專利名稱：一種水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，利用沖擊式水輪泵為系統(tǒng)水循環(huán)提供動力。沖 擊式水輪泵由水泵和沖擊式水輪機兩部分組成。應(yīng)用于釆用湖水或四季水位變化較小的水體 作為冷熱源的水源熱泵空氣調(diào)節(jié)工程中。
背景技術(shù)：
進入二十一世紀(jì)，能源緊缺已經(jīng)成為各國經(jīng)濟發(fā)展的世界性難題。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展， 人們生活水平的不斷提高，對室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求也越來越高。利用空調(diào)改善室內(nèi)環(huán)境的同 時，也帶來了能耗和污染等問題。因此，丌發(fā)利用清潔能源的可持續(xù)發(fā)展的暖通空調(diào)技術(shù)非 常迫切。水源熱泵空調(diào)技術(shù)是一項具有節(jié)能和環(huán)保意義的應(yīng)用技術(shù)，水源熱泵可以采用各種 水體，包括地表水、地下水和污水作為熱泵的冷熱源，冬季吸取水體中的熱量，供給室內(nèi)采 暖，夏季吸取室內(nèi)熱量，釋放到水體中。
水源熱泵系統(tǒng)通常存在水源熱泵機房與水體表面高差偏大的問題，因此必須利用水泵提 升水到機房，在機房換熱后又排回水體當(dāng)中。在這個過程中存在水的位能損失，它耗去了循 環(huán)水泵較多的電能，降低了水源熱泵系統(tǒng)的能效，使水源熱泵系統(tǒng)的推廣受限。
沖擊式水輪泵是沖擊式水輪機與水泵通過軸結(jié)合為一體的輸水泵。沖擊式水輪機由轉(zhuǎn) 輪、主軸、機殼等組成；水泵由葉輪、泵體、泵蓋和進出接口等組成。沖擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪 必須始終處于大氣中。來自壓力鋼管的高速自由射流沖擊轉(zhuǎn)輪的部分輪葉，在輪葉的約束下 發(fā)生流速大小和方向的改變，驅(qū)動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輪通過軸帶動水泵葉輪轉(zhuǎn)動，從而把水的位 能轉(zhuǎn)化為機械能。沖擊式水輪泵完全靠水力作用運轉(zhuǎn)，不需其它動力。

實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的是提供一種提高能源利用效率，利用 沖擊式水輪泵轉(zhuǎn)化水源熱泵機組排水的位能為機械能，為水源熱泵系統(tǒng)的水循環(huán)提供動力的 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是 一種水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水 泥基座、取水泵、沖擊式水輪泵(包括水泵和沖擊式水輪機)、水源熱泵機組、取水管、水泵進水管、水泵出水管、機組進水管、沖擊水管、噴嘴。水泵與沖擊式水輪機通過軸連接在 同一軸線上。
本實用新型的工作方式為利用沖擊式水輪泵回收水源熱泵機組排水的部分位能，轉(zhuǎn)化 為機械能后對水源熱泵機組進水做功，以提高能源利用效率。本實用新型中的沖擊式水輪泵 靠回收的位能做功，只能提供部分可供系統(tǒng)使用的能量，因此要配合本實用新型中的取水泵 裝置聯(lián)合運行提供給系統(tǒng)足夠的能量。取水泵類型選用定頻水泵。
本實用新型的連接方式為取水泵進口連接取水管，并安裝蝶閥；取水泵出口連接機組 進水管，并安裝止回閥。機組進水管安裝蝶閥，并在蝶閥進、出口處分別與水泵進水管、水 泵出水管連接。水泵進口連接水泵進水管，并安裝蝶閥；水泵出口連接水泵回水管，并安裝 止回閥。水源熱泵機組進、出口分別連接機組進水管和沖擊水管。沖擊水管安裝蝶閥，沖擊 水管出口安裝噴嘴。水泵和沖擊式水輪機安裝于高出水面的水泥基座上。水泵與沖擊式水輪 機通過軸連接在同一軸線上。
