專利名稱：一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水/地源熱泵領(lǐng)域，特別涉及一種用于水地源熱泵系統(tǒng)的防冰 堵裝置。
背景技術(shù)：
水/地源熱泵是利用地球水所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷、熱源，進(jìn)行轉(zhuǎn)換 的空調(diào)技術(shù)，其具有高效、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)。水/地源熱泵主機(jī)冬季制熱時(shí)， 依靠泵送熱源水(地表水或地下水)進(jìn)入水/地源熱泵系統(tǒng)主機(jī)的蒸發(fā)器中， 作為吸熱源，通過(guò)制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)吸收地表水中的熱量。這時(shí)熱源水(地表水或地下水)溫度會(huì)下降5'C左右后排回地表或地下，制冷劑經(jīng)過(guò) 壓縮機(jī)壓縮后，成為高溫高壓的過(guò)熱氣體，進(jìn)入冷凝器，加熱循環(huán)水獲得45 。C到65。C的熱水，為建筑物供暖或提供生活熱水。從上述原理看出，如果在 冬季供暖時(shí)， 一但出現(xiàn)熱源水的取水水泵故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)或者停電造成整個(gè)系 統(tǒng)停止運(yùn)行等情況，熱源水(地表水或地下水)在蒸發(fā)器停止流動(dòng)，這時(shí)蒸 發(fā)器中的制冷劑還在不斷的吸收在蒸發(fā)器中的熱源水熱量，以至于停留在蒸 發(fā)器的熱源水溫度不斷降低而有可能會(huì)使水結(jié)冰， 一但蒸發(fā)器銅管內(nèi)的水結(jié) 冰就會(huì)脹破其中的銅管，水氣通過(guò)脹破的銅管壁進(jìn)入壓縮機(jī)后造成里面的電 線短路燒壞電機(jī)，這就是蒸發(fā)器的冰堵事故，也是水源熱泵主機(jī)最嚴(yán)重的故 障。因此，現(xiàn)有水/地源熱泵主機(jī)一般都在蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置一溫度控制器，通過(guò) 預(yù)先設(shè)定該溫度傳感器的冰點(diǎn)溫度來(lái)預(yù)防冰堵的問(wèn)題，M前主機(jī)生產(chǎn)廠家預(yù) 設(shè)溫度比較高， 一般設(shè)置在5i:，主機(jī)正常運(yùn)行時(shí)熱源水低于這個(gè)設(shè)定值時(shí)， 主機(jī)就會(huì)保護(hù)停機(jī)。意外情況發(fā)生時(shí)，在這么高的冰點(diǎn)溫度保護(hù)下不會(huì)冰堵， 然而由于這個(gè)冰點(diǎn)保護(hù)溫度的制約，冬季水/地源熱泵系統(tǒng)主機(jī)無(wú)法更有效的 利用地表水的能量，以至于目前地表水的水/地源熱泵系統(tǒng)在冬季效率很低， 在最冷的時(shí)候，甚至無(wú)法使用，要依靠鍋爐等加熱設(shè)備進(jìn)行供暖和供生活熱 水，這就是地表水的水/地源熱泵系統(tǒng)無(wú)法在我國(guó)廣泛應(yīng)用的最主要原因之發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠大大提高水/地源熱泵系統(tǒng) 主機(jī)效率、且使其能廣泛應(yīng)用的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝 置，包括有溫度傳感器，以及直流電源、交流電源、控制器、直流泵執(zhí)行器、 直流水泵、交流泵執(zhí)行器和交流水泵；交流電源與交流執(zhí)行器電連接，直流電源分別與直流執(zhí)行器和控制器電連接；溫度傳感器與控制器的輸入端電性 相連，控制器的控制端電性連接交流泵執(zhí)行器和直流泵執(zhí)行器，交流泵執(zhí)行器的輸出接交流水泵、直流泵執(zhí)行器的輸出接直流水泵；所述直流水泵和交 流水泵的入水管經(jīng)一常閉電磁閥和一止回閥與一熱水水源連通，止回閥設(shè)置 在靠近熱水水源一側(cè)，直流水泵和交流水泵的出水管與蒸發(fā)器入口端連通， 常閉電磁閥與控制器電連接。由于水泵特別是直流水泵的揚(yáng)程一般較小，為了減少水阻力，因此本發(fā) 明還在蒸發(fā)器出口端設(shè)置一個(gè)泄水電磁閥，泄水電磁閥的受控端均與控制器 電性連接，常閉電磁閥與泄水電磁閥聯(lián)動(dòng)。為了在停電時(shí)能夠確保裝置的正常工作，所述直流電源最好為一蓄電池， 該蓄電池的輸入端通過(guò)一充電器與交流電源電連接，蓄電池的輸出端接直流 執(zhí)行器和控制器。所述熱水水源的作用提供熱水或溫水至蒸發(fā)器，以使得我們能夠?qū)⑺?熱泵主機(jī)的冰點(diǎn)溫度設(shè)定得盡可能降，進(jìn)而提高主機(jī)的效率，但考慮到水溫 過(guò)高，會(huì)形成蒸汽而影響蒸發(fā)器的工作，因此，本發(fā)明最好選取出水水溫在 40 °C 65 °C之間的熱水水源。上述方案中，所述熱水水源可以視為取自于冷凝器的供水管、冷凝器的 回水管、或取自一與冷凝器的供水管和回水管相通的儲(chǔ)水箱。