[实用新型]一种地源直接耦合型热泵多联机组

说明书

技术领域

本实用新型是一种用于中小型建筑的地源直接耦合型热泵多联机组。

背景技术

传统的热泵型分体机夏季制冷时，冷凝器是直接与外界空气进行热交换，随着室外空气温度的升高，系统的COP将显著降低；而在冬季制热时，四通换向阀转换后，室外侧的换热器为蒸发器，将随着室外的温度降低而需要间歇性的除霜，其COP也大大降低。相对于空气源而言，地源是一种相对稳定的温度场，对地面空气温度波动有衰减和延迟，常年温度在夏季远远低于室外空气温度，冬季也高于室外空气的温度，故而在夏季制冷带走冷凝热或者是冬季制热时吸收热量的效果都要优于空气源。因此可以提供较低的冷凝温度和较高的蒸发温度，从而在耗电量相同的条件下，分别提高夏季的供冷量或冬季的供热量。

传统的中央空调系统都是以水作为换热载体来运输热量，是一个二次换热过程，存在换热损失，其换热效率远低于制冷剂直接与室内空气源或者是地源换热的效率。

此外，多联机是一个室外机组跟多个室内机组进行匹配，具有灵活安装的热点，但本质上室外机仍然是风冷型，其性能系数也容易受到室外空气的扰动而变化。

实用新型内容

针对上述传统热泵型分体机、传统的中央空调系统和多联机等现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的旨在提供一种地源直接耦合型热泵多联机组，一方面解决室外换热器换热效果容易受大气的气象参数的变化而波动的问题，另外一方面解决以传统水介质作为换热载体使系统的换热效率下降的问题；使得制冷剂直接通过室内换热器和地下换热器分别与室内空气源和地源进行换热。由于为制冷剂为直接膨胀式换热，换热的稳定性和有效性得到提高，同时也省去传统水环路，换热效率得到大大的提高。

为了实现目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种地源直接耦合型热泵多联机组，包括压缩机，地下U型换热铜管，分别位于室内和室外的电子膨胀阀，设置有风机的室内换热铜管和四通换向阀；其中压缩机经四通换向阀通过管道与地下U型换热铜管连接，所述地下U型换热铜管再依次经并列连接的室外电子膨胀阀(全开)和单向阀，及位于室内的电子膨胀阀接入设置有风机的室内换热铜管，所述室内换热铜管再与压缩机连接，构成循环回路。

为了解决回油问题，在压缩机和四通换向阀之间设置有油分离器；

为了储存多余的制冷剂来稳定制冷剂流量，在位于室外的电子膨胀阀和位于室内的电子膨胀阀之间设置有储液器；同时在储液器和室内电子膨胀阀之间设置有过滤器。

为了保护压缩机，避免湿压缩，压缩机与室内换热铜管之间设置有气液分离器。

对于负荷容量小于5KW的系统，可以不安装储液器，而在大于5KW的系统中需要安装储液器储存多余的制冷剂，稳定制冷剂流量。

制冷工况下，室内电子膨胀阀调节和平衡制冷剂流量，室外电子膨胀阀全开。制热工况下，室外电子膨胀阀起节流作用，室内电子膨胀阀起能力调节和平衡作用。为了能保证电子膨胀阀的正常运行，需安装过滤器。

本实用新型在运用中，通过其中的四通换向阀实现夏季制冷，冬季供暖的工况转换：

制冷工况运行时，制冷剂经过压缩机后成为高压高温气体，进入地下垂直U型换热铜管(冷凝器)，制冷剂通过铜管与地源进行换热(土壤源或者是水源)，冷却成低温高压态的制冷剂。制冷工况下，室外电子膨胀阀全开，室内电子膨胀阀调节进入室内换热铜管内的制冷剂流量来实现调节室内末端的能力。制冷剂进入室内换热铜管(蒸发器)后吸收室内空气的热量蒸发成为气态，从而吸收室内热量来进行室内空气调节。含液态的气态制冷剂后经过气液分离器进入压缩机的低压端完成一个循环，如此反复。

制热工况运行时，四通换向阀经电动控制转换成制热通路后，制冷剂经过压缩机后成为高压高温气体，再进入室内换热铜管(冷凝器)，通过风机的作用，经过铜管传热，制冷剂的热量放出，室内空气由于吸热而温度上升，而制冷剂被冷却成低温高压态。由室内电子膨胀阀调节和平衡制冷剂流量，再经过室外电子膨胀阀的节流降压作用后进入地下U型埋管换热铜管(蒸发器)，制冷剂吸收地源(水源或土壤源)的热量蒸发成气态。含液态的气态制冷剂后经过气液分离器进入压缩机的低压端完成一个循环，如此反复。

综上所述，本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1，直接与土壤进行换热，省去了水环路的中间换热过程，减少换热环节，提高能量的利用率。系统效率得到提高，更加节能。

2，换热属于制冷剂的相变换热。在同等条件下，其换热系数比水，空气等换热介质的换热系数要大得多。