一种水源热泵系统技术方案

本发明专利技术提供一种水源热泵系统，包括真空泵(1)和用于容纳液态冷媒(2)的冷媒液压罐(3)，用于容纳水源(4)的水箱(5)和冷凝器(6)，真空泵与水箱通过管道相连接，水箱与冷凝器之间设有蒸汽压缩机(7)；冷媒液压罐用于向水箱内输入液态冷媒；蒸汽压缩机用于抽出水箱内的冷媒蒸汽，并加压后形成高温冷媒蒸汽；冷媒蒸汽由液态冷媒吸收水源的热能发生汽化后形成；冷凝器用于将高温冷媒蒸汽与热介质进行热交换发生液化形成液态冷媒，从冷凝器排出的液态冷媒回流至冷媒液压罐内，热介质被加热后输送至热能应用单位。本发明专利技术能耗低，可获得清洁、干净的冷媒蒸汽，使整个热泵循环系统工作可靠，SCOP系数高，可适应任何水源。可适应任何水源。可适应任何水源。

【技术实现步骤摘要】
一种水源热泵系统


[0001]本专利技术涉及供能
，特别是涉及一种水源热泵系统。

技术介绍

[0002]水源热泵是利用自然界水体中的低品位热能能源，通过热泵原理进行能源转换的技术。水源热泵系统以地表水为冷热源，向地表水放出热量或吸收热量，转换出的能源能满足生活中的供暖、制冷及生活热水等需求。且水源热泵耗能少，在冬季供暖中，水源热泵与电采暖相比较，电耗减少70％以上。
[0003]水源热泵的主要工作原理是借助热泵以水体为媒介进行能源转换。夏季高温，将建筑物中的热量转移到水源中，达到制冷的效果。冬季就从相对稳定、温暖的水源中提取能量，提升温度后送到建筑物中，以达到制暖的效果。水源热泵所运用到的原材料为自然界中的水体，利用水体进行能源的转换，整个能源转换过程既不会产生废渣，也不制造废弃和烟尘，对环境造不成任何污染，是一种绿色环保技术。
[0004]传统的水源热泵一般是采用换热器从各种水源(地热水，地表水，污水源，海水等)获得热量，再热泵升温后利用，但这种技术，需要消耗较大的抽水功率，同时存在水与冷媒的换热温差，使SCOP(热泵的综合能效系数)系数大为降低，一般均在5以下。并且，当热源水内杂质量高，或存在腐蚀性成份时，采热单元极易结垢或发生腐蚀，至使SCOP进一步降低。
[0005]中国专利文献上公开了“水源热泵系统”，其公告号为CN 216080471U，该技术通过与冷媒进行换热提升了使用范围，通过配置所述双级冷凝器提升了使用侧制取热水的温度差，进一步地提高了热泵系统的制热效率。但是，该技术并没有解决热源水内杂质量高，或存在腐蚀性成份时，采热单元极易结垢或发生腐蚀的问题。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种水源热泵系统，用于解决现有水源热泵系统存在能耗高、热泵的综合能效系数低、热源水内杂质量高，或存在腐蚀性成份时，采热单元极易结垢或发生腐蚀的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种水源热泵系统，包括真空泵和依次通过管道闭环连接的用于容纳液态冷媒的冷媒液压罐，用于容纳水源的水箱和冷凝器，所述真空泵与水箱通过管道相连接，所述水箱与冷凝器之间设有蒸汽压缩机；所述冷媒液压罐用于向水箱内输入液态冷媒；所述蒸汽压缩机用于抽出水箱内的冷媒蒸汽，并加压后形成高温冷媒蒸汽；所述冷媒蒸汽由位于水箱内的液态冷媒吸收水源的热能发生汽化后形成；所述冷凝器用于将高温冷媒蒸汽与热介质进行热交换发生液化形成液态冷媒，从冷凝器排出的液态冷媒回流至冷媒液压罐内，热介质被加热后输送至热能应用单位。
[0008]本专利技术的水源热泵系统基于液态冷媒与水源直接接触的方式从水源中高效采集热量，采集热量的过程中，几乎不消耗电能，而且可获得清洁、干净的冷媒蒸汽，使整个热泵
循环系统工作可靠，SCOP系数极高。同时，本申请的技术方案无需采热单元，不存在采热单元结垢或发生腐蚀的问题，因此对于水源是否存在杂质、是否具有腐蚀性无特殊要求，可适应任何水源，应用范围广。
[0009]优选的，所述热介质采用水、海水、水蒸气和熔岩等可以发生热传导的介质。
[0010]优选地，所述水箱上端设有抽气口和冷媒蒸汽排出口，所述抽气口与真空泵相连接，所述冷媒蒸汽排出口与蒸汽压缩机的一端相连接；所述水箱的下端设有冷媒注入口，所述冷媒注入口与冷媒液压罐相连接。先通过真空泵将水箱抽真空，再注入液态冷媒，避免空气残留影响热交换；冷媒注入口设计在下端有利于液态冷媒与水源之间充分进行热交换。
[0011]优选地，所述冷凝器的一端设有冷媒蒸汽入口和热介质出口，另一端设有液态冷媒出口和热介质入口，所述蒸汽压缩机的另一端与冷媒蒸汽入口通过管道相连接，所述液态冷媒出口与冷媒液压罐通过管道相连接。
[0012]优选地，所述冷媒液压罐的上端设有冷媒进料口，下端设有冷媒出料口，所述冷媒进料口通过管道与液态冷媒出口相连接，所述冷媒出料口与冷媒注入口通过管道相连接。
[0013]优选地，所述液态冷媒出口与冷媒进料口之间的管道设有第一节流阀，所述冷媒出料口与冷媒注入口之间的管道设有第二节流阀。节流阀有利于精准调节液态冷媒的流量，可控性强。
[0014]优选地，所述水箱的下端还设有水源入口和水源出口，所述水源入口和冷媒注入口通过三通管道连接后与水箱的下端相连通，水源与液态冷媒可以在进料阶段充分混合，有利于热交换，进一步提高热泵的综合能效系数。
