專利名稱：一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水/地源熱泵領(lǐng)域，特別涉及一種用于水地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵
裝置。
背景技術(shù)：
水/地源熱泵是利用地球水所儲藏的太陽能資源作為冷、熱源，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的空調(diào) 技術(shù)，其具有高效、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)。水/地源熱泵主機(jī)冬季制熱時，依靠泵送熱源水(地 表水或地下水)進(jìn)入水/地源熱泵系統(tǒng)主機(jī)的蒸發(fā)器中，作為吸熱源，通過制冷劑在蒸發(fā)器
中的蒸發(fā)吸收地表水中的熱量。這時熱源水(地表水或地下水)溫度會下降5t:左右后排
回地表或地下，制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，成為高溫高壓的過熱氣體，進(jìn)入冷凝器，加熱循
環(huán)水獲得45t:到65t:的熱水，為建筑物供暖或提供生活熱水。從上述原理看出，如果在冬
季供暖時，一但出現(xiàn)熱源水的取水水泵故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)或者停電造成整個系統(tǒng)停止運(yùn)行等情 況，熱源水(地表水或地下水)在蒸發(fā)器停止流動，這時蒸發(fā)器中的制冷劑還在不斷的吸收 在蒸發(fā)器中的熱源水熱量，以至于停留在蒸發(fā)器的熱源水溫度不斷降低而有可能會使水結(jié) 冰， 一但蒸發(fā)器銅管內(nèi)的水結(jié)冰就會脹破其中的銅管，水氣通過脹破的銅管壁進(jìn)入壓縮機(jī) 后造成里面的電線短路燒壞電機(jī)，這就是蒸發(fā)器的冰堵事故，也是水源熱泵主機(jī)最嚴(yán)重的 故障。因此，現(xiàn)有水/地源熱泵主機(jī)一般都在蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置一溫度控制器，通過預(yù)先設(shè)定該 溫度傳感器的冰點(diǎn)溫度來預(yù)防冰堵的問題，目前主機(jī)生產(chǎn)廠家預(yù)設(shè)溫度比較高，一般設(shè)置
在5t:，主機(jī)正常運(yùn)行時熱源水低于這個設(shè)定值時，主機(jī)就會保護(hù)停機(jī)。意外情況發(fā)生時， 在這么高的冰點(diǎn)溫度保護(hù)下不會冰堵，然而由于這個冰點(diǎn)保護(hù)溫度的制約，冬季水/地源 熱泵系統(tǒng)主機(jī)無法更有效的利用地表水的能量，以至于目前地表水的水/地源熱泵系統(tǒng)在 冬季效率很低，在最冷的時候，甚至無法使用，要依靠鍋爐等加熱設(shè)備進(jìn)行供暖和供生活熱
水，這就是地表水的水/地源熱泵系統(tǒng)無法在我國廣泛應(yīng)用的最主要原因之一。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠大大提高水/地源熱泵系統(tǒng)主
機(jī)效率、且使其能廣泛應(yīng)用的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝
置，包括有溫度傳感器，以及直流電源、交流電源、控制器、直流泵執(zhí)行器、直流水泵、交流泵
執(zhí)行器和交流水泵；交流電源與交流執(zhí)行器電連接，直流電源分別與直流執(zhí)行器和控制器
電連接；溫度傳感器與控制器的輸入端電性相連，控制器的控制端電性連接交流泵執(zhí)行器
和直流泵執(zhí)行器，交流泵執(zhí)行器的輸出接交流水泵、直流泵執(zhí)行器的輸出接直流水泵；所述
直流水泵和交流水泵的入水管經(jīng)一常閉電磁閥和一止回閥與一熱水水源連通，止回閥設(shè)置
在靠近熱水水源一側(cè)，直流水泵和交流水泵的出水管與蒸發(fā)器入口端連通，常閉電磁閥與
控制器電連接。 由于水泵特別是直流水泵的揚(yáng)程一般較小，為了減少水阻力，因此本實(shí)用新型還在蒸發(fā)器出口端設(shè)置一個泄水電磁閥，泄水電磁閥的受控端均與控制器電性連接，常閉電 磁閥與泄水電磁閥聯(lián)動。 為了在停電時能夠確保裝置的正常工作，所述直流電源最好為一蓄電池，該蓄電 池的輸入端通過一充電器與交流電源電連接，蓄電池的輸出端接直流執(zhí)行器和控制器。 所述熱水水源的作用提供熱水或溫水至蒸發(fā)器，以使得我們能夠?qū)⑺礋岜弥鳈C(jī) 的冰點(diǎn)溫度設(shè)定得盡可能降，進(jìn)而提高主機(jī)的效率，但考慮到水溫過高，會形成蒸汽而影響 蒸發(fā)器的工作，因此，本實(shí)用新型最好選取出水水溫在40°C 65t:之間的熱水水源。 上述方案中，所述熱水水源可以視為取自于冷凝器的供水管、冷凝器的回水管、或 取自一與冷凝器的供水管和回水管相通的儲水箱。 本實(shí)用新型還增加報(bào)警器，一但防冰堵裝置啟動或者斷電，就開始報(bào)警，以便運(yùn)管 人員及時進(jìn)行應(yīng)急處理。 考慮到直流水泵的水量較小，本實(shí)用新型所述直流水泵為一個或一個以上，它們 之間采取并聯(lián)的方式相連。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)計(jì)新穎，配置簡單，可靠穩(wěn)定；在確保安全前提下，