本發(fā)明還增加報(bào)警器， 一但防冰堵裝置啟動(dòng)或者斷電，就開(kāi)始報(bào)警，以 便運(yùn)管人員及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處理?？紤]到直流水泵的水量較小，本發(fā)明所述直流水泵為一個(gè)或一個(gè)以上， 它們之間采取并聯(lián)的方式相連。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)計(jì)新穎，配置簡(jiǎn)單，可靠穩(wěn)定；在確保安全前提下，可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)的冰點(diǎn)保護(hù)溫度降低至rc，最大限度利用了水體中儲(chǔ)存的能量，提高效率，進(jìn)一步節(jié)約能源，還降低了初投資成本，使地表水 的水源熱泵技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，并適合用于所有水/地源熱泵系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置的原理示意圖； 圖2為本發(fā)明與水/地源熱泵系統(tǒng)一種連接方式示意圖； 圖3為本發(fā)明與水/地源熱泵系統(tǒng)另一種連接方式示意圖；具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1為本發(fā)明一種一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置的原理 示意圖，包括有直流電源、交流電源、控制器、溫度傳感器、直流泵執(zhí)行器、 直流水泵、交流泵執(zhí)行器和交流水泵。交流電源與交流執(zhí)行器電連接，直流 電源分別與直流執(zhí)行器和控制器電連接。溫度傳感器與控制器的輸入端電性 相連，控制器的控制端電性連接交流泵執(zhí)行器和直流泵執(zhí)行器，交流泵執(zhí)行器的輸出接交流水泵、直流泵執(zhí)行器的輸出接直流水泵。所述直流水泵和交 流水泵的入水管經(jīng)一常閉電磁閥和一止回閥與一熱水水源連通，止回閥設(shè)置 在靠近熱水水源一側(cè)，直流水泵和交流水泵的出水管與蒸發(fā)器入口端連通， 常閉電磁閥與控制器電連接。在蒸發(fā)器出口端處還設(shè)有一泄水電磁閥，泄水 電磁闊與控制器電連接，且與常閉電磁閥聯(lián)動(dòng)，即當(dāng)防冰堵裝置工作時(shí)，常 閉電磁閥和泄水電磁閥同時(shí)打開(kāi)，使熱水水源通過(guò)水泵迅速進(jìn)入蒸發(fā)器，并 就近由泄水電磁閥排出?？紤]到直流水泵的流量較小，本發(fā)明的直流水泵最 好為一個(gè)或一個(gè)以上，各直流水泵相互并聯(lián)。上述熱水水源最好為4(TC 65。C的熱水水源，即熱水水源內(nèi)的水溫一般 保持在4(TC 65i:之間。本發(fā)明所述熱水水源可以取自所述熱水水源為取自 于冷凝器的供水管、冷凝器回水管、或者取自一與冷凝器的供水管和回水管 相通的儲(chǔ)水箱，如熱水水源可以如圖2所示取自生活熱水水箱、或如圖3所 示取自供暖的循環(huán)管道。為了確保裝置的正常工作，防止水/地源熱泵系統(tǒng)故障的發(fā)生，上述直流 電源最好為蓄電池，該蓄電池的輸入端通過(guò)一充電器與交流電源電連接，蓄 電池的輸出端接直流執(zhí)行器和控制器。水/地源熱泵系統(tǒng)在冬季為建筑物供暖或供生活熱水時(shí)，在其供暖的循環(huán) 管道內(nèi)或生活熱水箱儲(chǔ)存了大量的4(TC以上的熱水，我們發(fā)明就是利用了其 供暖的循環(huán)管道內(nèi)和生活水箱中的熱水來(lái)防止冰堵的發(fā)生，具體工作過(guò)程如 下假如我們?cè)O(shè)定蒸發(fā)器的冰點(diǎn)保護(hù)溫度為rc， 一但輸送熱源水(地表水或地下水)的取水水泵故障停機(jī)或者因?yàn)橥ｋ娫蛲C(jī)，此時(shí)設(shè)置在蒸發(fā)器內(nèi)的溫度傳感器探測(cè)到蒸發(fā)器的水溫低rc，溫度傳感器將信號(hào)送至控制器，啟動(dòng)防冰堵裝置?？刂破鞲鶕?jù)停機(jī)原因啟動(dòng)不同的水泵，在非斷電故障狀態(tài) 下，(如取水水泵停機(jī))時(shí)，控制器發(fā)出信號(hào)開(kāi)啟常閉電磁閥和泄水電磁闊， 同時(shí)控制交流水泵執(zhí)行器啟動(dòng)交流水泵，熱水水源中的熱水在交流水泵的作 用下送入水/地源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器中，熱水能便能夠迅速帶走制冷劑在蒸發(fā) 器中排出的冷量，防止蒸發(fā)器冰堵。而當(dāng)水/地源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)因停電而出現(xiàn) 停機(jī)時(shí)，啟動(dòng)蓄電池進(jìn)行供電，控制器發(fā)出信號(hào)控制直流執(zhí)行器啟動(dòng)直流水 泵，此時(shí)熱水水源中的熱水在直流水泵的作用下送入水/地源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā) 器中。