[0015]优选地，所述水箱底部设有挡板，所述挡板将水箱底部的空间分隔为两个容纳空间，所述水源入口和水源出口分别位于两个容纳空间的底部。挡板设计一方面可以防止热的水源直接从水源出口流出，另一方面防止液态冷媒进入水箱后直接随热的水源流出，使得液态冷媒与热的水源可以先在水源入口处的容纳空间发生热交换，汽化形成冷媒蒸汽离开水源上升至水箱上方的空间，有利于冷媒与水源的分离；不含有冷媒的水源再进入水源出口处的容纳空间从水源出口流出。
[0016]优选地，所述水源体积不超过水箱总体积的80％，有利于液态冷媒与水源之间充分进行热交换，并形成冷媒蒸汽。
[0017]优选地，所述液态冷媒与水源不相容且不反应，所述液态冷媒的密度小于水源的密度。确保液态冷媒漂浮于水源表面，避免液态冷媒随水源排出而发生损失。
[0018]如上所述，本专利技术的水源热泵系统，具有以下有益效果：基于液态冷媒与水源直接接触的方式从水源中高效采集热量，采集热量的过程中，几乎不消耗电能，而且可获得清洁、干净的冷媒蒸汽，使整个热泵循环系统工作可靠，SCOP系数极高。同时，本申请的技术方案无需采热单元，不存在采热单元结垢或发生腐蚀的问题，因此对于水源是否存在杂质、是否具有腐蚀性无特殊要求，可适应任何水源，应用范围广。
附图说明
[0019]图1显示为水源热泵系统的结构示意图。
[0020]图2显示为水源热泵系统的工作原理示意图。
[0021]附图标号说明
1
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真空泵2
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液态冷媒3
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冷媒液压罐4
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水源5
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水箱6
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冷凝器7
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蒸汽压缩机8
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抽气口9
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冷媒蒸汽排出口10
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冷媒注入口11
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冷媒蒸汽入口12
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热介质出口13
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液态冷媒出口14
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热介质入口15
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水源热泵系统，其特征在于，包括真空泵(1)和依次通过管道闭环连接的用于容纳液态冷媒(2)的冷媒液压罐(3)，用于容纳水源(4)的水箱(5)和冷凝器(6)，所述真空泵与水箱通过管道相连接，所述水箱与冷凝器之间设有蒸汽压缩机(7)；所述冷媒液压罐用于向水箱内输入液态冷媒；所述蒸汽压缩机用于抽出水箱内的冷媒蒸汽，并加压后形成高温冷媒蒸汽；所述冷媒蒸汽由位于水箱内的液态冷媒吸收水源的热能发生汽化后形成；所述冷凝器用于将高温冷媒蒸汽与热介质进行热交换发生液化形成液态冷媒，从冷凝器排出的液态冷媒回流至冷媒液压罐内，热介质被加热后输送至热能应用单位。2.根据权利要求1所述的水源热泵系统，其特征在于：所述水箱上端设有抽气口(8)和冷媒蒸汽排出口(9)，所述抽气口与真空泵相连接，所述冷媒蒸汽排出口与蒸汽压缩机的一端相连接；所述水箱的下端设有冷媒注入口(10)，所述冷媒注入口与冷媒液压罐相连接。3.根据权利要求2所述的水源热泵系统，其特征在于：所述冷凝器的一端设有冷媒蒸汽入口(11)和热介质出口(12)，另一端设有液态冷媒出口(13)和热介质入口(14)，所述蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王骏，顾建锋，王景，李伟，
申请(专利权)人：维斯益杭州节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：