專利名稱：制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，能源緊缺已經(jīng)成為嚴(yán)重制約我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵問題，節(jié)能作為國家 能源戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分，受到了越來越多的關(guān)注，其中空調(diào)系統(tǒng)是電耗的重要組成 部分。從降低運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)省能源、減少排放CO2排放量來看，當(dāng)前市場(chǎng)上均采用電能驅(qū)動(dòng) 的熱泵機(jī)組。從冷(熱)源的角度來區(qū)分，當(dāng)前市場(chǎng)熱泵機(jī)組可以分為空氣源熱泵和地源 熱泵兩大類。但是上述兩種熱泵機(jī)組均存在不同方面的缺陷，致使產(chǎn)品應(yīng)用范圍受阻1、風(fēng)冷熱泵機(jī)組風(fēng)冷冷熱水機(jī)組是以空氣源為冷熱源，可省去冷卻水系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，施工方 便。但是，由于外部環(huán)境變化多端，長(zhǎng)期以來的理論和實(shí)踐均表明，空氣源熱泵系統(tǒng)有以下 缺點(diǎn)1. 1、區(qū)域性限制強(qiáng)。受冬季環(huán)境溫度較低影響，機(jī)組在黃河流域、華北、西北等地 區(qū)將無法在冬季正常工作；1. 2、制熱時(shí)蒸發(fā)器易結(jié)霜。由于空氣源熱泵冬季采用空氣作為熱源，所以，隨著室 外溫度的降低，空氣中的水分就會(huì)析出并依附于蒸發(fā)器表面形成霜層。蒸發(fā)器傳熱熱阻增 加，嚴(yán)重影響壓縮機(jī)以及熱泵整體的性能，同時(shí)，除霜帶來的額外費(fèi)用還將降低空氣源熱泵 的經(jīng)濟(jì)性；1. 3、空氣源熱泵除霜系統(tǒng)復(fù)雜?？諝庠礋岜美錈崴畽C(jī)組在除霜易出現(xiàn)低壓保護(hù)、 液壓縮、除霜水不易流盡、除霜時(shí)間過長(zhǎng)等現(xiàn)象，并導(dǎo)致室內(nèi)溫度波動(dòng)過大；1. 4、制熱性能受環(huán)境溫度影響大，制熱效率低。系統(tǒng)的制熱量隨著外溫的下降而 迅速下降，而需熱量卻隨著外溫的下降而迅速上升，當(dāng)外界溫度很低時(shí)，系統(tǒng)的制熱量將小 到無法滿足這些地區(qū)的冬季采暖需求；與此同時(shí)，隨著室外環(huán)境溫度的降低，機(jī)組COP急 劇下降、壓縮機(jī)的壓比會(huì)越來越大，導(dǎo)致排氣溫度不斷升高，長(zhǎng)期運(yùn)行必然會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞壓縮 機(jī)。1. 5、四通閥內(nèi)部容易泄漏，且機(jī)械部件容易卡死，機(jī)組效率、可靠性差。綜上所述，空氣源熱泵無法解決冬季寒冷氣候條件下影響熱效率根本問題，如結(jié) 霜、化霜、運(yùn)行效率低、四通閥可靠性差等問題，產(chǎn)品使用范圍較窄。2、水(地)源熱泵機(jī)組水地源熱泵利用地下水和土壤常年溫度可穩(wěn)定在較高水平這一特性，解決了空氣 源熱泵冬季換熱器結(jié)霜、化霜需要導(dǎo)致熱泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜及運(yùn)行轉(zhuǎn)換麻煩與系統(tǒng)運(yùn)行不可靠并 降低壓縮機(jī)壽命等問題，同時(shí)還極大的提升了機(jī)組的運(yùn)行能效比。但是由于水地源熱泵對(duì) 地下水破壞嚴(yán)重，且初投資大，極大地限制了產(chǎn)品的推廣與應(yīng)用2. 1、機(jī)組效率分析。