下面我們以一個(gè)水源熱泵主機(jī)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行測(cè)試，其技術(shù)參數(shù)如下制熱量620. 3KW 制熱輸入功率:117. 7KW 熱水流量29. 7 L/S 熱水壓降70KPa 水源水流量15 L/S 水源水壓降35.9KPa通過(guò)測(cè)試當(dāng)機(jī)組運(yùn)行0/5， 40/45度制熱工況時(shí)，蒸發(fā)器側(cè)冷媒溫度為-rC，機(jī)組 所需吸熱量為376KW;當(dāng)機(jī)組運(yùn)行2/7， 40/45度制熱工況時(shí)，蒸發(fā)器側(cè)冷媒溫度為rC，機(jī)組 所需吸熱量為407KW;當(dāng)機(jī)組運(yùn)行3/8， 40/45度制熱工況時(shí)，蒸發(fā)器側(cè)冷媒溫度為2。C，機(jī)組 所需吸熱量為422KW;水源水由5"c至8"c波動(dòng)時(shí)，冷媒溫度從-rc提升至2"c，機(jī)組需補(bǔ)充吸熱量為46KW，約占本機(jī)組制冷量的8.2%，考慮到地表水溫度的波動(dòng)范圍可能 會(huì)超出此范圍，所以該機(jī)組的補(bǔ)充熱量為該機(jī)組額定冷量的15%。因此，我們確定防冰堵裝置的供熱量為主機(jī)額定冷量的15%，這就確保我們?cè)谠O(shè)定最低的冰點(diǎn)保護(hù)為rc時(shí)，出現(xiàn)水泵停機(jī)或停電等意外故障時(shí)，蒸發(fā)器不會(huì)冰堵。此外，本發(fā)明還可增加報(bào)警器，該報(bào)警器與控制器相連， 一但防冰堵裝 置啟動(dòng)，就開(kāi)始報(bào)警，以便運(yùn)管人員及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處理。
權(quán)利要求
1、一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，包括溫度傳感器，其特征在于還包括有直流電源、交流電源、控制器、直流泵執(zhí)行器、直流水泵、交流泵執(zhí)行器和交流水泵；交流電源與交流執(zhí)行器電連接，直流電源分別與直流執(zhí)行器和控制器電連接；溫度傳感器與控制器的輸入端電性相連，控制器的控制端電性連接交流泵執(zhí)行器和直流泵執(zhí)行器，交流泵執(zhí)行器的輸出接交流水泵、直流泵執(zhí)行器的輸出接直流水泵；所述直流水泵和交流水泵的入水管經(jīng)一常閉電磁閥和一止回閥與一熱水水源連通，止回閥設(shè)置在靠近熱水水源一側(cè)，直流水泵和交流水泵的出水管與蒸發(fā)器入口端連通，常閉電磁閥與控制器電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置， 其特征在于所述蒸發(fā)器出口端處還設(shè)有一泄水電磁閥，泄水電磁閥與控 制器電連接，且與常閉電磁閥聯(lián)動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝 置，其特征在于所述直流電源為一蓄電池，該蓄電池的輸入端通過(guò)一充 電器與交流電源電連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，其特征在于所述熱水水源為4(TC 65X:的熱水水源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置， 其特征在于所述熱水水源為取自于冷凝器的供水管、冷凝器回水管或者 取自一與冷凝器的供水管和回水管相通的儲(chǔ)水箱。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，其特征在于所述控制器還與一個(gè)報(bào)警器相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置， 其特征在于所述直流水泵為一個(gè)或一個(gè)以上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于水/地源熱泵系統(tǒng)的防冰堵裝置，交流電源與交流執(zhí)行器電連接，直流電源分別與直流執(zhí)行器和控制器電連接；溫度傳感器與控制器的輸入端電性相連，控制器的控制端電性連接交流泵執(zhí)行器和直流泵執(zhí)行器，交流泵執(zhí)行器的輸出接交流水泵、直流泵執(zhí)行器的輸出接直流水泵；所述直流水泵和交流水泵的入水管與一熱水水源連通，直流水泵和交流水泵的出水管經(jīng)一常閉電磁閥和止回閥與蒸發(fā)器入口端連通，止回閥設(shè)置在蒸發(fā)器一側(cè)，常閉電磁閥與控制器電連接。本發(fā)明能夠大大提高水/地源熱泵系統(tǒng)主機(jī)效率，最大限度利用了地表水的能量。
文檔編號(hào)F25B47/00GK101581523SQ200910114130
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者姚燕山 申請(qǐng)人:桂林市晨光新能源科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司