本實用新型的工作流程如下
啟動系統(tǒng)時，首先啟動取水泵，使水體的水進入取水管。如果采取常規(guī)運行模式，則打 開機組進水管上的蝶閥，關(guān)閉水泵進口處的蝶閥，水被取水泵增爪后直接由機組進水管流入 水源熱泵機組；如果采用節(jié)能運行模式，則關(guān)閉機組進水管上的蝶閥，打開水泵進口處的蝶 閥，水被取水泵增壓后，通過水泵進水管流入水泵，被水泵增壓，再通過水泵出水管流入機 組進水管，進入水源熱泵機組。水源熱泵機組排出的水，通過沖擊水管，從噴嘴以S由射流 形式噴出，帶動沖擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，并通過軸帶動水泵的葉輪轉(zhuǎn)動。
關(guān)閉系統(tǒng)時，先關(guān)閉沖擊水管上的蝶閥，再關(guān)閉取水泵。
本實用新型的有益效果在于
沖擊式水輪泵設(shè)備構(gòu)造簡單、無電動機，易損件少，體積小，重量輕；通過水源熱泵排 水對水輪機轉(zhuǎn)輪的沖擊，將水的位能轉(zhuǎn)化為機械能，并傳遞給水泵使其做功，從而回收位能， 節(jié)約能耗。本實用新型安裝簡便，外型可結(jié)合周圍環(huán)境布置成水景景觀，應(yīng)用于以湖水或四 季水位變化動較小的水體為冷熱源的建筑水源熱泵、冷卻換熱工程。


圖1為本發(fā)明示意圖。圖2為本發(fā)明中沖擊式水輪泵的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明中沖擊式水輪泵的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明中水泵IH視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本發(fā)明中沖擊式水輪機正視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中沖擊式水輪泵(包括水泵1和沖擊式水輪機2)、水泥基座3、取水泵4、水源 熱泵機組5、取水管6、水泵進水管7、水泵出水管8、機組進水管9、沖擊水管10、噴嘴11、 蝶閥12、止回閥13、蝶閥14、蝶閥15、止問閥16、蝶閥17。
圖2中水泵1、水泵進水口 1-1、水泵出水口 1-2、水泵輸入軸1-3、托架1-4、底座1-5、 水泵聯(lián)軸器l-6、沖擊式水輪機2、機殼2-l、水輪機輸出軸2-2、沖擊水管IO。
圖3中水泵1、水泵進水口 1-1、水泵出水口 1-2、托架1-4、底座1-5、水泵聯(lián)軸器1-6、 沖擊式水輪機2、機殼2-l、水輪機輸出軸2-2、沖擊水管IO。
圖4中水泵進口 1-1、水泵出口l-2、底座l-5。
圖5中底座l-5、機殼2-l、轉(zhuǎn)輪2-3、沖擊水管IO、噴嘴ll。
具體實施方式
如圖1所示， 一種水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水泥基座3、取水泵4、沖擊式水輪 泵(包括水泵1和沖擊式水輪機2)、水源熱泵機組5、取水管6、水泵進水管7、水泵出水 管8、機組進水管9、沖擊水管IO、噴嘴ll。取水泵4進口連接取水管6，并安裝蝶閥12; 取水泵4出口連接機組進水管9，并安裝止回閥13。機組進水管9安裝蝶閥14，并在蝶闊 14進、出口處分別與水泵進水管7、水泵出水管8連接。水泵1進口連接水泵進水管7，并 安裝蝶閥15;水泵出口連接水泵出水管8，并安裝止回閥16。水源熱泵機組5進、出口分別 與機組進水管9、沖擊水管10連接。沖擊水管10安裝蝶閥17，沖擊水管10出口安裝噴嘴 11。水泵1和沖擊式水輪機2安裝于高出水面的水泥基座3上。水泵1與沖擊式水輪機2通 過軸連接在同一軸線上。圖中箭頭所指方向為水流方向。
