。

所述的基于水源的冷暖循环装置,所述流向切换组件为单向阀。

所述的基于水源的冷暖循环装置,若干个所述流向切换组件包括与所述第一换热器和所述第二换热器串联的第一流向切换组件,以及分别与所述第一换热器和所述第二换热器并联的第二流向切换组件。

所述的基于水源的冷暖循环装置,所述第一流向切换组件包括分别与所述第一换热器的进口和出口连通的第一单向阀和第二单向阀,以及分别与所述第二换热器的进口和出口连通的第三单向阀和第四单向阀;所述第二流向切换组件包括分别与所述第一换热器并联的第五单向阀和第六单向阀,以及分别与所述第二换热器并联的第七单向阀和第八单向阀。

所述的基于水源的冷暖循环装置,所述第五单向阀的进口和出口分别连接至所述第二单向阀的出口和所述第一单向阀的出口,所述第六单向阀的进口和出口分别连接至所述第二单向阀的进口和所述第一单向阀的进口,所述第七单向阀的进口和出口分别连接至所述第四单向阀的出口和所述第三单向阀的出口,所述第八单向阀的进口和出口分别连接至所述第四单向阀的进口和所述第三单向阀的进口。

所述的基于水源的冷暖循环装置,还包括设置在所述压缩机和所述第一单向阀之间的、用于冷暖循环切换的换向阀。

所述的基于水源的冷暖循环装置,还包括设置在所述第二单向阀和所述第三单向阀之间的储液器和节流阀。

所述的基于水源的冷暖循环装置,还包括设置在所述第四单向阀和所述压缩机之间的汽液分离器。

所述的基于水源的冷暖循环装置,所述第一水循环管路与用水端连接,所述第二水循环管路与水体或土壤中的水源连接。

本实用新型技术方案,具有如下优点:

1.本实用新型提供的基于水源的冷暖循环装置,冷媒循环管路中若干个流向切换组件的设置,使得在制热循环或制冷循环中第一换热器和第二换热器中冷媒的运动方向与第一水循环管路和第二水循环管路中水的流向始终相反,即始终保持逆向换热,从而减少了热量损失,提高了循环装置的换热效率。

2.本实用新型提供的基于水源的冷暖循环装置,流向切换组件为单向阀,保证了冷媒运动方向的唯一性,防止其反向运动。

3.本实用新型提供的基于水源的冷暖循环装置,第一流向切换组件串联在冷媒循环管路中,这样在制热循环中,冷媒依次通过第一流向切换组件、第一换热器和第二换热器,并使得运动方向与第一水循环管路和第二水循环管路的水流动方向相反,即进行逆向换热,提高了换热效率;第二流向切换组件并联在第一换热器和第二换热器上,这样在制冷循环中,即使第一水循环管路和第二水循环管路中的水流动方向未变,也能保证冷媒的运动方向始终与水的流动方向相反,即同样保证逆向换热,提高了换热效率。

4.本实用新型提供的基于水源的冷暖循环装置,第二水循环管路与水体或土壤中的水源连接,这样循环装置随时可以从水体或土壤中的水源获取热量,或者将多余的废热排出至水体或土壤中,降低了外界环境对换热效率的影响,同时减少了对环境的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的基于水源的冷暖循环装置的示意图。

附图标记说明:

1-压缩机;2-换向阀;3-第一换热器;4-储液器;5-节流阀;6-第二换热器;7-汽液分离器;8-流向切换组件;9-冷媒循环管路;10-第一水循环管路;11-第二水循环管路;81-第一单向阀;82-第二单向阀;83-第三单向阀;84-第四单向阀;85-第五单向阀;86-第六单向阀;87-第七单向阀;88-第八单向阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

此外,下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示的基于水源的冷暖循环装置的一种具体实施方式,包括冷媒循环管路9、第一水循环管路10、第二水循环管路11和设置在所述冷媒循环管路9中的若干个流向切换组件8。

冷媒循环管路9包括依次连接的压缩机1、换向阀2、第一换热器3、储液器4、节流阀5、第二换热器6和汽液分离器7,所述第二换热器3的出口连接所述压缩机1的进口。第一水循环管路10和第二水循环管路11分别连通所述第一换热器3和所述第二换热器6,用于与流经第一换热器3和第二换热器6的冷媒进行热量交换。若干个流向切换组件8用于在制热循环或制冷循环中使得所述第一换热器3和所述第二换热器6中冷媒的运动方向与所述第一水循环管路10和所述第二水循环管路11中水的流向始终相反。