可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)的冰點(diǎn)保護(hù)溫度降低至rc，最大限度利用了水體中儲存的能量，提高效率，
進(jìn)一步節(jié)約能源，還降低了初投資成本，使地表水的水源熱泵技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，并 適合用于所有水/地源熱泵系統(tǒng)。

圖1為本實(shí)用新型一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置的原理示意圖； 圖2為本實(shí)用新型與水/地源熱泵系統(tǒng)一種連接方式示意圖； 圖3為本實(shí)用新型與水/地源熱泵系統(tǒng)另一種連接方式示意具體實(shí)施方式參見圖1為本實(shí)用新型一種一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置的原理示意 圖，包括有直流電源、交流電源、控制器、溫度傳感器、直流泵執(zhí)行器、直流水泵、交流泵執(zhí)行 器和交流水泵。交流電源與交流執(zhí)行器電連接，直流電源分別與直流執(zhí)行器和控制器電連 接。溫度傳感器與控制器的輸入端電性相連，控制器的控制端電性連接交流泵執(zhí)行器和直 流泵執(zhí)行器，交流泵執(zhí)行器的輸出接交流水泵、直流泵執(zhí)行器的輸出接直流水泵。所述直流 水泵和交流水泵的入水管經(jīng)一常閉電磁閥和一止回閥與一熱水水源連通，止回閥設(shè)置在靠 近熱水水源一側(cè)，直流水泵和交流水泵的出水管與蒸發(fā)器入口端連通，常閉電磁閥與控制 器電連接。在蒸發(fā)器出口端處還設(shè)有一泄水電磁閥，泄水電磁閥與控制器電連接，且與常閉 電磁閥聯(lián)動，即當(dāng)防冰堵裝置工作時，常閉電磁閥和泄水電磁閥同時打開，使熱水水源通過 水泵迅速進(jìn)入蒸發(fā)器，并就近由泄水電磁閥排出?？紤]到直流水泵的流量較小，本實(shí)用新型 的直流水泵最好為一個或一個以上，各直流水泵相互并聯(lián)。 上述熱水水源最好為40°C 65°C的熱水水源，即熱水水源內(nèi)的水溫一般保持在 4(TC 65t:之間。本實(shí)用新型所述熱水水源可以取自所述熱水水源為取自于冷凝器的供水 管、冷凝器回水管、或者取自一與冷凝器的供水管和回水管相通的儲水箱，如熱水水源可以 如圖2所示取自生活熱水水箱、或如圖3所示取自供暖的循環(huán)管道。[0017] 為了確保裝置的正常工作，防止水/地源熱泵系統(tǒng)故障的發(fā)生，上述直流電源最 好為蓄電池，該蓄電池的輸入端通過一充電器與交流電源電連接，蓄電池的輸出端接直流 執(zhí)行器和控制器。 水/地源熱泵系統(tǒng)在冬季為建筑物供暖或供生活熱水時，在其供暖的循環(huán)管道內(nèi) 或生活熱水箱儲存了大量的4(TC以上的熱水，我們實(shí)用新型就是利用了其供暖的循環(huán)管道 內(nèi)和生活水箱中的熱水來防止冰堵的發(fā)生，具體工作過程如下 假如我們設(shè)定蒸發(fā)器的冰點(diǎn)保護(hù)溫度為rc，一但輸送熱源水(地表水或地下水)
的取水水泵故障停機(jī)或者因?yàn)橥ｋ娫蛲C(jī)，此時設(shè)置在蒸發(fā)器內(nèi)的溫度傳感器探測到蒸
發(fā)器的水溫低rc，溫度傳感器將信號送至控制器，啟動防冰堵裝置?？刂破鞲鶕?jù)停機(jī)原因
啟動不同的水泵，在非斷電故障狀態(tài)下，(如取水水泵停機(jī))時，控制器發(fā)出信號開啟常閉 電磁閥和泄水電磁閥，同時控制交流水泵執(zhí)行器啟動交流水泵，熱水水源中的熱水在交流 水泵的作用下送入水/地源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器中，熱水能便能夠迅速帶走制冷劑在蒸發(fā)器 中排出的冷量，防止蒸發(fā)器冰堵。而當(dāng)水/地源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)因停電而出現(xiàn)停機(jī)時，啟動蓄 電池進(jìn)行供電，控制器發(fā)出信號控制直流執(zhí)行器啟動直流水泵，此時熱水水源中的熱水在 直流水泵的作用下送入水/地源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器中。 