如果采用直接開采地下水，相對(duì)來說，在夏季時(shí)候，由于冷卻 水溫度相對(duì)較低，機(jī)組有個(gè)較好的冷源，機(jī)組運(yùn)行效率較高，冬季的時(shí)候，由于地下水熱源溫度較高，機(jī)組可以獲得很高的運(yùn)行效率；但是如果采用地源熱泵，冬季的時(shí)候，由于地面 溫度較低，且換熱效率差，其經(jīng)過地埋管換熱后的熱源將在0 °C左右，與水源熱泵機(jī)組相比， 機(jī)組運(yùn)行效率將大幅下降。2. 2、地下水開采費(fèi)用昂貴，使用受限。地源熱泵需占用大面積土地，施工難度大， 且造價(jià)昂貴，地下埋管、或打井的費(fèi)用將在遠(yuǎn)高于機(jī)組本身的成本。2. 3、地下水開采容易造成地下水質(zhì)污染。水源熱泵對(duì)地下水資源會(huì)產(chǎn)生污染和浪 費(fèi)，在水、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在推廣應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，水源熱泵由于井水不能100%回灌，導(dǎo)致寶 貴的地下水被排入城市下水道，嚴(yán)重浪費(fèi)地下水資源。由取水井抽取的地下水經(jīng)過水源熱 泵機(jī)組提取能量之后，被返回至回水井的過程中，將長(zhǎng)年沉睡在地下與世隔絕清潔的地下 水與空氣暴氣循環(huán)被氧化，增加了地下水與空氣中氧分子接觸機(jī)會(huì)，導(dǎo)致地下水中氧化鐵 含量逐漸增大，使地下水變成紅褐色的鐵銹水，嚴(yán)重地污染和破壞了地下水資源；2. 4、機(jī)組制冷、制熱通過外部水路閥門進(jìn)行切換，水系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)復(fù)雜，制冷制熱 切換時(shí)候使用側(cè)、外部熱源側(cè)水質(zhì)容易混淆，給使用側(cè)水路造成污染。3、上述各種熱泵優(yōu)缺點(diǎn)風(fēng)冷螺桿的最突出的優(yōu)點(diǎn)是空氣免費(fèi)、取之不盡、用之不竭。但結(jié)霜、化霜、運(yùn)行 效率低、四通閥可靠性差等問題能效比太低成為了致命缺陷，而水源熱泵雖然在運(yùn)行效率 上有明顯優(yōu)勢(shì)，但工程投資大，且對(duì)地下水質(zhì)有破壞，使該產(chǎn)品的應(yīng)用推廣受到了極大的限 制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)，通過制冷劑側(cè)切換達(dá)到制 冷、制熱需求的高效、無污染的熱泵機(jī)組，同時(shí)要解決現(xiàn)有風(fēng)冷熱泵的結(jié)霜、化霜、運(yùn)行效率 低、四通閥可靠性差、能效比低等缺陷，且要解決水源熱泵工程投資大，對(duì)地下水質(zhì)有破壞 缺陷。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的制冷劑側(cè)切換污水 源熱泵系統(tǒng)，包括冷媒壓縮機(jī)、使用側(cè)換熱器、節(jié)流裝置、干燥過濾器、熱源側(cè)換熱器，制冷 回路為從冷媒壓縮機(jī)的出口通過第一手動(dòng)截止閥進(jìn)入熱源側(cè)換熱器的第一冷媒進(jìn)口，從 熱源側(cè)換熱器的第一冷媒出口依次通過第二手動(dòng)截止閥、干燥過濾器、節(jié)流裝置、第三手動(dòng) 截止閥后進(jìn)入使用側(cè)換熱器第二冷媒入口，再從使用側(cè)換熱器的第二冷媒出口經(jīng)過第四手 動(dòng)截止閥后回到冷媒壓縮機(jī)；制熱回路為從冷媒壓縮機(jī)的出口通過第五手動(dòng)截止閥進(jìn)入 使用側(cè)換熱器的第三冷媒入口，從使用側(cè)換熱器的第三冷媒出口依次通過第六手動(dòng)截止 閥、干燥過濾器、節(jié)流裝置、第七手動(dòng)截止閥后進(jìn)入熱源側(cè)換熱器的第四冷媒入口，再從熱 源側(cè)換熱器的第四冷媒出口通過第八手動(dòng)截止閥后回到冷媒壓縮機(jī)。