在本实施例中,所述流向切换组件8为单向阀。若干个所述流向切换组件8包括与所述第一换热器3和所述第二换热器6串联的第一流向切换组件,以及分别与所述第一换热器3和所述第二换热器6并联的第二流向切换组件。所述第一流向切换组件包括分别与所述第一换热器3的进口和出口连通的第一单向阀81和第二单向阀82,以及分别与所述第二换热器6的进口和出口连通的第三单向阀83和第四单向阀84,在制热循环中,从压缩机1流出的冷媒依次经过换向阀2、第一单向阀81、第一换热器3、第二单向阀82、储液器4、节流阀5、第三单向阀83、第二换热器6、第四单向阀84、换向阀2和汽液分离器7后,再次回到压缩机1中;所述第二流向切换组件包括分别与所述第一换热器3并联的第五单向阀85和第六单向阀86,以及分别与所述第二换热器6并联的第七单向阀87和第八单向阀88,在制冷循环中,从压缩机1流出的冷媒依次经过换向阀2、第七单向阀87、第二换热器6、第八单向阀88、节流阀5、储液器4、第五单向阀85、第一换热器3、第六单向阀86和换向阀2后,再次回到压缩机1中。

具体地,所述第五单向阀85的进口和出口分别连接至所述第二单向阀82的出口和所述第一单向阀81的出口,即第五单向阀85与第一换热器3和第二单向阀82并联;所述第六单向阀86的进口和出口分别连接至所述第二单向阀82的进口和所述第一单向阀81的进口,即第六单向阀86与第一单向阀81和第一换热器3并联;所述第七单向阀87的进口和出口分别连接至所述第四单向阀84的出口和所述第三单向阀83的出口,即第七单向阀87与第四单向阀84和第二换热器6并联;所述第八单向阀88的进口和出口分别连接至所述第四单向阀84的进口和所述第三单向阀83的进口,即第八单向阀88与第二换热器6和第三单向阀83并联。

换向阀2设置在所述压缩机1和所述第一单向阀81之间,用于冷暖循环的切换。在本实施例中为四通换向阀,四通换向阀的一个开口还与汽液分离器7的进口连通,以将吸热后的低温低压气体经四通换向阀输入至汽液分离器7中。

所述第一水循环管路10与用水端连接,所述第二水循环管路11与水体或土壤中的水源连接。用水端可以为热水器,水体或土壤中的水源相对于外界的空气的温度变化较小,能够保证换热效率。

本实施例的基于水源的冷暖循环装置的工作过程包括:当用户需要热水时,制热循环启动,高温高压的气体氟从压缩机1中流出,并经四通换向阀上部的开口流入,下部右侧的开口流出,再经过第一单向阀81进入第一换热器3中,此时第一水循环管路10从第一换热器3的右侧进水,左侧出水,高温高压的气体氟与第一水循环管路10中的冷水进行热量交换,放出热量,用户端获取热量,高温高压的气体氟转变为高温高压的液体氟,然后依次经过第二单向阀82、储液器4和节流阀5后,转变为低温低压的液体氟,再经第三单向阀83流入第二换热器6中,此时外界水体中的水源自第二换热器6的左侧进入、右侧流出,低温低压的液体氟吸收第二水循环管路11中的热量后,转变为低温低压的气体氟,并经第四单向阀84和四通换向阀下部左侧的开口进入四通换向阀,下部中央的开口流出,经汽液分离器7分离后,再次进入压缩机1中,如此循环。

当用户需要对室内进行制冷时,制冷循环启动,高温高压的气体氟从压缩机1中流出,并经四通换向阀上部的开口流入,下部左侧的开口流出,再经第七单向阀87进入第二换热器6中,此时第二水循环管路11从第二换热器6的左侧进水、右侧出水,高温高压的气体氟与第二水循环管路11中的冷水进行热量交换,放出热量至水体中,即将废热排出,高温高压的气体氟转变为高温高压的液体氟,然后依次经过第八单向阀88、节流阀5和储液器4后,转变为低温低压的液体氟,再经第五单向阀85流入第一换热器3中,此时第一水循环管路10从第一换热器3的右侧进水、左侧出水,低温低压的液体氟吸收第一水循环管路10中的热量后,转变为低温低压的气体氟,此时第一水循环管路10中的水温降低,可对室内进行制冷,低温低压的气体氟经第六单向阀86和四通换向阀下部右侧的开口进入四通换向阀,下部中央的开口流出,经气液分离器分离7后,再次进入压缩机1中,如此循环。

作为替代的实施方式,流向切换组件8也可以为三通换向阀或单刀双掷开关等,只要可以改变冷媒的流动方向即可,而不需要对循环管路中原有的其他组件的位置进行调整,以降低成本,节约原料。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

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