專利名稱：地源熱泵的熱水裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種將地源熱泵的原理用于生活熱水的提供，屬于地源熱泵，熱水器的技術領域。
背景技術：
目前，很多的試驗研究和理論模擬計算表明地源熱泵空調(diào)裝置在實際的使用中，特別在長江以南地區(qū)都出現(xiàn)夏季向地下排熱和冬季從地下取熱不平衡的情況，從而導致地下土壤溫度升高而使地源熱泵裝置在使用幾年后能效比下降甚至不能正常工作，因此在地源熱泵系統(tǒng)中使用輔助的排熱措施如加裝冷卻塔等其他向環(huán)境排熱的辦法被推薦使用。
同時我國的普遍使用的熱水器有燃氣熱水器，電熱水器，太陽能熱水器三大類，同時空氣源熱泵熱水器也在逐漸的被消費者接收。空氣源熱泵熱水器的能源利用率優(yōu)于電熱水器，燃氣熱水器，與太陽能熱水器可能接近，但是空氣源熱泵熱水器克服了太陽能熱水器在陰雨天不能使用后果，但是空氣源熱泵的能效比很大受到大氣環(huán)境溫度的制約，冬季時能效比很低，而起冬季室外空氣換熱器器出現(xiàn)結(jié)霜，需要除霜，這也使得空氣源熱泵熱水器的能效比下降，同時系統(tǒng)復雜程度提高，可靠性小降。
本發(fā)明提出一種地源熱泵熱水系統(tǒng)，利用地源熱泵的原理生產(chǎn)生活熱水，系統(tǒng)的能源利用率高于傳統(tǒng)的燃氣，電熱水器，同時也優(yōu)于太陽能熱水器和空氣源熱泵熱水器，可以全年不間斷提供熱水，不存在冬季環(huán)境變化后結(jié)霜和除霜的問題。同時由于地源熱泵熱水器的熱源為地下土壤，因此將地源熱泵熱水器與地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)地下盤管一體施工后，可以緩解地源熱泵空調(diào)裝置在實際的使用中，特別在長江以南地區(qū)中都出現(xiàn)夏季向地下排熱和冬季從地下取熱不平衡的情況導致地下溫度升高而使地源熱泵裝置在使用幾年后能效比下降甚至不能正常工作的缺陷，而且地源熱泵熱水系統(tǒng)與地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的地下盤管合為一體后，在夏季時可以降低地源熱泵空調(diào)機組的冷凝溫度，提高機組的運行能效比。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種可以獨立安裝也可以與地源熱泵空調(diào)同時安裝的地源熱泵的熱水裝置，可以全年不間斷的提供生活熱水，能效比高于其他生產(chǎn)生活熱水的方式如燃氣熱水，電熱水器，空氣源熱泵熱水器，同時地源熱泵熱水器與地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合使用后可以緩解地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)夏季向土壤排熱遠高于冬季吸熱的情況，延長地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)使用時間，提高整個系統(tǒng)的能源使用率。
技術方案本發(fā)明地源熱泵的熱水裝置，由壓縮機，套管冷凝器，節(jié)流毛細管，蒸發(fā)器，冷凝器，水箱，地下埋管，水泵，閥門等組成。
該裝置包括壓縮機，套管冷凝器，節(jié)流毛細管，蒸發(fā)器，熱水箱，地下盤管換熱器，水箱水泵、地下盤管水泵，第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門；其中壓縮機的排氣管與水冷套管冷凝器、節(jié)流毛細管、蒸發(fā)器、壓縮機的的吸氣管連接成一個閉合的環(huán)形回路；熱水水箱通過水泵與套管冷凝器水側(cè)相連通構(gòu)成循環(huán)回路；地下盤管換熱器通過地下盤管水泵與蒸發(fā)器的水側(cè)一端相連，蒸發(fā)器4水側(cè)的另外一端連接第一閥門，第一閥門出口通過三通分別連接第二閥門和第三閥門，第三閥門的出口與地下盤管換熱器的另外一端相連，第二閥門通過三通連接第四閥門和地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的第二制冷劑水換熱器，第四閥門的另外一端與地下盤管水泵的出水口連接。
在該裝置上還可并聯(lián)一個地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，即與地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合使用組成一個復合的地源熱泵的熱水裝置，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的第二壓縮機接四通閥的兩端，四通閥的另兩端與第二制冷劑水換熱器、節(jié)流裝置、第一制冷劑水換熱器連接成一個閉合回路，第一制冷劑水換熱器、空調(diào)循環(huán)水泵、風機盤管連接成一個閉合回路，第二制冷劑水換熱器的出口端與地下盤管換熱器連接，第二制冷劑水換熱器的入口端與第二閥門連接。