優(yōu)選的，所述節(jié)流裝置為電子膨脹閥；能較好的在低溫環(huán)境工作。優(yōu)選的，所述冷媒壓縮機(jī)為螺桿式壓縮機(jī)；螺桿式壓縮機(jī)可靠性高、操作維護(hù)方 便、動(dòng)力平衡好、適應(yīng)性強(qiáng)。優(yōu)選的，所述使用側(cè)換熱器、熱源側(cè)換熱器均為滿液式換熱器；滿液式換熱器效率 高、性能可靠、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，有效降低了用戶管理成本。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過控制手動(dòng)截止閥的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)機(jī)組制冷、制熱運(yùn)行模式的切換，無四通閥卡死故障、泄漏率低的問題，且成本較低，安全可靠，操作方 便；可以以原生污水為冷(熱)源，確保污水、空調(diào)水分別在固定的換熱器內(nèi)流動(dòng)，避免了普 通的外部切換水源熱泵機(jī)組因制冷、制熱水路切換而帶來的二次污染問題，不會(huì)對(duì)地下水 質(zhì)造成任何危害，實(shí)現(xiàn)真正的變廢為寶，污水直接近換熱器，無中間換熱損失，提高了機(jī)組 的運(yùn)行效率，污水熱量得到充分利用，與常規(guī)的通過中間熱交換器換熱相比，直接采用污水 進(jìn)蒸發(fā)器可提升機(jī)組運(yùn)行效率10%以上，熱源豐富、綠色環(huán)保，同時(shí)又節(jié)省了中間換熱的投 資成本。


圖1為本發(fā)明制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)的工作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式參閱圖1為本發(fā)明制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)的實(shí)施例，制冷劑側(cè)切換污水源 熱泵系統(tǒng)，包括冷媒壓縮機(jī)1、使用側(cè)換熱器2、節(jié)流裝置3、干燥過濾器4、熱源側(cè)換熱器5。制冷回路為從冷媒壓縮機(jī)1的出口通過第一手動(dòng)截止閥Vl進(jìn)入熱源側(cè)換熱器5 的第一冷媒進(jìn)口，從熱源側(cè)換熱器5的第一冷媒出口依次通過第二手動(dòng)截止閥V2、干燥過 濾器4、節(jié)流裝置3、第三手動(dòng)截止閥V3后進(jìn)入使用側(cè)換熱器2第二冷媒入口，再從使用側(cè) 換熱器2的第二冷媒出口經(jīng)過第四手動(dòng)截止閥V4后回到冷媒壓縮機(jī)1 ；制熱回路為從冷媒壓縮機(jī)1的出口通過第五手動(dòng)截止閥V5進(jìn)入使用側(cè)換熱器2 的第三冷媒入口，從使用側(cè)換熱器2的第三冷媒出口依次通過第六手動(dòng)截止閥V6、干燥過 濾器4、節(jié)流裝置3、第七手動(dòng)截止閥V7后進(jìn)入熱源側(cè)換熱器5的第四冷媒入口，再從熱源 側(cè)換熱器5的第四冷媒出口通過第八手動(dòng)截止閥后回到冷媒壓縮機(jī)1。上述節(jié)流裝置3為電子膨脹閥，所述冷媒壓縮機(jī)1為螺桿式壓縮機(jī)，所述使用側(cè)換 熱器2、熱源側(cè)換熱器5均為滿液式換熱器，所述熱源側(cè)換熱器5內(nèi)使用的熱源為原生態(tài)污 水。上述熱源側(cè)換熱器可以使用原生污水為冷(熱)源，污水常年溫度穩(wěn)定在15 25 度之間，夏(冬)天是現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的最好的冷(熱)源，機(jī)組效率是所有同類產(chǎn)品中最高的。制冷的時(shí)候開啟第一、二、三、四手動(dòng)截止閥，關(guān)閉第五、六、七、八手動(dòng)截止閥；制 熱的時(shí)候開啟第五、六、七、八手動(dòng)截止閥，關(guān)閉第一、二、三、四手動(dòng)截止閥；污水在熱源側(cè) 換熱器內(nèi)流過，冷卻水在使用側(cè)換熱器內(nèi)流過。以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，任何本 領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
