[發明專利]一種污水作為直接冷熱源的熱泵機組

有效

• 申請號: 201710409051.3
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107101412B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 莊兆意;李永斌;祝琦琦;張承虎;刁乃仁;方肇洪
• 申請（專利權）人: 山東中瑞新能源科技有限公司
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B40/06;F25B41/31;F25B43/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種污水作為直接冷熱源的熱泵機組，它解決了現有技術中換熱效率低、制冷劑存儲存在問題，具有可實現制冷劑流向的切換，從而達到了機組冬季供熱和夏季制冷的平穩過度運行的有益效果，其方案如下：熱泵機組包括清水/制冷劑換熱器和污水/制冷劑換熱器，污水/制冷劑換熱器為滿液殼管式換熱器，污水在管內流動，制冷劑在管外蒸發或冷凝；回熱交換器，所述回熱交換器通過單向閥與清水/制冷劑換熱器、污水/制冷劑換熱器分別進行連接；壓縮機，壓縮機通過一四通換向閥組與兩個換熱器、回熱交換器進行分別連接；氣液分離器，氣液分離器設于四通換向閥組與回熱交換器之間，且氣液分離器與兩個換熱器分別進行連接。

技術領域

本發明涉及水源熱泵技術領域，特別是涉及一種污水作為直接冷熱源的熱泵機組。

背景技術

傳統的熱泵空調機組對水質有嚴格的要求。因此目前在利用城市原生污水的熱泵系統中多為避免污水直接進入到熱泵機組的蒸發器或冷凝器而設置一個中間換熱的措施，即所謂的“間接式系統”，這種間接式系統不僅要增加中間換熱設備而且要增加系統的(火用)損失；同時間接式系統占地面積大，系統水泵能耗過高，都將限制污水源熱泵技術的推廣和應用。另外，當熱源側水質較差，直接與熱泵機組換熱，在冬夏季水系統管路切換時會污染室內空調末端，給用戶的使用帶來不便。同時，由于兩個換熱器分別在冬夏季有不同的作用，尤其是室外側換熱器的換熱介質是城市污水等非清潔水源時，勢必會造成兩換熱器體積大小的不同，這就產生了管路內多余制冷劑的存儲問題。

因此，需要對一種污水作為直接冷熱源的熱泵機組進行新的研究設計。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種污水作為直接冷熱源的熱泵機組，該熱泵機組直接使用城市污水等非清潔水源作為熱泵冷熱源，通過制冷劑管路的切換，來達到制冷和制熱的目的。

一種污水作為直接冷熱源的熱泵機組的具體方案如下：

一種污水作為直接冷熱源的熱泵機組，包括：

清水/制冷劑換熱器和污水/制冷劑換熱器，污水/制冷劑換熱器為水源側污水/制冷劑換熱器，通過進、出水管道連接至城市污水、地下水或者江河湖海水水源；污水/制冷劑換熱器為滿液殼管式換熱器，污水在管內流動，制冷劑在管外蒸發或冷凝；

回熱交換器，所述回熱交換器通過單向閥與清水/制冷劑換熱器、污水/制冷劑換熱器分別進行連接；

壓縮機，壓縮機通過一四通換向閥組與兩個換熱器、回熱交換器進行分別連接；

氣液分離器，氣液分離器設于四通換向閥組與回熱交換器之間，且氣液分離器與兩個換熱器分別進行連接。

本發明中熱泵機組，通過采用四通換向閥組等組成的管路切換裝置來實現制冷劑流向的切換，且污水/制冷劑換熱器中污水走管內，制冷劑走管外，換熱器兩側設置封頭，方便打開清洗換熱器，有利于提高換熱效率。

所述污水/制冷劑換熱器中的換熱管成等邊三角形排列，管程數為4流程，管排上下布置；最上層換熱管中心高度為3/4倍的殼體內徑，最下層換熱管中心高度為1/5的殼體內徑。

所述污水/制冷劑換熱器換熱管內采用光滑內壁，這樣結垢少，避免換熱管被堵塞，確保污水在管內流動順暢，管外采用三維低肋管，可同時強化蒸發和冷凝效果。

所述清水/制冷劑換熱器為室內側清水/制冷劑換熱器，通過進、出水管道連接至用戶側；清水/制冷劑換熱器為滿液殼管式換熱器，清水在管內流動，制冷劑在管外蒸發或冷凝。

所述清水/制冷劑換熱器換熱管成等邊三角形排列，管程數為2流程，管排上下布置；最上層換熱管中心高度為3/4倍的殼體內徑，最下層換熱管中心高度為1/5的殼體內徑，此外，兩個換熱器的兩側封頭可打開，方便清洗換熱器內管內污垢。