下面我們以一個水源熱泵主機(jī)對本實(shí)用新型進(jìn)行測試，其技術(shù)參數(shù)如下 制熱量620. 3KW 制熱輸入功率117. 7KW 熱水流量29. 7L/S 熱水壓降70KPa 水源水流量15L/S 水源水壓降35. 9KPa 通過測試 當(dāng)機(jī)組運(yùn)行0/5,40/45度制熱工況時，蒸發(fā)器側(cè)冷媒溫度為-rC，機(jī)組所需吸熱 量為376KW ; 當(dāng)機(jī)組運(yùn)行2/7， 40/45度制熱工況時，蒸發(fā)器側(cè)冷媒溫度為1°C ，機(jī)組所需吸熱量 為407KW ; 當(dāng)機(jī)組運(yùn)行3/8， 40/45度制熱工況時，蒸發(fā)器側(cè)冷媒溫度為2°C ，機(jī)組所需吸熱量 為422KW ; 水源水由5t:至8t:波動時，冷媒溫度從-rc提升至2t:，機(jī)組需補(bǔ)充吸熱量為
46KW，約占本機(jī)組制冷量的8. 2%，考慮到地表水溫度的波動范圍可能會超出此范圍，所以 該機(jī)組的補(bǔ)充熱量為該機(jī)組額定冷量的15%。 因此，我們確定防冰堵裝置的供熱量為主機(jī)額定冷量的15%，這就確保我們在設(shè) 定最低的冰點(diǎn)保護(hù)為rc時，出現(xiàn)水泵停機(jī)或停電等意外故障時，蒸發(fā)器不會冰堵。 此外，本實(shí)用新型還可增加報(bào)警器，該報(bào)警器與控制器相連， 一但防冰堵裝置啟 動，就開始報(bào)警，以便運(yùn)管人員及時進(jìn)行應(yīng)急處理。
權(quán)利要求一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，包括溫度傳感器，其特征在于還包括有直流電源、交流電源、控制器、直流泵執(zhí)行器、直流水泵、交流泵執(zhí)行器和交流水泵；交流電源與交流執(zhí)行器電連接，直流電源分別與直流執(zhí)行器和控制器電連接；溫度傳感器與控制器的輸入端電性相連，控制器的控制端電性連接交流泵執(zhí)行器和直流泵執(zhí)行器，交流泵執(zhí)行器的輸出接交流水泵、直流泵執(zhí)行器的輸出接直流水泵；所述直流水泵和交流水泵的入水管經(jīng)一常閉電磁閥和一止回閥與一熱水水源連通，止回閥設(shè)置在靠近熱水水源一側(cè)，直流水泵和交流水泵的出水管與蒸發(fā)器入口端連通，常閉電磁閥與控制器電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，其特征在于所 述蒸發(fā)器出口端處還設(shè)有一泄水電磁閥，泄水電磁閥與控制器電連接，且與常閉電磁閥聯(lián) 動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，其特征在于 所述直流電源為一蓄電池，該蓄電池的輸入端通過一充電器與交流電源電連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，其特征在于所 述熱水水源為40°C 65t:的熱水水源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，其特征在于所 述熱水水源為取自于冷凝器的供水管、冷凝器回水管或者取自 一與冷凝器的供水管和回水 管相通的儲水箱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，其特征在于所述控制器還與一個報(bào)警器相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，其特征在于所 述直流水泵為一個或一個以上。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，交流電源與交流執(zhí)行器電連接，直流電源分別與直流執(zhí)行器和控制器電連接；溫度傳感器與控制器的輸入端電性相連，控制器的控制端電性連接交流泵執(zhí)行器和直流泵執(zhí)行器，交流泵執(zhí)行器的輸出接交流水泵、直流泵執(zhí)行器的輸出接直流水泵；所述直流水泵和交流水泵的入水管與一熱水水源連通，直流水泵和交流水泵的出水管經(jīng)一常閉電磁閥和止回閥與蒸發(fā)器入口端連通，止回閥設(shè)置在蒸發(fā)器一側(cè)，常閉電磁閥與控制器電連接。本實(shí)用新型能夠大大提高水/地源熱泵系統(tǒng)主機(jī)效率，最大限度利用了地表水的能量。
文檔編號G05B19/04GK201476426SQ200920140950
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者姚燕山 申請人:桂林市晨光新能源科技開發(fā)有限責(zé)任公司