該系統(tǒng)利用地源熱泵的原理生產(chǎn)生活熱水，系統(tǒng)的能源利用率高于傳統(tǒng)的燃氣，電熱水器，同時也優(yōu)于太陽能熱水器和空氣源熱泵熱水器，可以全年不間斷提供熱水，不存在冬季環(huán)境變化后結(jié)霜和除霜的問題。同時由于地源熱泵熱水器的熱源為土壤，因此將地源熱泵熱水器與地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)地下盤管一體施工后，可以緩解地源熱泵空調(diào)裝置在實際的使用特別在長江以南地區(qū)中都出現(xiàn)夏季向地下排熱和冬季從地下取熱不平衡的情況導致地下溫度升高而使地源熱泵裝置在使用幾年后能效比下降甚至不能正常工作的缺陷，在夏季時可以降低地源熱泵空調(diào)機組的冷凝溫度，提高機組的運行能效比。
有益效果本發(fā)明的有益效果是1.全年不間斷的提供生活熱水，能源利用率遠高于普通的電，燃氣熱水器，克服于太陽能熱水器陰雨天水溫不高不能正常使用需要輔助電加熱的缺點，空氣源熱泵熱水器相比，其能效率比稍優(yōu)于空氣源熱泵熱水器，而且運行工況更加穩(wěn)定，沒有冬季結(jié)霜除霜問題；2.地源熱泵熱水器與地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合使用，可以有效緩解普通地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在南方地區(qū)夏季向土壤排熱多余冬季從土壤吸熱的而導致能效比降低甚至無法運行的問題，夏季由于降低地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水水溫，還可以提高地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的能效比


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中有壓縮機1，套管冷凝器2，節(jié)流毛細管3，蒸發(fā)器4，熱水箱6，地下盤管換熱器8，水箱水泵5、地下盤管水泵7，第一閥門9、第二閥門10、第三閥門11、第四閥門12；第二壓縮機13、四通閥14、第一制冷劑水換熱器15、節(jié)流裝置16、第二制冷劑水換熱器17、空調(diào)循環(huán)水泵18、風機盤管19。
具體實施例方式
本發(fā)明地源熱泵熱水系統(tǒng)，由壓縮機1，套管冷凝器2，節(jié)流毛細管3，蒸發(fā)器4，熱水箱6，地下盤管換熱器8，水箱水泵5、地下盤管水泵7，第一閥門9、第二閥門10、第三閥門11、第四閥門12等組成。其中壓縮機1的排氣管與水冷套管冷凝器2、節(jié)流毛細管3、蒸發(fā)器4、壓縮機的1的吸氣管連接成一個閉合的環(huán)形回路；熱水水箱6通過水泵5與套管冷凝器2水側(cè)相連通構(gòu)成循環(huán)回路；地下盤管換熱器8通過地下盤管水泵7與蒸發(fā)器4的水側(cè)一端相連，蒸發(fā)器4水側(cè)的另外一端連接第一閥門9，第一閥門9出口通過三通分別連接第二閥門10和第三閥門11，第三閥門11的出口與地下盤管換熱器8的另外一端相連，第二閥門10通過三通連接第四閥門12和地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的第二制冷劑水換熱器17，第四閥門12的另外一端與地下盤管水泵7的出水口連接。
在該裝置上還可并聯(lián)一個地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，即與地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合使用組成一個復合的地源熱泵的熱水裝置，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的第二壓縮機13接四通閥14的兩端，四通閥14的另兩端與第二制冷劑水換熱器17、節(jié)流裝置16、第一制冷劑水換熱器15連接成一個閉合回路，第一制冷劑水換熱器15、空調(diào)循環(huán)水泵18、風機盤管19連接成一個閉合回路，第二制冷劑水換熱器17的出口端與地下盤管換熱器8連接，第二制冷劑水換熱器17的入口端與第二閥門10連接。
該裝置運行時，制冷劑經(jīng)過壓縮機1排氣管，進入套管冷凝器2中放出熱量給水，然后進入毛細管3中節(jié)流，節(jié)流后的制冷劑進入蒸發(fā)器4中吸收地下盤管中水的熱量而汽化，制冷劑蒸汽進入壓縮機中壓縮完成一個循環(huán)，在冷凝器中吸收熱量后升溫的熱水進入水箱，水箱中的水通過水泵泵入套管冷凝器中吸熱。地下盤管中水在蒸發(fā)器中發(fā)出熱量后進入地下盤管中從土壤中吸熱升溫，然后通過水泵進入蒸發(fā)其中繼續(xù)放出熱量。本系統(tǒng)用熱泵功能，從土壤中吸取熱量，獲得溫度為50℃左右的生活熱水。
