[发明专利]低温水源热泵机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温水源热泵机组或者低温冷水机组。

背景技术

现有的常规水源热泵机组或者水冷单冷机组蒸发侧水温一旦低于8℃就无法进入主机，蒸发侧出水3℃时，主机就会防冻保护。蒸发器出水有结冰的趋势，需要增加中间板式换热器，形成闭式循环系统，并且这种情况下机组都需添加防冻液，常见的防冻液，如乙二醇水溶液，盐水溶液等(NaCl、CaCl₂溶液)。像乙二醇水溶液这种防冻液有较低的挥发性，一旦泄露，再添加会影响溶液纯度，偏离原先设计要求。像盐水溶液对金属有强烈的腐蚀作用，因而会腐蚀管道和设备。以上可以看出：1、在系统中添加防冻液成本比较高，2、有些防冻液对换热容器的材料提出更高要求，使得制造成本进一步提高，3、一旦发生泄露，维护成本也高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温水源热泵机组(或者说低温冷水机组)，以拓宽常规水源热泵机组冬季制热时源水侧水温和夏季蓄冷冷冻水温，蒸发侧出水最低温度2℃，对于低温地表水、土壤耦合水源系统和移峰填谷蓄冷系统等，无需增加中间板式换热器，且冷水也不需要添加任何防冻液。

本发明的技术方案为：一种低温水源热泵机组，包括冷媒循环系统和水循环系统，冷媒循环系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、制冷附件及电控部件构成，其中蒸发器的换热管的换热管孔心距调整为20mm，蒸发器的换热器折流板数保证源水流速维持在2m/s左右，使源水处于湍流状态，并且相对常规水源热泵机组，在平均温差不变的前提下，按换热系数下降比例增加换热面积；蒸发器的冷水的进出水接管保证在蒸发器的筒体的上下切向位置，以防止水系统做短循环，导致局部结冻，冷媒循环系统的电控部件的蒸发温度保护在-7℃，电控部件配置有压力传感器、水流量压差保护装置；所述水循环系统连接至蒸发器，该水循环系统中机组中配置蓄水箱、连接蓄水箱至蒸发器的冷水侧的水泵，以避免因为冷水断流或者短流而引起水结冰，同时适当增大冷水流量，所述水循环系统的冷水不需要添加任何防冻液。

由于采用前述技术方案，本项发明能使水源热泵机组或者水冷单冷机组在不添加防冻液的情况下，在较低温度的出水，最低可达2℃时，仍然能正常运行，无结冰危险。由于直接采用水做载冷剂，所以容器的用材、制造成本均较低，同时机组运行成本及维护成本也较低。这种低成本低维护的水源热泵机组或水冷机组必定有很大的市场空间。

附图说明

图1是本发明的低温水源热泵机组的系统流程图。

具体实施方式

如图1所示，低温水源热泵机组由冷媒循环系统20和水循环系统10组成。

冷媒循环系统20的主要部件包括压缩机200、冷凝器201、蒸发器220、热力膨胀阀230、制冷附件及电控部件，主要零部件功能同常规的水源热泵机组一样，为了便于区别定义其蒸发侧水温一旦低于8℃水源就无法进入主机，蒸发侧出水3℃时，主机就会防冻保护的水源热泵机组或者水冷单冷机组为常规水源热泵机组或者水冷单冷机组。水源热泵机组和水冷单冷机组具有实质上相同的含义。图1所示的低温水源热泵机组主要区别在于蒸发器的防冻设的有以下几点：

1、为防止低温出水结冻，增大了水的流动空间，把蒸发器220的换热管的布管间距加大，常规水源热泵机组换热管孔心距17mm，图1所示的实施例调整为20mm；

2、为防止低温出水结冻，调整蒸发器220的换热器折流板数，保证源水流速恒定，维持在2m/s左右，使源水处于湍流状态；

3、由于换热器布管间距的加大，源水温度低，导致换热效率的降低，所以在平均温差不变的前提下，按换热系数下降比例增加换热面积；

4、冷水的进出水接管保证在筒体的上下切向位置，以防止水系统做短循环，导致局部结冻。

除此之外，冷媒循环系统20中电控部分(没有显示在图中)也与常规水源热泵有几点区别：

1、蒸发温度保护在-7℃，可根据要求重新设定。

2、机组采用压力传感器，提高感测精度。

3、机组采用水流量压差保护，提高断流、短流保护。

水循环系统10主要部件包括蓄水箱100、冷水侧水泵110。该水循环系统中机组配备蓄水箱100、水泵110，保证冷水能时刻流动，避免因为冷水断流或者短流而引起水结冰，同时适当增大冷水流量。蓄水箱100、水泵110大小需根据不同循环水量选取，保证短时间内不结冰。