[实用新型]一种双效型地源热泵三用机装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双效型地源热泵三用机装置，属于空调、供热及热泵技术设备领域。

背景技术

空调系统的节能、环保问题日益引起全社会的重视，如何改进热泵主机，充分利用节能环保的能源进行空调供冷供热，目前已有许多科研院所和企业采用各类地源热泵系统进行了大量研究和应用，一套设备可解决夏季供冷和冬季供热两种需求，具体形式包括水源热泵、地源热泵、江河湖海地表水及各种废热源等，近年来均取得了一定效果。目前水源热泵系统成功的应用实例较多，但是其对地下水的耗费和污染是实际工程中和政策上必须强化研究和监控的。地源热泵不污染和消耗地下水，但是受到地层状况的限制，若存在坚硬的花岗岩等复杂情况，打井费用增加过大，以致于失去其经济性，同时目前许多地源热泵厂家的产品仅仅是基于原有水源热泵甚至单冷机的设计，并未很好地与土壤源热泵全年运行条件与要求很好地结合起来，因此其综合能效比及经济性未能很好地加以实现。近年来也已经出现较多利用江河湖海等地表水提取能量进行制冷、制热的热泵系统，但需在防腐蚀等方面进行更多的研究才可真正走向成熟。

目前利用热泵运行中回收的冷凝热以制取生活热水这一技术的应用已经得到很多重视，如何在大中型商用工程中实现这一功能，从而获得廉价的生活热水供应，许多厂家均采用部分热回收方式解决这一问题，其基本原理是：将压缩机排气热量中的高温部分通过氟水换热器提前出来，加热生活热水。按照该方式，通常可获得10％～15％左右的热回收率，但难以达到某些厂家宣称的20％～30％的比例，否则会导致排气压力很高，压缩比过大，特别是在冬季条件下更为严重，这一方面造成能效比EER(制热量/输入功率)大大降低而使耗电增大，经济性恶化，另一方面压缩机等部件的故障率增大，寿命降低。因此生活热水制取量少，节能效果有限。

为此，有必要寻求创新性的技术手段，在各类地源热泵的系统设计与运行条件下，采用一台热泵实现夏季同时供冷和制热水，冬季同时高效采暖和制热水，过渡季又可利用土壤源及水源的能量高效制热水，并且易于在空调系统的整体节能设计中实现其节能、环保的功能与性能指标，更大幅度地提高采用各类地源热泵全面实行空调供冷、采暖与制取生活热水的目的，以进一步提高其在实际工程中应用的经济性，增强其与常规的燃气锅炉、集中供热+单冷机制冷模式的竞争优势，从而为大规模工程应用奠定基础。

发明内容

本实用新型的目的和任务是，对热泵主机的冷凝器、蒸发器均通过结构优化设计与调整以适应土壤源、地下水源、地表水源等各种地源热泵的具体使用条件和要求，以专用设计的生活热水换热器制取生活热水，夏季可在制冷的同时免费获得生活热水，并且采用自来水进入生活热水换热器直接提升到45～55℃的直流式方式，避免了冷凝器置于蓄能罐内“闷烧”导致热泵综合能效比下降较大的缺点。适应各类地源热泵条件，一机三用全面解决用户的冷、热及热水需求，最大程度地提高全年系统综合能效，提高系统全寿命经济效益。

本双效型地源热泵三用机的蒸发器水路横截面积适当加大，以适应夏季空调冷冻水按标准运行与冬季地下井水水量适当加大的要求；常规冷凝器水路横截面积减少，以实现夏季井水水量较小及冬季采暖水按标准运行的需要；另设生活热水换热器与常规冷凝器串、并联混合连接，该换热器的制冷剂侧横截面积加大，水路横截面积大为降低，以实现直流式而非“闷烧”式制热水。由于夏季可在停止地源井水供应的情况下同时供冷与制热水，实现了供冷、供热两种效用，因此称之为“双效型热泵”。冬季可同时采暖与制热水，过渡季则可由蒸发器吸取地源井水的能量，由生活热水换热器高效制热水。

空调系统夏季供冷、冬季采暖与全年制取生活热水由制冷剂系统电磁阀7、8、9和水路转换阀门组件(V1～V8)互相配合进行工况切换，采用土壤源时阀门V9、V10开启，采用水源热泵时阀门V11、V12开启。

本实用新型真正实现了利用各种地源能量进行空调供冷、采暖与制热水，安全可靠，成本低，适于大规模生产和应用，易于维护，设备系统寿命长，地域及气候适应性广，可取得巨大节能、环保效益，并具有很高的经济效益，工程应用价值极大。

附图说明

图1是本实用新型结构原理图，图2是本实用新型应用于工程实际的系统原理图。

图1、2中各部件编号与名称如下：