地源熱泵熱水裝置可以克服空氣源熱泵熱水器冬季結(jié)霜除霜問題。同時由于地源熱泵熱水器從土壤中吸取熱量，而夏季時做供熱水模式運行時向土壤排熱減少，因此可以緩解普通地源熱泵在南方地區(qū)使用時向土壤排熱遠高于冬季從土壤中取熱而引起土壤溫度升高導致普通地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)使用幾年后能效比較低甚至不能運行的問題。
本地源熱泵熱水系統(tǒng)中設置了第一閥門9、第二閥門10、第三閥門11、第四閥門12。在夏季時第一閥門9、第二閥門10開，第三閥門11、第四閥門12關閉，此時地下盤管中的水先進入地源熱泵熱水器蒸發(fā)器中放熱降溫，然后進入地源熱泵空調(diào)的室外第二制冷劑水換熱器(冷凝器)，由于地下盤管中水溫度在地源熱泵熱水器的蒸發(fā)器中降低，因此地源熱泵空調(diào)冷凝器的冷凝溫度將有所下降，由此提高地源熱泵空調(diào)的能效比。春秋季節(jié)和冬季時，第二閥門10關閉，第三閥門11、第四閥門12、第一閥門9開，地源熱泵熱水器的蒸發(fā)器和地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外制冷劑水換熱器并聯(lián)運行。
權(quán)利要求
1.一種地源熱泵的熱水裝置，其特征在于該裝置包括壓縮機(1)，套管冷凝器(2)，節(jié)流毛細管(3)，蒸發(fā)器(4)，熱水箱(6)，地下盤管換熱器(8)，水箱水泵(5)、地下盤管水泵(7)，第一閥門(9)、第二閥門(10)、第三閥門(11)、第四閥門(12)；其中壓縮機(1)的排氣管與水冷套管冷凝器(2)、節(jié)流毛細管(3)、蒸發(fā)器(4)、壓縮機的(1)的吸氣管連接成一個閉合的環(huán)形回路；熱水水箱(6)通過水泵(5)與套管冷凝器(2)水側(cè)相連通構(gòu)成循環(huán)回路；地下盤管換熱器(8)通過地下盤管水泵(7)與蒸發(fā)器(4)的水側(cè)一端相連，蒸發(fā)器4水側(cè)的另外一端連接第一閥門(9)，第一閥門(9)出口通過三通分別連接第二閥門(10)和第三閥門(11)，第三閥門(11)的出口與地下盤管換熱器(8)的另外一端相連，第二閥門(10)通過三通連接第四閥門(12)和地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的第二制冷劑水換熱器(17)，第四閥門(12)的另外一端與地下盤管水泵(7)的出水口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵的熱水裝置，其特征在于在該裝置上還可并聯(lián)一個地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，即與地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合使用組成一個復合的地源熱泵的熱水裝置，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的第二壓縮機(13)接四通閥(14)的兩端，四通閥(14)的另兩端與第二制冷劑水換熱器(17)、節(jié)流裝置(16)、第一制冷劑水換熱器(15)連接成一個閉合回路，第一制冷劑水換熱器(15)、空調(diào)循環(huán)水泵(18)、風機盤管(19)連接成一個閉合回路，第二制冷劑水換熱器(17)的出口端與地下盤管換熱器(8)連接，第二制冷劑水換熱器(17)的入口端與第二閥門(10)連接。
全文摘要
地源熱泵的熱水裝置中，壓縮機(1)的排氣管與水冷套管冷凝器(2)、節(jié)流毛細管(3)、蒸發(fā)器(4)、壓縮機的(1)的吸氣管連接成一個閉合的環(huán)形回路；熱水水箱(6)通過水泵(5)與套管冷凝器(2)水側(cè)相連通構(gòu)成循環(huán)回路；地下盤管換熱器(8)通過地下盤管水泵(7)與蒸發(fā)器(4)的水側(cè)一端相連，蒸發(fā)器(4)水側(cè)的另外一端連接第一閥門(9)，第一閥門(9)出口通過三通分別連接第二閥門(10)和第三閥門(11)，第三閥門(11)的出口與地下盤管換熱器(8)的另外一端相連，第二閥門(10)通過三通連接第四閥門(12)和地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的第二制冷劑水換熱器(17)，第四閥門(12)的另外一端與地下盤管水泵(7)的出水口連接。
文檔編號F25B30/00GK101021374SQ200710021028
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者李舒宏, 張小松, 杜凱, 蔡亮, 單奎 申請人:東南大學