權(quán)利要求
制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于包括冷媒壓縮機(jī)(1)、使用側(cè)換熱器(2)、節(jié)流裝置(3)、干燥過濾器(4)、熱源側(cè)換熱器(5)，制冷回路為從冷媒壓縮機(jī)(1)的出口通過第一手動(dòng)截止閥(V1)進(jìn)入熱源側(cè)換熱器(5)的第一冷媒進(jìn)口，從熱源側(cè)換熱器(5)的第一冷媒出口依次通過第二手動(dòng)截止閥(V2)、干燥過濾器(4)、節(jié)流裝置(3)、第三手動(dòng)截止閥(V3)后進(jìn)入使用側(cè)換熱器(2)第二冷媒入口，再從使用側(cè)換熱器(2)的第二冷媒出口經(jīng)過第四手動(dòng)截止閥(V4)后回到冷媒壓縮機(jī)(1)；制熱回路為從冷媒壓縮機(jī)(1)的出口通過第五手動(dòng)截止閥(V5)進(jìn)入使用側(cè)換熱器(2)的第三冷媒入口，從使用側(cè)換熱器(2)的第三冷媒出口依次通過第六手動(dòng)截止閥(V6)、干燥過濾器(4)、節(jié)流裝置(3)、第七手動(dòng)截止閥(V7)后進(jìn)入熱源側(cè)換熱器(5)的第四冷媒入口，再從熱源側(cè)換熱器(5)的第四冷媒出口通過第八手動(dòng)截止閥后(V8)回到冷媒壓縮機(jī)(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述節(jié)流裝置(3) 為電子膨脹閥。
3.如權(quán)利要求1所述的制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述冷媒壓縮機(jī) (1)為螺桿式壓縮機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的制冷劑側(cè)切換污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述使用側(cè)換熱 器(2)、熱源側(cè)換熱器(5)均為滿液式換熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開了制冷劑側(cè)切換水源熱泵系統(tǒng)，制冷回路為從冷媒壓縮機(jī)依次通過第一手動(dòng)截止閥、熱源側(cè)換熱器、第二手動(dòng)截止閥、干燥過濾器、節(jié)流裝置、第三手動(dòng)截止閥、使用側(cè)換熱器、第四手動(dòng)截止閥后回到冷媒壓縮機(jī)；制熱回路為冷媒壓縮機(jī)依次通過第五手動(dòng)截止閥、使用側(cè)換熱器、第六手動(dòng)截止閥、干燥過濾器、節(jié)流裝置、第七手動(dòng)截止閥、熱源側(cè)換熱器、第八手動(dòng)截止閥后回到冷媒壓縮機(jī)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過控制手動(dòng)截止閥的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)機(jī)組制冷、制熱運(yùn)行模式的切換，無四通閥卡死故障、泄漏率低的問題，且成本較低，安全可靠，操作方便，直接采用污水進(jìn)蒸發(fā)器可提升機(jī)組運(yùn)行效率10％以上，熱源豐富、綠色環(huán)保，又節(jié)省了中間換熱的投資成本。
文檔編號(hào)F25B30/06GK101949618SQ20101029847
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者徐烽烽, 楊松杰, 潘祖棟, 王堅(jiān) 申請(qǐng)人:浙江盾安人工環(huán)境股份有限公司