[實用新型]一種地源直接耦合型熱泵多聯機組

無效

• 申請號: 200920065865.0
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN201503095U
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 周晉;李林;李斌;張國強;徐峰
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F25B30/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本實用新型是一種用于中小型建筑的地源直接耦合型熱泵多聯機組。

背景技術

傳統的熱泵型分體機夏季制冷時，冷凝器是直接與外界空氣進行熱交換，隨著室外空氣溫度的升高，系統的COP將顯著降低；而在冬季制熱時，四通換向閥轉換后，室外側的換熱器為蒸發器，將隨著室外的溫度降低而需要間歇性的除霜，其COP也大大降低。相對于空氣源而言，地源是一種相對穩定的溫度場，對地面空氣溫度波動有衰減和延遲，常年溫度在夏季遠遠低于室外空氣溫度，冬季也高于室外空氣的溫度，故而在夏季制冷帶走冷凝熱或者是冬季制熱時吸收熱量的效果都要優于空氣源。因此可以提供較低的冷凝溫度和較高的蒸發溫度，從而在耗電量相同的條件下，分別提高夏季的供冷量或冬季的供熱量。

傳統的中央空調系統都是以水作為換熱載體來運輸熱量，是一個二次換熱過程，存在換熱損失，其換熱效率遠低于制冷劑直接與室內空氣源或者是地源換熱的效率。

此外，多聯機是一個室外機組跟多個室內機組進行匹配，具有靈活安裝的熱點，但本質上室外機仍然是風冷型，其性能系數也容易受到室外空氣的擾動而變化。

實用新型內容

針對上述傳統熱泵型分體機、傳統的中央空調系統和多聯機等現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的旨在提供一種地源直接耦合型熱泵多聯機組，一方面解決室外換熱器換熱效果容易受大氣的氣象參數的變化而波動的問題，另外一方面解決以傳統水介質作為換熱載體使系統的換熱效率下降的問題；使得制冷劑直接通過室內換熱器和地下換熱器分別與室內空氣源和地源進行換熱。由于為制冷劑為直接膨脹式換熱，換熱的穩定性和有效性得到提高，同時也省去傳統水環路，換熱效率得到大大的提高。

為了實現目的，本實用新型采取的技術方案是：

一種地源直接耦合型熱泵多聯機組，包括壓縮機，地下U型換熱銅管，分別位于室內和室外的電子膨脹閥，設置有風機的室內換熱銅管和四通換向閥；其中壓縮機經四通換向閥通過管道與地下U型換熱銅管連接，所述地下U型換熱銅管再依次經并列連接的室外電子膨脹閥(全開)和單向閥，及位于室內的電子膨脹閥接入設置有風機的室內換熱銅管，所述室內換熱銅管再與壓縮機連接，構成循環回路。

為了解決回油問題，在壓縮機和四通換向閥之間設置有油分離器；

為了儲存多余的制冷劑來穩定制冷劑流量，在位于室外的電子膨脹閥和位于室內的電子膨脹閥之間設置有儲液器；同時在儲液器和室內電子膨脹閥之間設置有過濾器。

為了保護壓縮機，避免濕壓縮，壓縮機與室內換熱銅管之間設置有氣液分離器。

對于負荷容量小于5KW的系統，可以不安裝儲液器，而在大于5KW的系統中需要安裝儲液器儲存多余的制冷劑，穩定制冷劑流量。

制冷工況下，室內電子膨脹閥調節和平衡制冷劑流量，室外電子膨脹閥全開。制熱工況下，室外電子膨脹閥起節流作用，室內電子膨脹閥起能力調節和平衡作用。為了能保證電子膨脹閥的正常運行，需安裝過濾器。

本實用新型在運用中，通過其中的四通換向閥實現夏季制冷，冬季供暖的工況轉換：

制冷工況運行時，制冷劑經過壓縮機后成為高壓高溫氣體，進入地下垂直U型換熱銅管(冷凝器)，制冷劑通過銅管與地源進行換熱(土壤源或者是水源)，冷卻成低溫高壓態的制冷劑。制冷工況下，室外電子膨脹閥全開，室內電子膨脹閥調節進入室內換熱銅管內的制冷劑流量來實現調節室內末端的能力。制冷劑進入室內換熱銅管(蒸發器)后吸收室內空氣的熱量蒸發成為氣態，從而吸收室內熱量來進行室內空氣調節。含液態的氣態制冷劑后經過氣液分離器進入壓縮機的低壓端完成一個循環，如此反復。

制熱工況運行時，四通換向閥經電動控制轉換成制熱通路后，制冷劑經過壓縮機后成為高壓高溫氣體，再進入室內換熱銅管(冷凝器)，通過風機的作用，經過銅管傳熱，制冷劑的熱量放出，室內空氣由于吸熱而溫度上升，而制冷劑被冷卻成低溫高壓態。由室內電子膨脹閥調節和平衡制冷劑流量，再經過室外電子膨脹閥的節流降壓作用后進入地下U型埋管換熱銅管(蒸發器)，制冷劑吸收地源(水源或土壤源)的熱量蒸發成氣態。含液態的氣態制冷劑后經過氣液分離器進入壓縮機的低壓端完成一個循環，如此反復。

綜上所述，本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：

1，直接與土壤進行換熱，省去了水環路的中間換熱過程，減少換熱環節，提高能量的利用率。系統效率得到提高，更加節能。

2，換熱屬于制冷劑的相變換熱。在同等條件下，其換熱系數比水，空氣等換熱介質的換熱系數要大得多。