啟動系統(tǒng)時，首先啟動取水泵4,使水體的水進入取水管7。如果采取常規(guī)運行模式， 則打開蝶闊14，關(guān)閉蝶閥15，水被取水泵4增壓后直接由機組進水管9流入水源熱泵機組5: 如果采用節(jié)能運行模式，則關(guān)閉蝶闊14，打開蝶閥15，水被取水泵4增壓后，通過水泵進 水管7流入水泵1，被水泵1增壓，再通過水泵出水管8流入機組進水管9，進入水源熱泵 機組5。水源熱泵機組5排出的水，通過沖擊水管10，從噴嘴11以自由射流形式噴出，帶 動沖擊式水輪機2的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，并通過軸帶動水泵l的葉輪轉(zhuǎn)動。關(guān)閉系統(tǒng)時，先關(guān)閉蝶閥17，再關(guān)閉取水泵4。
顯然，本實用新型系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)有必要的溫度壓力監(jiān)控系統(tǒng)和水質(zhì)處理設(shè)備，可結(jié)合本發(fā) 明的操作要求采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)設(shè)計來完成，但不是本新型系統(tǒng)需要保護的主 題。因此，在本說明書中省略了部分在水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中所必需的其他裝置的介紹。
權(quán)利要求1、一種水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水泥基座3、取水泵4、沖擊式水輪泵(包括水泵1和沖擊式水輪機2)、水源熱泵機組5、取水管6、水泵進水管7、水泵出水管8、機組進水管9、沖擊水管10、噴嘴11。其特征在于取水泵4進口連接取水管6，并安裝蝶閥12；取水泵4出口連接機組進水管9，并安裝止回閥13。機組進水管9安裝蝶閥14，并在蝶閥14進、出口處分別與水泵進水管7、水泵出水管8連接。水泵1進口連接水泵進水管7，并安裝蝶閥15；水泵出口連接水泵出水管8，并安裝止回閥16。水源熱泵機組5進、出口分別與機組進水管9、沖擊水管10連接。沖擊水管10安裝蝶閥17，沖擊水管10出口安裝噴嘴11。水泵1和沖擊式水輪機2安裝于高出水面的水泥基座3上。水泵1與沖擊式水輪機2通過軸連接在同一軸線上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有水輪泵的水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述水源熱泵 機組5為水-水式水源熱泵機組、水-空氣式水源熱泵機組或換熱機組。
專利摘要一種水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水泥基座、取水泵、沖擊式水輪泵(包括水泵和沖擊式水輪機)、水源熱泵機組、取水管、水泵進水管、水泵出水管、機組進水管、沖擊水管、噴嘴。取水泵進口連接取水管，并安裝蝶閥；取水泵出口連接機組進水管，并安裝止回閥。機組進水管安裝蝶閥，并在蝶閥進、出口處分別與水泵進水管、水泵出水管連接。水泵進口連接水泵進水管，并安裝蝶閥；水泵出口連接水泵回水管，并安裝止回閥。水源熱泵機組進、出口分別連接機組進水管和沖擊水管。沖擊水管安裝蝶閥，沖擊水管出口安裝噴嘴。水泵和沖擊式水輪機安裝于高出水面的水泥基座上。水泵與沖擊式水輪機通過軸連接在同一軸線上。本實用新型利用沖擊式水輪泵轉(zhuǎn)化水源熱泵機組排水的位能為機械能，帶動沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，并通過連接水泵和沖擊式水輪機的軸帶動水泵的葉輪轉(zhuǎn)動，為水源熱泵機組的水循環(huán)提供動力，應(yīng)用于以湖水或四季水位變化較小的水體為冷熱源的水源熱泵、冷卻換熱工程。
文檔編號F03B13/00GK201233134SQ20082009932
公開日2009年5月6日 申請日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者軍 盧, 唐華宇, 唐紅琴, 楊露露, 玲 謝 申請人:重慶大學(xué)